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

                                                             Содержание

 

  1. Общие сведения о месторождении.                                                                              1-2                                          

  2. Геологическая характеристика района.                                                                        3

  3. Геологическое строение месторождения:                                                                           

    3.1. Стратиграфия и литология месторождения;                                                           4-5                                                             

    3.2. Тектоника шахтного поля;                                                                                         5-8

    3.3. Характеристика угольных пластов;                                                                           8-15

    3.4. Характеристика качества углей;                                                                             15-22

    3.5.Гидрогеологические условия разработки;                                                               23-25

    3.6.Инженерно-геологические условия разработки;                                                     26-27

    3.7.Горнотехнические условия разработки;                                                                   27-29

    3.8.Сопутствующие полезные ископаемые;                                                                        29

    3.9.Границы шахтного поля, разведанность, подготовленность шахтного поля к      30-32

эксплуатации и запасы углей.

 

Министерство образования и  науки Российской Федерации

 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф.Горбачева»

Филиал в г.Белово

 

Кафедра геологии

 

 

Пояснительная записка

к курсовой работе по дисциплине «Геология»

Анализ горно-геологических  условий разработки поля

                                             шахты им.С.М.Кирова

 

 

 

 

                                                         Руководитель работы                          Возная А.А.

                                                         Выполнил студент                               Сливко М.Ю.

                                                          шифр ГПз(т)-103                                      

 

 

 

 

Белово 2012                                                                                                                                             

                       
                                              

1. Общие сведения о месторождении

     Шахта им. С.М. Кирова подземным  способом разрабатывает  месторождение  каменного угля, расположенное в северо-западной части Ленинского геолого-экономического района Кузбасса. Административно поле шахты входит в черту города Ленинска-Кузнецкого Кемеровской области. Соседними с шахтой угледобывающимипредприятиями являются шахты «Комсомолец» и имени 7 Ноября.

       Шахта им. С.М. Кирова входит в состав Сибирской угольной энергетической компании. Шахтное поле пересекают две железнодорожные магистрали: Юрга-Новокузнецк и Новокузнецк-Новосибирск. Шахта имеет углепогрузочную станцию, которая подъездным путем связана с углесборочной станцией Ленинскуголь. Разветвленная сеть автомобильных дорог с асфальтовым покрытием связывает шахту с городом.

        Река Иня, протекающая в пределах шахтного поля, делит его на две части: лево- и правобережную.Первая представляет наиболее высокую часть поля +220м +250м.Правобережная часть поля шахты-пойменная и припойменная –представляет собой ровную,заболоченную поверхность с отметками +180м +220м,шириной 900м.Вся поверхность поля шахты покрыта четвертичными отложениями,мощность которых изменяется от 2-3 до 55-60м. В общем спокойный рельеф поверхности поля осложнен логами: Кирпичным,Камышанским, Малой и Большой Листвяжками. Поверхность поля Западной прирезки представляет собой слабоволнистую равнину,расположенную на водоразделе речек Камышная и Камышанка.С северо-запада протягиваются лога-Степной и Мичуренский,ручьи которых впадают в речку Камышанку.Летом тальвеги логов сухие,а в весенний период расход воды по ним составляет соответственно 6000 и 4000 м³/час(замер 02.05.1975г.) Пойменная часть реки Ини, ширина киторой 40-60м, на 80% защищена от затопления водооградительными дамбами, протяженностью 13-14км.

        Климат района резко континентальный с морозной и сравнительно малоснежной зимой. Самым холодным месяцем является январь со среднемесячной температурой -17,6˚С. Наиболее теплый месяц-июль со среднемесячной температурой +18,8˚С. По среднемесячной величине осадков,равной 444 мм, район относится к зоне умеренного увлажнения. Распределение осадков неравномерное. Абсолютный месячный многолетний максимум приходится на июль(101 мм),минимум на февраль(2мм).

        Глубина промерзания грунтов неодинакова и в среднем равна 1,5 м.Наибольшему промерзанию грунты подвергаются на возвышенных открытых местах (до 2,3м) и наименьшему в пониженных местах(0,5м).

 

 

Устойчивый снеговой покров появляется обычно в первых числах ноября.Число дней со снеговым покровом достигает 185. Преобладающими ветрами в зимний период являются ветры южного направления, в летний-северного и северо-западного направления.                                                                                                                                                                        В технических границах шахты учтены запасы по 17 пластам угля мощностью от 0,8 до 2,6 м.Преобладающие углы падения пластов 5-25˚.

