Характеристика качества углей

8







АННОТАЦИЯ

Дипломный проект содержит следующие разделы: геологическая часть, технологическая часть, вентиляция, охрана труда, экономическая и специальная части.

В первом разделе дана подробная геологическая характеристика полю шахты Полысаевская.

Второй раздел содержит обоснование схемы вскрытия, подготовки шахтного поля и параметров очистных работ.

В третьем разделе приведены расчеты параметров вентиляции шахты.

В четвертом разделе перечислены меры безопасности на очистных и подготовительных работах, а также при использовании шахтного транспорта.

В пятом разделе представлены расчеты себестоимости угля и подсчитан чистый доход шахты Полысаевская.

Шестой раздел посвящен обоснованию рациональных технологических решений по снижению уровня эксплуатационных потерь угля.

Дипломная работа содержит пояснительную записку объемом 173 страниц, включая 28 иллюстраций, 21 таблица.



ANNOTATION

Graduation project includes the following topics: geological part, technological part, ventilation, labor, economic and special parts.

The first section provides detailed geological description Polysaevskaya mine field.

The second section provides a rationale opening scheme, preparation of mine fields and parameters of sewage treatment works.

The third section shows the calculations of the parameters of ventilation shafts.

The fourth section lists the security measures at the treatment and preparation, as well as using mine transport.

The fifth section provides estimates of the cost of coal and the net income calculated Polysaevskaya mine.

The sixth section is devoted to the rational justification of technological solutions to reduce operational losses of coal.

Thesis contains an explanatory memorandum of 173 pages including 28 illustrations, 21 table.

ОГЛАВЛЕНИЕ



ВВЕДЕНИЕ6

1. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 8

1.1. Общие сведения об административном и физико-географическом положении шахтного поля 8

1.2. Геологическое строение 8

1.3. Характеристика угольных пластов 13

1.4. Характеристика качества углей 17

1.5. Физико-механические свойства пород 19

2. ТЕХНОЛОГИЯ 29

2.1. Общая организация работ и основные параметры шахты 30

2.2. Действующая линия очистных забоев 35

2.3. Вскрытие и подготовка шахтного поля 37

2.4. Технология очистных работ 42

2.5. Технология подготовительных работ 44

2.6. Система разработки 46

2.7. Основной и вспомогательный транспорт по горным выработкам 51

2.8. Технологический комплекс на поверхности 52

3. ВЕНТИЛЯЦИЯ ШАХТЫ 57

3.1. Выбор и обоснование способа и схемы проветривания шахты 57

3.2. Сведения о газообильности 58

3.3. Определение максимально допустимой нагрузки на очистную выработку по газовому фактору61

3.4. Проектирование вентиляции тупиковой выработки 63

3.5. Расчёт расхода воздуха для вентиляции угольной шахты 64

3.6. Расчёт депрессии шахты 67

3.7. Выбор вентилятора главного проветривания 69

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 70

4.1. Трудовые ресурсы 70

4.2. Расчет себестоимости одной тонны угля 72

4.3. Технико-экономические показатели 77

4.4. Определение выручки от реализации 78

5. БЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДА 79

5.1. Общие требования закона "О промышленной безопасности опасных производственных объектов" 79

5.2. Устройство выходов из горных выработок 80

5.3. Средства индивидуальной защиты 83

5.4. Меры безопасности при установке анкерной крепи и контроль за состоянием анкерного крепления 89

5.5. Мероприятия по безопасному ведению работ при подготовительных работах 90

5.6. Меры безопасности и анализ травматизма на рельсовом транспорте 96

5.7. Требования безопасности при взрывных работах102

5.8. План ликвидации аварии 108

6. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ. ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО СНИЖЕНИЮ УРОВНЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОТЕРЬ УГЛЯ 110

6.1. Исследование факторов, влияющих на время непрерывного использования механизированных комплексов 110

6.2. Теория обоснования характеристик технологических схем с разворотом механизированных комплексов 120

6.3. Классификация технологических схем очистных работ с разворотом механизированных комплексов 141

6.4. Экспериментальные исследования технологии очистных работ при развороте комплексов 148

ЗАКЛЮЧЕНИЕ169

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ170





ВВЕДЕНИЕ



Поле шахты «Полысаевская» расположено в центральной части Ленинского угленосного района и административно входит черту города Полысаево Кемеровской области. Ленинское месторождение представляет собой брахисинклинальную складку, вытянутую с северо-запада на юго-восток на протяжении 36 км, в крест простирания пластов 9 км, по глубине (до дна брахисинклинали)-900м. 

Для рассматриваемой шахты свойственны следующие характеристики: категория по метану – сверхкатегорийная;  относительная газообильность – 55,17 м?/тонну средней суточной добычи;  опасность шахты по взрыву угольной пыли – опасна;  сведения о внезапных выбросах угля, породы, газа – нет;  сведения о суфлярных выделениях метана – нет;  сведения о горных ударах – все отрабатываемые пласты относятся к угрожаемым по горным ударам. 

В настоящее время горные работы осуществляются по пласту Бреевскому в уклонном поле 17-3 и пласту Толмачевскому в уклонном поле 18-2.

На шахте предусмотрена полная конвейеризация процесса доставки горной массы от забоев до угольного склада, расположенного на основной промплощадке, по наклонному конвейерному стволу оборудованному ленточным конвейером 2ЛУ-120Б. В качестве вспомогательного транспорта на шахте применяются подвесные монорельсовые дороги по пласту Толмачевскому, концевая откатка с помощью лебедок по пласту Бреевскому и электровозная откатка по выработкам гор. -30 м.

Проветривание шахты осуществляется главной вентиляторной установкой 2В(ЖД-3,0) расположенной на устье двухклетевого ствола. Проветривание выемочных участков осуществляется по комбинированной схеме с отводом метановоздушной смеси через все выработанное пространство на поверхность за счет газоотсасывающих вентиляторов и общешахтной депрессии.

В настоящем дипломном проекте рассматриваются технические решения вскрытия, подготовки и отработки запасов пласта Бреевского в блоке №3, а также доработки запасов пласта Толмачевского в границах блока №2. 

Для отработки угольных пластов рекомендуется механизированный комплекс, с секциями крепи МКЮ.2Ш-13/27.

	Длина лавы: по падению – 250 м., длина выемочного столба – 2000 м.	

Специальная часть проекта посвящена обоснованию рациональных технологических решений по снижению уровня эксплуатационных потерь угля.















































1. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ



1.1. Общие сведения об административном и физико-географическом положении шахтного поля

Поле шахты «Полысаевская» расположено в центральной части Ленинского угленосного района и административно входит черту города Полысаево Кемеровской области. Ленинское месторождение представляет собой брахисинклинальную складку, вытянутую с северо-запада на юго-восток на протяжении 36 км, в крест простирания пластов 9 км, по глубине (до дна брахисинклинали)-900м, в водоразделе рек Иня-Мереть. 

 С северо-запада на юго-восток поле шахты рассечено четырьмя логами с 
выходом их водостоков к реке Иня при понижении рельефа до отметки + 174 
м. Река Иня пересекает шахтное поле в средней его части в направлении с юго-востока на северо-запад.

 Климат района континентальный. Среднегодовая температура воздуха +0,4° С. Устойчивая отрицательная температура устанавливается в ноябре. Глубина промерзания грунта составляет в среднем 1,5 м (для ровной местности) и достигает максимальной глубины 2,8 м на открытых местах. 



1.2. Геологическое строение

Стратиграфия и литология

 В геологическом строении шахтного поля принимают участие отложения верхнепермского возраста. Эти отложения перекрыты чехлом значительной мощности рыхлых отложений четвертичного возраста. Основными структурами района являются Егозово-Красноярская, Ленинская, Никитинская, Косьминская и Устижанинская синклинали. Отложения верхнепермского возраста представлены отложениями ильинской и ерунаковской подсерией кольчугинской серии. Ильинская подсерия представлена полным разрезом Ускатской свиты и верхами Казанково-Маркитской свиты. Ерунаковская подсерия сложена Ленинской и низами Грамотеинской свит. Нижняя граница ильинской подсерии на поле шахты не вскрыта, верхняя проводится по почве пласта Болдыревского. Мощность вскрытой части разреза изменяется в пределах 200-З00 м, граница между Ускатской и Казанково-Маркитской свитами проводится условно по почве пласта Веретеновского2. В составе ильинской подсерии находятся 8 пластов Промежуточный, Поленовский, Подмаксимовский, «А», «Б», Веретеновский- 1 и «Е».

 Нижняя граница ерунаковской подсерии проводится по почве пласта Болдыревского, а верхняя не вскрыта. Представлена подсерия Ленинской свитой и не полным разрезом Грамотеинской. Верхняя граница проводится по почве пласта Дягилевского. Мощность этой свиты в пределах участка существенных изменений не испытывает и колеблется в пределах 350-370 м. В составе ерунаковской подсерии 9 пластов- Бреевский, Подбреевский, Толмачевский, Емельяновский, Снятковский, Серебрениковский, Майеровский, Брусницинский и Болдыревский. Кроме того, прирезаны запасы по пластам Надбайкаимскому и Байкаимскому. 

 Литологический состав отложений свиты характеризуется наличием крупных песчаников. В кровле пласта Байкаимского на всей площади поля шахты прослеживаются мелкозернистые песчаники мощностью 35-40 м. В кровле пласта Надбайкаимского преобладают песчанистые разности.



Тектоника шахтного поля

 Поле шахты приурочено к центральной части северо-восточного крыла Ленинской синклинали. Падение пород в границах шахтного поля моносинклинальное на юго-запад, на выходах под наносы углы залегания составляют 35-60°, а в направлении к осевой линии синклинали происходит постепенное выполаживание до 5-6°. В пределах шахтного поля имеется ограниченно распространенная мелкая складчатость, не затрудняющая

 отработку пластов. За северо-восточной границей шахтного поля проходит крупное нарушение Южный Журинский взброс, влияние которого на тектонику шахтного поля разведочными работами не установлено. Простирание нарушений близко к простиранию пластов. 

В преобладающем большинстве угли шахты разбиты нормально-секущими системами трещин. Более отчетливо выражены системы трещин, падающих под углом 75-85° с амплитудой падения 45-75°, вторая система — с азимутом падения 320-330° под углом 82-87°. Расстояние между трещинами в углях от 0,01-0,05 до 0,25 м. В целом тектоника на ведение горных работ существенного влияния не оказывает. 

Геологическая характеристика угольных пластов 

шахты «Полысаевская»

Таблица 1.1 

№

Пп/п



Мощность, м



Описание пород

Предел прочности на сжатие ?сж, Мпа

Предел прочности на растяжение ?р, Мпа

Плотность ? т/м3

Коэфф. Разрыхления

Склон-ность к пучению

Сопр. Почвы пенитрации ?п

Коэфф. Крепости

f

1



6-16

Основная кровля:

Песчаник среднезе-

рнистый. Обрушае-

мость легкая.

60

6.9

2.5

2.2

-

-

6.0

2



2-4

Непосредственная кровля:

Алевролит мелкозер-нистый, трещиноватый, редко песчаник. Ср. устойчивость.

35-40

3.5

2.5

1.8

-

-

3.5-

4.0

3



0,05

Ложная кровля:

Углистый аргиллит

или трещиноватый

алевролит

15-20

1.0

1.8

1.8

-

-

1.5-2.0

4



1.04

Уголь каменный:

Марка «Г», трещиноватый

13

0.9

1.28

1.4

-

-

1.3







Прослоек, представлен мелкозерн. Алевролитом и глинистым песчаником















5



0.25



20-30

3

2.3

1.8

-

-

3

6



0,91



13

0.9

1.28

1.4

-

-

1.3







Уголь каменный:

Марка «Г», трещиноватый 















7



0,01,







Ложная почва:

Переслаивание угля сажистого и углист.

Аргиллита

15-25

1.0

2.0

1.7

-

-

-

8



0,09

Влажный, слабый алевролит 

















9



2-10

Почва пласта:

Алевролит мелко и

среднезернистый.

29-37

3.7-4.3

2.5

1.8

+

2-3

2.9-

3.7

Гидрогеологические условия.

 По степени обводненности пород и обеспеченности питания подземных вод поле шахты делится на две отличные гидрогеологические зоны. В первую зону 
входит площадь расположенная в пойме р. Иня и в близи нее. Притоки воды в припойменной части составляют около 200 м?/ч. Вторая зона охватывает площадь, которая расположена за пределами влияния поймы р. Иня. Обводненность пород здесь сравнительно не высокая. Общий приток со всего шахтного поля колеблется в пределах 300-580 м?/ч.



Границы шахтного поля

	Поле шахты «Полысаевская» расположено в центральной части Ленинского угленосного района Кузбасса и занимает вытянутую по простиранию полосу угленосных отложений.

Границами шахтного поля являются:

- на северо-западе - по пл. Надбайкаимскому, Байкаимскому – ось железной дороги Юрга-Новокузнецк (граница с шахтой «им. 7 ноября»); по пластам Бреевскому, Толмачевскому и Емельяновскому – по оси железной дороги Юрга-Новокузнецк и по условной линии правобережья лога Полысаевская Листвяжка (граница с шахтой «Комсомолец»);

- на юго-востоке – по пластам Надбайкаимскому и Байкаимскому – 1 Красногорская разведочная линия, по пластам Бреевскому, Толмачевскому и Емельяновскому – спрямленная разведочная линия IV-IV.

на северо-востоке – по кровле пласта Снятковского на выходе под наносы – новая (нижняя) граница, согласованная с Кузнецким округом;

- на юго-западе – по пл. Надбайкаимскому по гор от 1 Красногорской разведочной линии до линии наклонного ствола ш. «Октябрьская», далее по оси железной дороги Юрга-Новокузнецк, Новосибирск-Новокузнецк; по пл. Байкаимскому от 1 Красногорской разведочной линии до 12 р.л. граница проходит по целику под коренной штрек гор. + 140 м пл. Полысаевского – 1 шахты «Октябрьская», далее по проекции гор.пл. Надбайкаимского до линии наклонного ствола ш. «Октябрьская», затем по оси железной дороги Юрга-Новокузнецк, Новосибирск-Новокузнецк. По пл. Бреевскому, Толмачевскому и Емельяновскому юго-западной границей принят гор. –300 м (граница утверждена Кузнецким округом 17.12.91 г.). 

Размеры шахтного поля в указанных границах составляют 6,5 км х 5 км, площадь шахтного поля 2180 га.

По степени сложности геологического строения шахтное поле отнесено к 1 группе месторождений.

В геологическом строении шахтного поля участвуют угленосные отложения Ленинской и Грамотеинской свит Ерунаковской подсерии Кольчугинской серии Кузбасса верхнепермского возраста, представленными песчаниками, алевролитами, аргиллитами, каменным углем. Они повсеместно перекрыты четвертичными отложениями: глинами, суглинками и аллювиальными песчано-галечниковыми отложениями. Мощность рыхлых отложений колеблется от 3 до 74 м.

В тектоническом отношении поле шахты приурочено к центральной части северо-восточного крыла Ленинской синклинали. Падение пород в границах шахтного поля моноклинальное на юго-запад. На выходах под наносы углы залегания составляют 35-60°, в направлении к осевой линии синклинали происходит их постепенное выполаживание до 5-6°.

 В пределах шахтного поля достаточно хорошо развита мелкая пологая складчатость пород, являющаяся простой и, в целом, не затрудняющая ведения горных работ.

В разрезе шахтного поля насчитывается 12 пластов угля, из которых отрабатывается : Надбайкаимский, Байкаимский, Бреевский, Толмачевский и Емельяновский.

Для рассматриваемой шахты свойственны следующие характеристики

- категория по метану – сверхкатегорийная;

- относительная газообильность – 55,17 м?/тонну средней суточной добычи;

- опасность шахты по взрыву угольной пыли – опасна;

- сведения о внезапных выбросах угля, породы, газа – нет;

- сведения о суфлярных выделениях метана – нет;

- сведения о горных ударах – все отрабатываемые пласты относятся к угрожаемым по горным ударам. 



1.3. Характеристика угольных пластов

Пласт Надбайкаимский – один из основных рабочих пластов шахты, имеет 
сложное строение. В средней части пласта отмечен прослой породы мощностью 
0,35- 2,19 м при среднем значении 1,0 м, разделяющий пласт на две пачки. Мощность верхней пачки варьирует в пределах 2,46-3,07 м. Пласт имеет пологое, слегка волнистое залегание с амплитудой складок до 7,5 м. 
 Кровля пласта – устойчивая, сложена мелким алевролитом. Почва пласта – алевролит склонный к пучению. Пласт Байкаимский – залегает в 63 м ниже пласта Надбайкаимского. Пласт имеет сложное строение – состоит из 2-4 угольных пачек и имеет общую мощность от 3,67 до 4,47 м на юго-востоке и от 4,2 до 5,2 м на северо-западе шахтного поля. На значительной части площади в пределах границы шахтного поля запасы угля отнесены к забалансовым, как некондиционные по зольности (зольность угля в северо-западной и центральной части достигает 65,2 %). В западном крыле шахты в пласте угля встречается большое количество включений колчеданов. В центральной части шахтного встречаются нарушения типа «размывов» с замещением части угольного пласта мелкозернистым песчаником.

