Анализ горно-геологических условий разработки поля шахты им.С.М.Кирова
1. Общие сведения о месторождении.
2. Геологическая характеристика
района.
3. Геологическое строение месторождения:
3.1. Стратиграфия и литология месторождения;
3.2. Тектоника шахтного поля;
3.3. Характеристика угольных пластов;
3.4. Характеристика качества углей;
3.5.Гидрогеологические условия разработки;
3.6.Инженерно-геологические условия разработки; 26-27
3.7.Горнотехнические условия разработки;
3.8.Сопутствующие полезные ископаемые;
3.9.Границы шахтного поля, разведанность, подготовленность шахтного поля к 30-32
эксплуатации и запасы углей.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф.Горбачева»
Филиал в г.Белово
Кафедра геологии
Пояснительная записка
к курсовой работе по дисциплине «Геология»
Анализ горно-геологических условий разработки поля
шифр ГПз(т)-103
Белово 2012
- Общие сведения о месторождении
Шахта им. С.М. Кирова подземным способом разрабатывает месторождение каменного угля, расположенное в северо-западной части Ленинского геолого-экономического района Кузбасса. Административно поле шахты входит в черту города Ленинска-Кузнецкого Кемеровской области. Соседними с шахтой угледобывающимипредприятиями являются шахты «Комсомолец» и имени 7 Ноября.
Шахта им. С.М. Кирова входит в состав Сибирской угольной энергетической компании. Шахтное поле пересекают две железнодорожные магистрали: Юрга-Новокузнецк и Новокузнецк-Новосибирск. Шахта имеет углепогрузочную станцию, которая подъездным путем связана с углесборочной станцией Ленинскуголь. Разветвленная сеть автомобильных дорог с асфальтовым покрытием связывает шахту с городом.
Река Иня, протекающая в пределах шахтного поля, делит его на две части: лево- и правобережную.Первая представляет наиболее высокую часть поля +220м +250м.Правобережная часть поля шахты-пойменная и припойменная –представляет собой ровную,заболоченную поверхность с отметками +180м +220м,шириной 900м.Вся поверхность поля шахты покрыта четвертичными отложениями,мощность которых изменяется от 2-3 до 55-60м. В общем спокойный рельеф поверхности поля осложнен логами: Кирпичным,Камышанским, Малой и Большой Листвяжками. Поверхность поля Западной прирезки представляет собой слабоволнистую равнину,расположенную на водоразделе речек Камышная и Камышанка.С северо-запада протягиваются лога-Степной и Мичуренский,ручьи которых впадают в речку Камышанку.Летом тальвеги логов сухие,а в весенний период расход воды по ним составляет соответственно 6000 и 4000 м³/час(замер 02.05.1975г.) Пойменная часть реки Ини, ширина киторой 40-60м, на 80% защищена от затопления водооградительными дамбами, протяженностью 13-14км.
Климат района резко континентальный с морозной и сравнительно малоснежной зимой. Самым холодным месяцем является январь со среднемесячной температурой -17,6˚С. Наиболее теплый месяц-июль со среднемесячной температурой +18,8˚С. По среднемесячной величине осадков,равной 444 мм, район относится к зоне умеренного увлажнения. Распределение осадков неравномерное. Абсолютный месячный многолетний максимум приходится на июль(101 мм),минимум на февраль(2мм).
Глубина промерзания грунтов неодинакова и в среднем равна 1,5 м.Наибольшему промерзанию грунты подвергаются на возвышенных открытых местах (до 2,3м) и наименьшему в пониженных местах(0,5м).
Устойчивый снеговой покров появляется
обычно в первых числах ноября.Число дней
со снеговым покровом достигает 185. Преобладающими
ветрами в зимний период являются ветры
южного направления, в летний-северного
и северо-западного направления.
За 70 лет работы шахта дважды прирезала запасы угля,в связи с чем шахтное поле состоит в настоящее время из трех частей:Центральное поле,Западная и Южная прирезки.Южная прирезка в настоящее время находится в стадии ликвидации.
Уголь пластов с толщиной пластического слоя 9-12 мм, согласно ГОСТу 8163-72, может поставляться для коксования только в небольших количествах по согласованию с потребителем. Проведенные филиалом ВУХИНа полузаводские испытания аналогичных углей, отрабатываемых шахтой им. 7-Ноября, показали, что кокс подобных углей имеет низкую механическую прочность.
