Геологическое строение и горно-геологическая характеристика месторождения

1. Геологическое строение и горно-геологическая характеристика месторождения

1. Основные сведения

Поле разреза «Бачатский» расположено  в пределах Бачатского месторождения  в северо-западной части Кузнецкого бассейна.[1]

По административному положению  поле разреза находится на территории Беловского и Гурьевского районов Кемеровской области Российской Федерации. В непосредственной близости от южной границы разреза по долине реки Большой Бачат, проходит электрифицированная железная дорога Новокузнецк-Новосибирск, связывающая месторождение с крупными административными центрами Кузбасса и Сибири. По долине реки Малый Бачат, в 1 км севернее поля разреза, проходит железнодорожная ветка Белово-Гурьевск, к которой примыкают подъездные пути разреза «Бачатский». Ближайшим промышленным центром является город Белово, удалённый на 30 км к востоку от месторождения. Населенные пункты: деревни Шестаково, Мамонтово, Артышта, поселок Бачаты, расположенные поблизости, соединены между собой шоссейными и грунтовыми дорогами.

Бачатское месторождение представляло собой продольную котловину, абсолютные отметки которой изменялись от +210м ( в южной части поля разреза в долине реки Большой Бачат ) до +310м – на водоразделах.

Первоначальный рельеф поверхности  поля разреза сильно изменен. В процессе ведения горных работ  открытым способом сформировались искусственные формы рельефа – возвышенности, образовавшиеся от складирования пород вскрыши (абс.отм. +283 м) и понижения на площадях добычных и вскрышных работ (абс. отм. -20 м).

Гидросеть представлена р. Большой Бачат, протекающей в 500 м от южной границы горного отвода разреза, и р. Малый Бачат, протекающей в 1200 м от его северо-западной границы горного отвода. Обе реки являются притоками реки Ини.

Климат района резко континентальный. Продолжительность безморозного периода составляет, в среднем, 100 дней. Установление снегового покрова отмечается в середине ноября. Средняя температура января (самого холодного месяца) -16,1^О¸-16,8^О, а минимальная - 41,9^О¸-42,8^О. Количество осадков, выпадающих в зимнее время, 100-150 мм, высота снежного покрова - 20-25 см. Глубина промерзания грунтов составляет 1,6 – 2,5 м, при средней - 1,8 м.

Преобладающими являются ветры  юго-западного направления.

Сейсмичность района – 7 баллов.

2. Геологическая характеристика месторождения

В пределах поля разреза выделены отложения верхнебалахонской подсерии верхнепермского возраста, включающей (в стратиграфической последовательности сверху вниз) Усятскую, Кемеровскую  и Ишановскую свиты. [1]

Усятская свита включает пласты VIII – I Внутренние. Мощность свиты составляет 150 м, рабочая угленосность – 9%. Литологический состав вмещающих  пород характеризуется переслаиванием песчаников и алевролитов.

Кемеровская свита, развитая на всей площади разреза, характеризуется  самой высокой угленосностью благодаря наличию в ней очень мощных пластов Горелого и Мощного. Мощность свиты от почвы пласта Мощного до кровли пласта II Характерного изменяется от 153 до 240 м. Рабочая угленосность 20 – 38 %. В составе свиты широко распространены песчаники, мощность слоев которых достигает 30-50 м.

Ишановская свита, вскрытая верхняя  часть разреза которой составляет 80 м, содержит 7 пластов угля, промышленное значение и повсеместное распространение  имеют только три верхних –  III, II и I Безымянные. Рабочая угленосность вскрытой части 10%. В составе свиты преобладают песчаники.

В пределах поля разреза «Бачатский», наибольшим распространением пользуются песчаники и алевролиты. Угли, аргиллиты и др. породы имеют подчиненное положение.

