Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
7. Горно-геологические условия эксплуатации
7.1. Общая характеристика горно-геологических особенностей северо-восточной части Право-Кабактинского участка
Площадь предварительной разведки занимает водораздельное пространство р. Чульман и ее притока р. Кабакты. Эта площадь относится к среднегорью с умеренно расчлененным рельефом. Склоны водоразделов пологие с многочисленными денудационными уступами. На крутых участках склонов развиты каменные осыпи. Глубина расчленения рельефа 200-270 м. Мощность покровных отложений колеблется в пределах 0,5-6 м. Это четвертичными отложения, представленные щебнистым материалом с супесчано-суглинистым заполнителем. Коренными породами являются угленосные отложения дурайской, кабактинской и беркакитской свит, содержащих в своем разрезе более 40 углепроявлений с рабочими значениями мощности. Глубина залегания основных угольных пластов от дневной поверхности колеблется от 2-3 м в северо-восточной части разведанного участка до 500-600 м в юго-западной части.
Угольные пласты относятся к группе тонких и средних. Непосредственно на площади разведки распространены 6 пластов угля рабочей мощности кабактинской свиты и 6 рабочих пластов дурайской свиты. Строение всех пластов кабактинской свиты (,,,,,) сложное. Три пласта дурайской свиты - ,, имеют простое строение, остальные пласты , и сложное. К относительно выдержанным относятся пласты ,,,,,,, пласты и относятся к невыдержанным. Причем, пласты , и на площади своего развития имеют различную выдержанность. Так, пласт невыдержанный на юго-востоке и относительно выдержан на северо-западе, пласт – не выдержан на северо-востоке и относительно выдержан на западной части площади пласт – невыдержанный в северо-западной части и относительно выдержанный в юго-восточной части участка. Простое строение площади осложняется дизъюнктивными и пликативными нарушениями. Расположение разрывных нарушений приведено на схематической инженерно-геологической карте (черт. 73,том У).
Нарушения фиксируются в керне скважин по зонам дробления пород с наличием зеркал скольжения, развитием карбонатов, сульфидов и следов ожелезнения, иногда зонам брекчирования и интенсивной трещиноватости.
7.2. Объем и методика исследований.
Изучение инженерно-геологических условий Право-Кабактинского участка Кабактинского месторождения проводилось в течение 1978-1984гг.
Учитывая, что опыта эксплуатации угольных месторождений подземным способом в условиях Южной Якутии практически нет, инженерно-геологические исследования были направлены на получение информации, необходимой для принятия научно-обоснованных проектных решений.
Основными задачами исследований являлось:
А) определение физических свойство всех разновидностей пород;
Б) изучение степени трещиноватости пород;
В) изучение распространения и мощности многолетнемерзлых пород и температурного режима пород на глубину разведки.
Изучение физических свойств пород было проведено по 7 скважинам. Всего было отобрано 299 проб вмещающих пород. Местоположение опробованных скважин приведено на черт.73 том У. Исследования по изучению физических свойств пород были выполнены в центральной петрографической лаборатории ПГО «Якутскгеология». По отобранным пробам изучались механические, гравитационные, гидравлические свойства горных пород. Материалы исследований приведены в прил. 30 том УП. Угол внутреннего трения и сцепление пород, упругие свойства определены в лаборатории ВСЕГИНГЕО (50).
Микроскопическое описание углевмещающих пород приводится по данным С.И. Малинина (72).
На основании анализа полученных результатов испытаний определены расчетные характеристики прочности горных пород.
Результаты изучения распространения мощности и температуры многолетнемерзлых пород изложены ранее в главе 6. Температурный режим площади участка на глубину отработки изучался путем замеров температуры в скважинах терморезисторными регистрирующими датчиками Алданской КГГП ЮЯГРЭ.
Оценка устойчивости углевмещающих пород дается на основании анализа прочностных показателей физических свойств пород по данным испытаний образцов из керна скважин, анализа инженерно-геологической документации керна, выполненной ВСЕГИНГЕО геологической документации наклонных шахт и разведочных скважин, выполненной ОЯГРЭ.
Результаты выполненных исследований позволяют отметить, что устойчивость пород определяется их физическими свойствами и степенью трещиноватости.
В соответствии с простиранием пород в северо-восточной части Право-Кабактинского участка выделяются продольные нормально и кососекущие, поперечные нормальносекущие и диагональные нормальносекущие трещины.
В тонкозернистых породах (алевролиты и песчаники мелкозернистые) преобладают трещины склона, в грубозернистых (песчаники средне и крупнозернистые) наблюдаются как трещины скола, так и отрыва.
Преобладающее развитие имеют трещины крутые и вертикальные. Состав заполнителя трещин представлен кальцитом (40%). Гидроокислами железа (12%), углефицированным растительным детритом (10%). Часть трещин заполнителя не имеет. Гидроокислы железа широко распространены в зоне выветривания. Ширина трещин по керну скважин изменяется от долей до 5-7 мм. Открытых трещин – 0,5-3мм. По интенсивности тектонической нарушенности в массиве углевмещающих пород выделяются:
1. Слаботрещиноватые породы (М≤ 2 тр/м)
2. Трещиноватые (М=2±5 тр/м)
3. Сильнотрещиноватые (М=5±10 тр/м)
4. Раздробленные (М>10 тр/м)
Трещиноватые и сильнотрещиноватые породы (М=2±10 тр/м) характерны для дурайской свиты, в кабактинской свите преобладают слаботрещиноватые породы (М=1±2 тр/м). Содержание раздробленных пород на участке в среднем составляет 5% от общего объема пород. Раздробленные породы скважинами встречаются в виде зон мощностью 0,5-2,5 м. реже до 4-10 м. В скважинах отмечается от 2 до 10 зон дробления. Трещиноватость пород зависит от тектонической нарушенности описываемой площади. При приближении возрастает, увеличивается также количество и мощность зон раздробленных пород. Трещиноватость зависит также от литологического состава пород. Алевролиты более трещиноваты, чем песчаники [50].