В связи с введением в действие ГОСТа 25543-88, согласно которому газовые угли низкой стадии метаморфизма отнесены к коксующимся, Кузнецким филиалом института ВУХИН дано разъяснение (письмо №722 от 08.08.89г.) о невозможности использования в коксохимической промышленности газовых углей Кузбасса с пластическим слоем менее 13 мм.
Потребителями углей добываемых шахтой им. С.М. Кирова являются: ОАО "Кузбассенерго", а также экспортируется в дальнее зарубежье (Япония, Финляндия, Испания и Великобритания).
3. Геологическая характеристика района
В Кузнецком бассейне разрабатываются
63 пологих и пологонаклонных
3. Геологическая строение месторождения
3.1.Стратиграфия и литология месторождения
Геологоразведочными и горными работами на поле шахты вскрыты угленосные отложения Кольчугинской серии верхнепермского периода мощностью около 1200 м. В соответствии со схемой стратиграфического расчленения, принятой в 1964 году, в составе Кольчугинской серии выделены казанково-маркинская, ускатская, ленинская и грамотеинская свиты ильинской и ерунаковской подсерии (рис.2.2-1). Ниже приведено краткое описание подсерий и свит.
Ильинская подсерия (P2il) включает казанково-маркинскую и ускатскую свиты. Верхняя граница казанково-маркинской свиты проводится по почве пласта Е, нижняя не вскрыта. Свита содержит один рабочий пласт угля – Ж, ниже которого непродуктивна. В разрезе свиты отмечаются чередующиеся слои мелкозернистого полимиктового песчаника и темно-серого алевролита, заключающие маломощные пласты и пропластки угля. Кроме пласта Ж вскрыты 3-4 пласта угля мощностью от 0,6 до 0,8 метров каждый. Однако промышленного интереса они не представляют из-за их невыдержанных мощности и строения.
Ускатская свита прослеживается по всей площади шахтного поля, мощность ее изменяется от 257 до 275 метров. Среди маломощных слоев полимиктовых разнозернистых песчаников и алевролитов различного гранулометрического состава прослеживается 8-12 пластов угля рабочей мощности. Пласты Промежуточный, Поленовский, Максимовский н.п., Максимовский, А, Д и Веретеновский-1 – по мощности и строению относятся к группе относительно выдержанных, пласты Подмаксимовские, Е, Д, Г, Б, Веретеновский-2 – к группе невыдержанных. Кроме того, в разрезе отмечается 5-6 тонких пропластков угля.
Ерунаковская подсерия (P2er) разделяется на ленинскую и грамотеинскую свиты.
Ленинская свита выделяется от почвы пласта Болдыревского до почвы Байкаимского, мощность ее 470-520 м. Отложения ленинской свиты пользуются наибольшим распространением на всей площади шахтного поля и вскрыты как скважинами, так и горными выработками. Литологический состав аналогичен составу отложений нижележащей свиты. По всему разрезу в пластах угля встречаются минерализованные сидеритовые и карбонатные включения.Для свиты характерно наличие более мощных пластов угля по сравнению с
другими свитами. Пласты угля Дягилевский, Бреевский, Толмачевский, Емельяновский и Снятковский – имеют повсеместную рабочую мощность и четко прослеживаются на всей площади. Всего в свите насчитывается 10 пластов с балансовыми и 5 пластов с частично забалансовыми запасами угля, 4-5 пластов приближаются по мощности к балансовым. Кроме того, отмечаются 9-10 безымянных пропластков. Общая угленосность 4,8-5,6%, рабочая угленосность – 2,2-3,1% (балансовых и забалансовых).
Грамотеинская свита вскрыта на шахтном поле частично. Наибольшая мощность свиты – 280 м вскрыта по Западной прирезке. Здесь прослеживаются девять угольных пластов, из которых восемь имеют рабочую мощность. В целом свита отличается от нижележащей более мощными слоями пород межупластья, относительно выдержанным их составом с преобладанием песчаников.