 

Соотношение литологических разностей пород и угля по свитам приведено в таблице 1

1. Соотношение литологических разностей пород и угля по свитам

Наименование литологической разности	Усятская Свита, %	Кемеровская Свита, %	Ишановская Свита, %	Всего, %
Уголь	9,0	29,0	10,0	19,0
Алевролит	41,0	31,0	44,0	37,0
Аргиллит	2,0	1,0	3,0	2,0
Песчаник	45,0	38,0	39,0	40,0
Угл. аргиллит	1,0	0,2	2,0	0,5
Пересл.алевр. с песчаником	1,0	0,3	2,0	1,0
Пересл.алевр. с аргиллитом	1,0	0,5	-	0,5

Сводный стратиграфический разрез по полю разреза приведен на чертеже СибГИУ.130403.0714.2011.ДП.

Поле разреза «Бачатский» расположено  в центральной части Бачатского месторождения, приуроченного к зоне складчатого пояса предгорий Салаирского кряжа, и представляет изолированную от основной площади Кузбасса брахисинклинальную складку.

Тектоническое строение поля разреза  очень сложное. Основная структура  – брахисинклиналь осложнена  дополнительными складками второго  и более высоких порядков, а  также тектоническими разрывами, различными по амплитуде и протяжённости. Наиболее четко выделяются и прослеживаются по всему полю разреза крупные синклинали: Главная, А, С, синклинали F, L, Б, B, E и другие приурочены к их крыльям. Менее четко выражены антиклинали, наиболее крупные из них Центральная, АЕ, БВ. Падение крыльев складок невыдержанное, от пологого 10-15^о  до крутого 70-80^о, местами запрокинутое. Преобладающие углы падения пластов 50 – 80^о. Угленосные отложения нарушены большим количеством тектонических разрывов. Наиболее крупные из них прослеживаются по всему полю. Амплитуда смещения крыльев составляет 70-270 м и более. Протяженность нарушений с амплитудой 10-100 м от 100 до 2000 м, с амплитудой 1-10 м – от 10 до 100 м. В соответствии с действующей «Классификацией запасов месторождений и прогнозных ресурсов твёрдых полезных ископаемых» по сложности геологического строения, выдержанности и мощности пластов, качеству угля, поле разреза отнесено  к месторождениям очень сложного строения – 3 группе.

Породы и пласты угля интенсивно трещиноваты. Интенсивность трещиноватости увеличивается вблизи замков складок и тектонических нарушений. Трещины имеют различную степень раскрытости, а также отличаются по характеру заполнителя. Трещиноватость оказывает отрицательное влияние на состояние и устойчивость массива горных пород.

В обводнении поля разреза принимают участие подземные воды угленосных и четвертичных отложений. К зоне устойчивого питания рыхлых отложений относится юго-западный борт разреза, где питание осуществляется за счёт инфильтрации вод из Сагарлыкского гидроотвала. Коренные породы характеризуются наибольшей водоносностью у северной и южной границ разреза, где коренные породы контактируют с аллювиальными отложениями долин рек, в особенно, наиболее выветрелой части толщи до глубины 70 – 100 м. Коэффициент фильтрации коренных пород низкий - изменяется от 0,017 до 2,5 м/сутки, при среднем значении 0,22 м/сутки. Согласно Справке по среднегодовому водопритоку в разрез за 2002-2004 гг. приток подземных вод составляет 218 м³/час.

Угленосные отложения поля разреза  включают 22 пласта угля. На балансе разреза числятся 10 пластов.[2] Часть пластов являются некондиционными.

Наибольшим  распространением пользуются пласты Кемеровской  свиты – II Прокопьевский, Горелый (верхняя пачка), Горелый (нижняя пачка), Мощный и Ишановской свиты – II Безымянный, I Безымянный.

По мощности пласты разделяются на:

тонкие (0,5-1,3 м) - Проводник Мощного;

средней мощности (1,3-3,5 м) – VIII Внутренний, VII Внутренний, V Внутренний, IV Внутренний, I Внутренний, Лутугинский, частично, I Безымянный;

мощные (3,5-15,0) – Горелый верхняя пачка, Горелый нижняя пачка, II Прокопьевский, I Прокопьевский, II Безымянный, I Безымянный;

весьма мощные (более 15,0 м) – Мощный.

