Mechanism of gas-generation track formation in сoal

Abstract

Анотація. Стаття присвячена питанням походження структурних трансформацій, що проходять у твердій складовій викопної органіки під зовнішнім тепловим впливом, внаслідок яких відбувається виділення летких низькомолекулярних з'єднань. У роботі наведено результати експериментальних досліджень газогенераційних процесів у кам'яному вугіллі методами електронної ширографії та вугільної петрографії. Методами вугільної петрографії, на зразках вугілля усіх стадій метаморфізму, зафіксовано мікродефекти будови вугільного пласта у вигляді газових «бульбашок» з каналом відведення утворених газів. Представлено можливий механізм утворення мікродефектів вугільного пласта. Зроблений висновок ґрунтується на результатах експериментальних досліджень внутрішніх дефектів в речовині неруйнівними методами контролю за оригінальними методиками Інституту електрозварювання ім. Є.О. Патона. Методами електронної ширографії, експериментально доведено, що під впливом слабих теплових потоків у вугіллі виникають структурні напруження пов'язані з неоднорідністю та дефектністю будови речовини. Релаксація енергії цих напружень, у молекулярній структурі вугілля, в умовах гірського масиву, відбувається за рахунок перетворень вільно-радикального характеру, які супроводжуються виділенням флюїдів. На мікрорівні наслідком перетворень є формування газових «бульбашок» і тріщіно-пористої структури вугілля. Структурні трансформації в органічній складовій вугілля проходять у повній відповідності до фізико-хімічної моделі перетворень з виділенням газоподібних вуглеводнів. Комплексне використання двох незалежних методів дослідження дозволило встановити природу дефектів структури вугілля і визначити механізм формування та розвитку газових «бульбашок», як слідів генерації твердою вугільною речовиною летких низькомолекулярних з'єднань. В умовах постійного теплового потоку з надр Землі процеси газогенерації у вуглепородному масиві мають перманентний характер, але відбуваються з різною швидкістю.Ключові слова: кам'яне вугілля, структурні трансформації, газогенерація, електронна ширографія, вугільна петрографія.