ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

ОЦЕНКА МОРФОЛОГИЧЕСКОЙ ВЫДЕРЖАННОСТИ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА

Методические указания к лабораторной работе № 3

по курсам «Углепетрография», «Природные ресурсы»

и «Геолого-экономическая оценка месторождений Кузбасса»

для студентов специальностей 130403 «Открытые горные работы», 130404 «Подземная разработка месторождений полезных

ископаемых», 080502.65 «Экономика и управление на предприятии горной промышленности и геологоразведки»,

130402 «Маркшейдерское дело»

очной и заочной форм обучения

Составители Л. С. Недосекина

Т. М. Строгалова

Г. И. Грибанова

Утверждены на заседании кафедры

Протокол № 3 от 14.11.2008

Рекомендованы к печати

учебно-методической комиссией

специальности 130403

Протокол № 6 от 15.12.2008

Электронная копия находится

в библиотеке ГУ КузГТУ

Кемерово 2009

ВВЕДЕНИЕ

Морфология угольного пласта является одним из геологических факторов горно-геологических условий угольных месторождений в целом, а также отдельных его участков. Поэтому анализ и оценка морфологии угольных пластов имеет большое значение, как на стадии геологической разведки месторождений, так и в процессе их эксплуатации.

Лабораторную работу по анализу и оценке морфологии угольных пластов выполняют студенты по геологическим разрезам по разведочным линиям шахтных полей и полей угольных разрезов Кузбасса. Цифровые результаты анализа сводят в таблицу. По результатам выполненной работы составляют отчет. Методика анализа и оценки морфологии угольных пластов, а также общие положения приведены ниже.

Лабораторная работа рассчитана на 6 часов.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Основные формы залегания углей – пластовые и линзовидные тела.

Угольный пласт – это геологическое тело большого площадного распространения (от сотен квадратных метров до сотен квадратных километров), сложенное углем, имеющее ограниченное распространение по вертикали (от нескольких сантиметров до нескольких десятков, редко до первых сотен метров).

Основными геолого-промышленными параметрами угольного пласта являются его морфологические признаки. К морфологическим признакам угольного пласта относятся его мощность, строение и степень выдержанности (устойчивости).

1.1. Мощность угольного пласта

Мощность пласта – это расстояние между его кровлей (верхней плоскостью напластования) и почвой (нижней плоскостью напластования) (рис. 1.1).

Рис. 1.1

Истинная мощность пласта ( ) – это кратчайшее расстояние между кровлей и почвой пласта.

Видимая мощность пласта – это любое другое расстояние между кровлей и почвой пласта.

В горно-геологической практике в инженерных расчетах, а также при подсчетах запасов угля используется истинная мощность пласта ( ). Но в процессе геологической разведки месторождения угля, да и порой в процессе его эксплуатации не всегда возможно замерить истинную мощность угольного пласта при нарушенном его залегании. Поэтому замеряют одну из видимых мощностей, либо горизонтальную, либо вертикальную, и по ним рассчитывают истинную мощность.

Горизонтальная мощность пласта ( ) – это видимая мощность пласта, вскрытая по горизонтали (рис. 1.2).

	В этом случае: , где - истинная мощность пласта, м; - горизонтальная мощность пласта, м; - угол падения пласта, град.
Рис. 1.2

Вертикальная мощность пласта ( ) – это видимая мощность пласта, вскрытая по вертикали (рис. 1.3).

	В этом случае: , где – истинная мощность пласта, м; – вертикальная мощность пласта, м; – угол падения пласта, град.
Рис. 1.3

По мощности все пласты подразделяются на группы:

а) по итогам геологоразведки:

- весьма тонкие (до 0,7 м);

- тонкие (0,71 – 1,2 м);

- средней мощности (1,21 – 3,5 м);

- мощные (3,51 – 15,0 м);

- весьма мощные (более 15 м);

б) в практике подземной разработки:

- тонкие (до 1,2 м);

- средней мощности (1,2–4,5 м);

- мощные (более 4,5 м);

в) в практике открытой разработки:

- тонкие (до 2 м);

- средние (от 2 м до 15–20 м);

- мощные (свыше 15–20 м).

Преобладающая часть угольных пластов в природе относится к весьма тонким и тонким, значительное число – к группе средней мощности, количество мощных пластов невелико. Но основные мировые запасы угля заключены в пластах средней мощности и мощных.

Мощность угольных пластов в пределах их простирания может изменяться. Изменение мощности обычно происходит постепенно, но в отдельных пластах региональные изменения мощности осложнены локальными выклиниваниями, пережимами, раздувами, син- и эпигенетическими размывами, явлениями древнего выгорания и т.д.

В эксплуатационной практике угольных месторождений введены кондиции (требования) к мощности угольного пласта, обусловленные экономической целесообразностью (выгодностью) промышленной его разработки. Эти кондиции индивидуальны для каждого угольного бассейна, т.к. экономические потенциалы (затраты на добычу, транспортировку, переработку угля) угольных бассейнов различны. Кондиции различны и в пределах одного бассейна к пластам угля различного качества.

Рабочая мощность угольного пласта – это требование промышленности к минимальной мощности пласта, при которой пласт экономически выгодно отрабатывать. Поэтому все угольные пласты на одном месторождении (участке) подразделяются на рабочие и нерабочие.

Рабочим пластом называют пласт, по мощности отвечающий кондиции, установленной для данного региона.

При оценке мощности угольного пласта по данным геологической разведки рассчитывают общую среднюю мощность пласта для месторождения или участка.

Общая мощность угольного пласта – это его истинная мощность, т.е. кратчайшее расстояние между его кровлей и почвой, независимо от строения пласта.

В Кузнецком угольном бассейне рабочими считаются пласты с мощностью 0,7 м для коксующихся углей и более 1 м для энергетических.

1.2. Строение угольного пласта

По строению угольные пласты подразделяются на простые, усложненные и сложные.

Простой угольный пласт – это пласт, сложенный на всю мощность (от кровли до почвы) углем.

Усложненныйугольный пласт – это пласт, включающий в свою мощность один - два породных прослоя.

Сложный угольный пласт – это пласт, включающий в свою мощность три и более породных прослоев.

В строении сложного пласта выделяют породный прослой и угольную пачку.

Породный прослой – это часть сложного угольного пласта, состоящая из горной породы, литологически отличной от угля (аргиллит, алевролит, песчаник), имеющая четкий контакт с углем. Количество породных прослоев в пласте может быть различным (от одного и более). В некоторых угольных пластах наблюдаются карбонатные (сидеритовые, доломитовые) конкреции («почки»), залегающие в виде линз мощностью от нескольких сантиметров до 2 м.

Угольная пачка – это часть сложного угольного пласта, состоящая из угля, заключенная между двумя породными прослоями, или между породным прослоем и кровлей пласта, или между породным прослоем и почвой пласта.

Суммарная мощность угольных пачек составляет полезную мощность сложного угольного пласта. Полезная мощность простого пласта – это его истинная мощность.

1.3. Выдержанность (устойчивость) угольного пласта

Выдержанность пласта– это степень изменчивости его мощности и строения по падению и простиранию, а также наличие или отсутствие участков с нерабочей мощностью пласта в пределах определенного участка месторождения или всего месторождения.

Первымоценочным показателемвыдержанности угольного пласта является выдержанность угольного пласта по мощности,которая оценивается допустимым пределом колебания мощности ( ), рассчитываемым по формуле

,

где – максимальная общая мощность пласта в пределах описываемого участка; – минимальная общая мощность пласта в пределах описываемого участка; – средняя мощность пласта в пределах описываемого участка.

По этому показателю угольные пласты подразделяются на выдержанные, относительно выдержанные и невыдержанные. Признаки выдержанности для пластов различных групп по общей мощности приведены в табл. 1.3.1.

Вторым оценочным показателем выдержанности пласта является его строение. Цифрового оценочного показателя выдержанности пласта по строению нет. Поэтому пласты, в которых количество породных прослоев на всем описываемом участке изменяется от одного до двух, называются усложненными, и на общую выдержанность пласта это обстоятельство не влияет. Наличие же в пласте трех и более породных прослоев снижает общую выдержанность пласта.

Третьим признаком выдержанности угольного пласта является наличие или отсутствие в пласте участков с нерабочей мощностью.

