Способ выявления геологических нарушений при прогнозе выбросоопасности угольных пластов

(54) НОСТ (57) СПОСОБ ВЬЮ11 ЕНИИ ПРИ ПРИ УГОЛЬНЫХИзобретение и позволяет ВЛЕНИЯ ГЕОЛО ГНОЗЕ ВЫБР ПЛАСТОВ относится повысить дгорному,стоверел характеризуется резизотопа Не - его опространение 99,999тона Не приходитсяОтношение Не/Не дпблия равно 1,Зф 10. димо учитывать, чточество Не образуетрезультате бета-рас им преобла носительно анием ф рас- изоО %, о ге- бхоо при склон%, На дол всего 1,3 я природн этом не некотороеся в атмосада трития олире в следующих.з ако но мерй (атмосюерныйдами земной коры ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 13141184276708/23-0306.07.8707.03.89. Бюл. УСтахановский Филирно-металлургичесГ,10.Валуконис и О622,832(088.8)Авторское свиде418, кл, Е 21 Изобретение относится к горномуделу, может быть использованразработке угольных пластов,ных к газодинамическим явлениям иимеющих геологические нарушения, иявляется усовершенствованием способа по основному авт. св. В 1314118.11 ель изобретения - повышение достоверности выявления действующихглубинных геологических разломов.Согласно способу дополнительноопределяют изотопный состав гелия ио глубине геологического нарушениясудят по величине изотопного отношения Не/НеСпособ базируется наобъективно осуще ствующихно стях,Природный гели игенерируемый поро ) ность выявления действующих глубинныхгеологических разломов, При прогнозевыбросоопасности угольных пластов определяют изотопный состав аргона,неона и гелия, При этом при отнопе 4нии изотопных составов Не /Не ь 10устанавливают наличие глубинных геологических нарушений. Способ позволяетвыявить наиболее опасные с точки зрения газодинамических явлений зоныглубинных геологических нарушений,представляющие собой мощные разрывыземной коры, которые неоднократно активизировались и способствовали созданию сложного напряженного состояния горных пород, 4 табл,В составе подкорового (мантийного) гелия также преобладает изотоп НеГ Однако доля изотопа Не в нем существенно выше - в сотни и тысячи раз, что доказывается изучением состава гелия в вулканических областях, рифтовых зонах Земли и ксенолитах, вынесенных с больших глубин. Отношение Не /Не для глубинных газов повыша" ется до О -1 О3933тельно, нельзя объективно судить оего выбросоопасности.Изобретение позволяет устранитьэтот недостаток известного способа,В сочетании с признаками основногоизобретения он обеспечивает получение данных о приуроченности точкиотбора газа к зоне геологического нарушения и позволяет установить глубину, активность данного нарушения.Было изучено две зоны геологических нарушений пласта с различной газодинамической активностью.Зависимость состава свободных газов пласта от газодинамической активности геологического нарушения приведена в табл. 2. 3 146Наиболее опасными с точки зрения газодинамических явлений следует считать зоны глубинных геологических ,нарушений, так как именно эти эоны представляют самые мощные (как в плане, так и по вертикали) разрывы земной коры, которые неоднократно активизировались и способствовали созданию сложного напряженного состояния горных пород. Выявление таких зон и обеспечивает дополнительное определение в составе подземных газов изотопов гелия Не и Не , а также их отношений.При реализации основного изобретения были получены данные о содержании избыточного аргонаи избыточного гелия в зависимости от расстояния до геологического нарушения, приведенные в табл. 1.