За 70 лет работы шахта дважды прирезала запасы угля,в связи с чем шахтное поле состоит в настоящее время из трех частей:Центральное поле,Западная и Южная прирезки.Южная прирезка в настоящее время находится в стадии ликвидации.

Уголь пластов с толщиной пластического слоя 9-12 мм, согласно ГОСТу 8163-72, может поставляться для коксования только в небольших количествах по согласованию с потребителем. Проведенные филиалом ВУХИНа полузаводские испытания аналогичных углей, отрабатываемых шахтой им. 7-Ноября, показали, что кокс подобных углей имеет низкую механическую прочность.

В связи с введением в действие ГОСТа 25543-88, согласно которому газовые  угли низкой стадии метаморфизма отнесены к коксующимся, Кузнецким филиалом института ВУХИН дано разъяснение (письмо №722 от 08.08.89г.) о невозможности использования в коксохимической промышленности газовых углей Кузбасса с пластическим слоем менее 13 мм.

Потребителями углей добываемых шахтой им. С.М. Кирова являются:     ОАО "Кузбассенерго", а также экспортируется в дальнее зарубежье (Япония, Финляндия, Испания и Великобритания).

 

 

 

 

 

3. Геологическая характеристика района

В Кузнецком бассейне разрабатываются 63 пологих и пологонаклонных шахтопласта, в том числе один мощностью 0,9-1,5 м, 54 шахтопласта мощностью 1,51-5,0 м, 8-мощностью более 5 м.В зависимости от величины углов падения пласты подразделяются на 2 группы:с углами падения 0-15˚(59 шахтопластов) и 16-35˚(4 шахтопласта).По комплексу горно-геологических факторов ,оказывающих влияние на технологические и технические решения пласты угля шахты имени С.М.Кирова относятся ко второй группе,т.е к группе с пологими и с средне-и высокометаморфизованными углями в зоне метановых газов.Для них характерны мощности от 1,5 до 10 м,наличие разрывных нарушений, высокая газоносность углей(до 25 м³/т),глубина ведения работ 200-400 м,боковые породы средней устойчивости и устойчивые(70%),породы основной кровли легко(65%) и трудно обрушаемые(35%),в отдельных пластах существует опасность внезапных выбросов угля и газа,горных ударов,имеет место самовозгораемость угля.Большая часть шахтопластов обладает сложным строением и содержит от 1 до 5 прослоев с мощностью каждого от 0,03 до 0,77 м.Основная доля прослоев (27%) приходится на аргиллиты и алевролиты,имеющие сопротивляемость резанию от 200 до 400 Н/мм.Низкие по крепости углистые аргиллиты  составляют около 40% а крепкие алевролиты и песчаники –более 6%.Характерным для пластов является наличие в них нераздробленных и консолидированных твердых включений(Sвкл.=0,9-7,4%).Нераздробленные включения, как правило,представлены пиритными конкрециями,называемыми в практике угледобычи колчеданами.Размеры их в конечном счете составляют обычно 25-50 см.Таким образом,пласты Кузнецкого бассейна в целом характеризуются относительно невысокой сопротивляемостью резанию.Однако около35%шахтопластов содержат значительные по размерам и крепости включения или породныепрослои алевролита или песчаника,что отрицательно сказывается на производительности комбайнов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 3. Геологическая строение месторождения

 

      3.1.Стратиграфия и литология месторождения

 

Геологоразведочными и горными  работами на поле шахты вскрыты угленосные отложения Кольчугинской серии верхнепермского периода мощностью около 1200 м. В соответствии со схемой стратиграфического расчленения, принятой в 1964 году, в составе Кольчугинской серии выделены казанково-маркинская, ускатская, ленинская и грамотеинская свиты ильинской и ерунаковской подсерии (рис.2.2-1). Ниже приведено краткое описание подсерий и свит.

Ильинская подсерия (P₂^il) включает казанково-маркинскую и ускатскую свиты. Верхняя граница казанково-маркинской свиты проводится по почве пласта Е, нижняя не вскрыта. Свита содержит один рабочий пласт угля – Ж, ниже которого непродуктивна. В разрезе свиты отмечаются чередующиеся слои мелкозернистого полимиктового песчаника и темно-серого алевролита, заключающие маломощные пласты и пропластки угля. Кроме пласта Ж вскрыты 3-4 пласта угля мощностью от 0,6 до 0,8 метров каждый. Однако промышленного интереса они не представляют из-за их невыдержанных мощности и строения.

Ускатская свита прослеживается по всей площади шахтного поля, мощность ее изменяется от 257 до 275 метров. Среди маломощных слоев полимиктовых разнозернистых песчаников и алевролитов различного гранулометрического состава прослеживается 8-12 пластов угля рабочей мощности. Пласты Промежуточный, Поленовский, Максимовский н.п., Максимовский, А, Д и Веретеновский-1 – по мощности и строению относятся к группе относительно выдержанных, пласты Подмаксимовские, Е, Д, Г, Б, Веретеновский-2 – к группе невыдержанных. Кроме того, в разрезе отмечается 5-6 тонких пропластков угля.

Ерунаковская подсерия (P₂^er) разделяется на ленинскую и грамотеинскую свиты.

Ленинская свита выделяется от почвы пласта Болдыревского до почвы Байкаимского, мощность ее 470-520 м. Отложения ленинской свиты пользуются наибольшим распространением на всей площади шахтного поля и вскрыты как скважинами, так и горными выработками. Литологический состав аналогичен составу отложений нижележащей свиты. По всему разрезу в пластах угля встречаются минерализованные сидеритовые и карбонатные включения.Для свиты характерно наличие более мощных пластов угля по сравнению с

другими свитами. Пласты угля Дягилевский, Бреевский, Толмачевский, Емельяновский и Снятковский – имеют повсеместную рабочую мощность и четко прослеживаются на всей площади. Всего в свите насчитывается 10 пластов с балансовыми и 5 пластов с частично забалансовыми запасами угля, 4-5 пластов приближаются по мощности к балансовым. Кроме того, отмечаются 9-10 безымянных пропластков. Общая угленосность 4,8-5,6%, рабочая угленосность – 2,2-3,1% (балансовых и забалансовых).

Грамотеинская свита вскрыта на шахтном поле частично. Наибольшая мощность свиты – 280 м вскрыта по Западной прирезке. Здесь прослеживаются девять угольных пластов, из которых восемь имеют рабочую мощность. В целом свита отличается от нижележащей более мощными слоями пород межупластья, относительно выдержанным их составом с преобладанием песчаников.

Четвертичные отложения. Рыхлые четвертичные отложения поля шахты представлены покровными суглинками, слагающими водораздельную площадь, и аллювиальными образованиями реки Ини. Общая мощность рыхлых отложений на поле шахты изменяется от 4-8 до 50-60 м.Лессовидные и тяжелые суглинки распространены на водораздельных площадях.Аллювиальные отложения, слагающие пойму реки Ини и ее надпойменные террасы, представлены пылеватыми, илистыми суглинками, супесями, песками и галечниками.

 

 

 

3.2. Тектоника шахтного поля

 

Ленинский район расположен в подзоне  пологой линейной складчатости Присалаирской зоны. Кольчугинские отложения образуют широкую зону гребневидной складчатости. Вытянутые параллельно Салаирскому кряжу широкие плоскодонные синклинали – Никитинско-Касьминская, Ленинская, Егозово-Красноярская разделены узкими антиклиналями – Никитинской, Ленинской, Мохово-Пестеревской и др.

Ленинская синклиналь, в пределах которой находится поле шахты, представляет собой широкую, концентрическую складку с ассиметричными крыльями и пологой мульдой, простирающуюся на северо-запад по среднему азимуту 290^о. Складка имеет поперечное поднятие шарнира, в результате чего поле шахты разделено на 3 части – западную, центральную и юго-восточную. Западную и юго-восточную части иногда называют соответственно Заинской и Ленинской брахисинклиналями.

 

 

Ленинская антиклиналь на большей части является симметричной складкой и только на 2-бис р.л., вблизи Кильчигизского взброса, она резко асимметрична, северо-восточное крыло ее падает под углом 45-55^о, юго-западное – под углом 20^о. Шарнир складки погружается на северо-запад под углом 7-10^о, при приближении к Кильчигизскому взбросу угол погружения выполаживается.

Основные складки часто осложняются  дополнительными. Последние развиваются  преимущественно на крыльях, обращенных в сторону тектонических движений. Среди дополнительных складок по условиям их образования можно выделить три группы.

Первая  группа образовалась на крыльях основных складок в процессе общего складкообразования и является самой распространенной. Чаще всего это дисгармоничная мелкоамплитудная (5-10 м) волнистость, поражающая группу пластов. Ширина складок от 50 до 160 м и более. Наличие их выявлено по горным работам на гор. +30 м на Центральном поле, где пройдены конвейерные штреки.