Курсовая работа: Управление состоянием массива

В настоящем разделе приведены условия залегания угольных пластов карагандинской свиты в пределах северо-восточной замковой части Карагандинской синклинали. Шарнир синклинали (по почве пласта К₁ погружается в направлении с северо-востока на юго-запад. У юго-западной границы участка максимальная глубина погружения его составляет 1200м.

По условию залегания карагандинской свиты участок чётко делится на две части, соответствующие крыльям синклинали.

Северо-западная пологопадающие крыло синклинали имеет общее северо-восточное простирание с падением на юго-восток под углом 10-15°. В северо-восточной части участка в районе замыкания синклинали, простирание угленосной толщи постепенно переходит с северо-восточного на восточное. Углы падения на выходах, соответственно изменению в простирании, возрастают от 10-15 до 70°.

Разрывные нарушения широко развиты на юго-восточном крыле Карагандинской синклинали. На северо-западном пологопадающем крыле, поля шахты им. Костенко, их мало и эта площадь в тектоническом отношении является простой.

Разрывные нарушения, вскрытые разведочными скважинами или горными выработками шахт, отнесены в группу установленных, а полученные при увязке и гипсометрических планов- к прогнозным. Крупные разрывные нарушения с амплитудой более 50 м. и протяженностью свыше 1000 м. разведаны лучше, чем мелкие малоамплитудные. Исключение составляют малоамплитудные нарушения вскрытые и прослеженные горными работами шахт.

По направлению простирания сместителей разрывные нарушения разделены на продольные, имеющие общее простирание близкое к простиранию угленосной толщи, и поперечные, секущие угленосную толщу под углом, близким к 60 и более градусам к её простиранию.

На оцениваемом участке среди разрывных нарушений сбросы занимают особые положения. Наиболее крупные из них Северный, Майкудукский, 2, 67 и 70- определяют общую структуру участка, разбивая юго-восточное крыло синклинали на три крупных, различных по площади, изолированных тектонических блока. Амплитуды сбросов довольно быстро и закономерно уменьшаются в западном направлении, от периферии к осевой части синклинали и, перейдя на пологое северо-западное крыло, полностью затухают.

Сбросы несогласные продольные по количеству равны сбросам согласным продольным.

Сбросы поперечные. Среди нарушений сбросового типа являются наиболее распространенными. Из 41 выявленного и проиндексированного сброса на долю поперечных приходится 23 т. е. 56%.

Взбросы согласные продольные приурочены в основном к крутому юго-восточному крылу синклинали.

Взбросы 86 и 8 распространены на пологом северо-западном крыле Карагандинской мульды, на площади поля шахты им. Костенко. Взброс 86 не имеет широкого распространения, он установлен одиночным подсечением в скважине РЛ. 2. На смежных разведочных линиях он не улавливается. Взброс 8, несмотря на сравнительно малую амплитуду, имеет довольно широкое распространение. Он протягивается через всю площадь поля шахты им. Костенко.

Взбросы поперечные являются менее распространённой группой разрывных нарушений взбросового типа.

Пологозалегающие северо-западное крыло Карагандинской синклинали, замковую часть и площадь с пологим залеганием на юго-восточном крыле, к северу от сброса 2, следует относить к 1-й группе с горизонтальным или очень пологим залеганием угольных пластов, с отсутствием или незначительной степенью проявления разрывных нарушений. К этой группе можно отнести поля шахты им. Костенко.

Шахтная тектоника. Кроме проиндексированных разрывных нарушений на оцениваемой площади широко распространены мелкие нарушения, установленные горными работами. Проявляются они обычно на одном угольном пласте. По морфологиии ориентировке такие разрывы чрезвычайно разнообразны, часто образуют целые группы, создавая чешуйчатую и ступенчатую структуры. Эти мелкие нарушения сильно затрудняют применение комплексной механизации и комбайнов в очистных и подготовительных горных выработках и часто являются причиной прекращения работ на отдельных участках.

Часто мелкие разрывные нарушения группируются вблизи крупных, обрамляя висячее и лежачее крылья последних. Поэтому, как правило, запасы угля вдоль крупных нарушений списываются в потери из-за горно-геологических условий.

1.2.3Угленостность

Развитие разведочных и горно-эксплуатационных работ в Карагандинском бассейне начиналось на пологом северо-западном крыле Карагандинской синклинали, т. е. на площади, входящей в состав оцениваемого участка. Поэтому угленостность карагандинской свиты на участке изучена достаточно детально.

Общее для всего Карагандинского бассейна закономерное снижение угленостности свиты с востока на запад довольно чётко проявляется и в границах оцениваемого участка. Так коэффициент угленостности свиты уменьшается на участке от 7,9 на востоке до 6,6 на западе. Снижение угленасыщенности происходит в основном за счёт увеличения общей мощности свиты с востока на запад от 560 до 670 м., при практически неизменной суммарной мощности угольной массы.

