Файл: Л.С. Недосекина Морфология угольных пластов.pdf

1

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.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Основные формы залегания углей – пластовые и линзовидные те-

ла.

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).

2

1.1. Мощность угольного пласта

Мощность пласта – это расстояние между его кровлей (верхней плоскостью напластования) и почвой (нижней плоскостью напластова-

ния) (рис. 1.1).

кровля пласта

mи – истинная мощность

пласта

mи

почва (подошва) пласта

Рис. 1.1

Истинная мощность пласта ( mи ) – 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

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

4

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.

Вэксплуатационной 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.

ВКузнецком 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 и сложные.

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

5

Сложный угольный пласт – это пласт, включающий в свою мощность породные прослои.

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, доломи-товые) 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 в пределах определенного участка месторождения или всего месторождения.

Оценочным показателем изменчивости мощности угольного пла-

ста является допустимый предел колебания мощности ( Рдоп ) , кото-

рый рассчитывается по формуле

где mmax – максимальная общая мощность пласта в пределах описываемого участка; mmin – минимальная общая мощность пласта в преде-

6

лах описываемого участка; mcp – 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.

Таблица 1.3.1

Признаки выдержанности угольных пластов

Как видно из табл. 1.3.1, на оценку выдержанности пласта по мощности влияет также наличие в пласте участков с нерабочей мощностью.

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.

Учитывая все признаки выдержанности (изменчивость мощности и строения), угольные пласты подразделяются по выдержанности на:

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

7

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.

2.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

ипородных 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

впределах 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.

8

2.6.подсчитать количество угольных пачек в сложных рабочих пластах, которое равно количеству породных прослоев плюс один, и занести в графу 6 отчетной табл. 3.1.

2.7.В графе 7 отчетной табл. 3.1 указать литологическую разновидность породы, залегающей в кровле данного рабочего угольного пласта.

2.8.В графе 8 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 9 отчетной табл. 3.1.

2.10.Рассчитать допустимый предел колебания мощности каждого

угольного пласта ( Рдоп , %) и сделать вывод о его выдержанности по

мощности.

2.11. Оценить выдержанность каждого рабочего угольного пласта по всем признакам и вывод занести в графу 10 отчетной табл. 3.1.

3. 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;