Разведка и геолого-промышленная оценка угольных месторождений - Миронов К.В.
Скачать (прямая ссылка):
Установлено, что подчиненность ориентировки, морфологии и размещения мало амплитудных нарушений более крупным разрывам ограничивается относительно небольшими зонами, прилегающими к сместителям этих разрывов.
Как правило, степень площадной пораженное™ мелко амплитудными разрывами и характер смещений различны для смежных пластов на одной и той
Рис. 29. Различия в характере и степени проявления мелкоамплитудных разрывных нарушений смежных угольных пластов по данным эксплуатационных работ на шахте им. Ленина
в Кузнецком бассейне. По В. Ф. Твердохлебову и А. Н. Пономареву. Проекции пластов: а — XI, б — Via; в — VI, г — геологический разрез по линии I—І. і — контур отработанной площади пластов; 2 — проекция контура отработки нижнего пласта (XI) на верхние пласты; S — взбросы; 4 — сбросы; 5 — уголь; 6 — выработанная часть пласта
дає площади и не контролируются более крупными структурными элементами: (рис. 29). В. Ф. Твердо хлебов и А. Н. Пономарев, проводившие изучение распространения малоамплитудной нарушенности на ряде шахт Кузнецкого, Печорского и Карагандинского бассейнов, считают одной из основных причин избирательной пораженное™ мелкими разрывами различных угольных пластов возникновение локальных аномалий полей напряжений при складкообразовании за счет неоднородности толщ, вмещающих угольные пласты. Изменчивость литологического состава межпластий и мощностей пород с резко отличными физико-механическими свойствами, по их мнению, создают предпосылки для локализации разрешения напряжений, возникающих при складкообразовании, в различных формах мелких разрывов угольных пластов с различной интенсивностью проявления и размерами нарушенных площадей.
В целом закономерности проявления и пространственного размещения мелкоамплитудных нарушений изучены еще недостаточно.
§ 6. ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИИ
Месторождения ископаемых углей характеризуются исключительным разнообразием горно-геологических условий. Это разнообразие является следствием прежде всего различий условий углеобразования и последующей истории геологического развития месторождений, определивших угленасыщенность раз^ реза угленосных толщ, особенности морфологии угольных пластов и ее изменчивости, литологический состав угленосных формаций, степень литификации (и соответственно физико-механические свойства) углей и вмещающих их пород, тектонику месторождений, современные глубины залегания углей. На горногеологические условия разработки оказывают влияние такие специфические особенности углей, как способность их к самовозгоранию, образованию пыли, генерации и сорбции газов. Существенное значение имеет местоположение месторождений по отношению к элементам современного рельефа, уровням подземных вод, районам распространения многолетней мерзлоты и сейсмической активности. В дополнение к рассмотренным выше характерным чертам морфологии пластов и тектоники в данном разделе приводятся сведения о других специфичных горно-геологических особенностях угольных месторождений.
Литологический состав и физико-механические свойства пород. Угленосные формации сложены в основном песчано-глинистыми разностями пород, различного гранулометрического и вещественного состава. Размеры, степень окатанности и сортировки зерен, вещественный состав их и цемента, структурные и текстурные особенности слоев и некоторые другие признаки служат критериями для выделения отдельных литотипов. Последние объединяются в морфологические группы — конгломераты, песчаники, алевролиты, аргиллиты, карбонатные и углистые породы.
Набор литотипов, их распределение в разрезе и слагающих его циклах определяются палеогеографическими обстановками седиментации, которые, будучи тесно связанными с геотектоническим 'режимом областей осадко-угле-образования, контролируют также пространственное распространение и мощности отдельных литотипов, их взаимные фациальные переходы, характер слоистости, структурные и текстурные особенности. Каждому литотипу свойственны определенные физико-механические свойства, изменяющиеся под воздействием эпигенеза, выветривания, трещиноватости, водонасыгценности и других наложенных процессов.
4а
Влияние вещественного состава пород на их прочность сказывается, например, на различиях физико-механических свойств одних и тех же морфологических групп осадков в отдельных бассейнах. Так, в Донецком бассейне, где в составе песчаников и алевролитов преобладает кварц (45—85%) и другие компоненты типа кремнистых пород, кислых эффузивов и т. п., крепость этих разновидностей заметно выше, чем аналогичных пород в Кузнецком и Карагандинском бассейнах, в составе которых главную массу представляют обломки кислых плагиоклазов и калиевых полевых шпатов, подвергающихся в процессе эпигенеза серицитизации и каолинизации.
Прочность пород уменьшается, а пористость и влажность их возрастают при уменьшении размеров зерен, увеличении количества глинистого цемента. С увеличением в цементе и в составе аргиллитов карбонатных составляющих прочность пород значительно повышается. Существенное влияние на физико-механические свойства пород оказывают процессы эпигенеза и метаморфизма. По данным В. А. Свержевского, изменение некоторых свойств пород среднего карбона в юго-западной части Донецкого бассейна от начального эпигенеза до раннего метаморфизма выражается следующим образом: предел прочности на сжатие возрастает — песчаников в среднем в 3—3,5 раза, алевролитов в 1,4—1,7, аргиллитов в 1,4—1,5; соответственно для указанных типов пород снижается пористость в 3—4, 1,5—2,0 и 2,7—2,8 раза и влажность— в 3,0—3,5, 2—2,5 и 2,7—2,8 раза. На стадии глубинного эпигенеза, соответствующей образованию углей марок ОС и Т, прочность пород снижается за счет серицитизации глинистых пород и пород с глинистым цементом. При одинаковой степени вторичных изменений однотипных разностей пород на снижении их прочностных свойств отражаются сложность и связанные с ней поверхности ослабления по наслоению и пластовые отдельности, «кучерявая» и комковатая текстуры. Резко снижается прочность пород в зоне выветривания, глубина которой от поверхности карбона в районах распространения длиннопламенных углей достигает 180—200 м, газовых — 70—80 м, коксующихся и тощих углей и антрацитов — 40—50 м. Водонасыщение пород понижает их прочность при начальном эпигенезе на 35—50%, при глубинном эпигенезе до 25%, при начальном метаморфизме на 10—15%.
