Характеристика поля ООО "Шахта Красногорская"

1. Общая часть

1.1 Геологическая характеристика Прокопьевско-Киселевского угольного района

Прокопьевско-Киселевский  угольный район расположен в пределах Присалаирской полосы. Является одним  из наиболее основных районов Верхнебалахонской  и Нижнебалахонской подсерии, мощность которых в этом районе около 1200 метров. Количество рабочих пластов до 30.

В алыкаевской свите  залегают 11 пластов мощностью от 0,5 до 6,0 метров.   

  Промежуточная, ишановская и кемеровская  свиты характерны

 наличием мощных пластов  угля, достигающих 20 метров, (пласт Мощный) и 30 метров, (пласт Горелый). Усятская свита включает в себя от 6 до 10 рабочих пластов мощностью от 0,5 до 12,0 метров.

       В структурном  отношении Прокопьевско-Киселевский  угольный район представляет  собой одно целое. Угленосные  отложения собраны в сравнительно узкие складки  вытянутые в северо-западном направлении и разбитые на отдельные блоки продольными нарушениями с амплитудой до 2 километров, при этом западные  блоки оказываются надвинутыми на  восточные.

2. Краткая  характеристика Кузбасса

 

        Кузнецкий  бассейн, расположенный в южной  части Западной Сибири, в плане  имеет форму неправильного четырехугольника; наибольшая длина бассейна 335 км, а наибольшая ширина 110 км, площадь бассейна 27 тыс. кв. км.

        На северо-востоке  Кузнецкий бассейн граничит с  Кузнецким Алатау, на юго-западе  с Салаирским кряжем, на юго-востоке  – со сливающимися острогами этих двух кряжей, на северо-западе – с Колывань – Томской складчатой системой, которая в современном рельефе выражена слабо.

       Площадь бассейна  представляет собой возвышенную  равнину, слабо всхолмленную в  юго-западной части и значительно  больше в северо-восточной. Характерна  для территории бассейна также  многочисленность протекающих здесь  рек, долины их глубоко врезаны  не только в четвертичные отложения,  представленные преимущественно  лессовидными суглинками, но и  в нижележащие коренные породы.

       В составе пород,  слагающих обрамление и фундамент  бассейна, выделяют архей, протерозой, кембрий, ордовик, силур, нижний  и средний девон. Архей и  протерозой представлены гнейсами, мраморами и кварцитами; кембрийские  отложения – известняками, доломитами, сланцами и песчаниками; ордовик  – порфиритами и конгломератами.

        Девонские  отложения сложены комплексом  известняков, богатых фауной, переслаивающихся  с пестроцветными туфогенными  песчаниками, туфоконгломератами, порфиритами,  а также глинистыми сланцами.

      Выходы каменноугольных турнейских  и визейских морских отложений  протягиваются узкой полосой  почти по всем окраинам бассейна.

Представлены они известняками, сланцами, зеленоватыми песчаниками.

Выше залегают осадки намюрского яруса, представленные преимущественно  песчанистыми сланцами. На морских нижнекаменноугольных отложениях залегает угленосная в основном песчано-глинистая толща среднего, верхнего карбона и Перми. В ее составе выделяются балахонская и кольчугинская серии, к которым приурочена основная угленосность бассейна.

В балахонской серии  наибольшая угленасыщенность приурочена к юго-западной части бассейна –  Бачатскому и Прокопьевско-Киселевскому районам. Угленосные отложения мощностью  около 1600 метров, содержат от 22 до 60 пластов угля. Мощность большей части пластов 2 – 5 метров, а отдельных пластов – до 10 – 20 метров Основная часть угольных пластов имеет простое строение.

В отложениях кольчугинской  серии преобладают пласты сложного и  умеренно сложного строения. Простыми являются лишь некоторые тонкие пласты. В пластах углей кольчугинской  серии Кузбасса широко развиты различного рода включения и известны многочисленные случаи размывов.

В тарбаганской серии угленосность очень неустойчива. В ней содержится от 13 до 56 пластов и пропластков  угля, из них рабочей мощности от 3 до 14 пластов. Пласты обычно сложные, состоящие из нескольких пачек, разделенных  прослоями породы.

 В девонских отложениях  в районе пос. Барзас известны  липтобиолиты, богатые сапропелитовым  материалом. Угли Кузбасса в основном  гумусовые.

 По общему тектоническому  плану Кузнецкий бассейн относится  к типу унаследованных прогибов, и представляют собой крупный  ассиметричный синклинорий, длинная  ось которого вытянута с юго-востока  на северо-запад. Он заложился  в среднем палеозое и развивался  преимущественно в позднем палеозое. Вдоль длинной оси синклинория  мощности осадков имеют наибольшие  величины.

Наиболее сильно дислоцированы  угленосные отложения вблизи границ

бассейна, в зонах, прилегающих  к окружающим бассейн горным кряжам. В центральных частях синклинория  резко выраженная складчатость приурочена к зонам крупных дизъюнктивных нарушений, протягивающихся почти через весь бассейн параллельно его юго-западной и северно-западной границам.

В бассейне отмечаются наибольшее разнообразие форм складок; ряд складок  осложнен дизъюнктивными нарушениями, часть из которых протягивается  на многие десятки километров, а  некоторые – почти через весь бассейн.

Наиболее крупные зоны разломов – Тырганская на западе бассейна и Томская – в его северной части. Многочисленные нарушения различной  амплитуды  развиты в различных частях угленосной толщи, особенно в зонах мелкой складчатости.

Гидрогеологические условия  продуктивных толщ бассейна зависят  в  основном от его тектоники. Наибольшая водоносность отмечается в зонах   крупных тектонических нарушений, а также на участках выгорания  угольных пластов.

3. Местоположение и границы поля шахты

 

Шахта «Красногорская»  введена в эксплуатацию на первом рабочем горизонте +200м в 1949 году с Сухой технологией добычи угля с проектной мощностью 600 тыс. т  в год. Проект строительства шахты  был впервые разработан трестом  Кузбассгипрошахт в 1941 году, утвержден  НКУП постановлением №17 от 30.06.1941 год. На основании последующего распоряжения НКУП от 21.10.1944 года №557 технический  проект был пересмотрен и утвержден  протоколом НКУП от 13.01.1945г. Строительство  шахты было закончено в 1949 г.  в июне 1949 года подписан акт сдачи шахты в эксплуатацию.

Поле шахты  «Красногорская» расположено в  северо-восточной части Прокопьевского месторождения. В административном отношении шахта принадлежит  Прокопьевскому району Кемеровской  области.

Площадь подсчета запасов  составляет 6,12 кв. км при длине поля по простиранию 5,1км, вкрест простирания  – 1,2км. Технической границей шахтного поля на юге является барьерный целик  с шахтой им. Ворошилова ООО «НПО «Прокопьевскуголь»; на западе и востоке  – выход пласта VI Внутреннего под наносы; на севере – барьерный целик с шахтой «Черкасовская» п/о «Киселевскуголь»

Промплощадка шахты  расположена в безугольной зоне в кровле восточного крыла Красногорской  антиклинали.

 Рельеф поверхности – слабопересеченный. В 1,5км восточнее шахтного поля проходит полотно Кемеровской железной дороги. Шахта соединяется подъездными  путями с железнодорожной станцией Черкасов – Камень, расположенной  в 6 км на северо – восток от шахтного поля.

Шахта сдана в  эксплуатацию в 1949г.

Шахтное поле вскрыто тремя  вертикальными стволами:

• клетевым, пройденным до гор.+100м;
• вспомогательным, пройденным до гор.+90м;
• вентиляционным, пройденным до гор.-20м.

Кроме того, с гор.+100м на гор.-20м  пройдены два уклона – грузовой и

людской.

Действующая шахта  «Красногорская» расположена в  черте города Прокопьевска. По административному  делению территория шахты относится  к Прокопьевскому району Кемеровской  области.

Шахтное поле расположено  в центральной части Прокопьевско-Киселевского месторождения в пределах Красногорской  антиклинали, является дополнительной складкой на восточной крыле III синклинали. Красногорская антиклиналь представляет собой узкую брахискладку с крутыми крыльями, углы падения пород 45⁰- 85⁰. В границах шахтного поля залегает 15 пластов различной мощности от 1,2м до 11,5м на западном и восточном крыльях антиклинали. Промышленное значение имеют пласты VI Внутренний, IV Внутренний, III Внутренний, II Внутренний, I Внутренний, Горелый, Прокопьевский, Лутугинский, Мощный. Углы падения пластов 60⁰ – 75⁰ на восточнм крыльях антиклинали.

Размеры шахтного поля по простиранию 5,05 км, вкрест простирания на горизонте –20м – 2км. Техническими границами шахты приняты: на севере – барьерный целик с шахтой “Черкасовской”, на юге – барьерный целик с шахтой

 № 5 – 6 (им. Ворошилова), западной  и восточной границами служат  кровля пласта VI Внутреннего.

