Геологические материалы для студентов. Природные условия и геологическая характеристика олоньшибирского месторождения и поля разреза "тугнуйский"
 Скачать 257.5 Kb.
|
природные условия и геологическая характеристика олонь-шибирского месторождения и поля разреза "тугнуйский"2.1. Характеристика природных условий района2.1.1. Общие сведенияОлонь-Шибирское месторождение находится на территории Петровск-Забайкальского района Читинской области и частично (западная часть) Мухор-Шибирского района Республики Бурятия, в 30 км к западу от ближайшей железнодорожной станции Петровск-Забайкальск и в 80 км к северо-западу от г. Улан-Удэ (рис. 2.1). Южнее месторождения проходит Московский тракт, соединяющий г. Петровск-Забайкальский с селами Харауз, Никольское, Хонхолой, Хара-Шибирь, Мухор-Шибирь и г. Улан-Удэ. Имеющаяся в районе широкая сеть грунтовых дорог в осенне-весенний период почти непригодна для автотранспорта. Район относится к числу сельскохозяйственных и пространственно размещается в промышленной полосе Забайкалья, располагаясь вблизи крупных потребителей угля. Мухор-Шибирский район сельскохозяйственный, с зерновым и животноводческим направлениями развития. Петровск-Забайкальский район характеризуется развитием тяжелой металлургической промышленности. К юго-востоку от Олонь-Шибирского месторождения на расстоянии 10 км находится перспективное Никольское месторождение каменного угля с геологическими запасами 273,6 млн. т (рис. 2.2). 2.1.2. ОрогидрографияОснову рельефа района составляют разновысотные горные хребты и межгорная Тугнуйская впадина. К северо-восточной окраине последней, оформленной в виде Олонь-Шибирской мульды, приурочено одноименное угольное месторождение. Со всех сторон мульда окаймляется горами: на севере – хребет Цаган-Дабан, на востоке – хребет Хараузский, на юге – отроги хребта Заганского и на западе – Олонь-Шибирские сопки. В соответствии с характерной для впадины забайкальского типа асимметричностью абсолютные отметки горного обрамления понижаются с 1436 м на севере (хр. Цаган-Дабан) до 1102 м на юге. В этом же направлении с небольшими (2-3°) уклонами понижается днище Олонь-Шибирской депрессии с абсолютными отметками 875-833 м. Соответственно изменяется энергия рельефа, отражаясь в эрозионной расчлененности территории. Так, южный склон хр. Цаган-Дабан изрезан многочисленными узкими долинами ручьев с конусами выноса при выходе из гор, которые, сливаясь, образуют мощный предгорный шлейф. Равнинный характер рельефа собственно Тугнуйской впадины, сформировавшейся в условиях дефференцированных неотектонических движений при преобладании процессов прогибания, является благоприятным фактором для осуществления добычных работ и сопутствующей хозяйственной деятельности. Современный облик рельефа отражает техногенную деятельность, связанную с освоением Тугнуйского угольного месторождения и функционированием сопутствующих производств, жилой и промышленной зон. Переформирование рельефа сводится к созданию положительных (отвалы, насыпи дорог) и отрицательных (горные выработки, канавы и т.д.) форм. Исследеумый район в гидрологическом отношении полностью расположен в бассейне реки Тугнуй. Река Тугнуй является притоком 3-го порядка р. Селенги, крупнейшей реки из впадающих в оз. Байкал. Река Тугнуй берет свое начало на юго-восточном склоне хребта Цаган-Дабан. Общая длина реки 160 км, площадь водосбора 2770 км, общее падение реки 582, средний уклон 3,63%0. Бассейн имеет общее направление с северо-востока на юго-запад. Граница водосбора проходит по хребту Цаган-Дабан, имеющему высоты 1000-1250 м (абс), и отрогам Заганского хребта с относительно небольшими высотами (до 800-900 м). В бассейне реки Тугнуй расположено 26 озер различной величины общей площадью 2,36 км2 или 0,9% общей площади водосбора. Крупнейшим из них является соленое озеро Олонь-Шибирь площадью 1,1439 км2. На большей части русло умеренно-извилистое, неразветвленное, шириной 0,6-1,2 м, глубиной 0,2-0,4 м и с преобладающей скоростью течения 0,3-0,5 м/сек. Грунт в русле песчаный, с примесью гравия и камней, местами