Геологическая характеристика шахтного поля - Добыча угля через подземную газификацию

В геологическом строении поля участка участвуют породы карбонового, юрского, неогенового и четвертичного возрастов. Карбоновые отложения представлены карагандинской и низами надкарагандинской свит. Рассматриваемый угольный пласт (К12) относится к карагандинской свите, нижняя граница которой проводится по почве угольного пласта К1, верхней границей карагандинской свиты является кровля угольного пласта К20. В указанных границах мощность свиты на участке в среднем составляют 695-770 м, увеличиваясь в направлении с востока на запад. По рациональным особенностям в свите выделено три подсвиты: нижняя, средняя и верхняя.

Ниже в стратиграфической последовательности приводится краткое описание подсвит. Нижняя подсвита, охватывающая интервал от почвы пласта К1 до кровли пласта К53, имеет коэффициент угленосности 11,8 и характеризуется осадками прибрежно-морского мелководья и лагун. Незначительно развиты фации пляжей и отмелей. Подчиненное значение имеют континентальные осадки, сложенные темно-серыми аргиллитами, алевролитами и пластами угля. В подсвите заключено пять угольных пластов (К1, К2, К3, К4, К53) и четыре пропластка (К71, К5, К51, К52). Пласты имеют значительную мощность (2,0-5,5 м). К нижней подсвите приурочено два фаунистических горизонта К1 и К2 в составе которых, наряду с прибрежно-морской фауной появляются представители пресноводной фауны, указывающие на временное опреснение водоемов.

Средняя подсвита охватывает интервал от кровли пласта К53 до почвы пласта К15. Мощность 390-420 м, коэффициент угленосности 6,5. Подсвита характеризуется развитием континентальных фаций, среди которых преобладают аллювиальные, представленные серыми, реже зеленовато-серыми мелко - и крупнозернистыми песчаниками. Средняя подсвита содержит 5 угольных пластов (К7, К10, К11, К12, К13, К14) и ряд пластов-спутников. Верхняя подсвита мощностью 155-180 м выделена в интервале от почвы пласта К15 до кровли пласта К20. Последний служит верхней границей карагандинской свиты. Среди пород преобладают алевролиты и аргиллиты с подчиненным значением песчаников.

В целом для подсвиты характерно затухание углеобразования. Угольные пласты и прослои углистых пород относятся к болотной фации. Из десяти угольных пластов и пропластков, содержащихся в подсвите, только один К18 Имеет рабочую мощность и пласт К16 - забалансовую. Остальные пласты относятся к нерабочим. В подсвите установлен фаунистический горизонт К4, который приурочен к толще пород между пластами К19-К193-К20. Надкарагандинская свита характеризуется переслаиванием песчано-глинистых пород и содержит в разрезе несколько тонких прослоев угля. Для этой свиты характерен общий зеленоватый оттенок, а в аргиллитах и алевролитах - мелкая зеленоватая интенсивность. По всему разрезу свиты часто встречаются сидеритовые включения, прослои мергелей и окремненных пород. В разрезе свиты преобладают тонкоотмученные породы, относящиеся к фации сухих равнин, перемещающиеся с озерными и речными фациями. Осадки болотных фаций представлены маломощными пропластками угля. Надкарагандинская свита генетически связана с карагандинской, но отличается низкой угленаносностью.

Вскрытая на участке мощность свиты равна 210 м. На размытой поверхности карагандинской и надкарагандинской свит с резким угловым несогласием залегают отложения юры. Неогеновые отложения павлодарской свиты залегают на площади повсеместно и представлены красно-бурыми вязкими глинами, участками содержащими гнезда гипса и кварцевую гальку. Мощность глин достигает 60 м. Четвертичные отложения сплошным чехлом покрывают участок и представлены почвенно-растительным слоем, суглинками, супесями, песками. Общая мощность их колеблется от нескольких десятков сантиметров до 8-10 м.

Предполагается, что на небольшом участке проектируемых работ проявления крупной тектонической нарушенности не должно быть. Однако, по опыту работы аналогичных участков, в период эксплуатационных работ вскрывается большое количество мелких, имеющих весьма ограниченное распространение, разрывных нарушений. Поэтому, в процессе эксплуатации необходимо прогнозировать мелкие разрывные нарушения и уточнять их параметры и пространственное местоположение эксплуатационно-разведочными работами. Мелко-амплитудные разрывные нарушения особенно характерны для выходов угольных пластов, где эти нарушения не были выявлены в процессе геологоразведочных работ с помощью скважин колонкового бурения.