4. Стратиграфия поля шахты

Каменноугольно-пермский угленосный бассейн.

Западно-кузбасская фациальная зона

В пределах Западно-Кузбасской фациальной зоны расчленения верхнепалеозойских отложений на региональные горизонты, серии, подсерии и свиты выполнено  в соответствии с унифицированной  региональной стратиграфической схемой верхнепалеозойских отложений Кузнецкого бассейна с последующими изменениями  и дополнениями, внесенными СибРМСК  и при разработке Легенды Кузбасской серии. В соответствии с этими  схемами верхнепалеозойская угленосная формация подразделяется на территории листа на две серии балахонскую  и кольчугинскую, 5 подсерий: острогскую, нижнебалахонскую, верхнебалахонскую, кузнецкую и ильинскую. Границы  стратиграфических подразделений  приняты, в основном, по пластам углей, коррелируемых с соответствующими уровнями стратотипических разрезов

Угленосные отложения  юго-западной части Кузнецкого бассейна на рассматриваемой территории включают осадки серпуховского яруса нижнего  карбона, среднего и верхнего отделов  карбона, нижней перми, уфимского и  нижней половины казанского ярусов верхнего отдела пермской системы. Отложения  представлены чередованием песчаников, алевролитов, аргиллитов, углистых алевролитов  и аргиллитов, конгломератов и  каменных углей. Мощность отдельных  слоев 0,1-50 м, чаще 1-20 м. Общая мощность отложений около 6800 м. Угленосность верхнепалеозойских отложений меняется в широких пределах, как по разрезу, так и по площади: от очень высокой – 10-30 % до низкой – 0,5-2 %. Для верхнего палеозоя характерна разнопорядковая ритмичность (цикличность) осадконакопления.

Средняя плотность пород  стратиграфических подразделений  без угля колеблется в пределах 2,50-2,67 г/см³ с учетом угля 2,32-2,62 г/см³. Приведенные в табл. 1 колебания средних плотностей стратиграфических подразделений, обусловлены в основном латеральными изменениями угленосности. Минимальные значения характеризуют более угленасыщенную западную, а максимальные – менее угленасыщенную восточную часть территории листа N-45-XXI. Породы угленосного комплекса практически немагнитны, за исключением редко встречающихся зон выгорания угля, магнитная восприимчивость которых достигает 5000´10^-5 ед. СИ. Скорость распространения сейсмических волн в песчаниках, алевролитах и аргиллитах составляет 3000-4000 м/сек. Угли обладают минимальной скоростью 2500 м/сек, в связи с чем пласты угля при пологом залегании трассируются отражающими поверхностями различной интенсивности.

Плотность пород стратиграфических  подразделений 

верхнепалеозойских угленосных отложений, г/см³

5. Характеристика рабочих пластов

Характеристика  угольных пластов поля шахты «Красногорская»

Качественные  характеристики пластов угля

поля шахты  «Красногорская»

Пласт VI Внутренний – самый верхний пласт Верхнебалахонской подсерии. Пласт имеет простое строение. Мощность пласта составляет 1,8-2,0м. Кровля и почва пласта сложена алевролитом средней крепости и устойчивости. Местами отмечается «ложная» кровля, представленная алевролитом мелким. Мощность пород «ложной» кровли 0,10-0,80м, она при прохождении горных выработок и в очистных забоях уходит вместе с углем. Уголь пласта относится к маркам КЖ и К. 

Пласт Проводник  IV Внутреннего – сложного строения, состоит из 2-х угольных пачек, разделенных прослойком углистого алевролита мощностью 0,15-0,25м. Общая мощность пласта 1,4-1,8м. Кровля и почва – алевролит темно-серый, трещиноватый, средней устойчивости. По марочному составу угли относятся к маркам К и КО. 

Пласт IV Внутренний – простого строения. Мощность пласта изменяется от 7,2м и до 8,5м. Кровля – алевролит темно – серый, трещиноватый, средней крепости, на контакте с углем (до 0,5м) – алевролит с прослойками угля – неустойчивый участками. Почва пласта представлена алевролитом и углистым алевролитом, мощностью 0,1-0,3м, ниже залегает пласт III Внутренний. Почва весьма неустойчивая.

Угли пласта относятся  к маркам К и КО.

