Геологическое строение и горно-геологическая характеристика месторождения

4. Характеристика строения пластов

 

3. Физико-механические свойства горных пород

На поле разреза выделяются 3 основные группы пород:[1]

а) рыхлые отложения четвертичного  и третичного возраста (к настоящему времени, в основном, отработаны);

б) коренные породы, затронутые выветриванием (глубина 40-80 м от кровли коренных пород);

в) коренные породы, не затронутые выветриванием (ниже глубины 40-80 м).

Рыхлые отложения. Верхний вскрышной горизонт мощностью 3–10 м – на северо-востоке и до 63м - на юго-западе поля разреза сложен лессовидными  суглинками, обогащёнными, в основном, грубообломочным, слегка окатанным делювиальным материалом. Плотность суглинков возрастает с глубиной. По классификации проф. М.М. Протодьяконова лессовидные суглинки относятся к VIII категории, а обогащённые делювием – VI категории.

Физико-механические свойства рыхлых пород представлены в таблице 4.

Коренные породы. Сцементированные коренные породы, затронутые процессами выветривания, залегают на глубинах от 40-60 до 70-80 м от поверхности коренных пород и представлены песчаниками, алевролитами и аргиллитами. Граница зоны выветривания зависит от рельефа коренных пород, их литологии и наличия тектонических нарушений. Так, в песчаниках она расположена на глубине 40-60 м, в алевролитах и аргиллитах - на глубине 70 – 80 м.

Физико-механические свойства песчаников и алевролитов, затронутых выветриванием, близки между собой, и представлены в таблице 5.

Коренные породы, не затронутые выветриванием, слагают основную толщу угленосных отложений и представлены песчаниками, алевролитами и аргиллитами, залегающими  на глубине ниже 40 – 80 м от поверхности коренных пород. Физико-механические свойства коренных пород, не затронутых процессами выветривания, представлены также в таблице 6. Характеристика прочностных свойств углей, приведена в таблице 7.[1]

 

Литологические разности  пород вскрыши	Плотность кажущаяся,  т / м3	Влажность естественная, %	Пористость, %	Число пластичности	Угол внутреннего трения, град.	Удельное сцепление, кгс / см2	Предел текучести	Предел раскатывания
Четвертичные отложения
Суглинки:
Желтовато-серые лессовидные	1,91	14,54	36,88	15	19,43	0,371	36	21
Темно-серые, голубоватосерые	1,96	19,55	38,50	14	21,48	0,560	36	22
Бурые	2,00	17,74	36,69	14	16,28	0,538	37	23
Глины:
Серые	1,98	18,62	37,79	19	18,28	0,583	40	21
Бурые	2,04	17,71	33,60	19	18,37	0,500	41	22
Третичные отложения
Суглинки:
Пестроокрашенные	2,02	20,77	40,23	14	8,12	0,547	38	24
Красные	2,23	18,43	34,72	15	14,00	0,750	42	17
Глины:
Пестроокрашенные	2,12	21,51	38,45	22	10,42	0,903	49	27
Красные	1,88	15,96	40,22	28	5,18	0,250	60	32

Физико-механические свойства рыхлых отложений

 

 

 

 

6. Физико-механические свойства коренных пород

Литологические разности пород вскрыши	Плотность кажущаяся, т / м3	Влажность естественная, %	Пористость, %	Временное сопротивление:		Угол внутреннего трения, град.	Удельное сцепление, МПа
				сжатию, МПа	растяжению, МПа
1. Породы, затронутые выветриванием
Песчаники	2,39	3,34	13,10	5,89	2,64	45,10	5,012
Аргиллиты	2,38	2,53	12,18	-	-	-	-
Алевролиты	2,37	3,66	12,85	5,54	2,732	45,12	5,984
Сажа	1,43	47,46	52,88	-	-	-	-
2. Породы, не затронутые выветриванием
Песчаники
Массивные	2,54	1,61	6,90	87	9,2	47	6 – 24
Слоистые	2,51	1,84	8,98	49	5,62	46	2,22 – 15,3
Слаботрещиноватые	2,52	1,82	8,68	35,6	3,92	44	0,73 – 12,6
Сильнотрещиноватые	2,50	2,00	9,64	-	-	30	0,01 – 0,11
Алевролиты
Массивные	2,51	1,90	8,65	60,67	6,77	46	14,32
Слоистые	2,52	2,13	8,38	32,24	4,80	44	7,51
Слаботрещиноватые	2,48	2,33	9,09	22,82	2,83	44	5,03
Сильнотрещиноватые	2,43	2,49	10,90	-	-	-	-
Углистые	2,41	2,24	9,98	31,5	3,40	40	7,72
Аргиллиты	2,48	2,21	9,16	22,3	2,88	38	4,54

