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

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 08.07.2024

Просмотров: 164

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

показывающих последовательное уменьшение общего веса

залежи

в процессе

углефикацип от состояния исходного торфа. Пользуясь

этими цифрами, можно определить степень сокращения веса

залежи,

и далее, с

помощью формулы (2'),—степень сокращения

объема

(мощности)

пластов (табл. 7, см. рис. 23, Б).

 

Таковы результаты расчетов, полученные при выбранных исход­ ных данных. Наибольшее влияние на величину усадки оказывает принимаемая в расчет исходная влажность Т з р . В нашем случае она была принята равной 50%.

Интересно сравнить данные о степени сокращения залежей при всех прочих одинаковых условиях (потери вещества, соотношения

Рис.

23. Изменение веса и-объема

(мощности) залежи в ряду Т з р - — В — К — А

 

А — изменение веса;

Б — изменение объема (мощности)

объемного веса

и др.), но при разной исходной влажности. На гра­

фике

(рис. 24)

отчетливо видно, как величина усадки уменьшается

при меньших значениях исходной влажности (35—45%) и, наоборот, повышается (причем более резко) при большей исходной влажности (55—65%).

Таким образом, правильней говорить не об одной какой-то опре­ деленной величине степени сокращения мощности пластов, а о наи­ более возможном интервале ее значений, в пределах которого можно

выбрать

оптимальную

среднюю

цифру.

Так,

в

интервале Т з р . —

Б

вероятными

пределами

будут величины 2 — 2,5

(отвечающие

средней влажности исходных торфяных пластов

от 45

до

55%).

Средней

цифрой

можно назвать

2,2

(имеются

в

виду

бурые

угли

с влажностью 30%). В интервале

Т з р - — К

такими

пределами,

видимо,

надо считать

величины

4—5

со

средней

4,5. В

интервале

Т з р

— А соответственно 6-—7 со

средней

6,5.

 

 

 

 

 

 

Представляется, что включать в наиболее реальный диапазон

усадки

величины,

получаемые

при

исходной

средней

влажности

Т э р , равной 70 и

более %,

неправильно, так как

трудно

предста-'

вить, чтобы мощная торфяная залежь имела в среднем такую высо­ кую влажность, более характерную для ее верхних слоев. Тем не менее учитывая, что влажность некоторых землистых бурых углей

41

Т а б л и ц а 7

И н т е р в а л

Степень

с о к р а ­

И з м е н е н и е о б ъ ­

Степень

сонрп -

у г л е ф и к а ц и и

щ е н и я

веса

емного веса

щ е ш ш

объема

 

 

 

(Ѵг/Ѵі)

(мощности)

Тзр. — Б

1,9

1,1/1,0

2,2

Б - К

1,9

1,25/1,15

2,0

К —А

1.2

1,5/1,25

J ,45

Т з р . - К

3,6

1,25/1.0

4,5

Тзр. А

4.3

1.5/1.0

6,5

может достигать 50—60—65% , следует учесть возможность высокихзначений исходной влажности торфяных залежей. Так, например,

величина

усадки

торфяной

залежи со средней

влажностью

70%

к

 

 

 

 

 

 

 

при переходе

в землистый

бурый

 

 

 

 

 

 

 

уголь с влажностью 55% составит

 

 

 

 

 

 

 

 

1,4. Итак,

чем

больше

разница

 

 

 

 

 

 

 

 

в содержании влаги между двумя

 

 

 

 

 

 

 

 

рассматриваемыми

членами

ряда

 

 

 

 

 

 

 

 

углефикации,

тем

больше

вели­

 

 

 

 

 

 

 

 

чина засадки и, наоборот, чем уже

 

 

 

 

 

 

 

 

диапазон

изменения

влажности,

 

 

 

 

 

 

 

 

тем меньше и

значения

усадки.

 

 

 

 

 

 

 

 

Возможно, что для одних и тех

 

 

 

 

 

 

 

 

же интервалов

углефикации

циф­

 

 

 

 

 

 

 

 

ры потерь

горючего

вещества не

I •

•

• •

I

! •

, .