Пласт III Внутренний – сложного строения, состоит их двух, реже трех угольных пачек, разделенных прослойком углистого аргиллита, иногда минерализованного алевролита мощностью до 0,2м. Мощность пласта угля от 3,6 до 5,0м. Кровля пласта представлена углистым алевролитом и углем пласта IV Внутреннего. Кровля пласта неустойчивая. Почва пласта представлена алевролитом темно – серым, средней крепости и устойчивости. В почве пласта залегает мятая пачка угля, неустойчивая, мощностью до 1,0м.

Уголь пласта относится  к марке К.

Пласт Размытый - нормальной мощностью НМ=1,60м представлен полублестящим,  слабополосчатым углем средней крепости и устойчивости f=0,8. Междупластие между пластом Размытым и III Внутренним представлено алевролитом близким к аргиллиту средней крепости и устойчивости f=3-4. Нормальная мощность составляет 2,5-3м

Пласт II Внутренний – простого строения. Мощность пласта 3,0-3,5м. Кровля и почва -  алевролит темно – серый, трещиноватый, средней крепости. Угли марки К и КО.

Пласт I Внутренний – простого строения. Мощность пласта 1,5-1,7м. Кровля – алевролит рассланцованный (участками – ложная кровля, представленная углистым алевролитом до 0,5м).

Почва – алевролит темно  – серый, трещиноватый. Средней устойчивости. Угли относятся к марки К и  КО.

Пласт I Внутренний отнесен к опасным по внезапным выбросам угля, породы и газа, остальные – к угрожаемым. Все пласты шахтного поля склонны к самовозгоранию, являются угрожаемыми по горным ударам и опасны по взрыву угольной пыли.

Глубина ведения горных работ от поверхности до гор.-150м  составляет 450м.

Уголь из очистных и подготовительных забоев транспортируется в виде пульпы самотеком по желобам в участковую перекачную станцию ПУС-1, откуда по пульповодам диаметром 377мм углесосами У900-90 транспортируется в центральную  камеру гидроподъёма гор.-20м.

Гидроподъём пульпы с гор.-150м 3-х ступенчатый – от ПУС-1 в  ЦКГП – 20, затем в ЦКГП гор.+100м, откуда углесосами 14УВ-6, пульпа перекачивается на поверхность в бункера обогатительной фабрики.

Высоконапорная станция, служащая для получения технологической  воды высокого давления, оборудована 6 насосами ЦНСГ – 850-960. Вода под давлением  подается в шахту по 2-м ставам труб диаметром 377мм.

Пласт Горелый – простого строения; имеет среднюю нормальную мощность 6,5м; угол падения пласта изменяется в пределах от 48⁰ до 60⁰, уголь пласта полублестящий, полосчатый за счет прослойков блестящего угля, средней крепости, f=0,8÷0,9; марка угля К, КО.

В средней части пласта встречаются линзы оолитового железняка  до 0,25м; в почве пласта отмечается слабая пачка угля мощностью до 0,6-0,8м; кровля пласта алевролит средней крепости и устойчивости, f=3÷4; почва пласта – алевролит средней крепости и устойчивости, f=3÷4.

Пласт опасен по газу метану и по угольной пыли, склонный к самовозгоранию.

Пласт Лутугинский (Прокопьевский) представлен полублестящим, слабополосчатым углем. Местами ближе к почве пласта (в 0,8-1,5м) отмечается прослой породы, представленной аргиллитом. Уголь пласта в основном средней крепости и устойчивости, f=0,7-0,9. Нормальная мощность пласта изменяется в пределах 8-8,5м.

Угол падения вмещающих  пород и пласта изменяется в пределах 48⁰-62⁰.

Непосредственная и  основная кровля представлены мелкозернистым песчаником от средней крепости до крепкого (близкий к алевролиту круглому). Коэффициент крепости по Протодьяконову f=3-4, реже 6. Устойчивость кровли средняя.

Почва пласта (междупластие между Лутугинским и Прокопьевским) представлена слабым, неустойчивым алевролитом (иногда с включениями линз и прослойков угля). Коэфф. крепости по Протодьяконову f=2-3.

Пласт Лутугинский (Прокопьевский) является опасным по угольной пыли и газу метану и угрожаемым по внезапным  выбросам угля и газа.

Пласт Мощный - уголь пласта полублестящий с прослоями блестящего. В угле встречаются линзы колчедана. В почве имеется мятая, неустойчивая пачка угля НМ=0,8-1,5м. Коэфф. крепости f=0,7-1,1. Угол падения – 60⁰-65⁰. НМ=14,4м, ГМ=17м (нормальная и горизонтальная мощность).

6. Тектоника поля шахты 

Прокопьевско-Киселевский угольный район расположен в юго-восточной  части Кузнецкого бассейна в пределах так называемой присалаирской полосы. В структурном отношении этот район представляет собой крупную  брахисинклинальную складку, осложняющую  западное крыло основной мульды Кузнецкого бассейна.

Поле шахты «Зенковская» в тектоническом  отношении повторяет все основные черты присущие Прокопьевско-Киселевскому геолого-экономическому району в целом. Та же сложноскладчатая структура с 

господствующим  почти меридианальным простиранием осей складок и кру

пными, порой опрокинутыми крыльями, пораженными  различными по форме амплитудами  и направленности разрывами сплошности.

В структурном отношении  шахтное поле представляет собой  складку, типичную для Прокопьевско-Киселевского района, приуроченного к Присалаирской  зоне линейных складок и разрывов. Тектоника его является в основном следствием резко выраженных тангенциальных давлений с ЮЗ на СВ, со стороны Салаира. Определенную роль в формировании структур имели также вертикальные движения, связанные с неравномерным поднятием  отдельных блоков фундамента и обуславливающие  в целом брахисинклинальную структуру  района. Все это привело к образованию  серии крупных линейно вытянутых  складок с крутыми углами падения  крыльев и большим количеством  разрывных нарушений с амплитудами  смещения в сотни и тысячи метров. Крупные складки нередко осложнены  дополнительными более высоких  порядков, что в сочетании с  разнообразием тектонических разрывов еще более усложняет строение и значительно затрудняет проведение разведочных и эксплуатационных работ.

       На площади  района установлено девять синклиналей,  получивших названия (с запада  на восток): Притырганская, Нулевая, I, II, III, IV, V, IV, V, VI и VII с разделяющими  их антиклиналями, причем на  протяжении почти всего района  прослежены только пять первых  складок, а остальные развиты  в юго-восточной части района и быстро погружаются на север, под отложения кузнецкой свиты. Антиклиналям в том же порядке присвоены названия I и II Тырганские, Тайбинская, Прокопьевская, Абинская, Голубевская, Малая, Муравейник, Маганакская и Лучшевская.

Разрывные нарушения встречаются  на западном крыле, но особенно ими  поражено восточное крыло Красногорской  антиклинали, эта закономерность характерна для всех складок района.    

         Поле гидрошахты  Красногорской  расположено в  пределах Красногорской антиклинали,  являющейся дополнительной складкой, осложняющей восточное крыло  III синклинали – одной из основных  структур Прокопьевско-Киселевского  района.

Разрывная тектоника шахтного поля определяется в основном крупным  дизъюнктивом  P-P и частично S-S (в  южной части шахтного полю). Подавляющее  большинство более мелких разрывов приурочено к зоне влияния этих двух крупных продольных нарушений, составляя I группу по условиям образования. Во II группу объединяются разрывы, возникшие  на различных стадиях образования  складок. В большинстве случаев  они поражают замки складок, распространение  их в районе и, в частности на описываемом  поле, нешироко.

На шахтном поле большее развитие получила кососекущая трещиноватость. Направление их, в основном продольное по отношению к оси Красногорской  антиклинали, второе место по распространению  занимают диагональные трещины и  реже встречаются поперечные.

        Состояние  геологической изученности района  позволяет сделать вывод, что  возраст крупных разрывов и  средне-амплитудных нарушений не  одинаков. Сравнение степени метаморфизма  углей в крыльях отдельно взятого  разрыва, складчатый характер  некоторых из них дают повод  предполагать о двух этапах  формирования. К числу более древних  может быть отнесен дизъюнктив P-P. Под действием последующих фаз тектогенеза сместитель этого дизъюнктива приобрел складчатый характер.

Более молодые разрывы возникали  на заключительных стадиях или завершения складкообразования, когда пластические деформации были исчерпаны и дальнейшая разрядка напряжений разрешалась разрывом, в этот период по всей вероятности  образуется большинство выявленных нарушений, относящихся к категории  как средне- так и малоамплитудных. 

7. Гидрогеология поля шахты 

Водоносность рыхлых отложений  на поле шахты незначительна. Рыхлые отложения на водоразделах практически  не водоносны.

Глинистый состав рыхлой почвы обуславливает  незначительную её

водопроницаемость, а следовательно и слабую водоотдачу.

Но на некоторых участках в наносах  встречаются прослойки супеси и