Анотація до роботи:

Анциферов В.А. Обґрунтування сейсмічних параметрів зон скупчення метану у відпрацьовуваній вугленосній товщі Донбасу. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.15.11 – “Фізичні процеси гірничого виробництва”. – Інститут фізики гірничих процесів НАН України, Донецьк, 2006.

Робота присвячена опису сейсмічних параметрів зон скупчення метану у вуглепородному масиві, що є актуальною науковою і практичною задачею в галузі фізичних процесів гірничого виробництва.

Розроблена фізико-математична модель процесу поширення сейсмічних коливань, що базується на ступеневому характері зміни пружних характеристик середовища в зонах ймовірного скупчення метану, дозволяє описати параметри інформативних хвильових пакетів, що реєструються методами наземної сейсморозвідки у вуглепородному масиві Донбасу. Виявлено залежності амплітуди і частоти інформативних хвильових пакетів від фізико-механічних властивостей середовища. У роботі показано, що зони скупчень метану обумовлені просторовим розподілом вугільних пластів і інтервалів вміщуючих гірських порід з високим газогенераційним потенціалом, а також тріщинно-порових колекторських горизонтів, і тектонічно-ущільнених зон з високою матричною проникністю. Розроблено і реалізовано на практиці критерії і методику прогнозу зон ймовірного скупчення метану.

Дисертація є закінченою науково-дослідною роботою, в якій отримано нове рішення науково-прикладної задачі обґрунтування сейсмічних параметрів зон скупчення метану і розробки ефективної методики їх прогнозу у вуглепородному масиві Донбасу на основі фізико-математичної моделі процесу поширення сейсмічних коливань, що базується на ступеневому характері зміни пружних характеристик середовища в зонах ймовірної локалізації газу, що має велике значення для гірничовидобувної промисловості.

Основні наукові і практичні результати роботи і висновки, що випливають з них, полягають в такому:

1. Розроблено фізико-математичну модель процесу поширення сейсмічних коливань, котра базується на ступеневому характері зміни пружних характеристик середовища в зонах ймовірного скупчення метану, що вперше дозволяє описати параметри інформативних хвильових пакетів, що реєструються методами наземної сейсморозвідки у вуглепородному масиві Донбасу.

2. Вперше встановлено, що ділянки ймовірного скупчення газу можуть бути виявлені у випадку, якщо ступінь зміни даних характеристик складає більше 15 %, а зміна на величину більше 25 % викликає падіння амплітуди інформаційних хвильових пакетів на величину від 50 % і більше, що дозволяє розробити системи прогнозних критеріїв і надійні методики прогнозу.

3. Вперше встановлено, що локалізація скупчень метану у вуглепородному масиві Донбасу обумовлена просторовим розподілом джерел генерації газу - вугільних пластів і інтервалів вміщуючих гірських порід з високим газогенераційним потенціалом, а також тріщинно-порових колекторських горизонтів, що примикають до них, і тектонічно-розущільнених зон з високою матричною проникністю, що дозволяє адекватніше описувати процеси формування зон скупчення метану і розвинути методологічні основи застосування методів прогнозу.

4. Вперше встановлено, що окремі інтервали вуглепородного масиву Донбасу, представлені низькопроникними гірськими породами з високим газогенераційним потенціалом (морські, озерні і лагунні аргіліти, дельтові алевроліти), в умовах підробки і надробки можуть служити джерелом додаткового алохтонного метанонасичення розроблюваних вугільних пластів і аномальної газоносності гірничих виробок, що розвиває систему знань про процеси формування зон скупчення метану.

5. Розроблено методику прогнозу зон скупчень метану, що вперше базується на апріорному аналізі сейсмічних хвильових полів методами математичного моделювання, а також на урахуванні особливостей просторового розподілу джерел генерації газу.

6. Результати роботи практично реалізовані:

в ОП “Шахта ім. О.Ф. Засядька” при прогнозуванні газоносності, тектонічної порушеності відпрацьовуваних вугільних пластів і газоносності гірничих виробок, що дозволило одержати підтверджений економічний ефект у розмірі 1253,1 тис. грн., а також виявити значні запаси метану;

- в інституті УкрНДМІ НАН України при виконанні науково-дослідних робіт з прогнозу зон і ділянок скупчення метану у вуглепородному масиві;

- у нормативному документі: СОУ 10.105411357.004:2005 Скупчення вільного метану у непорушеному вуглепородному масиві. Методика прогнозування зон та визначення їх параметрів. Затв. Мінвуглепромом України 29.11.2005 р., № 46. – Київ: Мінвуглепром України, 2005. – 12 с.