оно захламлено валежником. Берега отвесные, суглинистые, часто заболоченные, высотой 0,3-1,0 м, в верхней части покрыты лесом, в нижней – кустарником. Русло реки ниже площадки разреза на отдельных участках разветвляется, но по-прежнему сохраняет извилистость. Здесь имеются озеровидные расширения русла шириной до 12-15 м, с глубиной 0,3-0,4 м и почти стоячей водой. Перекатов на реке нет. Дно реки заиленное, вязкое. Берега низкие, заболоченные, кочковатые. Иногда берегов нет, ими служат кочки заболоченной поймы. Режим ручья Тугнуй крайне непостоянен. Среднегодовой расход стока ручья составляет 0,46 м3/сек., минимальные расходы – 0,07-0,08 м3/сек., а максимальные, связанные с бурным снеготаянием и ливневыми дождями, превышали 1,5 м3/сек. Аналогичный режим имеют притоки ручья Тугнуй, хотя максимальные расходы их не превышают 0,5 м3/сек. 2.1.3. Климат районаКлимат района месторождения резко континентальный с холодной, сухой и продолжительной зимой и коротким жарким летом. Годовые амплитуды температуры воздуха достигают: средняя – около 44°, абсолютная – 85°С. Абсолютный минимум – 48°, абсолютный максимум - +37°. Среднегодовая температура воздуха составляет -2,4 ÷ -3,4°С. Самый холодный месяц – январь (-25,5 ÷ -27,4°С), самый теплый – июль (17,1 ÷ 18,0°С). Переход температуры воздуха через 0°С весной наблюдается в середине апреля, осенью – в середине октября. Продолжительность периода с положительными температурами достигает 182÷187 дней. Продолжительность безморозного периода составляет около 3 месяцев, но может колебаться от 2 до 4 месяцев. За год выпадает около 340-390 мм осадков, половина которых приходится на июль-август, а 70% всего количества осадков выпадает с июня по сентябрь. Число дней с осадками более 0,5 мм в сутки, при которых уже возможен процесс вымывания аэрозолей из атмосферы, составляет 68-70. Среднемноголетнее количество осадков по месяцам и году (в мм) приведено в таблице 2.1. Таблица 2.1
Наблюдаемый месячный максимум осадков 180 мм (июль, 1931 г.), суточный максимум 75 мм (июль, 1940г.). Среднегодовое количество дней с твердыми осадками составляет 48, с жидкими – 47. Устойчивый снежный покров устанавливается в октябре месяце, разрушается – марте-апреле, максимальная высота снежного покрова 27 см. Величина сезонного промерзания грунтов от 3,0 до 3,5 м. Оттаивание грунтов начинается в апреле и полностью заканчивается в конце августа – середине сентября. Район характеризуется наличием островной многолетней мерзлоты на глубину 30-40 м. Преобладающими направлениями ветра являются западные (29%), северо-западные (20%) и юго-западные (13%), причем летом в основном – западные, в переходные сезоны – западные и северо-западные, зимой – западные и юго-западные. Повторяемость штилей составляет 48% в год, с наибольшими значениями (60-72%) зимой. Скорость ветра имеет максимум (3,0-3,1 м/с) в апреле-мае и минимум (0,8 м/с) в середине зимы. Наибольшие скорости ветра, возможные 1 раз в год, могут достигать 20 м/с, а при вероятности 1 раз в 20 лет – 29 м/с. 2.2. Геологическая характеристика месторождения2.2.1. Общие сведенияТугнуйская депрессия, как и другие подобные мезозойские структуры Западного Забайкалья, сформировалась на породах домезозойского кристаллического фундамента, представленного различными кристаллическими сланцами, орто- и парагнейсами, амфиболитами и различными гранитоидами. Собственно депрессия выполнена мезокайнозойскими отложениями в основании которых залегает березовскя толща, представленная плохо отсортированными конгломератами. Мощность толщи 300-500 м. Выше залегают нижне-среднеюрские туфогенно-осадочные отложения ичетуйской свиты. Мощность свиты 200-300 м. Выше согласно залегают среднеюрские отложения тугнуйской угленосной свиты, представленные преимущественно разнообразными песчаниками с прослоями конгломератов и гравелитов, алевролитов, редко аргиллитов и пластами каменных углей. Суммарная мощность свиты 250-260 м. На отложениях тугнуйской угленосной свиты с размывом залегает верхнеюрский – нижнемеловой фаунистически охарактеризованный