Дипломная работа: Очистка шахтных вод шахты Житомирская шу Комсомольское ГХК Октябрьуголь
Углевмещающими породами являются песчаники, сланцы песчаные, песчано-глинистые и глинистые.
Песчаники залегают в основной кровле и почве пласта m3 , в непосредственной почве распространены на 40% оцениваемой площади. Песчаники, в основном, мелко - и среднезернистые. Редко встречаются слои крупнозернистых разностей. Окраска песчаников от светло-серой до темно-серой. В текстурном отношении в них выделены слоистые и массивные, в непосредственной почве - мелковатые разности.
Слоистость песчаников обусловлена изменением гранулометрического состава, примесями глинистого и угольного материала, растительного детрита и скоплением чешуек слюды.
Песчаники преобладают крепкие и очень крепкие. Керн, как правило, поднимается столбиками по 0,3-0,5 м более, исключая зоны трещиноватости, где он был в виде кусочков.
Высокие прочностные показатели песчаников по микроскопическому описанию подтверждены данными, полученными при лабораторных испытаниях, и представлены в таблице 1.
Таблица 2.1 - Прочностная характеристика литотипов пород по данным лабораторных исследований и АК.
| Наименование пород | Мехпрочность в естественном состоянии, (n·105 ) | Мехпрочность после водопоглощения, (n·105 ) | Предел прочности пород по данным АК |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Сланец глинистый | 268 (1) | - | 180-440/350 (10) |
| Сланец песчано-глинистый | 439 (19) | 163 (17) | 360-590/480 (44) |
| Сланец песчаный | 529 (26) | 241 (30) | 330-960/685 (58) |
| Песчаник | 1339 (17) | 693 (9) | 370-1710/1190 (22) |
| Сланец песчаный, переслоенный песчаником | 1172 (6) | 660 (9) | 790-1060/330 (4) |
| Сланец глинистый с илистыми включениями | - | - | 140-180/165 (4) |
Сланцы песчаные занимают значительные площади в непосредственной кровле и почве угольного пласта m3 ( 40 - 50%), достигая мощности до 17 м (преобладает 5-9 м). Окраска их темно-серая, слоистость горизонтальная и пологоволнистая. В сланцах песчаных отмечены растительные отпечатки, чешуйки слюды по наслоению, кристаллы пирита и глинисто-карбонатные включения в виде конкреций.
В почве угольного пласта (0,3-0,9 м) сланец комковатой текстуры ("кучерявчик"), с обилием растительного детрита, часто углефицированного.
Сланцы песчаные средней крепости и крепкие, с преобладанием сильного межслоевого оцепления. Прочностные показатели их ниже, чем у песчаников.
Сланцы песчано-глинистые и глинистые близкие по микроскопическому описанию. Прочностные свойства их значительно ниже, чем у сланцев песчаных, тем более песчаников. По цвету - это темно-серые, иногда черные, породы тонко-плиточные (1-4 см) с преобладанием слабого межслоевого сцепления или вовсе отсутствующего.
При мощности слоя до 0,5 м и резком контакте с вышележащим монолитным слоем, склонны к обрушению вслед за выемкой угля, образуя ложную кровлю.
В почве угольного пласта сланец комковатой текстуры ("кучерявчик" до 1 м) с обилием зеркал скольжения, слабые, склонные к пучению при увлажнении.
Прогноз устойчивости вмещающих пород в очистных выработках.
Непосредственная кровля пласта сложена сланцами: песчаными (40%), песчано-глинистыми (35%), глинистыми (25%) (Таблица 2).
Таблица 2.2 - Характеристика устойчивости вмещающих пород угольного пласта m 3
| Наименова-ние пород |
Мощ-ность, м От-до/ преобл. | Предел прочности на сжатие, Па (n·105 ) от-до/среднее (количество определений) | Выводы об устойчивости и обрушаемости | |||||||||
| По лабораторным данным | По данным АК | |||||||||||
| В естественном состоянии | После водопо-глощения | Коэфф. Размягчения | ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||||||
| Основная кровля | ||||||||||||
| Сланец глинистый | 3,17-6,25/3-4 | - | - | - | 440 (1) | Среднеобру-шаемый | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||||||
| Сланец песчано-глинистый | 1,0-10,3 /3-4 | 337-682/ 500 (9) | 165-188/ 176 (2) | 0,48-0,55/ 0,52 (2) | 400-590/ 490 (17) | Среднеобру-шаемый | ||||||
| Сланец песчаный | 1,39-14,08/6-9 | 302-732/ 496 (16) | 154-427/ 253 (12) | 0,22-0,93/ 0,58 (12) | 400-960/ 660 (24) | Среднеобру-шаемый до труднообру-шаемого | ||||||
| Песчаник | 1,99-11,88/ 3-6 | 743-1785/ 1386 (3) | - | - | 960-1480/ 1200 (3) | То же | ||||||
| Непосредственная кровля | ||||||||||||
| Сланец глинистый с угольными включениями | - | - | - | - | 140-180/ 165 (4) | Весьма неустойчи-вый | ||||||
Сланец песчаный темно-серого цвета, часто переслоен тонкими слойками песчаника, слоистость от горизонтальной, пологоволнистой до прерывистой, линзовидной. По расслоению - слюда, углефицированные остатки и отпечатки растений, иногда пленки кальцита, слабо трещиноват (2 - 3 трещины на 1 погонный метр); иногда встречаются поверхности межслоевого скольжения, тонкие угольные прослойки в нижней части слоя, средней крепости до крепкого; малоустойчивые до среднеустойчивого.