Четвертичные отложения. Рыхлые четвертичные отложения поля шахты представлены покровными суглинками, слагающими водораздельную площадь, и аллювиальными образованиями реки Ини. Общая мощность рыхлых отложений на поле шахты изменяется от 4-8 до 50-60 м.Лессовидные и тяжелые суглинки распространены на водораздельных площадях.Аллювиальные отложения, слагающие пойму реки Ини и ее надпойменные террасы, представлены пылеватыми, илистыми суглинками, супесями, песками и галечниками.
3.2. Тектоника шахтного поля
Ленинский район расположен в подзоне пологой линейной складчатости Присалаирской зоны. Кольчугинские отложения образуют широкую зону гребневидной складчатости. Вытянутые параллельно Салаирскому кряжу широкие плоскодонные синклинали – Никитинско-Касьминская, Ленинская, Егозово-Красноярская разделены узкими антиклиналями – Никитинской, Ленинской, Мохово-Пестеревской и др.
Ленинская синклиналь, в пределах которой находится поле шахты, представляет собой широкую, концентрическую складку с ассиметричными крыльями и пологой мульдой, простирающуюся на северо-запад по среднему азимуту 290о. Складка имеет поперечное поднятие шарнира, в результате чего поле шахты разделено на 3 части – западную, центральную и юго-восточную. Западную и юго-восточную части иногда называют соответственно Заинской и Ленинской брахисинклиналями.
Ленинская антиклиналь на большей части является симметричной складкой и только на 2-бис р.л., вблизи Кильчигизского взброса, она резко асимметрична, северо-восточное крыло ее падает под углом 45-55о, юго-западное – под углом 20о. Шарнир складки погружается на северо-запад под углом 7-10о, при приближении к Кильчигизскому взбросу угол погружения выполаживается.
Основные складки часто
Первая группа образовалась на крыльях основных складок в процессе общего складкообразования и является самой распространенной. Чаще всего это дисгармоничная мелкоамплитудная (5-10 м) волнистость, поражающая группу пластов. Ширина складок от 50 до 160 м и более. Наличие их выявлено по горным работам на гор. +30 м на Центральном поле, где пройдены конвейерные штреки.
Есть основание предполагать, что складки распространяются и за пределами отработанного контура. Существенного влияния на отработку пластов угля они не оказывают. Наряду с мелкоамплитудной складчатостью, первая группа объединяет складки более низкого порядка, выявленные буровыми работами. Обычно это пологие спокойные структуры, редко сопровождающиеся разрывными нарушениями (2-3, 3-4, I Камышанская р.л.). Условия отработки вполне благоприятные.
Вторая группа, возникшая в связи с деформацией пород тектоническими разрывами, тоже широко развита и встречается в висячем и лежачем крыльях разрывов. Форма и размеры складок разнообразны – от простых до самых сложных, от мелких до крупных, но, в том и другом случаях, они выдержаны по простиранию и падению. Важной особенностью их является параллельность разрывов и осевых линий, что подчеркивает тесную связь разрыва и складок. Наиболее крупной является дополнительная синклиналь, которая осложняет юго-западное крыло Ленинской антиклинали на участке между I Заинской и I Городской р.л., вблизи Кильчигизского взброса. Форма замка округлая, с пологой донной частью, углы падения юго-западного крыла пологие 10-13о. Тектоническая нарушенность незначительная, разведочными работами установлено несколько нарушений малой амплитуды. В целом геологические условия эксплуатации благоприятные.Третья группа дополнительных складок связана с перегибами шарниров основных складок. Дополнительные складки ориентированы под углом 90о к осевой линии Ленинской
синклинали. Отличительной особенностью их является невыдержанность формы и ориентировки, резкое затухание по простиранию.
С пликативными структурами рассматриваемой
площади тесно связана
Второй особенностью разрывной тектоники является интенсивное проявление ее в висячих крыльях крупных нарушений. Плоскость сместителя сопровождается густой сетью апофизных нарушений с амплитудами смещения от 0,5 до 50 метров. Ширина зоны влияния Кильчигизского взброса варьирует от 50 до 500 м, Заинского – 20-30 м. В пределах этих зон возможность отработки запасов практически исключена, в то время как в лежачих крыльях нарушений запасы угля по всем пластам отрабатываются вплоть до линии сместителя.
