Происхождение метана

Образование метана связано с процессами углефикации расти­тельных остатков в водной среде под влиянием сложных химических процессов, происходивших без доступа кислорода.

При определенных условиях органическая масса растительных остатков подвергалась разложению под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов с образованием углекислого газа и метана. Обра­зующиеся газы первоначально имели возможность выделяться в ат­мосферу, однако по мере накопления покрывающих осадочных толщ все большая часть этих газов оставалась в угле. В последующие геологические периоды с увеличением мощности покрывающих пород и погружением пластов на большие глубины под воздействием высо­кого давления и температуры происходил процесс метаморфизации углей, который также сопровождался образованием метана.

Образовавшийся метан может находиться в угле в виде свободного газа, заполняющего трещины в угле, пустоты и поры, а также в виде сорбированного (связанного) газа. Различают адсорбированный газ, сгущенный в виде «пленки» на поверхности вещества, абсорбирован­ный, образующий с углем твердый раствор, и хемосорбированный, находящийся в химической связи с углистым веществом. При изме­нении давления, под которым находятся пласты, и температуры сорбированный газ может переходить в свободное состояние и наобо­рот — свободный газ в сорбированное.

Соотношение между количеством свободного и сорбированного газа зависит от свойств пласта и газового давления. В пластах Куз­басса, например, свободный газ составляет от 3 до 12% общего коли­чества газа, содержащегося в угле.

Количество метана в кубических метрах, содержащееся в 1 т угольного пласта или породы в свободном или сорбированном со­стоянии, называется газоносностью угля и пород. Газоносность зави­сит от химического и петрографического состава угля и вмещающих пород, стадии метаморфизма угля, пористости, наличия и мощности более молодых отложений, а также от степени газопроницаемости угля и пород, глубины залегания пласта, угла падения и ряда дру­гих факторов.

Газоемкостью, или потенциальной газоносностью, называется количество газа, приведенное к нормальным условиям, которое может быть поглощено углем в лабораторных условиях за счет заполнения объема пор свободным газом и сорбции. Газоемкость зависит от сорбционной способности угля, которая является, в свою очередь, функ­цией газового давления, температуры, влажности и зольности, а также пористости угля.

В угольных шахтах метан выделяется из обнаженных поверхно­стей пласта, вмещающих пород, а также из отбитого угля и вырабо­танных пространств. При этом различают обыкновенное, суфлярное и внезапное выделение метана.