Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Геотермические условия Донецкого угленосного бассейна

05.04.2020

Дальнейший рост добычи коксующихся углей в Донбассе должен идти в основном за счет разработки их на больших глубинах (1000—1500 м). Освоение глубоких горизонтов сопряжено с решением целого ряда проблем, среди которых проблема регулирования теплового режима в горных выработках является одной из важнейших.

Практика разработки угольных пластов в глубоких шахтах бассейна показывает, что температура рудничного воздуха в рабочих забоях на глубине 700—900 м нередко превышает +25° — верхний предел, допускаемый нормами действующих правил безопасности, — что вызывает необходимость применения усиленной вентиляции и искусственного охлаждения воздуха.

Одним из основных источников нагревания рудничного воздуха в глубоких шахтах является все возрастающая с глубиной температура горных пород. Многочисленными геотермическими измерениями в буровых скважинах и шахтах бассейна установлено, что интенсивность возрастания температуры горных пород в толще каменноугольных отложений, оставаясь, в общем, равномерной, не является, однако, строго постоянной на всем интервале измерений в данном пункте наблюдений и несколько изменяется с глубиной.

Обычно наибольшие отклонения геотермограмм наблюдаются на глубинах до 150—300 м, где термическое состояние горных пород обусловливается сложным воздействием рельефа и температурных условий земной поверхности, а также гидродинамическими условиями. На более глубоких горизонтах повышение температуры горных пород по вертикали подчиняется зависимости, близкой к прямолинейной.

На общем фоне равномерного возрастания температуры горных пород с увеличением глубины выявлены также и местные тепловые аномалии разных знаков (±0,2—0,8°), проявляющиеся в интервалах наибольшего угленасыщения, а также в зонах наиболее активных водоносных горизонтов и газопроявлений. Эти локальные температурные аномалии, будучи незначительными по величине, не оказывают существенного влияния на общую закономерность возрастания температуры с глубиной, а лишь несколько осложняют ее линейный характер. Последний определяется для каждого отдельно взятого пункта наблюдений средней величиной геотермических показателей — геотермического градиента и геотермической ступени, вычисленных для всего интервала измерений.

На площади Донбасса температура горных пород на одноименных горизонтах изменяется в широких пределах: на горизонте ±0 м от 8,5 до 17,5°, а на горизонте 1000 м — от 25 до 52,5°. Амплитуда колебания температур увеличивается соответственно от 11 до 27,5° (рис. 145, 146).
Геотермические условия Донецкого угленосного бассейна

Данные о величинах геотермического градиента, приведенные в табл. 82, свидетельствуют о том, что геотермические условия в толще каменноугольных отложений бассейна довольно сложные, т. к. они заметно изменяются не только в пределах значительной площади бассейна, но и в пределах отдельных геолого-промышленных районов.

В юго-западной части бассейна наиболее высокий геотермический режим отмечен в западной части Центрального района в области

замыкания Главной антиклинали, в центральной части и на сводах поперечных антиклинальных структур Донецко-Макеевскоо района, а также на участках тепловых аномалий Петропавловского района. Заметное понижение геотермического градиента на площади этой части бассейна наблюдается в осевых частях Чистяковской, Макеевско-Ряснянской и Волчанской синклиналей, а также в полосе примыкания нижнекаменноугольных отложений к Украинскому кристаллическому щиту.

В средней части бассейна повышенные геотермические градиенты выявлены в полосе, простирающейся от Ровенецкого поднятия на востоке, вдоль северных крыльев Боково-Хрустальской и Должанской котловин до участков Чернухинской группы шахт в сводовой части Северной (Колпаковско-Замчаловской) антиклинали, а также на отдельных участках Лиси-Чанского и Алмазно-Марьевского районов. Участки с относительно низкотемпературным геотермическим режимом образуют здесь две полосы, одна из которых прослеживается вдоль кромки мезо-кайнозойского покрова от г. Краснодона на востоке до с. Успенки на западе, а вторая — вдоль южных крыльев Боково-Хрустальской и Должанской котловин.

В восточной части бассейна повышенные геотермические градиенты наблюдаются на участках, расположенных в сводовых частях антиклинальных складок (участки Главной и Северной антиклиналей), иногда со смещением максимумов температур к крыльям складок (участки южного крыла Несветаевской и Шахтинской котловин). Понижение геотермических градиентов отмечается на участках, расположенных в синклинальных прогибах.

В целом геотермический режим в пределах Донбасса характеризуется снижением температур с запада на восток, а также в направлении от центральной его части на север к склону Воронежского массива и на юг к выходам Украинского кристаллического щита.

Детальным изучением геотермических условий отдельных районов установлено, что геотермический режим изменяется даже в пределах небольших участков (шахтных полей). Так, например, в Донецко-Макеевском районе на участках Шверниковском, Рутченковском, Петровском, Чайкинском, Ясиновском и некоторые других разница температуры горных пород на горизонте —1000 м достигает 5°, а на участках Ханженковском, Ореховая Балка, Игнатьевском — почти 10°.

Для определения наиболее эффективных методов и средств борьбы с высокими рудничными температурами необходимо учитывать: конкретные геотермические условия данного шахтного поля. Геотермические условия того или иного шахтного поля наиболее полно и всесторонне освещаются специальными гипсотермическими картами угольных пластов, которые представляют собой систему геоизотерм, совмещенных с изогипсами данного угольного пласта. Эти карты позволяют наглядно представить и с достаточной для практических целей точностью определить конкретные геотермические условия, при которых будет вестись разработка пластов по падению и простиранию в пределах района или шахтного поля.

Изменение геотермических условий на глубоких горизонтах из площади Донбасса обусловливается комплексным воздействием многих природных факторов, среди которых особенности тектонического строения, разница теплофизических свойств литологических типов горных пород, слагающих мощную толщу карбона, и степень их метаморфизации, а также глубина залегания и степень нагрева кристаллического основания являются главнейшими.

Влияние и взаимодействие этих факторов определяет некоторые общие особенности, имеющие характер закономерностей. К числу наиболее четко выраженных закономерностей изменения геотермического режима на глубоких горизонтах относятся: повышение температур в направлении от синклиналей к сводовым частям антиклиналей, а также на участках наибольшей угленасыщенности.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: