Файл: Волков В.Н. Генетические основы морфологии угольных пластов.pdf

формирования торфяника по отношению к современной поверхности (кривая на графике), можно определить абсолютную величину сокращения залежи по разности глубин. Имея же величину усадки и данные о современной мощности торфяника, получаем его перво­ начальную мощность. Отношение первоначальной и современной мощности дает степень сокращения (табл. 3).

Полученные величины усадки, равные в среднем 4,2, аналогично предыдущему примеру отражают усадку исходной торфяной массы от момента окончания формирования торфяника до состояния плот­ ного зрелого погребенного торфа.

А. Блюм указывает, что окончатель­ ная мощность пласта в геологическом будущем составит, видимо, 10—20% от мощности залежи перед ее по­ гребением. Это дает величину степе­ ни сокращения в ряду торф — ка­ менный уголь, равную 5—10.

1) чисто механическое уплотнение торфяной (угольной) массы вслед­ ствие потери воды и уменьшения пористости под действием соб­ ственной нагрузки (самоуплотнение) и веса вышележащих пород; 2) сокращение объема залежей вследствие потерь твердого (горю­ чего) вещества и изменения его внутренней структуры, которые происходят в процессе торфо- и углеобразования.

Степень сокращения объема залежи определяется из выражения:

* = . d )

28

Как видно, можно говорить о сокращении и объема, и веса ве­ щества. Нас больше интересует усадка объема. Однако поскольку содержание воды в торфе и углях дается обычно в процентах к весу

странения и сравнительно малой мощности, и, кроме того, при условии равномерной нагрузки на пласт можно считать, что пло­ щадь остается практически той же, т. е. уменьшение объема залежей происходит за счет сокращения одной мощности. Только образова­ ние трещин эидокливажа вызывает уменьшение объема по горизон­ тали, так как они обладают известным зиянпем, а их частота не остается одинаковой в углях разной степени метаморфизма. Однако величины этого сокращения очень небольшие.

Из замеров, выполненных Г. А. Ивановым [62] в Донецком и Подмосковном бассейнах, следует, что расстояния между верти­ кальными трещинами эндоклпважа составляют: у бурых углей (Б) — до 10 см, у длиннопламенных и газовых (Д—Г) — 2—3 см, коксо­ вых (К) —0,1—0,3 см. антрацитов (А) — 2 см и более. Если при­ нять эти расстояния в среднем равными соответственно 5—2,5—0,2—

Б —0,001 м, пли 0,1%; Д—Г —0,002 м, или 0,2%; К —0,025 м, или 2,5%; А —0,0025 м, или 0,25%. Из этого следует, что у наибо­ лее трещиноватых коксовых углей сокращение объема по горизон­ тали составляет 2,5%. При толщине же трещин 0,01 мм эта вели­ чина равна 0,5%. Подобные значения заведомо лежат вне пределов точности расчетов усадки и ими можно пренебречь. Соответственно уменьшение объема торфяных и угольных залежей можно принимать происходящими практически полностью за счет сокращения мощности.

29

Поскольку объем залежи (У) равен произведению мощности (М) на площадь (£), то" принимая в данном случае площадь постоян­ ной, формулы (1) и (2) будут отражать не только степень сокращения

Пользуясь этой формулой, получим те же величины, что указаны

втабл. 4.

Вмеханике и физике грунтов выведено несколько формул усадки, которая рассчитывается, исходя из показателей влажности, пори-

30

где тх и т.г — начальная и конечная мощность слоя, е х и е 2 — начальный и конечный коэффициент пористости грунта. Отсюда легко получить выражение степени сокращения мощности:

Не вдаваясь в детали определения коэффициента пористости (отношение объема пор к объему сухого вещества), укажем, что при условии заполнения всех пор грунтовой массы водой этот коэффи­ циент численно равен произведению весовой влажности грунта на его удельный вес: е = a-d; где е —коэффициент пористости, d— удельный вес, со — весовая влажность. Это позволяет записать формулу (4) в таком виде:

Весовая влажность (со), используемая в механике грунтов (отне­ сенная к весу сухого вещества), мало используется геологами-уголь­ щиками, которым больше знакома влажность (W), выражаемая в % к весу всего грунта (торфа, угля). Переводные формулы просты:

31