 

7. Характеристика прочностных свойств углей

пп	Наименование пластов	Тип углей	Эксплутатационный участок	Горизонт, м	Объёмный  вес, г/см3	Естественная  влажность, %	Сопротивление сжатию, кг/см2	Сопротивление растяжению, кг/см2	Сцепление в куске, кг/см2	Угол  внутреннего трения, град.	Сцепление в массиве, кг/см2
1	Мощный	матовый полуматовый	3,1	+205 +220 +219						27
2	Прокопьевский	Полуматовый	3	+193 +205 +189						28
3	Мощный, Горелый	полублестящий	3,1	+220 +219 +193						28
4	Прокопьевский, Мощный, Горелый	Полублестящий	3,1	+193 +189 +219						28
5	Горелый	Матовый с прослоями блестящего и полублестящего	3	+193						28

 

К неблагоприятным инженерно-геологическим  процессам относятся осыпи, обрушения, оползни, оплывание, суффозия и наледи.

Осыпи распространены в пределах всего разреза. Наиболее интенсивно под воздействием процессов выветривания и под влиянием буровзрывных работ осыпаются уступы, сложенные алевролитами, в меньшей степени – массивными песчаниками.

Обрушения горных пород приурочены к контактам слоев и трещин. Ослаблению поверхности обрушения способствуют взрывные работы и проникновение в трещины поверхностных вод.

Оползни в бортах разреза приурочены к породам различного возраста и состояния. Наиболее часто оползнями захвачены уступы, сложенные желтыми, бурыми и серыми суглинками. Оползни в коренных породах связаны, главным образом, с тектоническими нарушениями, трещиноватостью и переслаиванием слоев. Этому способствуют поверхности ослабления, падающие в выработку.

Оплывание на разрезе наблюдается значительно реже и носит локальный характер. Способствует оплыванию суглинков переувлажнение за счет поверхностных вод или просачивания «верховодки».

Суффозионные процессы развиты в четвертичных породах по контакту серых суглинков с лессовидными из-за инфильтрации воды из Сагарлыкского отвала, и способствуют обрушению и оползаниям пород.

Наледи образуются в зимний период, и приурочены к выходам подземных вод в бортах разреза и к инфильтрации воды из Сагарлыкского гидроотвала.

2. Горные работы

1. Существующие состояния и анализ горных работ

Филиал «Бачатский угольный разрез»  осуществляет свою деятельность на основании «Лицензии на право пользования недрами» №1729 КЕМ 11703 ТЭ, от 18.09.2003 г. и Горноотводного акта № 1520 от 03.11.2003 года.

В настоящее время границей поля разреза «Бачатский» в плане  является граница по Лицензионному соглашению (граница горного отвода – акт №1520 от 03.11.2003 г.) в контуре с угловыми точками 1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15^а-16^а -17-18-19- далее по порядку-36-36^а -37- далее по порядку-44-45-46 ^а -47 ^а -48-49-50-51-52-53-54-1). Нижняя граница отработки - гор. +0м (абс). В контуре, обозначенном на гор.+0  угловыми точками 62-63-64-65-66-67-68-69-61-60-59-58-57-56-55-54-62 нижняя граница отработки – гор.-20м (абс).

Размеры поля разреза:

- длина (по простиранию) - 10150 м;

- ширина (вкрест простиранию) –  до 2100 м.