осадочный комплекс представленный конгломератами, гравелитами, песчаниками и алевролитами, подразделенный на свиты (снизу вверх): галгатайскую, хилокскую, муртойскую и убукунскую. Суммарная мощность комплекса 1400-2260 м. Повсеместно в пределах депрессии юрско-меловой комплекс пород перекрыт четвертичными отложениями мощностью 85-90 м, представленными глинами, песками, супесями, галечниками. С севера и юга депрессия ограничена тектоническими разломами глубинного заложения, которые определили специфику ее развития. Общее простирание структуры восточное, северо-восточное, падение отложений от северного борта к южному. Размеры депрессии 80 на 5-10 км. Блоковые движения фундамента расчленили депрессию на ряд впадин. Схема геологического строения Тугнуйской депрессии представлена на рисунке 2.3.  Олонь-Шибирское месторождение находится в пределах одноименной впадины, расположенной в северо-восточной части Тугнуйской депрессии. С севера и востока месторождение ограничено Цаган-Дабанским и Заганским выступами фундамента с юга – Капсальским и Становым выступами. Общая площадь месторождения около 41 км2. Месторождение состоит из трех пространственно разобщенных участков: Центрального, Западного и Южного. Основные запасы угля сосредоточены на участке Центральный, участки Западный и Южный являются резервными. 2.2.2. Стратиграфия и литологияВ геологическом строении Олонь-Шибирского месторождения принимают участие ичетуйская свита и вышележающая тугнуйская угленосная свита юрского возраста. Юрские отложения повсеместно перекрыты чехлом четвертичных образований. Ичетуйская свита развита в окрестностях месторождения. Основная часть разреза свиты (нижняя и средняя) сложена вулканогенным комплексом пород, к верху постепенно сменяющимся пролювиально-озерной фацией, которую в свою очередь сменяют отложения угленосной тугнуйской свиты. Мощность ичетуйской свиты на месторождении изменяется от 200 до 300 м. На образованиях ичетуйской свиты согласно залегают отложения тугнуйской свиты. Тугнуйская угленосная свита сложена континентальными аллювиально-болотными образованиями. Мощность свиты на месторождении достигает 260 м. В разрезе тугнуйской свиты месторождения распространены 25 угольных пластов и линз каменного угля, имеющие цифровую нумерацию снизу вверх от 1 до 25, из них промышленное значение имеют пласты 18 (пачка «е»), 18, 18 (пачка «а»), 15, (6-8) и 8, 6. Остальные угольные пласты не имеют повсеместного развития, а рабочие мощности сохраняют на небольших по площади изолированных участках с запасами не превышающими 2000 тыс. т. Характеристика угольных пластов, разрабатываемых разрезом «Тугнуйский», приводится в таблице 2.1. Литологический состав отложений тугнуйской свиты довольно пестрый. Для нижней (базальной) части разреза характерно присутствие псефитовых фаций (конгломератов и грубозернистых песчаников), а также туфогенных образований (туфопесчаников, туфоалевролитов, туфоконгломератов). Средняя и верхняя части разреза представлены перемежающимися слоями кварц-полевошпатовых песчаников, алевролитов и аргиллитов, включающих пласты и линзы каменного угля. Песчаники слагают до 70% разреза свиты. Наиболее распространены светло-серые и серые среднезернистые разновидности. По составу песчаники кварц-полевошпатовые, цемент глинистый, реже карбонатно-глинистый, железисто-карбонатный. Алевролиты распространены значительно реже, примерно 6% разреза свиты, слагают чаще всего маломощные междупластия, образуют почву угольных пластов. Аргиллиты пользуются еще меньшим (всего 1%) распространением, слагают в основном прослои в угольных пластах. Углистые разности вышеописанных пород залегают в непосредственной близости с угольными пластами (0,5%), подстилая их или образуя внутрипластовые прослои. Конгломераты и гравелиты встречаются редко (1,5%), слагая небольшие линзы и прослойки в песчаниках. Галька хорошо окатана, цемент песчано-глинистый. Каменный уголь – 13%. Четвертичные образования сплошным чехлом перекрывают угленосные отложения и в общем объеме вскрыши составляют примерно 8%. В основном они представлены аллювиально-делювиальными суглинками и супесями, глинами, галечниками и песками. Мощность отложений изменяется в больших пределах от 2-3 до 30 м, в единичных случаях до 60 м, что связано с формой и местоположением древних долин и водотоков. Схематическая геологическая карта месторождения представлена на рисунке 2.4. 