Из 22 пластов и пропластков карагандинской свиты рабочую мощность имеют 12 угольных пластов К₁₈ , К₁₄ , К₁₃ , К₁₂ , К₁₀ , К₉ , К₇ , К₆ , К₄ , К₃ , К₂ , К₁ , которые и приняты к подсчёту запасов. Эти пласты в пределах всего участка имеют выдержанную и относительно выдержанную мощность и характеризуются сложным строением. Остальные пласты являются либо весьма тонкими, либо при значительной мощности характеризуются весьма сложным строением и промышленного значения не имеют.

Угольный пласт К₁₈ на большей части оцениваемого участка отработан. Пласт имеет сложное строение, но в нем четко выделяется устойчивая по строению и мощности рабочая часть. Она представлена 1-2 пачками высоко качественного коксового угля и имеет мощность порядки 1,5-1,7 м. В единичных случаях мощность рабочей части пласта снижается до 1,34 м и возрастает до 1,97 м.

Угольные пачки, залегающие в почве и кровле рабочей части пласта, не имеют кондиционной мощностей и отделены от последней породными прослоем, мощности которых равны или превышают мощности этих угольных пачек. По устойчивости рабочей мощности и строения пласт К₁₈ относится к группе выдержанных. В аргиллитах кровли пласта К₁₈ залегают маркирующие угольные пропластки К₁₈ ¹ и К₁₈ ² . Они не имеют кондиционных мощностей и отделены друг от друга и от пласта К₁₈ прослоями аргиллита мощностью 0,7-1,0м. В направлении с востока на запад мощность прослоя аргиллита, разделяющего пласты К₁₈ ¹ и К₁₈ ² , возрастает до 3,5 м.

Угольный пласт К₁₄ части участка отработал. В нем четко выделяется рабочая часть, мощность которой колеблется от 1 ,4 до 2,0 м и лишь в отдельных пластопересечениях по скважинным возрастает до 3,2 м. Рабочая часть пласта содержит два тонких прослоя аргиллита мощностью 0,01 -0,06м. Эти прослои имеют строгую приуроченность в разрезе пласта и хорошо прослеживаются по горным выработкам и скважинам. В кровле рабочей части пласта залегает некондиционная по мощности (0,2-0,4м) угольная пачка, отделенная от неё прослоем аргиллита в 0,15-0,5 м. По устойчивости строения и мощности рабочей части пласт относится к выдержанным.

Угольный пласт К₁₃ . Так же, как и пласт К₁₄ , отработал на большей части участка. В пласте четко выделяется нижняя рабочая и верхняя нерабочая части пласта. Рабочая часть пласта сложена 1 -4 пачками угля и содержит до 3 неустойчивых тонких (до 0,05м), часто выклинивающихся прослоя аргиллита. Верхняя нерабочая часть пласта состоит из двух пачек высокозольного угля, мощности которых соответственно сверху вниз равны 0,5 -0,3м. Мощности породных прослоев, один из которых разделяет угольные пачки нерабочей части пласта, а другой отделяет рабочую часть пласта от нерабочей, близки к мощностям угольных пачек нерабочей части и колеблются в пределах 0,2-0,5 м. По устойчивости строения и мощности рабочей части пласт можно отнести к выдержанным.

Угольный пласт К12 является самым мощным пластом карагандинской свиты. В настоящие время пласт отработал на 50%. На свободных площадях шахты «Костенко» пласт имеет устойчивые строение и мощность. Рабочая мощность пласта практически соответствует его общей мощности и колеблется на участке в пределах 7-8 м. В состав рабочей мощности не входят 1-2 тонкие (0,1 -0,3м) угольные пачки, приуроченные к кровле пласта и отделенные от рабочей части прослоем аргиллита мощностью 0,1-0,2 м. В разрезе пласта довольно четко выделяются два слоя, сложенные различными по качеству углями. Верхний слой (2-2, 5м) сложен сравнительно высокозольным энергетическим углем, а нижний (5 -6м) представлен малозольным кокосовым углем. В разрезе обоих слоев содержится до 5 тонких про слоев аргиллита, причем в верхнем слое мощность их несколько больше, чем в нижнем, но обычно не превышает 0,05 м. Один из таких породных прослоев разделяет верхний и нижний слои пласта. По устойчивости мощность и строение пласт является выдержанным по всей площади оцениваемого участка.

Угольный пласт К₁₀ . Так же как и пласт К₁₂ , отработал на 50% площади оцениваемого участка. На неотработанных площадях поля шахты им. Костенко пласт всюду сохраняет устойчивую рабочую мощность, причём последняя закономерно уменьшается от западной границы участка в восточном направлении. Так , на площади, прилегающей к западной границе участка пласт имеет максимальную общую мощность 4,5-5,5 м, которая сохраняется на всей остальной площади промучастка. Он довольно чётко делится на 3 слоя, именуемые- верхний, основной и нижний. Общие мощности каждого из слоев в среднем соответственно равны 0,8; 2,3 и 0,7 м. Как правило, нижний слой отделён от основного прослоем аргиллита мощностью не менее половинной мощности нижнего слоя. Прослой аргиллита, разделяющий верхний и основной слои, неустойчив и меняет мощность от нескольких сантиметров до 1 м., часто замещаясь слабоуглистыми или углистым аргиллитом. На восток от западной границы участка нижний слой пласта К₁₀ постепенно отщепляется от основной части пласта и приобретает самостоятельное значение и индекс К_{10 нс} . Верхний слой в этом же направлении на сравнительно коротком расстоянии по простиранию замещается в начале углистым аргиллитом с прослоями угля, затем слабоуглистым, а последний переходит в аргиллиты кровли пласта. Это замещение хорошо прослеживается горными выработками шахты им. Костенко. Верхний слой, как правило, имеет сложное неустойчивое строение и содержит 1 -3 прослоя аргиллита или слабоуглистого аргиллита мощностью от нескольких сантиметров до 0,2-0,3 м. Нижний слой имеет более устойчивое строение и состоит из одной или двух, редко трёх угольных пачек, разделённых тонкими прослоями аргиллитами мощностью 0,02-0,1 м. Основной слой представляет собой рабочую часть пласта, которая имеет устойчивые строение и мощность по всей площади участка. Рабочая мощность основного слоя пласта совпадает с его общей мощностью и колеблется на участке от 1,6 до 2,5 м., закономерно и постепенно снижаясь с запада на восток, в направлении отщепления нижнего слоя и замещении верхнего. На западном крыле поля шахты им. Костенко в разрезе основного слоя чётко прослеживается четыре угольные пачки, верхняя из которых в восточном направлении выклинивается; за счёт этого и происходит постепенное утонение пласта.

Основной слой пласта К₁₀ является выдержанным по строению и мощности по всей площади участка. Верхний и нижний слои по устойчивости мощности и строения можно отнести только к невыдержанным.

Угольный пласт К₇ является одним из наиболее устойчивых по мощности и строению угольных пластов карагандинской свиты. В границах оцениваемого участка пласт на значительной площади пологого северо-восточного крыла Карагандинской синклинали. Общая его мощность совпадает с рабочей и колеблется от 1,2 до 2,2 м., в единичных пластопересечениях по скважинам снижаясь до 1,2 м.

В нижней части разреза пласт содержит маркирующий прослой каолинизированного буровато-серого алевролита мощностью 0,05-0,1 м. Этот прослой отделяет малозольные высококачественные угли средней и верхней частей пласта от более зольных углей нижней части. Как правило, верхняя и средняя части пласта, имеющие суммарную мощность 1-1,4м., содержит 1-2 линзовидных тонких прослоя аргиллита максимальной мощностью 0,01-0,02 м. В нижней части пласта, в непосредственной близости от маркирующего прослоя каолинизированного алевролита, обычно встречаются 2-3 прослоя аргиллита мощность до 0,03 м.

Угольный пласт К₆ . На большей части площади оцениваемого участка имеет устойчивое, хорошо выдержанное строение и мощность. В строении пласта чётко выделяется нижняя рабочая часть и верхняя- нерабочая. Рабочая часть пласта имеет устойчивые строение и мощность. В её разрезе хорошо прослеживается прослой аргиллита, отделяющий малозольные коксовые угли средней и нижний частей от верхней высокозольной угольной пачки. Мощность разделяющего прослоя хорошо выдерживается на всей площади участка и равна 0,03-0,05 м. При подсчёте запасов учитывались только коксовые угли средней и нижней части рабочей мощности пласта, а верхняя высокозольная угольная пачка в подсчётную мощность не включалась. Поэтому общая мощность рабочей части пласта несколько превышает подсчётную и равна 1,3-1,5 м. против подсчётной мощности 0,9-1,38 м. Верхняя нерабочая часть пласта отделяется от его рабочей части прослоем аргиллита мощностью 0,3-0,5 м. и представлена двумя-тремя тонкими высокозольными пачками угля мощностью 0,3-0,8 м.; последние отделены друг от друга прослоями аргиллита или слабоуглистого аргиллита, мощность которых близка к мощности самих угольных пачек. В районе западной границы участка прослеживается расщепление пласта К₆ . К западу от места расщепления пласта К₆ наблюдается закономерное уменьшение мощности нижней рабочей части пласта до забалансовой и некондиционной на смежной с запада площади. Контур забалансовой мощности рабочей части пласта практически совпадает с контуром его расщепления.