Сланец песчано-глинистый темно-серого цвета, горизонтально-слоистый, по наслоению - отпечатки стеблей и листьев растений, в нижней части слоя линзовидные включения угля, аморфные и кристаллические скопления пирита. Часто с зеркалами межслоевого скольжения. Расслоение происходит на плитки, образуя пластовую отдельность, мощностью 2 - 3 см, за исключением площадей развития пластовой отдельности. Сцепление между слоями сильное, трещиноватость слабая (2 - 3 трещины на 1 погонный метр). В горных выработках (вентиляционный ходок № 1) сланец песчано-глинистый средней крепости (f=4-5), малоустойчивый. В нижней части слоя имеются плоскости наслоения с множеством прослоек угля, по которым возможно отслаивание "ложной" кровли от 0,3 до 0,6 м. При ведении очистных работ лавами блоков №1,№2 происходит обрушение кровли высотой 0,1-0,3 м на 40% площади. В 3 и 4 западных лавах ложная кровля мощностью 0,3-0,4 м была распространена на 35% отработанной площади. В 4 восточной лаве высота обрушения составила 0,1-0,6 м, площадью около 10%. В лавах №10, №11 обрушения мощностью 0,08-0,5 м и до 0,8 м происходили на протяжении 50 - 100 м.
Сланец глинистый от темно-серого до черного цвета, горизонтально-слоистый. По наслоению - отпечатки листьев и стеблей растений, легко расслаивается на плитки по 1-4 см, с тонкими линзочками угля, скоплениями пирита и зеркалами межслоевого скольжения. Послойные связи слабые или совсем отсутствуют. При ведении очистных работ лавами блоков №4, №5 на 30% площади отмечалось обрушение кровли высотой 0,05-0,4 м и до 1,3 м.
Основная кровля сложена сланцами глинистыми, песчано-глинистыми, песчаными, перекрытыми песчаником.
Песчаник от светло-серого до темно-серого цвета, кварцевый, мелко - и среднезернистый, в большинстве своем массивный, плотный, реже - слоистый за счет переслаивания песчаным сланцем. По наслоению - слюдистый, иногда с обуглившимся детритом; слоистость волнистая, косая, реже прерывисто-линзовидная. Встречаются обломки разной степени крупности сланца песчаного, глинистого, кремнистого материала; трещиноват (3-4 трещины на 1 погонный метр), крепкий и очень крепкий, контакт от четкого дот постепенного.
Непосредственная почва пласта сложена сланцем песчаным (50%), песчаником (40%), сланцами песчано-глинистыми (7%) и глинистыми (2%), а также переслаиванием сланца песчаного с песчаником (1%).
Сланец песчаный темно-серого цвета, в начале слоя (0,3-0,9 м) комковатой текстуры с остатками корней и листьев растений, перемят ("кучерявчик"). Ниже по слою горизонтально-, реже полого-, волокнисто-слоистый, слабослюдистый, средней крепости, слабо трещиноватый (до 3 трещин на 1 погонный метр). Слоистость обусловлена чередованием слоев сланца и песчаника мощностью 2-3 см.
Межслоевое сцепление сильное, но по плоскостям наслоения - скопление чешуек слюды. В горизонтальных выработках, вентиляционном ходке № 1, бортовом ходке №5,4, сборном ходке № 4 сланец песчаный, по макроскопическому описанию аналогичен, устойчивый.
Песчаник кварцевый, кварцево-полевошпатовый светло-серого и серого цвета, средне - и мелкозернистый, слабо трещиноватый (2-3 тр. / п. м). Контакт с нижележащим слоем четкий, горными выработками не вскрывается.
Сланец песчано-глинистый от темно-серого до черного цвета, трещиноват (5 тр. /п. м), контакт с нижележащим слоем песчаного сланца постепенный.
Сланец глинистый от темно-серого до черного цвета, комковатой текстуры с остатками углефицированных корней и коры растений. Контакт с нижележащим слоем песчаника четкий.
Горными работами шахты "Житомирская" сланцы песчано-глинистые и глинистые в почве пласта m3 не вскрывались ввиду незначительного распространения их на площади оценки, прочностные показатели их не изучены.