Площадь горного отвода – 1513 га.

Результирующий угол откоса – 35

Отрабатываемые пласты:

I-III Безымянные, I-II Прокопьевские,  Лутугинский, Горелый н.п., Горелый  в.п., Характерные, Внутренние до  глубины +0 м (абс.).

Мощный - до глубины +0 м (абс.), а в  контуре, обозначенном угловыми точками 62-63-64-65-66-67-68-69-61-60-59-58-57-56-55-54-62, до глубины –20 м (абс.).

Производство горных работ по всем направлениям технологических процессов и производственным мероприятиям (включая подготовку угля к выемке, производство буровзрывных, вскрышных и добычных работ, транспортировку угля на обогатительные комплексы, транспортировку и отвалообразование вскрышных пород, строительство и содержание технологических автодорог и др.) осуществляется в соответствии со следующими имеющимися на разрезе разрешительными и иными утверждёнными и согласованными, в установленном порядке, документами.

Поле разреза «Бачатский» отрабатывается одновременно тремя эксплуатационными участками (Северным, Центральным и Южным), расположенными в границах единого карьерного поля.

Развитие горных работ осуществляется по продольно-углубочной двухбортовой схеме. Схема вскрытия поля разреза осуществляется как траншеями  внешнего заложения, так и скользящими съездами в рабочей зоне и на  погашенных бортах.

На выемке угля и вскрыши используются экскаваторы  цикличного действия с  ковшом, ёмкостью от 4 до 30м³ (мехлопаты, драглайны, гидравлические экскаваторы).

На транспортировании угля используется автомобильный транспорт, а на перевозке вскрышных пород – автомобильный, железнодорожный и авто-железнодорожный транспорт.

В соответствии с принятыми ранее  проектными решениями предприятие  должно было:

в 2006 произвести ввод ЦПТ-1;

в 2010 – ЦПТ-2;

в 2011 освоить производственную мощность 10 млн. т;

По состоянию горных работ на 2012 г. показатели производственной мощности достигнуты - ставится вопрос об увеличении до 13500 млн. т. Вместе с тем не запущена ни одна из линий ЦПТ, что обусловило появление отставания вскрышных работ от добычных.

 

2. Вскрытие карьерного поля

Фактические горные работы ведутся  на всем поле разреза – Северном, Центральном и Южном участках.

Верхняя группа горизонтов Северного  участка (+ 156 и выше на Восточном  борту и +210 и выше на Западном борту), отрабатывается на железнодорожный  транспорт, нижележащие горизонты - на автомобильно- железнодорожный транспорт при использовании двух  экскаваторных перегрузочных пунктов, находящихся в разрезе на гор + 156м  и гор +220 м.

На участке имеется 3 траншеи:

- Северная групповая траншея  внешнего заложения, переходящая во внутреннюю;

- Северо-Западная групповая траншея  внутреннего заложения;

- северо-западная №1 групповая  траншея  внутреннего заложения.

- северо-восточная №1 групповая  траншея  внутреннего заложения.

Рабочие горизонты, отрабатываемые на железнодорожный транспорт вскрываются Северной и Северо–Западной траншеями. Северной траншеей осуществляется вскрытие восточного борта и центральной части участка с помощью системы железнодорожных заездов со станции Семенушкино, имеющей транспортную связь с Северным отвалом и внешней сетью. Северо-западной траншеей  вскрывается западный борт участка со станции Породная с выходом на Западный железнодорожный отвал. По этой же схеме вскрываются верхние горизонты западного борта  Центрального участка (50-62 пр).

Рабочие горизонты, отрабатываемые на автомобильно-железнодорожный транспорт, вскрываются системой скользящих съездов и автомобильных заездов, имеющих автотранспортную связь с экскаваторными перегрузочными пунктами. Далее вскрышные породы железнодорожным транспортом вывозятся через Северную и Северо-Западную траншеи на Северный и Западный отвалы.

Через Северо–Западную №1 траншею  предусматривается автотранспортная связь  добычных горизонтов со станцией Погрузочная (угольным складом №8).