Т аблица 1 Таблица 2 Не /НеРасстояние до нарушения, м Аргон, Гелий избыиэбыточ точный,%ный, % Зона Х (выбросы76,7 не наблюдались)1,5 10"1,7 102,0 101,3 101,7 1 О2,0 10 26;О 40,2 В зоне на 38,1 27,2 82,5 рушенияТо же28,3 79,0 29,4 79,5 Зона 1 Т (несть выбро со в) 2 "1 О26,7 76,0 3 10 29,0 82,0 2,5 10 1,7 10 2,21035,64035,0 84,2 90,0 81,0 81,0 27,7 ИЬ данных табл, 1 видно, что геологические нарушения в угольном пласте характеризуются значениями избы" точного гелия (по отношению к неону) впределах 75-87%, а также значениями избыточного аргона(по отношению к;аргону) в пределах 25-41%.Однако только по этим данным нельзя определить категорию геологического нарушения, его глубину, следова, 1,0-10,01,0-101,0-101,0-101, 0-101,0-101,0-1010,0-50,010,0-50,010,0-50,010,0"50,010 эО 10,0-50,0 26,0 .32,025,538,041,029,535,320,520,523,520,519,113,212 ь 93,20,9-0,032,83,03,0 87,0 84,0 82,0 82,0 77,0 75,5 79,0 63,0 56,0 60,0 43,0 60,0 45,5 57,5 75 25,0 13,3 0,011,0 13,3 Аргон, Гелий иэбыточизбыточ- ный, %ный, % 45Из табл, 2 видно, что избыточныегелий и аргон.правильно диагностируют точки отбора газов как приуроченные к зонам геологических на О рушений, однако по ним практическинельзя отличить зоны газодинамическиопасные от газодинамически неопасных, зту задачу решает параметрНе/Не 4, поскольку в зоне выбросавеличина этого отношения на порядоквыше,Глубинный характер гелия подтверждает и тот Факт, что аномальный гелий был установлен в составе газовых5 1463933и жидких включений в кварцах табл,3приведены изотопные отношения гелиягазовых и жидких включений в кварцах,6Таблица 4 Метеорит Не,О см /г Не /Не 5Маунт ЭилиффКарбоТолука (Дерхем)Бесени Амалиа(Кранц)Бесени (Харвард) 36,8 22,0 0,315 0,286 Таблица 3 Не /Не Место отбора Тип,1 раствора (по М. Г. Валяшко) 18,9 0,297 0,278 0,178 3,4 с, Новопав"ловка Гидро карбо 0,36 натнонатриевый 37 О 4,2" 10г 43" 10 5,0 "10 4,0" 10 3,7 ф 10 То же То же Острый бугор То же Острый бугорТо же Фо рмула из обр ет ения Составитель В.ТычинаРедактор Е.Папп Техред Л.Сердюкова Корректор М.Васильева Заказ 806/40 Тираж 4.10 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 5 фРаспределение отношения Не /Не в Земпе обусловлено следующим: Не как в настоящее время, так и в геологическом прошлом в недрах Земпи и других планет образуется и образовывался за счет радиоактивного распада урана и тория, а также при бомбардировке поверхности небесным тел космическими лучами. Поэтому Земля, включая ее недра, обогащается изото.пом Не , а величина отношения Не/Не с течением времени понижается.При гопадании космических лучей иа любое небесное тело возникают также Не и тритий, который с периодом полураспада 12,5 лет также переходит в Не. Поэтому метеоритный гелий, как правило, резко обогащен изотопом Не. Отношение Не /Не вФ некоторых железных метеоритах приведено в табл. 4. 15 В целом может быть принято, чтовеличина Не /Не дпя метеоритов всреднем равна 0,3. Таким образом,глубинный гелий из недр Земли занимает промежуточное положение меж 20 ду гелием метеоритным и воздушным.Можно с большой степенью уверенности утверждать, что Не в недрах Земли образовался еще в догеологическоевремя на стадии формирования ее как25 планеты при аккреции метеоритноговещества, облучаемого космическимилучами большой интенсивности.Сучетом изложенного при Не /Ре-510 устанавливают налийие глубинно 30 го нарушения,Способ выявления геологическихнарушений при прогнозе выбросоопасности угольных пластов по авт. св,М 134118, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что,с целью повышения достоверности выявления действующих глубин ных геологических разломов, дополнительно определяют изотопный составгелия и при отношении изотопных составов Не /Не В 10 устанавливают наз 4личие глубинах геологических нару шений.