Нарушения подобного характера по морфологии и ориентации чрезвычайно разнообразны, а амплитуда их колеблется от сантиметров до 3-5 м. Угленосность карагандинской свиты на участке достаточно полно изучена по керну разведочных скважин и горным выработкам бывших шахт №№3, 3 бис. Мощность угленосной свиты на рассматриваемом участке составляет около 500 м. В ней содержится 14 угольных пластов и до 15 угольных пропластков. Коэффициент угленосности свиты составляет 8,4.

Из 14 угольных пластов 7 обладают большой мощностью, 7 относятся к категории тонких и средней мощности. В интервале пластов К20-К7 на оцениваемом участке карагандинской свиты содержатся 14 угольных пластов и пропластков, из них рабочую мощность имеют угольные пласты К12, К11, К10, К7, К6, К53, К4, К3-2, К1. Пласт К10 относится к группе выдержанных; К11, К7, К6, К4 - к относительно выдержанным, а пласты К12, К53, К2-3, К1, которые имеют изменчивые мощность и строение, относятся к невыдержанным.

Остальные пласты и пропластки не имеют промышленного значения. Они весьма изменчивые по мощности и строению, используются для стратиграфической корреляции разрезов. Из всех рабочих пластов только два (К12, К10) относятся к мощным; один - к средней мощности, а четыре (К11, К6, К53, К4, К3-2, К1) к тонким. Все угольные пласты имеют сложное строение. Так, в сложении пластов К12, К10 участвуют до 17 пачек угля. Другие пласты представлены 2-4 угольными пачками. На поле перспективного участка объектом эксплуатации является пласт К12, частично отработанный подземными горными работами в середине прошлого века.

Пласт К12 имеет самую большую (8-11 м) в бассейне мощность. Подлежащий открытой отработке пласт К12 обладает значительной мощностью и сложным строением. Засорение внутрипластовыми породными прослоями рабочей части пласта достигает 10-11%. В строении пласта довольно часто выделяются два слоя, различных по качеству. Верхний слой (К12В. С.) характеризуется большей засоренностью внутрипластовыми породными прослоями и зольностью, чем нижний. Между верхним и нижним слоями имеется породный прослой (0,7-1,0 м). Нижний слой пласта К12 (К12Н. С.) малозольный и представлен шестью-восьмью угольными пачками. Его засоренность составляет около 3%.

Общая мощность пласта К12 составляет около 8,5 м. Зольность угля на участке, выделенном под открытые работы, составляет по пласту К12 - 26,0%. Влажность рабочего топлива составляет 4,3%. В структурном отношении рассматриваемый участок приурочен к северо-восточной части карагандинской синклинали. Залегание угольного пласта К12 в границах участка - наклонное до 15. Угольный пласт К12 является основным рабочим пластом карагандинской свиты. По строению и изменчивости пласт относятся к выдержанным.

Таблица 2.1 Характеристика угольного пласта К12 по полю бывших шахт № 3, № 3 бис

Наименование

Показатели

1. Строение пласта

Сложное

2. Выдержанность мощности пласта

Выдержанный

3. Угол падения, градус

До 15

4. Мощность пласта полная, м

8,5

5. Мощность пласта полезная, м

7,28

6. Мощность вынимаемая, м

4,00*

7. Мощность породных прослоев при полной мощности пласта, м

0,11

8. Объемная масса по угольным пачкам, т/м3

1,46

9. Объемная масса с учетом засорения, т/м3

1,47

Представленная в табл.2.1 характеристика угольного пласта К12 требует дальнейшего уточнения, которое может быть реализовано в процессе эксплуатации участка, а также анализа мощности, площадного распространения и характера обрушения угля и засорения его боковыми породами. Непосредственная кровля и почва угольного пласта К12 представлены слабыми аргиллитами, склонными к пучению при увлажнении почвы и к выволам пород кровли. Прочность пород на сжатие не превышает 100-200 кг/см2. Основная кровля сложена переслаиванием алевролитов, песчаников и аргиллитов. пласт К12 склонен к самовозгоранию, пожароопасен. Угольная пыль взрывчатая.

Похожие статьи




Геологическая характеристика шахтного поля - Добыча угля через подземную газификацию

Предыдущая | Следующая