Дизъюктивная нарушенность шахтного поля определяется наличием двух региональных крупноамплитудных взбросов (Кильчигизского и Южно-Журинского), которые служат естественными границами шахты, а также их апофиз разных амплитуд. Падение взбросов юго-западное под углом 20-40°, амплитуда смещения равна 500-950 м. Придизъюнктивные части характеризуются интенсивной нарушенностью, а для Кильчигизского взброса характерным является дополнительно увеличение угла падения пластов (до 40°).
Крупноамплитудной апофизой Кильчигизского взброса является взброс Заинский, к лежащему крылу которого приурочена большая площадь поля шахты им. Кирова. Простирание взброса близкое к простиранию пластов, падение на юго-запад под углами от 20 до 60°. Амплитуда его изменяется от 80 до 260 м. Взброс сопровождается зоной дробления пород, мелкоамплитудными нарушениями, увеличением угла падения пластов до 30° в западной части шахтного поля непосредственно у плоскости сместителя. По данным горных работ зона смятия и нарушенности пород вдоль сместителя достигает 250 м.
Апофизами Южно-Журинского взброса являются Восточно-Камышанский и Западно-Камышанский взбросы, вскрытые и прослеженные горными работами на верхних горизонтах в северной части шахтного поля. Оба взброса перпендикулярны простиранию пластов. Восточно-Камышанский взброс падает на ЮВ под углами от 10 до 30°. Уменьшение угла падения и амплитуды смещения от 30 до 12 м наблюдается к нижним горизонтам. На пластах Болдыревском и Поленовском нарушение предположительно тянется по всему проектируемому участку. Западно-Камышанский взброс имеет меньшую амплитуду (2-6 м), падает также на юго-восток под углами 19-35°.
С учетом данных проведенных горных работ следует ожидать, что при эксплуатации могут быть выявлены в большом количестве мелкоамплитудные нарушения с амплитудой до 2-4 м.
На поле шахты выделяется семь преобладающих направлений трещиноватости: две пары ортогональных систем трещин, перпендикулярных к плоскости напластования, две системы кососекущих трещин и система послойных трещин.
Наибольшее распространение
Нормальносекущие трещины, пересекающие плоскость напластования под прямым углом, пользуются повсеместным распространением. Они образуют две пары ортогональных систем, повернутых относительно друг друга на 45о. Положение полюсов трещин показывает на связь их с плоскостью напластования и осью складки.
Кососекущие трещины зафиксированы преимущественно в зоне влияния Южно-Журинского взброса, в крыльях средне– и мелкоамплитудных тектонических разрывов и на участках местных изгибов пластов. Они имеют самую разнообразную ориентировку и выражены очень слабо. Уверенно можно выделить только две, продольные по отношению основных складчатых структур, системы трещин, совпадающие по ориентировке с системами мелкоамплитудных тектонических разрывов района и шахтного поля.
3.3. Характеристика угольных пластов
Угленосные отложения шахтного поля содержат 31 пласт рабочей и нерабочей мощности более 0,7м, при распачковании пластов на верхние и нижние пачки угля – 36 пластов. Из них, в лицензионных границах шахты учитываются запасы по пластам (с Тонкого по Веретеновский-2). Характеристика данных угольных пластов, состоящих на балансе шахты, приведена в таблице 2.4-1.Краткое описание пластов приведено ниже.
Пласты Тонкий, Инский 3, Инский 1, Полысаевский 1-2, Надбайкаимский, Байкаимский относятся к группе средних пластов по мощности, являются стратиграфически самыми верхними пластами участка и расположены на незначительной площади, составляющей около 5 км2 в западной части поля. Строение пластов простое, иногда сложное. Пласт Инский 1 в районе разведочной линии 3-4 подсчитывается совместно с пластом Инским 2.
Пласт Инский 2 чаще имеет простое строение и мощность 0,79-1,34м. В Центральной части встречается прослой 0,04-0,1. Угли пласта Инского 2, как и Меренковского, относятся к энергетическим, коэффициент кондиционности 56%. Распространение площадей с забалансовой мощностью имеет блоковый характер.
Пласт Полысаевский 2 имеет весьма сложное, непостоянное строение при мощности, изменяющейся от 1,22 до 2,76м. Как и все энергетические угли, имеет распространение только на Заинском участке.Отрабатывался соседней шахтой им. 7 Ноября.