,

 

всегда были одинаковыми, однако

оі

•

 

данных по этому вопросу нет.

10

$5

W « 50 55 60 05

70W,%

Помимо

изменения

влажности

Рис. 24. Изменение степени сокра­

(и потерь

вещества) на

величину

щения мощности

исходной

торфяной

усадки

влияет также

содержание

залежи в ряду Т з р . — Б—К—А в за­

минерального

 

вещества

(золь­

висимости

от

величины

средней

ность исходного

торфа). Чем вы­

влажности

Т з р . (при прочих равных

 

 

условиях)

 

 

 

ше зольность торфа, тем меньше

/; •— степень с о к р а щ е н и я

мощности

з а л е ж и ;

усадка,

и

наоборот.

Выбранная

1Г — с р е д н я я и с х о д н а я

влажность

з р е л о г о

при расчете величина

минераль­

 

торф Т з р _ в %

 

 

 

ной части исходного торфа 2% со­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ответствует 3,8% . у бурых углей,

7,1% у каменных

углей и 8,7% у антрацита

(см. рис. 23, А). Если

принять, что цифры содержания минеральной части

отвечают

золь­

ности и пересчитать эти величины на сухое

топливо, получим сле­

дующий

ряд значений

(Ас ): торф — 4% , Б — 5 , 4 % ,

К —7,5%,

А — 9,2%. Из данного

ряда

цифр видно повышение

относительной

роли минеральной части в составе угля в процессе

метаморфизма.

Между тем в природе

зольность

бурых,

каменных

углей и антра­

цитов находится в более сложных зависимостях. Указанное отно­ сительное повышение зольности в процессе углефикации сильно затушевывается различиями в первичных генетических условиях образования углей. Имеются указания на то, что часть так назы­ ваемой сорбционной золы теряется в процессе углефикации [174].

42

3.в ы в о д ы

Имеющиеся данные о степени сокращения торфяных и угольных залежей в рамках выделенных градаций сведены в табл. 8.. Для возможности сравнения приводятся также известные величины по усадке вмещающих осадков (табл. 9). Попытаемся сопоставить оценки значений усадки в ряду торф — антрацит.

И н т е р в а л Т п о в . — Т3 „. Общий диапазон, величин если не считать крайне высокой цифры Б. Рено, равной 24 [181], состав­

ляет

4—10. Наши расчеты (см. предыдущий раздел) укладываются

в эти пределы и, в том числе, наиболее близки к данным

Ван-Стра-

тена,

полученным с помощью радиоуглеродного метода

[230] и

А.И. Егорова [50].

Ин т е р в а л Т,р . — Б . Диапазон значений составляет 1,5—4. При этом наибольшее число данных колеблется в интервале 2—2,5, что прямо отвечает нашим расчетам. Такая сходимость результа­ тов, полученных с помощью разных способов, скорей всего сви­ детельствует о достаточном приближении к действительной кар­

тине уплотнения залежей в данном интервале.

И н т е р в а л Т з Р . — К. Весьма

высокие величины, приводи­

мые рядом исследователей [122, 253,

203], относятся, скорей, не

к сокращению мощности залежей, а к усадке исходной раститель­ ной биомассы. Остальные значения усадки находятся в пределах 2—10. Если принять во внимание цифры сокращения мощности, равные 3,5—6,5, полученные нами при исходной влажности торфя­ ной залежи соответственно 35—65%, то в этот интервал войдет большая часть приводимых в табл. 1 данных. Наши цифры более узкого интервала значений, равные 4—4,5, совпадают со многими данными [181, 52, 248, 56, 124, 50]. То обстоятельство, что эти величины получены с помощью разных способов как геологических, так и расчетных, также позволяет рассматривать пх в качестве наи­ более вероятных.

И н т е р в а л Т з р . — А. Для данного интервала сведений мало. Наши величины наиболее близки цифрам А. С. Прокопченко и А. И. Егорова [50, 124].