Угли пластов I, II, III Безымянных относятся к марке СС, пласта Мощного – к марке СС и, частично, Т, а остальных пластов – КО, КС, СС и Ж. [1]

Сведения о мощности, строении пластов и вмещающих породах приведены в таблице 4.

Запасы угля утверждены в технических  границах разреза до гор.+0м с разделением запасов на I и II очереди. Разрезом запасы в технических границах учитываются без разделения на очереди. В границах разреза запасы угля категории А отсутствуют, запасы категории В составляют незначительное количество – 40,0 млн.т (10,46%) и, в основном (93-95%), выделены на пластах Мощный и Горелый. На основании форм отчетности (5-ГР и 2-ГР), предоставленных геолого-маркшейдерской службой разреза, количество запасов, учитываемых разрезом по состоянию на 1.01.2010 г представлено в таблице 2.

2. Балансовые запасы

	Марка,	Балансовые  запасы по учёту разреза "Бачатский"
	подгруппа	по состоянию на  1.01.2010 г., тыс.т
		В	С1	В+С1	С2
Всего по разрезу		34830	295828	330658	99482
в т. ч. по маркам:	ОК II	27	5282	5309	2254
	ОК I	34	4877	4911	1668
	СС	26187	152523	178710	39146
	Т	2771	5107	7878	372
	КС		39266	39266	6989
	КО	5811	88299	94110	46756
	Ж		474	474	2297

Аналитическая влага невысокая  и составляет в среднем 1,2-1,4%[2]. Уголь пластов, намечаемых к отработке на разрезе, отличается довольно низкой зольностью чистых угольных пачек – в среднем на уровне 6,6-8,6%, а по пл.Мощному – 4,8%. Зольность с учетом 100% засорения породными прослоями пластам изменяется, в широком  в диапазоне от 6-8% до 26,4%. Для определения зольности добываемого угля в целом по разрезу был проведен расчет зольности угля по отдельным пластам, принятым в отработку, с учетом засорения его породой от внутрипластовых прослойков и боковыми породами. Зольность  угля по пластам рассчитывалась в соответствии с «Методикой расчета норм показателей качества и продуктов их переработки ...» 1987 г. и «Изменениями №1 к «Методике…» от 1993 г. Расчет эксплуатационной зольности угля по пластам проводился по существующей схеме ведения горных работ и учету добываемого угля и представлен в таблице 3. Угли всех пластов отличаются низким содержанием серы - по средним значениям не более 0,39%. Выход летучих веществ по углям верхних пластов в среднем составляет 19,3-21,6%, нижних – 23,3-27,2%. Спекающие свойства углей отдельных пластов проявляются по-разному: так по пластам Безымянным, Мощному и I Прокопьевскому толщина пластического слоя составляет 0-7 мм, а по нижележащим пластам - в среднем 9-11 мм, при колебаниях 5-14 мм. Теплота сгорания высшая по бомбе по пластам составляет 34,90-35,48 МДж/кг или 8335-8473 ккал/кг.

 

3. Расчет зольности по пластам

Пласт	Мар-	Чистый уголь		Порода		Итого:
	ка	%	Ad,%	%	Ad,%	Ad,%	Тыс.т
I Безымянный	ОК II	89,4	7,8	10,6	79,3	15,4	47
	ОК I	89,5	7,8	10,5	79,3	15,3	38
	CC	88,5	7,8	11,5	79,3	16,0	477
II Безымянный	ОК II	88,9	7,4	11,1	80,5	15,5	45
	ОК I	86,5	7,4	13,5	80,5	17,3	37
	СС	88,6	7,4	11,4	80,5	15,7	910
	Т	85,7	7,0	14,3	80,5	17,5	14
III Безымянный	СС	88,4	6,6	11,6	80,5	15,2	302
Мощный	ОК II	100	4,8	0	83,1	4,8	3
	ОК I	100	4,8	0	83,1	4,8	9
	СС	97,1	4,8	2,9	83,1	7,1	33751
	Т	100	4,2	0	83,1	4,2	1377
I Прокопьевский	СС	90,1	7,1	9,9	79,9	14,3	1565
II Прокопьевский	КС	88,5	7,0	11,5	83,8	15,8	7377
	КО	88,4	7,0	11,6	83,8	15,9	830
Лутугинский	КО	88,9	8,6	11,1	80,4	16,6	63
Горелый н.п.	ОК II	89,2	8,1	10,8	84,7	16,4	120
	ОК I	89,0	8,1	11,0	84,7	16,5	155
	КО	89,3	7,8	10,7	84,7	16,0	8282
Горелый в.п.	ОК II	90,4	9,4	9,6	84,2	16,6	302
	ОК I	90,8	9,4	9,2	84,2	16,3	240
	КО	90,9	8,6	9,1	84,2	15,5	11234
II-III Внутренний	КО	90,1	9,0	9,9	82,3	16,3	536
	Ж	89,9	5,7	10,1	82,3	13,4	89
ВСЕГО по разрезу:	ОК II						516
	ОК I						478
	СС						37004
	Т						1391
	КС						7377
	КО						20945
	Ж						89
Итого:							67800