Интенсивной трещиноватостью характеризуются породные прослои в угольных пластах. Они представлены глинисто-алевритовыми разностями, аргиллитами, углистыми алевролитами, редко мелкозернистыми песчаниками.
7.3. Физические свойства горных пород
Весь комплекс горных пород, слагающих площадь разведки, можно разделить на 5 групп:
Соотношение выделенных разностей пород (в %) в соответствии с принадлежностью к свитам юрского возраста приводятся в таблице 7.1.
Таблица 7.1.
|
Наименование свит |
Литологические типы пород |
||||
|
Песчаники |
Алевролиты и аргиллиты |
Угли |
|||
|
м/з |
с/з |
к/з |
|||
|
Дурайская |
0,5 |
10,7 |
45,8 |
40,8 |
2,1 |
|
Кабактинская |
2,3 |
49,6 |
37,7 |
8,7 |
1,6 |
Показатели физических свойств пород приведены в таблице (прил.30 том УП). Средние значения показателей физических свойств горных пород по литологическим разностям и распространение их по площади приводятся ниже, в таблице 7.2.
Песчаники крупнозернистые имеют полевошпатово-кварцевый состав: содержание кварца составляет 45-60%, полевых шпатов 25-35%. Цемент – кварцевый, глинистый, кальцитовый. Породы характеризуются значительными значениями показателей прочности на сжатие и разрыв ( = 123 мПа, =13 мПа). При водонасыщении прочность пород уменьшается в среднем на 20%. Объемная масса в среднем составляет 2587 км/, плотность – 2664 км/, при пористости 4,4% и водопоглощении 0,8%. Угол внутреннего трения составляет , а сцепление 27 мПа.
Песчаники среднезернистые. В вещественном составе пород преобладает кварц, количество которого составляет в среднем 40-50%, иногда увеличивается до 60-70%. Содержание полевых шпатов 30-40%. Цемент глинистый, кальцитовый, глинисто-кальцитовый, кварцевый.
Прочность на сжатие составляет 153 мПа, на разрыв 21 мПа. Объемная масса -2554 км/, плотность – 2687 км/ при общей пористости 4,4% и водопоглощении 1,0%. Угол внутреннего трения равен , сцепление 27 мПа.
Песчаник мелкозернистый. В вещественном составе преобладает кварц (45-55%, иногда 65-70%), количество полевого шпата уменьшается до 10-15%. Цемент глинистый, в значительной степени серицитизированный, кальцитовый, глинисто-кальцитовый. Породы характеризуются максимальными значениями прочности на сжатие и разрыв ( = 165 мПа, =21 мПа). При водонасыщении породы теряют прочность в среднем на 15%. Объемная масса в среднем составляет 2578 км/, плотность – 2632 км/ при пористости общей 3,5% и водопоглощении 0,8%. Угол внутреннего трения составляет и сцепление 35 мПа.
Алевролиты. В вещественном составе преобладает кварц (до 50-70%), содержание полевых шпатов составляет 10%. Цемент глинистый, сильно серицитизированный, частично замещен более поздним агрессивным кальцитом.
Прочностные свойства алевролитов близки к таковым по песчаникам крупнозернистым. Прочность на сжатие составляет 137-150 мПа, на разрыв – 20-25 мПа. При водонасыщении прочность уменьшается на 15%. Объемная масса составляет 2585 км/, плотность 2670 км/ при пористости 4% и водопоглощении 0,8%. Угол внутреннего трения равен 44%, сцепление 25 мПа.
Средние значения упругих характеристик различных литологических разностей пород очень близки. Средние значения динамического модуля упругости песчаников и алевролитов изменяются от 4,7 до 5,6* мПа. Средние значения модуля сдвига не превышают 2,3* мПа.
7.4. Геотермические исследования
Результаты наблюдений за температурой горных пород по скважинам (расположение последних приведено черт.73,том У) показывают своеобразный характер колебаний температур с глубиной (рис. 279). Кривые изменения температуры горных пород с глубиной делятся на три части. Верхняя часть, в среднем до глубины 5 м, характеризуется сезонными колебаниями температур, согласующихся с хронологическим ходом температур воздуха. В средней части от 5 м до 150 м температура пород колеблется от 0 или отрицательных температур до ±С и создает безградиентную зону. Ниже глубины 150 м (или отметки ±650 м абс.) происходит резкое повышение температуры пород. Геотермическая ступень в этой зоне составляет 75-100 м/С, геотермический градиент 0,7-С/100 м. Температура пород на максимальной глубине разведки достигает ±С.
Из изложенного следует, что углевмещающие породы характеризуются высокими прочностными свойствами (). Породы обладают высокой несущей способностью. Основным осложняющим фактором будет являться трещиноватость пород в зонах нарушений.
Среди инженерно-геологических процессов, которые могут осложнить освоение участка, следует отметить сдвижение пород над выработанным пространством.
Сложное строение мерзлой зоны и вообще температурного режима (низкие температуры) будут отрицательно сказываться на условиях проходки горных выработок и состоянии технического оборудования, что необходимо учесть при составлении ТЭДа.
В целом инженерно-геологические условия освоения Право-Кабактинского участка Кабактинского месторождения относятся к сложным.