Угольные выбросы похожи на взрывные вулканические извержения, показывает исследование

Учёные из Мичиганского университета (США) и Пекинского университета (Китай) установили, что внезапные выбросы угля и газа в глубоких шахтах происходят по механизму, аналогичному взрывным вулканическим извержениям. Результаты исследования опубликованы в октябрьском номере журнала Geology.

Взрывные выбросы угля — одна из основных причин смертельных аварий в шахтах по всему миру. Новое исследование объясняет их механизм: подобно магме, содержащей растворённые газы, уголь в глубоких пластах насыщен метаном и углекислым газом под высоким давлением. При вскрытии пласта внешнее давление на уголь резко падает, в то время как давление газа внутри него остаётся высоким. Когда возникающее напряжение превышает прочность угля, происходит его фрагментация, и высвобождающийся газ с силой выбрасывает измельчённую породу.

«Так же, как магма может фрагментироваться при снижении давления, вызывая взрывное извержение, богатый газом уголь также может "извергаться" при внезапной декомпрессии, что происходит при вскрытии нового угольного слоя», — пояснил профессор геологии Юэсю Чжан, чьи предыдущие работы по вулканическим извержениям легли в основу текущего исследования.

Понимание этого механизма — первый шаг к прогнозированию и предотвращению катастроф. По мере разработки более глубоких угольных пластов для удовлетворения мировых энергетических потребностей риск подобных выбросов возрастает. В дальнейшем учёные планируют провести дополнительные эксперименты с различными типами угля и зафиксировать процесс с помощью высокоскоростной камеры.