7.2.1. Показатель содержания фюзенизированных компонентов в пересчете на чистый уголь

Общепринятое обозначение показателя содержания фюзенизированных компонентов в пересчете на чистый уголь - . Данный показатель (в процентах) определяется по формуле

, (7.5)

где первое слагаемое соответствует объемной доле мацералов группы инертинита, второе - объемной доли мацералов группы семивитринита.

Необходимость введения данного показателя обусловлена тем, что мацералы группы инертинита на всех стадиях метаморфизма в процессе коксования не переходят в пластическое состояние и не спекаются, мацералы семивитринита также не переходят в пластическое состояние, но в определенной мере способны размягчаться. Кроме того, обнаруживается четкая корреляция между содержанием фюзенизированных компонентов и гранулометрическим составом разрушенного состава. С увеличением доли фюзенизированных компонентов возрастает крупность угля. Хорошая делимость угля по наслоению также связана с зонами, обогащенными фюзенизированными компонентами, так как большие скопления фюзенита приводят к локальному уменьшению прочности угля. В свою очередь окисление угля, приводящее к развитию гипергенных трещин, локализуется в компонентах группы витринита.

7.2.2. Влияние трещиноватости угля на его технологические свойства

В первой главе речь шла о трещиноватости осадочных пластовых пород с точки зрения принципов классификации систем трещин. В настоящем параграфе рассмотрим влияние трещиноватости угля на его технологические свойства.

Увеличение густоты трещин приводит к снижению прочностных свойств угля и вмещающих пород и выражается в уменьшении величин следующих параметров: коэффициента крепости, предела прочности при одноосном сжатии, сцепления. Густота трещин характеризуется средним расстоянием между трещинами, которое во вмещающих породах составляет, как правило, не менее 10 см, в угле – единицы и даже десятые доли мм.

Наблюдается хорошая корреляция между густотой эндогенных трещин, локализованных внутри прослоев и линз витрена и витринитого угля, и крепостью угля. С одной стороны это облегчает выемочные работы, но с другой – приводит к снижению устойчивости выработок. Последнее обстоятельство выражается в затруднении производства горных работ (порой и в полной невозможности) особенно вблизи разрывных нарушений, где резко возрастает трещиноватость.

Отделяемость угля от пласта зависит от положения груди забоя к направлению господствующих систем трещин. Наилучшая отделяемость угля от пласта наблюдается по трещинам, ориентированным под острым углом к оси забоя. При этом морфология поверхности очистных выработок в условиях господствующей эндогенной трещиноватости, как правило, является ровной или ступенчатой, при преимущественной экзогенной трещиноватости - неровной со следами скольжения.

Развитая система трещин облегчает проницаемость газов и, следовательно, дегазацию пластов, плавную просадку подрабатываемого массива. При этом снижается вероятность и интенсивность горных ударов, но в то же время создается опасность сильных водопритоков.

Наилучшая проницаемость газов обеспечивается через эндогенные трещины и экзогенные трещины отрыва. Экзогенные трещины сдвига, напротив, существенно затрудняют движение газов через пласт. В последнем случае возникают предпосылки возникновения внезапных выбросов угля и газа, так как в условиях бокового тектонического сжатия при сдвиге частей угольного пласта уменьшается раскрытие трещин, происходит притирка их поверхностей. Кроме того, наличие мельчайших частиц угля способствует еще большему снижению фильтрации газа.

Выходы штыба и других мелких фракций угля напрямую зависят от степени его трещиноватости. На границах контактов угольных пластов с породой происходит заполнение трещин твердой фазой, что приводит к повышенной минерализации (зольности) угля.

В первой главе речь шла об окисленности угля. Этот параметр непосредственно связан с гипергенной трещиноватостью. Процессы окисления, в большей степени, связаны с углем, добываемым открытым способом.

В зависимости от степени окисленности изменяется назначение углей. Согласно ГОСТ 14834-86 «Угли бурые окисленные Дальнего Востока. Классификация» при низкой окисленности угли применяются для пылевидного сжигания, при высокой – для производства удобрений. По ГОСТ 2111-75 «Угли Кузнецкого бассейна…» устанавливаются технологические параметры углей, определяющие возможность использования их для коксования, и границы зоны окисленных углей. Классификация окисленных каменных углей и антрацитов, добываемых открытым способом, Кузнецкого и Горловского бассейнов дана в ГОСТ Р50904-96. Угли по показателю окисленности делятся на группы с 50% и 50%.