Таблица 1.3.1

Признаки выдержанности угольных пластов

по мощности

Учитывая все признаки выдержанности, угольные пласты подразделяются по выдержанности на:

выдержанные – пласты, выдержанные по мощности, не имеющие участков с нерабочей мощностью, простые или усложненные по строению.

относительно выдержанные – пласты, выдержанные и относительно выдержанные по мощности, имеющие 1-2 участка с нерабочей мощностью, расположенных на периферии описываемой территории, имеющие сложное строение.

невыдержанные – это пласты, относительно выдержанные и невыдержанные по мощности, имеющие участки с нерабочей мощностью, беспорядочно распределенные по всей описываемой территории, имеющие сложное строение.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

2.1. По данным, приведенным на геологическом разрезе, рассчитать общую мощность каждого пласта в отдельной точке подсечения. Точка подсечения – это место вскрытия (разбуривания) угольного пласта буровой разведочной скважиной. В сложном по строению угольном пласте общая его мощность – это суммарная мощность угольных пачек и породных прослоев в данной точке подсечения.

2.2. Рассчитать общую среднюю мощность каждого угольного пласта. Общая средняя мощность пласта – это отношение суммарной общей мощности пласта по всем точкам подсечения к количеству точек подсечения по данному пласту.

2.3. По общей средней мощности пласта выделить рабочие пласты в пределах исследуемого участка, руководствуясь кондициями по мощности угольных пластов, установленными для Кузбасса. Рабочие пласты занести в графу 2 отчетной табл. 3.1.

2.4. По данным, приведенным на геологическом разрезе оценить строение каждого рабочего пласта и результаты занести в графу 4 отчетной табл. 3.1.

2.5. Подсчитать количество породных прослоев в сложных рабочих пластах и в графе 5 отчетной табл. 3.1, указать их максимальное количество.

2.6. Подсчитать количество угольных пачек в сложных рабочих пластах, которое равно количеству породных прослоев плюс один, и занести в графу 7 отчетной табл. 3.1.

2.7. В графе 8 отчетной табл. 3.1 указать литологическую разновидность породы, залегающей в кровле данного рабочего угольного пласта.

2.8. В графе 9 отчетной табл. 3.1 указать литологическую разновидность породы, залегающей в почве данного рабочего угольного пласта.

2.9. Рассчитать полезную мощность каждого рабочего угольного пласта и указать в графе 10 отчетной табл. 3.1.

2.10. Рассчитать допустимый предел колебания мощности каждого угольного пласта ( , %) и сделать вывод о его выдержанности по мощности.

2.11. Оценить выдержанность каждого рабочего угольного пласта по всем признакам и вывод занести в графу 11 отчетной табл. 3.1.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Отчет представляет собой пояснительную записку по морфологии угольных пластов конкретного участка поля какой-либо шахты или угольного разреза Кузбасса.

Поэтому в водной части отчета приводят территориальную и глубинную привязку участка со ссылкой на разведочные линии и номера скважин, а также на глубину вскрытия участка.

Результаты анализа и оценки морфологии рабочих угольных пластов исследуемого участка приводят в табличном виде (см. табл. 3.1) затем в отчете приводят краткую, но полную характеристику каждого рабочего пласта с ссылкой на табличные данные.

Характеристика пласта включает в себя:

1) указание глубины вскрытия в каждой точке подсечения с указанием номера скважин;

2) общую и полезную мощность;

3) принадлежность к группе пластов по мощности;

4) строение пласта;

5) выдержанность пласта с доказательным обоснованием по всем признакам;

6) указание литологических разновидностей пород, слагающих кровлю и почву данного пласта

В заключение отчета приводят обобщающие данные о количестве рабочих угольных пластов на исследуемом участке по мощности, строению и выдержанности.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ершов В. В. Основы горнопромышленной геологии. – М.: Недра, 1988.

2. Кравцов А. И. Основы геологии горючих ископаемых. – М.: Высш. шк., 1982.

3. Методика разведки угольных месторождений Кузнецкого бассейна. – Кемерово: Кемеровское книжное изд-во, 1978.

4. Миронов К. В. Справочник геолога-угольщика. – М.: Недра, 1988.

Анализ и оценка морфологии рабочих пластов

Составители

Людмила Семеновна Недосекина

Татьяна Михайловна Строгалова

Галина Ибрагимовна Грибанова

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: