Анализ горно-геологических условий разработки поля шахты им.С.М.Кирова

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 10-13^о. 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 90^о к осевой линии Ленинской

синклинали. Отличительной особенностью их является невыдержанность формы  и ориентировки, резкое затухание по простиранию.

С пликативными структурами рассматриваемой  площади тесно связана дизъюнктивная нарушенность. Выделяются согласнопадающие и несогласнопадающие разрывы. Первые составляют со слоистостью острый угол, местами слоистость служит направлением наименьшего сопротивления. Поэтому согласнопадающие разрывы с большой амплитудой смещения не сопровождаются зонами дробления пород. Несогласнопадающие разрывы, как правило, сопровождаются зоной дробления шириной от 1-2 до 20-50 м. Наибольшей величины зона дробления достигает при пересечении крупными нарушениями замков дополнительных и основных складок. Так, ширина зоны дробления Заинского взброса на I Заинской разведочной линии в замке дополнительной складки достигает 70 м.

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 имеют  послойные трещины отрыва в результате разрядки напряжений при образовании складок и тектонических разрывов. Они имеют относительно выдержанную, близкую к горизонтальной, ориентировку.

Нормальносекущие трещины, пересекающие плоскость напластования под  прямым углом, пользуются повсеместным распространением. Они образуют две пары ортогональных систем, повернутых относительно друг друга на 45^о. 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 5-7^о. 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 7-8^о, 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.