 

Свита

Пласт

Количество породных прослоев

Мощность пласта от-до средн. или преобл., м

Выдержанность пласта по мощности и строению

Расстояние до нижележащего пласта, м

Угол падения пласта от-до, град.

Породные прослои

Плотность кажущаяся, г / см3

мощность, от-до или преобладающая

общая (полная)

полезная (угольных пачек)

угольных пачек

угольных пачек со 100% засорением

Усятская

II – III Внутренний

До 4

1,47 – 11,49 5,23

1,47 – 10,22 5,07

Невыдержанный, в основном простое

8,0 – 50,0

37 – 85

0,07 – 1,60 0,16

1,31 – 1,35

1,37

Кемеровская

I Внутренний

До 3

1,02 – 8,44 2,06

1,02 – 7,25 1,95

Невыдержанный, сложное

4,0 – 40,0

46 – 80

0,02 – 1,04 -

1,33 – 1,34

1,38

Горелый (в. п.)

До 14

1,27 – 28,92 11,60

1,27 – 28,92 11,10

Невыдержанный, от простого до сложн.

2,0 – 28,0

30 – 86

0,02 – 0,91 0,69

1,33 – 1,34

1,36

Горелый (н. п.)

До 13

1,09 – 18,40 7,71

1,09 – 16,40 7,48

Невыдержанный, в основном простое

8,0 – 60,0

20 – 87

0,02 – 1,00 0,17

1,32 – 1,35

1,35 – 1,45

Лутугинский

До 6

1,02 – 9,00 4,29

1,02 – 8,23 3,99

Невыдержанный, приемущ. простое

5,0 – 5,5

28 – 82

0,07 – 1,84 0,08

1,32 – 1,33

1,39

II Прокопьевский

До 9

1,12 – 21,05 8,25

1,12 – 20,60 7,71

Невыдержанный, сложное

5,0 – 60,0

37 – 85

0,03 – 0,91 0,34

1,32 – 1,36

1,40 – 1,45

I Прокопьевский

До 6

1,02 – 17,00 7,83

1,02 – 17,00 7,54

Невыдержанный, сложное

80,0

25 – 85

0,02 – 1,67 0,25

1,32 – 1,33

1,38 – 1,48

Мощный

До 11

2,76 – 52,47 26,54

2,76 – 52,47 26,18

Относит. выдержан, простое

22,0

20 – 89

0,03 – 0,85 0,39

1,31 – 1,36

1,31 – 1,39

Ишановская

Безымянный  III

До 4

1,03 – 13,89 4,24

1,03 – 13,89 4,10

Невыдержанный, в основном простое

22,0

20 – 78

0,13 – 1,89 0,40

1,32

1,35

Безымянный II

До 6

1,02 – 9,18 5,80

1,02 – 9,81 5,45

Относительно выдержанный, сложное

3,0 – 15,0

28 – 86

0,05 – 0,46 0,25

1,33

1,39

Безымянный I

До 4

1,02 – 9,51 4,33

1,02 – 8,77 3,97

Невыдержанный, сложное

-

30 - 80

0,02 – 0,40 -

1,33

1,39