2.2.3. ТектоникаВ структурном отношении Олонь-Шибирское месторождение представляет локальную простую складчатую структуру типа замкнутой мульды с пологим залеганием слоев, осложненную в юго-западной и юго-восточной частях поднятыми блоками фундамента впадины – Капсальским и Становым выступами, придающими структуре грибовидную форму. Мульда имеет общее субширотное простирание с локальными отклонениями осевой линии на северо-запад в западной и на северо-восток в восточной части структуры и осложнена складками более высоких порядков. Структура Центрального участка в контуре открытых работ представляется следующей: Угленосные отложения на большей части ее характеризуются моноклинальным залеганием с падением на юг и юго-восток под углами 3-4 градусов. На фоне моноклинального залегания наблюдается небольшая волнистость с колебаниями углов от нуля до 5-6 градусов. В восточной части площади (участок №2) моноклинальное залегание по мере погружения пласта сменяется ступенеобразной флексурой с увеличением углов падения почвы пласта до 15-18 градусов. На юго-востоке флексура выполаживается, относительно крутое залегание отложений сменяется горизонтальным, а затем приобретает обратное (северо-западное) падение с углами 3-5 градусов. До 1984 года ступенеобразная флексура интерпретировалась как серия разрывных тектонических нарушений северо-восточного простирания. Главной разрывной структурой участка является юго-восточный взброс, с амплитудой более 100 м, отделяющей Становой выступ от угленосной мульды. Гранитоиды Станового выступа надвинуты на угленосные породы Тугнуйской свиты. Взброс имеет разветвленную систему оперяющих разрывов северо-восточного и широтного простирания с падением на север и северо-запад под углами 55-70 градусов и амплитудой от 5 до 165 м. Кроме разрывной тектоники на месторождении развита мелкая складчатость и пологая поперечная волнистость. При эксплуатации месторождения подтверждается наличие тектонических нарушений. Все основные геологические нарушения имеют дизъюктивный характер и наиболее широко развиты в пределах эксплуатационного участка №2. К ним относятся: надвиг №2, серия сбросов амплитудой более 10 м в центре участка и антиклинальная складка в западной части, центральная осевая часть которой сложена грабеном. Эксплуатационный участок №1 в меньшей степени подвержен нарушениями. Основные нарушения: надвиг №1 и отдельные сбросы амплитудой 1,5-2,0 м. По сложности геологического строения, выдержанности, мощности пластов и качества угля Олонь-Шибирское месторождение отнесено ко 2-ой группе сложности Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых. 2.2.4. Характеристика угольных пластовНа месторождении выявлено более 25 угольных пластов и слоев, нумерация которых произведена снизу вверх. Промышленное значение на принятом к разработке участке Центральный имеют пласты 18, 15, (6-8) и 8, 6 и отщепившиеся от пласта 18 угольные пачки «е» и «а». Пласты 18 (пачка «а»), 15, (6-8) и 8, 6 относятся к мощным, пласт 18 к мощным и сверхмощным, пласт 18 (пачка «е») к пластам средней мощности. Все пласты сложного строения относительно выдержанные и не выдержанные. Угленосность западной и восточной частей Центрального участка отличаются друг от друга. В связи с этим характеристика угольных пластов дана в таблице 2.2. раздельно для западной (участок №1) и восточной (участок №2) частей месторождения. Средний угол падения почвы пласта 18 для участка №1 составляет 4 градуса, на участке №2 – 8 градусов. В зонах геологических нарушений углы падения пласта достигают значений 15-18 градусов как по падению, так и простиранию пласта. Характерные геологические разрезы для площади первых 10-15 лет работы участков №1 и №2 приведены на рисунке 2.5. 2.2.5. Инженерно-геологическая характеристика вскрышных пород и угляИзучение инженерно-геологических условий Олонь-Шибирского месторождения осуществлялось в процессе детальной разведки 1957-1959 г.г., доразведок 1970-1974 г.г. и 1979-1983 г.г. Всего опробовано 15 инженерно-геологических скважин. Объемы опробования представлены в таблице 2.3. Таблица 2.3