Основні положення і результати дисертації опубліковані в наступних роботах:

1. Газоносность угольных месторождений Донбасса / Анциферов А.В., Голубев А.А., Майборода А.А., Привалов В.А., Тиркель М.Г., Хохлов М.Т., Анциферов В.А. - Киев: Наукова думка, 2004. - 232 с.

2. СОУ 10.105411357.004:2005 Скупчення вільного метану у непорушеному вуглепородному масиві. Методика прогнозування зон та визначення їх параметрів. Затв. Мінвуглепромом України 29.11.2005 р., № 46. – Київ: Мінвуглепром України, 2005. – 12 с.

3. Анциферов А.В., Тиркель М.Г., Анциферов В.А. Использование сейсмической разведки для картирования тектонической нарушенности угольных пластов // Проблеми гірського тиску. – Донецьк: ДонДТУ, 2001. - №5. - С.42 - 47.

4. Тіркель М.Г., Анциферов В.А., Привалов В.О. Досвід застосування геолого-геофізичних методів для прогнозування зон підвищеної газоносності шахтних полів Донбасу // Зб. наук. праць Донецького держ. техн. ун-та. Сер. гірничо-геологічна – Донецьк: ДонДТУ, 2002. - Вип. 54. - С. 72-78.

5. Привалов В.А., Изар А., Саксенхофер Р., Анциферов В.А. Биомаркеры углей и условия формирования углеводородов в Донецком бассейне // Наук. вісн. Нац. гірн. ун-ту.- 2003. - № 6. - С. 42-46.

6. Хохлов М.Т., Шмуляева Л.В., Анциферов В.А. Исследования газодинамической активности угленосных пород по данным сейсмоакустики разведочных скважин // Сб. науч. тр. Нац. горн. ун-та. – Днепропетровск: НГУ, 2003. - Т.1, №17. - С.301 – 305.

7. Анциферов В.А., Голубев А.А. Ресурсы газа в Донбассе и критерии выделения перспективных площадей для добычи метановых газов // Проблеми гірського тиску – Донецьк: ДонДТУ, 2004. - №12. - С.54 – 68.

8. Анциферов А.В., Голубев А.А., Анциферов В.А. Перспективы развития Донбасса в качестве комплексного углегазового бассейна // Уголь Украины. – 2004. - № 8. – С. 4 - 8.

9. Privalov V.A., Sachsenhofer R.F., Panova E.A., Antsiferov V.A. Coal Geology of the Donets Basin (Ukraine/Russia): An overview // BHM (Springer Verlag). - 2004. - Vol. 149. - № 6. - Р.212-222.

10. Анциферов В.А. Сейсмический прогноз участков возможных повышенных газовыделений в горные выработки // Проблеми гірського тиску - Донецьк: ДонНТУ, 2005. - № 13. - С. 86 - 101.

11. Привалов В.А., Анциферов В.А., Панова Е.А., Изар А., Саксенхофер Р.Ф. Параметризация органического вещества газоматеринских толщ Донецкого бассейна // Зб.наук. пр. Донецького нац. техн. ун-ту. Сер. гірничо-геологічна – Донецьк: ДонНТУ, 2005. – Вип. 96 . – С. 137 - 145.

12. Анциферов А.В., Голубев А.А., Канин В.А., Тихолиз А.М., Анциферов В.А. Новый подход к проблеме внезапных выбросов // Уголь Украины. – 2006. – № 5. – С. 34 - 37.

13. Izart A., Sachsenhofer R.F., Privalov V.A., Panova E.A., Elie M., Antsiferov V.A., Alsaab D., Rainer T., Sotirov A., Zdravkov A., Zhykalak M.V. Stratigraphic distribution of macerals and biomarkers in the Donets basin: Implications for paleoecology, paleoclimatology and eustacy // International Journ. of Coal Geol. - 2005. - Vol. 66. - P.69 - 107.

14. Деклараційний патент 67124 Україна, МПК⁷ G01 V1/00. Спосіб виявлення зон підвищеної газодинамічної активності вугленосних порід / М.Т. Хохлов, М.Г. Тіркель, В.А. Анциферов, Л.В. Шмуляєва (Україна). - № 2003076879; Заявлено 22.07.03; Опубл. 15.06.04. – Бюл. № 6.

15. Privalov V.A., Panova E.A., Piskovoy M.A., Antsiferov V.A. Factors affecting gas content distribution in coal seams of the Donets basin // Programme and Abstracts of 5^th European Coal Conf. - Frameries (Belgium). - 2002. - P. 112 - 113.

16. Glukhov A., Antsiferov A., Tirkel M., Antsiferov V. UkrNIMI Developments in the field of GIS for solving geophysical problems in mining // Proceedings 4^th of European Congress on Regional Geoscientific Cartography and Іnformation Systems. - Bologna (Italy). - 2003. - Vol. II. - P. 484 – 485.

17. Privalov V.A., Izart A., Sachsenhofer R.F., Panova E.A., Zhykalyak M.V., Antsiferov V.A., Alsaab D. Coalbed methane in the Donbas (Ukraine), relationships with methane exploitation and mining outbursts // Сб. научн. докл. Междунар. научно-техн. конф. "Горная геология, геомеханика и маркшейдерия". – Донецк: УкрНИМИ, 2004. – С. 107 - 112.

18. Хохлов М.Т., Исаков Л.В., Шмуляева Л.В., Анциферов В.А., Компанец А.И. Исследование влияния газоносности углевмещающих пород на скорости распространения упругих волн // Сб. научн. докл. Междунар. научно-техн. конф. «Горная геология, геомеханика и маркшейдерия». - Донецк: УкрНИМИ, 2004. – С.276 - 280.

19. Sachsenhofer R.F., Privalov V.A., Izart A., Antsiferov V.A. Aspects of coal bed methane in the Donets Basin // AAPG European Region Conference with GSA Prague, Prague (Czech Republic). - 2004. - P. 101.

20. Kiselev N.N., Kvashuk O.Yu., Tirkel M.G., Antsiferov V.A. Geoecological problems of coal basins in Ukrainе // Mining and Sustainable Development: Geological Survey of Iran, National Geoscience database of Iran. – Tegeran (Iran). - 2005.- Vol. 1. - P. 161 - 165.

21. Privalov V.A., Izart A., Sachsenhofer R.F., Antsiferov V.A., Panova E.A. Pennsylvanian source rocks from the Donets basin (Ukraine) // Extended abstracts of EAGE 67^th Conference & Exhibition. - Madrid (Spain). - 2005. - P. 2351 - 2354.

22. Panova E.A., Privalov V.A., Sachsenhofer R.F., Antsiferov V.A. Exploration strategy in the Donets basin (Ukraine): definitions from thermal and burial history reconstructions // Extended abstracts of EAGE 67^th Conference & Exhibition. – Madrid. (Spain). - 2005. - P. 2371 - 2374.

23. Привалов В.А, Анциферов В.А. Количественная оценка потенциала генерации углеводородов из материнских пород Донбасса // Сб. науч. докл. 4-й Междунар. науч. конф. «Творческое наследие В.И. Вернадского и современность». - Донецк: ДонНТУ, 2005. - С. 136 - 139.

24. Antsiferov А.V., Antsiferov V.А., Khodyrev E.D. Peculiarities of filtration in heterogeneous environment taking into account differentiation of pressure distribution in pores and fractures // VI^th International Scientific Conference “Modern Management of Mine Producing, Geology and Environmental Protection”. - Bulgaria:CGEM. – 2006. - Vol. 2. - P. 201 - 203.

25. Privalov V.A., Izart A., Alsaab D., Sachsenhofer R.F., Panova E.A., Antsiferov V.A. Coalbed methane in the Donets basin (Ukraine): relationships with methane exploitation // Extended abstracts of EAGE 68^th Conference & Exhibition. - Vienna (Austria). - 2006. - P. 1761 - 1764.

Особистий внесок автора в роботах, що написані в співавторстві:

розроблення фізико-математичної моделі процесу поширення сейсмічних коливань у вуглевмісній товщі [1, 14]; встановлення залежності амплітуди і частоти інформативних хвильових пакетів від фізико-механічних властивостей середовища, розробка методики, програмного забезпечення та прогноз зон скупчення метану [2, 3, 6, 16, 18]; експериментальні дослідження газогенераційних властивостей вуглевмісних порід Донецького басейну, аналіз результатів щодо локалізації у вуглепородному масиві інтервалів метанонасичених вуглевмісних порід [5, 9, 11, 13, 15, 19, 21, 22, 23]; встановлення закономірностей розвитку техногенної газопровідної тріщинуватості при під- і надробці вугільних пластів [12, 24]; опрацювання та реалізація на практиці методики для прогнозування зон підвищеної газоносності шахтних полів Донбасу та виявлення перспективних ділянок для видобутку метану [4, 7, 8, 17, 20, 25].