Самовозгорание углей и формы выгорания угольных пластов Кузнецкого угольного бассейна

26.03.2020

Самовозгорание угольных пластов в горных выработках довольно широко распространено на пластах большой мощности. Единичные случаи подземных пожаров наблюдаются также на среднемощных и тонких пластах. По данным комбината «Кузбассуголь», за период с 1943 по 1957 г. зарегистрировано следующее количество подземных пожаров по отдельным пластам в различных районах: пласт Мощный — 89, IV Внутренний — 87, Горелый — 68, Волковский — 38, Прокопьевский — 11, Кемеровский — 8, III Внутренний, Безымянный, Двойной, Журинский (по каждому пласту от — до) — 5—6, Характерный, Владимировский, Десятый — 4—5, Осиновские K4, E1, E5—1—3, Араличевские II, V, Байдаевский 29а, 32—1—2, Байкаимский, Снятковский, Бреевский, Чертинский 2—1—2.

Максимальное количество случаев самовозгорания — 60% — отмечено на шахтах Прокопьевского месторождения, 17% на Киселевском месторождении, 13% в Кемеровском районе, по 4% в Араличевском и Байдаевском, по 1% в Ленинском и Осиновском и по 0,5% в Анжерском и Беловском районах. Распределение очагов самовозгорания по различным системам разработок следующее: камеры 147 (28%), щиты 130 (25%), лавы 109 (21%), слои горизонтальные 56 (11%), слои наклонные 42 (8%), зоны с обрушением 22 (4%), прочие системы 16 (3%).

Причины, вызывающие самовозгорание углей в шахтах, до настоящего времени в полной мере не выяснены. Подавляющее их большинство происходит в старых выработках при системах, сопровождающихся большими потерями угля. Остающийся в отработанном пространстве уголь после раздавливания оседающими породами быстро разогревается и самовозгорается. Самовозгорание происходит в одинаковой степени на разных горизонтах и какой-либо зависимости между количеством очагов и глубиной их возникновения не наблюдается. Можно только отметить, что близ поверхности загорание угольных пластов на выходах нередко вызывается экзогенными причинами и небрежностью. Так, известны случаи загорания пластов углей на выходах от весеннего пала, от горящих терриконников и других поджогов.

По степени склонности к самовозгоранию углей в шахтах и на поверхности наблюдается некоторая обратная зависимость. В породных терриконах и угольных отвалах наиболее интенсивно самовозгораются угли меньшей степени метаморфизма. На шахтах Ленинского, Байдаевского, Осиновского и Беловского районов, добывающих угли жирные, газовые и длиннопламенные, все без исключения породные отвалы с попадающими в них углями самовозгораются спустя несколько дней после скопления более или менее значительной массы пород. Хранение отвалов углей этих марок более 3—4 месяцев также приводит к сильному разогреванию угля и самовозгоранию. Наряду с этим в шахтах эти же угли самовозгораются значительно реже.

Наоборот, наиболее интенсивно самовозгорающиеся в шахтах угли марок CC, КЖ, К, T выдерживают длительное хранение на поверхности, самовозгораясь в этих условиях только в единичных случаях при очень большом скоплении угля в отвалах. Больше того, тощие угли Араличевского рудника, подвергавшиеся самовозгоранию в шахтах, выдерживали хранение на воздухе в течение нескольких лет при скоплениях в отвалах до 15—20 тыс. т.

Выгорание пластов угля с поверхности — явление довольно распространенное в Кузбассе. Обожженные породы образуют положительные формы современного рельефа и хорошо картируются. Особенно отчетливо выражены в рельефе «горельники», развитые в районах с крутым залеганием пластов.

Формы и глубина выгорания углей с поверхности самые разнообразные; они связаны с целым рядом геологических, гидрогеологических и геоморфологических факторов. Чаще всего выгорание пластов приурочено к южным и западным склонам водоразделов, характеризующимся малой мощностью рыхлой толщи и повышенной глубиной физического выветривания углей и пород. Это обстоятельство подтверждает предположения В.И. Яворского, что основной причиной возникновения древних пожаров ископаемых углей являлось окисление и выветривание углей, наиболее интенсивно проявившиеся в конце третичного времени. Наиболее глубокая зона выгорания отмечена на иоле шахты Тайбинской Киселевского месторождения, где пласт Мощный выгорел до горизонта +150 м (абс.), или более 200 м от поверхности (рис. 50). Одновременно с Мощным выгорели залегающие выше него пласты Прокопьевский и Спутник. В непосредственном контакте с «горельниками» пласт Прокопьевский превращен в кокс с выходом летучих веществ 6,6%, вышележащий пласт Лутугинский на расстоянии 20 м отощен (Vг = 10%).

Наряду с таким групповым выгоранием наблюдаются изолированные пожары. Особенно интересно проявление выгорания пластов в Кемеровском районе (рис. 51). Здесь на значительном простирании пласт Подволковский полностью выгорел, причем залегающий выше него на 1—3 м пласт Волковский выгоранием не затронут. Различная склонность к самовозгоранию этих пластов не совсем понятна, так как по петрографическому составу и общей мощности они достаточно сходны. Волковский пласт подвергался значительному температурному воздействию от горения пласта Подволковского, в результате чего в этом районе уголь значительно отощен (Vг = 7—10%, вместо обычного значения 22—23%).

He менее интересны форма и условия выгорания пласта III на поле шахты Усинской 1—2. Выгорание пласта здесь, по-видимому, относится к самому позднему времени, так как оно связывается с современными формами рельефа. Выгоранию оказалась подвержена часть пласта, приуроченная к дренируемому гребню и борту склона водораздела несколько ниже выхода пласта под наносы. Значительная полоса у выхода, интенсивно увлажняющаяся делювиальными водами, сохранилась от выгорания.

Приведенные примеры не исчерпывают всего разнообразия форм и условий проявления пожаров ископаемых углей. Вопросам самовозгорания углей в недрах уделяется недостаточное внимание. Активная борьба с подземными пожарами и предупреждение очагов самовозгорания угольных пластов нуждаются в более углубленном изучении с выяснением вызывающих эти явления геологических условий.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна