СОСТОЯНИЕ ЗАЛЕГАНИЯ СЕРОВОДОРОДА В УГОЛЬНЫХ ПЛАСТАХ КИТАЯ

Сероводород (H₂S) - один из самых вредных компонентов шахтного газа. С увеличением масштабов и глубины разработки угля в последние годы выбросы H₂S в угольных пластах стали серьезной угрозой безопасности угледобычи. С другой стороны, добыча высокосернистого угля на увеличивающихся глубинах захоронения усугубляет опасности, связанные с выбросом H₂S . В частности, в Китае, где преобладает угольная энергетика, состояние залегания H2s в угольных пластах стало очень актуальным.

Генез аномалии H₂S в угольных пластах

В целом аномальное обогащение Н2с в угольных пластах можно разделить на три состояния: свободное, адсорбированное и водорастворимое. Механизмы образования в основном включают биогенное образование, термохимическое образование и магматизм. В частности, биогенное образование относится к бактериальному сульфатному восстановлению (BSR), в то время как термохимическое образование в основном относится к термохимическому разложению (термодесорбционная спектроскопия (TDS)) и термохимическому сульфатному восстановлению (TSR).

Возникновение свободного состояния H₂S

Свободное состояние H₂S обычно встречается в угольных пластах с хорошо развитыми трещинами и слабыми гидродинамическими условиями. Кроме того, кровли и перекрытия угольных пластов, как и вышележащие породы, компактны в литологическом отношении. Многочисленные исследователи выявили зависимости между тектонической активностью, глубиной захоронения, качеством угля и свободным состоянием H₂S с помощью полевых измерений и численного моделирования. Газосборные мешки обычно используются для сбора образцов метана угольных пластов (МУП) со свободным состоянием H₂S. После разделения хроматографической колонкой H₂S сгорает в реакционном котле. Продукты горения вступают в реакцию с озоном, и в результате реакции усиления образуется хемолюминесценция, которая регистрируется фотоумножителем. Соответственно, содержание H₂S в образце CBM может быть проанализировано в модуле анализа данных. Этот метод довольно дорог и включает в себя потенциально вредные окислители, такие как озон.

Перспективы

В связи с ограниченностью имеющихся экспериментальных и расчетных методик основные усилия исследователей были направлены на изучение состояния возникновения адсорбированного состояния H₂S в угольных пластах. Тем не менее, возникновение состояний свободного состояния и водорастворимого H₂S также актуально, поскольку свободное состояние и водорастворимое H₂S более склонен к спешке и утечке, что создает огромные потенциальные угрозы безопасности для безопасного производства. Ученые могут совершенствовать методы отбора проб и существующие методы, а также исследовать инновационные теории в будущем, чтобы снизить потенциальные риски. Во-первых, схемы отбора проб свободнорастворимых и водорастворимых H₂S может быть расширен с точки зрения встречаемости для изучения более целенаправленных методов отбора проб. Во-вторых, следует усовершенствовать существующие методы измерения количества растворенного вещества. Например, для повышения точности измерений можно рассмотреть метод физической экстракции или реактивного осаждения. В-третьих, некоторые портативные устройства для бесконтактного быстрого измерения на месте и анализа H2 Содержание собранных проб воды и газа должно быть разработано для получения информации из первых рук на объекте под предлогом обеспечения безопасности персонала. В-четвертых, физические свойства угольных пластов по хранению и миграции H₂S -содержащая угольная вода должна быть исследована глубоко. Наконец, следует подробно рассмотреть разницу в способности использования серы углями разных рангов СРБ при одних и тех же гидродинамических условиях. 

Выводы

Угольные пласты высокой концентрации H2s в угольных пластах Китая в основном встречаются в каменноугольной, пермской и юрской сериях, расположенных в Синьцзяне, Шаньдуне, Хэбэе, Хэнани, Шаньси, Хунани, Сычуани, Шаньси, Нинся и Внутренней Монголии. Генез BSR играет доминирующую роль в аномалиях H₂S (в основном средне - и низкоконцентрированных аномалиях H₂S). Аномалия H₂S в основном существует в адсорбированных состояниях, в то время как аномалии H₂S в водорастворимых и свободных состояниях относительно редки.

Свободное состояние H₂S обычно существует в угольных пластах с развитыми трещинами и слабыми гидродинамическими условиями. Как кровли, так и полы, как и вышележащие слои, имеют компактные литологические характеристики. Глубина захоронения и качество угля могут существенно повлиять на обогащениев угольных пластах в свободном состоянии H₂S.

Дополнительные исследовательские усилия должны быть сосредоточены на свободном состоянии и водорастворимых Н2с, совершенствовании методов отбора проб, экспериментальных методах и разработке соответствующих инновационных теорий для снижения рисков безопасности, связанных с Н2с.