На стадии детальной разведки 1957-1959 г.г. опробовано 8 скважин №№ 767, 519, 592, 149, 598, 600, 141, 150. Специальные исследования по двум инженерно-геологическим скважинам №№ 1110 и 1066 были выполнены в 1973г. Всесоюзным научно-исследовательским институтом горной геомеханики и маркшейдерского дела (ВНИМИ). По этим скважинам пробурено 229 метров и отобрано 152 пробы (монолитов). Указанные исследования выполнялись в полевых и лабораторных условиях. При доразведке 1979-1983 г.г. изучались физико-механические свойства горных пород на участке первоочередной отработки Тугнуйского разреза. В этот период опробовано 5 инженерно-геологических скважин №№ 1656, 1661, 1681, 1734, 1735. Физико-механические испытания выполнены в лаборатории института ВНИМИ. По пробам, отобранным из скважин разведки 1957-1959 г.г. определялись влажность, удельный и объемный вес, пористость, гранулометрический состав и пластичность, временное сопротивление сжатию в сухом и насыщенном водой состоянии, морозостойкость, водопоглощение, водоотдача, полная влагоемкость и коэффициент насыщения. При специальных исследованиях ВНИМИ (1973г.) проводились испытания на срез, сжатие, прочность пород на растяжение, модуль упругости, определение деформационных характеристик пород и сопротивлению сдвигу по контактам. Угленосность. Распределение пластов угля и углистых пород по стратиграфическому разрезу и по площади отличается крайней неравномерностью. В Олонь-Шибирской и Никольской мульдах суммарная мощность пластов угля составляет 30—50% мощности всей продуктивной части угленосной серии, на других участках, составляющих значительную часть площади депрессии, угли отсутствуют или представлены маломощными пропластками. Рассматривая изменение угленосности всей депрессии, нельзя не заметить существования определенной закономерности, выражающейся в возрастании общей угленасыщенности тугнуйской серии в направлении с запада на восток — от практически безугольной Цангинской площади к Олонь-Шибирской мульде, характеризующейся максимальной насыщенностью пластами угля (см. рис. 10). Значительная часть пластов угля характеризуется сложным строением. В западной части Эрдем-Галгатайской мульды развита только нижняя часть тугнуйской свиты с двумя пластами угля: Тугнуйским и Невыдержанным мощностью от. 1,5 до 6,0 м. Верхняя часть ее здесь размыта и на размытой поверхности нижних слоев залегают непродуктивные отложения эрдемской и галгатайской свит. В восточной части мульды в тугнуйской свите установлено до 15 пластов и пропластков, из которых 3 представляют промышленный интерес. Их рабочая мощность колеблется от 1,3—7,1 до 27,1 м. На крайнем востоке мульды в тугнуйской свите залегает 9 пластов угля, в том числе 4 мощностью от 1,3—7,6 до 37,9—53,5 м. В пределах Олонь-Шибирской мульды в тугнуйской свите вскрыто 30 пластов и пропластков угля, из которых 22 пласта представляют промышленный интерес, их суммарная мощность достигает 46,6 м, а мощность отдельных пластов в среднем колеблется от 1,3—3,5 до 10,1—19,2 м. Характеристика качества углей. По своим химическим показателям и технологическим свойствам угли рассматриваемой депрессии гумусовые, длиннопламенные (Д) и приближающиеся к газовым (ДГ), с небольшой примесью сапропелевого материала лишь в редких пластах и на ограниченных участках. По данным Л.П. Нефедьевой, в Тугнуйской депрессии наиболее распространены полуматовые и полублестящие тонкополосчатые угли типа кларенов и дюрено-кларенов, состоящие из прозрачной основной массы с небольшим количеством липоидных компонентов (ко-ровые ткани и микроспоры). В восточной части Тугнуйской депрессии (Олонь-Шибирское месторождение) встречается, кроме того, матовый тонкополосчатый горизонтально-слоистый уголь, по микроструктуре представляющий собой ксилено-фюзеновый дюрен. Угли черные, с черной чертой, плотные, хрупкие, весьма кливажированные. Удельный вес углей 1,5; объемный 1,4—1,45. Содержание фосфора в угля обычно не превышает сотых долей процента, иногда достигает десятых долей. Сера в основном органическая; сульфатная сера составляет не более 2—5%, а содержание пиритной серы местами достигает 25—30 и 49% (некоторые разности углей Олонь-Шибирского месторождения) от общего содержания этого элемента. Гуминовые кислоты в углях зоны активного поверхностного окисления (15—18 м) содержатся в количестве 12—18% и более; в углях зоны глубинного окисления (до 160—170 м) содержание гуминовых кислот понижается до 1,5—2,5% и менее. Зола тугнуйских углей, в отличие от золы гусиноозерских бурых углей, обычно серая, частично порошкообразная сплавленная, ноздреватая, шлаковидная. Химический состав золы (по 166 пробам) Олонь-Шибирского, Никольского и Эрдем-Галгатайского месторождений следующий (%): SiO2 18,6-72,7/57,6; Al2O3 8,3-39,2/21,9; Fe2O 1,3-24,7/4,4; СаО 0,9-34б7/6б1; MgO 0,6-7,5/1,7; SO3 0,2-13,0/2,7. Результаты полукоксования углей Олонь-Шибирского и Никольского месторождений приведены в табл. 16.  Опытами установлена средняя и трудная обогатимость углей. Однако в массе товарный уголь дает от 63 до 93% концентрата с зольностью 6—11%. К самостоятельному коксованию угли непригодны. Ho в шихте с коксовыми жирными углями Чульманского месторождения Южной Якутии (24%), коксовыми отощенными углями Нерюнгринского месторождения (36%), углями Никольского месторождения (40%) дали кокс с остатком в барабане 329 кг и коксовой мелочи в подбарабанном продукте 48 кг (при нормативе 25—40 кг). Тугнуйские угли признаны пригодными для коксования в качестве отощающей добавки в коксовой шихте в количестве не более 30—35 %. Петрографические исследования показали, что спекаемость тугнуйских углей связана с микрокомпонентами группы витринита, составляющими до 60—70% основной массы. Микрокомпоненты группы семивитринита составляют 14—18%, а суберинитовые (коровые) ткани 2,5—3,5%. Опыты по газификации тугнуйских углей не производились. Однако, судя по хорошим результатам газификации схожих по качеству букачачинских углей, тугнуйские угли должны эффективно газифицироваться в стационарных генераторах высокого давления. Таким образом, товарный уголь Тугнуйской долины может использоваться в следующих основных направлениях: 1) энергетическое и бытовое топливо; 2) кузнечно-ваграночное топливо; 3) в качестве присадки в коксовую шихту; 4) сырье для получения промышленного и бытового «сухого» газа. Опыт хранения углей Олонь-Шибирского месторождения в течение почти полного годового цикла указывает на достаточно высокую их стойкость. Гидрогеологические условия. Согласно данным многолетних гидрогеологических и режимных исследований и наблюдений, включая гидрогеологическую съемку, Тугнуйская межгорная впадина представляет собой артезианский бассейн с серией водоносных горизонтов, содержащих большие запасы пресных, слабо- и среднеминерализованных, гидрокарбонатно-кальциевых и кальциево-магниевых вод, отчасти пластово-порового, но главным образом пластово-трещинного и трещинного типов. Запасы подземных вод создаются инфильтрационными водами поверхностных водотоков, трещинными водами эффузивно-туфогенного комплекса и трещинными водами кристаллических пород горного обрамления депрессии. Водообильность пород угленосной серии высока. Некоторые скважины фонтанируют при напорах от 0,9 до 1,8 м от поверхности депрессии. Уровень стояния подземных вод находится на отметках в 3—6 м от поверхности. Коэффициент фильтрации от 0,02—0,03 до 0,2—0,3 м/сутки, местами 1,5—1,8 м/сутки. Наивысшие коэффициенты фильтрации от 3,5 до 4,5 м/сутки наблюдаются по пластам угля (Никольское и Олонь-Шибирское месторождения). Ожидаемые водопритоки в Олонь-Шибирском углекарьере составят 110—120 м3/час, а при сезонных повышениях — максимум 280— 350 м3/час (по расчету). Наиболее водообильной является Никольская мульда, где притоки из надугольного горизонта колеблются от 6 до 20 л/сек. Ожидаемые водопритоки в будущий карьер здесь составят от 600 до 870 м3/час. Из-за отсутствия крупных поверхностных водоемов водоснабжение должно базироваться на трещинных водах зоны южных прибортовых разломов. Горнотехнические условия эксплуатации. Условия вскрытия и разработки угольных месторождений долины р. Тугнуй следует расценивать как весьма благоприятные по всем основным показателям и в особенности для Никольского и Олонь-Шибирского месторождений. Большая часть запасов последних пригодна к открытой разработке. Крупные (по забайкальским масштабам) запасы месторождений, еще не затронутые эксплуатацией, позволяют проектировать и закладывать карьеры и шахты повышенной мощности — от 900 тыс. т до 1,5—2 млн. т в год. Штольневые запасы углей в долине р. Тугнуй отсутствуют. Пласты угля на Эрдемском и Олонь-Шибирском месторождениях имеют пологое залегание. Крутые падения пластов отмечаются лишь в узких полосах близ разрывных нарушений (сбросов и взбросов), на участках непригодных к отработке. По механическим свойствам угли и вмещающие породы угленосной толщи Тугнуйской депрессии относятся к V и VI категориям по шкале М.М. Протодьяконова. При разработке углей потребуется применение взрывных работ для рыхления их перед экскавацией. Явлений пучения боковых пород в процессе геологоразведочных работ не установлено; даже аргиллиты не склонны к набуханию при увлажнении, а плывунов в угленосных отложениях вообще не встречено. Содержание свободного кремнезема в породах угленосной толщи превышает безопасный по силикозу предел в 10% в песчаниках и некоторых алевролитах. Поскольку эти породы являются преобладающими в разрезе угленосных отложений рассматриваемого района (около 75—80%), то проходка горных выработок по породам будет связана с опасностью силикоза. При ведении геологоразведочных работ на месторождениях Тугнуйской депрессии не замечено существенных газовыделений метана и окиси углерода. Относительно повышенная плотность и устойчивость вмещающих пород, а также пониженная их водообильность позволяют полагать, что гидрогеологические и инженерно-геологические условия проходки траншей углекарьеров и стволов шахт на месторождениях долины р. Тугнуй будут достаточно благоприятными и применение специальных методов проходки и крепления выработок, по-видимому, не потребуется. Характеристика угольных пластов Таблица 2.2
 При доразведке 1979-1983 г.г. исследования ограничились контрольным опробованием 5 инженерно-геологических скважин. Лабораторные испытания образцов произведены в институте ВНИМИ на косой срез, одноосное и трехосное сжатие. В период доразведки 1957-1959 г.г. пробы отбирались преимущественно из прикровельной и припочвенной части основных пластов угля. По двум специальным инженерно-геологическим скважинам №1110 и 1066, а также скважинам доразведки 1979-1983 г.г. №№ 1656 и 1661 опробование проводилось по всему стволу скважин с различными интервалами, в зависимости от изменения литологического состава породы, степени ее трещиноватости и прочности. Керн отбирался в виде образцов-монолитов длиной от 150 до 250 мм, распределенных равномерно по всей мощности опробуемого интервала. После отбора образцов, последние тщательно очищались от глинистого раствора, а затем покрывались не менее чем 4-мя слоями парафина и слоем смоченной в парафине марли. Диаметр монолитов (керна) 93-112 мм. По данным детальной разведки и последующих доразведок Олонь-Шибирского месторождения установлено, что в геологическом разрезе угленосной толщи преобладают полускальные породы, доля которых составляет до 80% всей толщи. В литологическом составе отложений, слагающих разведанный участок, выделяются следующие разновидности пород: Рыхлые несцементированные четвертичные отложения. Песчаники на глинистом, известково-глинистом, известковом, реже кремнистом цементе. Алевролиты и углистые алевролиты. Аргиллит, углистые аргиллиты. Гравелиты, конгломераты. Уголь каменный. Четвертичные отложения представлены суглинками, песками, дресвяно-щебнистыми отложениями и глинами. Четвертичные отложения охвачены многолетней мерзлотой островного распространения. В зимнее время породы промерзают на глубину 3,0-3,5 м. На долю четвертичных отложений приходится 8% всей толщи. Песчаники в разрезе угленосной толщи занимают главенствующую роль (70%), распространены повсеместно в пределах месторождения, слагая выдержанные слои мощностью от 1 до 30 м. Доминирующую роль среди песчаников играют кварц-полевошпатовые среднезернистые разности на глинистом цементе. Доля песчаников на известково-глинистом и кремнистом цементе незначительна и не превышает 2-3%. Временное сопротивление при одноосном сжатии не выветрелых песчаников составляет в основном 530-680 кгс/см2. Алевролиты имеют довольно широкое распространение в разрезе угленосной толщи (6%). Залегают они чаще всего в почве угольных пластов мощностью от 0,5 до 2-3 м. В составе алевролитов преобладают зерна кварца и полевого шпата, гидрослюдистый, реже карбонатно-сидертовый, слоистость чаще отсутствует. По своим физико-механическим свойствам алевролиты мало чем отличаются от песчаников. При одноосном сжатии временное сопротивление алевролитов составляет 670 кгс/см2. Аргиллиты имеют ограниченное распространение в разрезе (до 1%). Залегают они в виде слоёв и линз мощностью от нескольких сантиметров до первых метров. В вещественном составе преобладают те же минералы (кварц, полевой шпат) и такой же состав цемента, что и у алевролитов. Временное сопротивление сжатию составляет 560 кгс/см2. Углистые аргиллиты и алевролиты пользуются весьма ограниченным распространением (0,5%). В отличие от алевролитов характеризуются несколько меньшей величиной временного сопротивления сжатию (290 кгс/см2). Остальные параметры аналогичны аргиллитам и алевролитам. Гравелиты и конгломераты в геологическом разрезе месторождения также играют подчиненную роль (1,5%). Они образуют небольшие линзы и прослойки в песчаниках и приурочиваются обычно к почве пласта 6-8 и 8. Цемент песчано-глинистый или известковый, крупная фракция хорошо окатана. Уголь составляет 13% содержания в общем объеме горной массы месторождения. Величина временного сопротивления сжатию составляет 150-350 кгс/см2, угол внутреннего трения 30 градусов. Породы коренной вскрыши месторождения перед своей экскавацией требуют рыхления буровзрывным способом. В таблице 2.4 приведены обобщенные физико-механические свойства пород месторождения по данным геологических отчетов. Ниже приводятся сведения по фактическим данным разреза «Тугнуйский» о составе пород и их свойствах на эксплуатационных участках разреза по состоянию на начало 2003 года. Участок №1 Четвертичные и современные отложения, местами многолетнемерзлотные – 15%. Песчаники, алевролиты на глинистом цементе, аргиллиты и их углистые фракции – 38%. Песчаники и алевролиты на известковом цементе – 43%. Песчаники на кремнистом цементе – 4%. Участок №2 Четвертичные и современные отложения, местами многолетнемерзлотные – 25%. Гравелиты, аргиллиты, песчаники и алевролиты на глинистом цементе – 25%. Среднезернистые песчаники на глинисто-кремнистом цементе – 15%. Песчаники и алевролиты на известковом цементе – 29%. Сажа, окисленный уголь – 6%. Крепость пород по шкале Протодьяконова – от 3,5 до 8,0. Категория по буримости – от IV до XIV. Категорийность по блочности: от мелкоблочных до весьма крупноблочных. Категория по трудности экскавации – II – IV. Объемный вес пород вскрыши – от 2,1 до 2,9 т/м3, средневзвешенный объемный вес – 2,3 т/м3. Добываемые угли – каменные, гумусовые, марки Д. Крепость углей по шкале Протодьяконова – 1,5-2,0. Наиболее крепкие угли залегают в основании пласта 18 и вдоль глубинных разломов, где он пропитан кремнистыми растворами, а коэффициент крепости достигает 4. Категория углей по буримости – IV-V. Категория по трудности экскавации – III. Объемный вес – 1,44 т/м3, угольной массы – 1,47 т/м3. Характерные структурные колонки по вскрышной и угольной толщи эксплуатационных участков поля разреза приведены на рисунке 2.6. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