Пласт Байкаимский является одним из наиболее мощных – до 6-7 м. Структура пласта сравнительно сложная и непостоянная, количество прослоев изменяется от одного до 6. На участке Заинском Сводном пласт расщепляется на два самостоятельных пласта. Разрабатывается на шахте им. 7 Ноября, где имеет более простое строение, иногда встречаются незначительные по площади размывы.
Пласт Меренковский расположен в 67 м ниже пласта Байкаимского и залегает среди алевролитов. Пласт обладает исключительно простым строением при устойчивой мощности, изменяющейся от 0,82 до 1,3 м. В почве отмечаются линзы угля мощностью 0,1-0,25м. Уголь пласта относится к энергетическим, которые на шахтах Ленинского района отрабатываются при мощности выше 1м, поэтому по кондициям Госплана 1962 года пласт следовало бы отнести к невыдержанным при коэффициенте кондиционности 57%. Области распространения балансовых запасов при этом располагаются в виде полос, вытянутых согласно простиранию пласта.
Пласт Дягилевский на участке Заинском Сводном характеризуется выдержанной мощностью, в верхней части содержит прослой аргиллита мощностью 0,05-0,20 м, который отчетливо выделяется на каротажных диаграммах. На западе прослой уменьшает свою мощность до 0,05м, что в значительной степени затрудняет его выделение. Иногда в верхней и средней части встречаются линзы аргиллита мощностью 0,1-0,5м и пласт переходит в сложный. По горным работам в пласте через 7-10 м встречаются линзовидные сидеритовые включения размерами 0,1х0,4х0,4м, что осложняет его отработку.
Пласт Бреевский имеет сложное строение, содержит 1-3, иногда 5-6 прослоев аргиллита различной крепости и мощности, расположенные в нижней части пласта. По горным работам подтверждается повышенное значение зольностинижней части пласта до 20-30%, что послужило причиной списания его в северной части в количестве 266 тыс.тонн. Характерно увеличение мощности пласта в северо-восточном направлении до 2,70-3,10 м (среднее 2,03 м), где имеется отработка на значительной площади. В районе разведочных линий 3 Западной и Б-Б, выявлено расщепление пласта на две пачки. В пределах этих участков мощность пласта резко уменьшается, но остается рабочей. На данной площади пласт отнесен в группу относительно выдержанных.
Для пласта характерно наличие сидеритовых включений (колчеданов), залегающих в полуметре и менее от почвы. Размер включении от 0,5 до 2,0 м в поперечнике. Закономерности в размещении их не обнаружено.
В пласте встречаются размывы, представленные мелко- и среднезернистыми песчаниками, иногда поражающими пласт на полную мощность. Ширина размывов до 4-6 м. Площадного распространения они не имеют, однако иногда несколько затрудняют отработку.
Непосредственная кровля пласта сложена аргиллитами и алевролитом. Мощность непосредственной кровли 2,8-5,0 м. Нижние ее слои (0,1-0,5 м) представлены аргиллитом с большим скоплением углистого материала по наслоению. Кровля пласта Бреевского склонна к обрушению и образованию "заколов" по трещинам. Характер обрушения кровли различный.
Пласт Подбреевский рабочую мощность имеет только на участке Заинском Сводном. Строение простое, усложняющееся к северо-западу, где в пласт включается два породных прослоя аргиллита, при этом мощность его увеличивается от нерабочей до трех метров (средняя 1,19 м). Породные прослои в основном прослеживаются в кровле пласта, их мощность изменяется в пределах 0,05-0,14 м.
Пласт Толмачевский имеет относительно простое строение, выдержанное почти на всей разведанной площади. Состоит в основном из 2-х угольных пачек, разделенных прослоем от 0,05 до 30,0 м и более, представленным алевролитом, чаще углистым аргиллитом, который нередко переслаивается с маломощными угольными линзами. Иногда породный прослой увеличивает мощность до 1 м и более и пласт расщепляется на два самостоятельных пласта (южная часть участка Заинского Сводного), при этом его мощность с 2,5 м уменьшается до 1 м. Ввиду незначительного распространения, верхняя пачка, имеющая мощность 0,80-0,90 м, не подсчитывается.