Сравнивая величины усадки, приводимые разными исследова­ телями, следует постоянно иметь в виду исходное состояние мате­ риала, относительно которого производится расчет. Если нас инте­ ресует степень сокращения мощности торфяного пласта при его превращении в пласты бурого и каменного угля, то при выборе исходных параметров мощной торфяной залежи следует принимать во внимание ее средние характеристики, отражающие залежь в целом. Если же интерес представляет усадка определенного коли­ чества растительной торфяной массы из верхней части разреза

торфяника в процессе последующего

торфо-

и

углеобразования,

то

тогда следует исходить из характеристик

этого верхнего

слоя

и

прослеживать его

последовательное

уплотнение в едином

ряду:

Тпов.—Б — К — А.

Соответственно, объединяя

наши результаты

•'іЗ

Способы о п р е д е л е н и я у с а д н и

і

1. Геологические

Степень с о к р а щ е н и я мощности з а л е ж е й па р а з л і п ш ы х с т а д и я х у г л е ф н к а щ ш

Торф рыхлый, молодой па поверхности—торф плот­ ный зрелый на глубине (T noD. тзр.)

2

« в

3 i s 1

ос

5 •=

v4 оtu Cr»

с: ^

3

I3 I d.

— Pi

S л

«S g*

£ 3

Ii

1

§1

сd

к ~—'

S.È

K ST

1=

E-i а

5

Т а б л и ц а 8

Источник

6

По

и с к о п а е м ы м

п н я м

2—2,5

 

 

[199]

По

к о н к р е ц и я м ,

с м о ­

2

 

 

[226]

 

 

 

 

л я н ы м т е л а м , о б о л о ч ­

 

 

 

 

к а м

с п о р ,

з е р н а м

 

 

 

 

п ы л ь ц ы и м и н е р а л ь ­

 

 

 

[231]

н ы м

в к л ю ч е н и я м . .

 

2,2

 

 

 

 

 

 

7

 

[2381

 

 

 

 

 

3

 

[212]

 

 

 

 

 

4 . 3 - 5

 

[56]

 

 

 

 

 

3,5-4,5

6,2

[130]

 

 

 

 

 

5,5-7

[124]

 

 

 

4 - 6

2-2,5

3-4.25

5-7,5

[50]

 

 

 

 

 

5

 

Данные

 

 

 

 

 

 

 

И. Б. Волковой

По с п л ю щ е н н ы м с т в о л а м

2

 

 

[165]

д р е в е с и н ы

2

 

 

По

 

 

 

1.4- 2

 

[208]

п о р о д н ы м прослоям

 

 

[181]

 

 

 

 

 

15-30*

 

[7]

 

 

 

 

 

5,9

 

[123]

По л о к а л ь н ы м

и з м е н е ­

 

 

 

[141]

 

 

9,4

 

н и я м м о щ н о с т и

п л а с т а

 

 

 

ие г о с о о т н о ш е н и я м

с

в м е щ а ю щ и м и осад-

 

 

4 - 7

 

[181]

 

 

 

 

 

По д а н н ы м р а д и о у г л е ­

 

 

3

 

[241]

7

 

 

 

[230]

р о д н о г о м е т о д а . . .

 

 

 

 

 

4

 

 

 

[208J

 

 

4,2

 

 

 

[184]

 

2. Расчетные

10

 

3,5

 

[181]

 

 

 

 

5 п более

 

[205]

 

 

5

 

4

 

[217, 197]

 

 

2

12.5

[247]

 

 

 

10*

 

[1941

 

 

 

 

 

*

От с о с т о я н и я р ы х л о г о

торфа

п а п о в е р х н о с т и .

 

 

П р о д о л ж е н и е т а б л . 8

Степень с о к р а щ е н и я м о щ н о с т и з а л е ж е й па р а з л и ч н ы х с т а д и я х у г л е ф н к а щ ш

рыхлый,Торф молрлой на

поверхности—-торфплот­ зрелыйныйна глубине

Т—тпов.(зр.)

Способы о п р е д е л е н и я

 

 

у с а д к и

 

 

і

2

 

5-9/6,5

3 . Данные без указа­

более 8

ния способа расчета

24

 

 

12

7-10

3

3 - 7

е й

1 1

!

 

a d

3

 

1 1

 

 

Щ

°

è

Ч л

 

 

G Ч

- о,

 

 

_ о

а

§

с

л с

4

3 >>

 

Ч о

о Й

Ч"^

О ь.

с!»

Е З

о-в

« s

п

«

'S* о

га я-

1 1

 

• & Q ,

 

. Е-і к

Е-ио

 

 

3

4

5

 

2.5

5

7

 

2—

4-5/4,5

6-7/6,5

2,5/2.2

20*

6 - 7

2 3

21—90*

10

5

4 - 5

10

10

10-20*

2

2 - 3

5

12

20—30*

2-2,5

4 - 4,5

• 3 - Ю

•' 2.2 4 5 - 10

2 - 4 4-4,5

И с т о ч н и к

G

[26]

[181, 216, дан­ ные Лекеро] [181, 2І6, дан­ ные Рено] [1]

[253, данные Кендала] [252]

[122]

[185] [52, данные

Штаха]

[52] [217, данные

Гпбсона]

[23]

[203]

[240]

[219] [205, данные

Готана] [205, данные Осбона] [134]

[183]

[48]

[102]

[220]

[209]

[250]

1184]

[5]

[50, данные Филатова]

* От с о с т о я н и я р ы х л о г о « о р ф а на п о в е р х н о с т и .

44

45

по усадке в ряду Т п о в . — Тз р . н Т1 р . — уголь, получим, что слой поверхностного рыхлого молодого торфа сокращается при переходе в бурый уголь в 10 раз, каменный уголь в 15—20 раз и антрацит в 25—30 раз. Эти величины близки к аналогичным цифрам А. И. Его­

рова

[50]. Однако

подчеркнем еще раз, что в этом последнем слу­

чае

цифры отражают не сокращение

мощности

пластов

в целом,

а в лучшем случае сокращение верхних формирующихся

горизонтов

разреза торфяного

пласта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а У

 

Степень с о к р а щ е н и я м о щ н о с т и з а л е ж е й

 

 

 

 

 

в м е щ а ю щ и х п о р о д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Источник

 

П е с ч а н ы е

А л е в р и т о в ы е

Глинистые

породы

 

 

 

п о р о д ы

породы

 

 

 

I

1,45—1,54

 

—

 

[24]

 

2 - 3

 

3 - 5

 

[203]

 

11

 

 

2

 

[223]

 

•1.35

 

 

Более

2

[23S]

 

 

 

2—3 и более

[21]

 

 

 

 

до 5

[247]

 

1,1—1.3

 

1,48

2

 

(250]

 

 

 

 

 

[123]

 

 

 

I

6

 

[195]

 

1,15-1.4

1,7-2,1

1,9

2,34

[141]

 

 

[56]

Величины степени сокращения позволяют судить о мощности исходных торфяных залежей, давших начало угольным пластам древних эпох. Подавляющее большинство промышленных пластов

каменного угля мощностью 1—10 м предполагает

существование

торфяников

порядка 4—5 до 40—50 м. Последние

величины, хотя

и являются

значительными, все же «допустимы» с точки зрения

существующих понятий, особенно, если учесть большие площади

распространения торфяников. То же самое

можно

сказать и в

отношении пластов

бурого

угля

до 20 м, которые предполагают

торфяники не более 40—50 м мощности. Что же касается

пластов

бурого и каменного

угля мощностью 50—100 м и более, то здесь

мощности исходного

торфяника

получаются

равными

100—300 м

и более. При малой обычной в таких случаях

площади

распростра­

нение становится трудным

представить себе

автохтонные

торфя­

ники такой мощности и невольно еще раз встает вопрос об аллохтонип. С другой стороны, сверхмощные торфяники прошлого, видимо, характеризовались большим уплотнением массы и скорей всего меньшей средней влажностью, чем торфяники сравнительно менее мощные. Для торфяных залежей мощностью 50—100 м, видимо, надо принимать исходную влажность в среднем не 50% , а, напри­ мер, 30—40%. Тогда величины усадки уменьшатся (см. рис. 24)

46

Смотрите также файлы