Средняя мощность пласта 2,15 м, угол падения 5-7о. Гипсометрия пласта простая, слегка волнистая. В средней части его прослеживается прослоек углистого аргиллита мощностью до 0,20 м, крепость угля f=1,5.
Непосредственная кровля пласта представлена слоистым аргиллитом средней крепости, общей мощностью 3-5 м.
Основная кровля пласта мощностью 5-15 м сложена крупнозернистым темносерым песчаником. Почва пласта сложена аргиллитом средней крепости.
Пласт Емельяновский состоит в основном из 2 и, как исключение, 3-4 угольных пачек, разделенных прослоями слабого алевролита мощностью от 0,04 до 0,47 м. Ни один из прослоев не выдерживается на всей площади пласта. В пойменной части, на Центральном поле, пласт имеет простое строение, на участке Заинском Сводном структура пласта несколько усложняется за счет прослоев аргиллита и алевролита мощностью от 0,03 до 9,1 м в нижней части пласта. Характерно, что в почве пласта часто отмечаются углистые аргиллиты. Мощность его здесь уменьшается до 0,9 м, в то время, как на участке Проектном Северном она составляет 1,65-1,78 м. По горным работам изредка встречаются линзы "колчеданов" мощностью до 0,5 и 2 м в поперечнике.
Средняя мощность пласта 1,37 м, угол падения 7-8о, гипсометрия простая, слегка волнистая. Строение пласта сложное. В почве его прослеживаются прослои аргиллита мощностью 0,02 м, местами кровля пласта размыта и мощность уменьшается до 0,87 м.
Основная кровля представлена прочным песчаником, мощностью 6-7 м. Почва пласта сложена переслаиванием аргиллитов (f=2,1) и алевролитов средней крепости (f=3-4).
Пласт Снятковский имеет сложное строение, состоит из двух пачек, иногда же количество их увеличивается до четырех. В поименной части имеет простое строение, на Центральном поле и участке Заинским - Сводным – сложное.
Пласт Серебренниковский состоит в основном из двух пачек, разделенных прослоем алевролита, который увеличивает мощность на юг, при этом пласт расщепляется на две самостоятельные пачки. Верхняя пачка имеет нерабочую мощность, в среднем 0,59 м (коэффициент некондиционности 89%). Нижняя сохраняет первоначальную мощность до 1 м, иногда уменьшаясь до 0,58 м на участке Заинском-Сводном. В почве пласта имеется угольный прослой мощностью 0,25-0,45 м, который иногда включается в подсчет. В центральной части пласт отработан совместно с верхней пачкой, здесь мощность пласта является наибольшей – до 1,96м. Для пласта характерны вмещающие породы, представленные в почве и кровле выдержанными по площади пачками песчаника.
Пласт Майеровский имеет простое выдержанное строение на всей площади при мощности в среднем 1,0-1,5 м. На Центральном поле и северо-восточной части участка Заинского Сводного пласт подсчитывается совместно с пластом Брусницинским, суммарная мощность их при этом увеличивается до 2,5 м. Прослой алевролита, разделяющий пласты, выклинивается и пласт приобретает простое строение и мощность до двух и более метров. На площади слияния пласт отнесен в группу относительно выдержанных. В почве его иногда появляются линзы угля, мощностью 0,30-0,40 м, пласт приобретает сложное строение. Строение пласта Майеровского на Центральном поле осложняется наличием размывов имеющих извилистую форму – древние русла рек, иногда размывы нацело замещают пласт, он теряет рабочее значение. В пласте имеется большое количество конкреций разнообразной формы и величины. Форма их неправильная, размеры от 0,05 до 0,35 м.

- Анализ горно-геологических условий разработки поля шахты "Распадская"
- Анализ городских СМИ для размещения рекламных обращений
- Анализ гостиничного предприятия "IBHIS"
- Анализ гостиничной индустрии
- Анализ государственного бюджета
- Анализ государственного бюджета в Республике Беларусь
- Анализ государственного бюджета Кыргызской Республики
- Анализ гигиенических условий труда и разработка мероприятий по их улучшению
- Анализ глазных лекарственных форм
- Анализ глобальной сырьевой проблемы и путей ее решения
- Анализ глобальных экологических проблем
- Анализ годового плана грузоперевозок
- Анализ годовой бухгалтерской отчетности
- Анализ горно-геологических и горнотехнических условий месторождения