 Непосредственная кровля пласта сложена аргиллитом, чаще мелкокусковатым алевролитом мощностью от 0,1 до 7,0 м который при обнажении легко отслаивается и обрушается, образуя купола. Почва пласта представлена аргиллитом и алевролитом, которая при обводнении способна к размоканию и вспучиванию. 

 Пласт Меренковский – расположен в 50 м ниже пласта Байкаимского. Пласт мощностью 0,82-1,39 м. разделен прослоем алевролита мощностью 0,05-0,37 м, имеет включения колчеданов. Кровля пласта – алевролит мелкий, на отдельных площадях неустойчивая. Почва пласта представлена мелкозернистым алевролитом.

 Пласт Надбреевский – расположен в 138 м ниже пласта Меренковского. Строение пласта в основном простое, редко состоит из двух пачек. Мощность пласта невыдержанная (изменяется от 0,75 до 1,08 м при средней 0,84 м.). Имеет забалансовые площади по мощности и горно-геологическим условиям. Кровля пласта представлена алевролитами, реже песчаниками, почва пласта – алевролитами.

 Пласт Бреевский – расположен в 23 м ниже пласта Надбреевского. На большей части площади имеет простое строение, редко разделяется на 2 пачки прослоем алевролита мощностью от 0,05 до 0,5 м. Мощность пласта изменяется в пределах 1,2-2,85 м, при средней-1,65 м. Имеет включения колчеданов, которые в некоторых зонах сопровождаются частичными или полными размывами пласта. Непосредственная кровля пласта представлена мелкозернистым алевролитом мощностью до 3,0 м. Кровля устойчивая. Почва пласта сложена крепким алевролитом.

 Пласт Подбреевский – расположен в 10 м ниже пласта Бреевского. В контуре балансовых запасов имеет мощность 0,86 м. Строение пласта в основном простое. Кровля и почва представлена алевролитом. 

 Пласт Емельяновский – расположен в 22 м. ниже пласта Толмачевского. Пласт выдержанный, средняя мощность – 1,56 м. Строение пласта на значительной площади простое, редко разделен на 2 пачки прослоем алевролита мощностью 0,05-0,1 м. Почва – алевролит мелкозернистый. 

 Пласт Снятковский – расположен в 16 м ниже пласта Емельяновского, имеет простое строение и мощность 0,75-1,04 м. По всему полю пласта имеются включения колчеданов. Непосредственная кровля-алевролит, замещающийся песчаником, имеет мощность более 3,0 м. Основная кровля – песчаник.

 Пласт Майеровский – расположен в 20 м ниже пласта Серебрениковского. Строение пласта простое при средней мощности 1,26 м. Непосредственная кровля мощностью до 5,0 м. представлена трещиноватым алевролитом. В почве пласта залегает углистый алевролит мощностью 0,05-0,1 м, ниже – алевролит мелкозернистый. 

 Пласт Толмачевский – расположен в 32 м ниже пласта Подбреевского. На большей части площади пласт сливается с пластом Случайным или разделяется с ним прослоем алевролита мощностью до 0,063 м и представляет один пласт, мощность которого колеблется от 1,5 до 2,57 м. По всему пласту имеются включения колчеданов и окаменелых деревьев. Непосредственная кровля пласта – аргиллит средней мощностью до 5,0 м.

 Пласт Толмачевский имеет сложное строение, внутри него содержится:

прослоек мощностью от 0,20 м (район лавы 18-2) до 0,55м (район лавы 18-10).

 Общая мощность пласта (вместе с прослойком) изменяется от 2.10 м (район лавы 18-2) до 2.70 м (район лавы 18-10). 

 Уголь пласта кларенового типа, с содержанием витринита 88%, блестящий и полублестящий, с тонкими прослойками матового. В угольных пачках и прослойке хорошо развиты трещины кливажа. Падение пласта 5о – 6о Дизъюнктивная нарушенность в пределах данного района отсутствует. Пликативная нарушенность, как по падению, так и по простиранию, имеет место и выражается в виде пологих мелко-амплитудных мульд. Глубина зоны выветривания 20 м от поверхности коренных пород.Повсеместно в угольных пачках встречаются линзы «колчеданов» от небольших кусков до 1.3х0.3х0.8 м. Глубина залегания отработки пласта в этом районе составляет 350-470 м.

 Уголь пласта имеет следующие прогнозные характеристики:

Марка - «Г», зольность пластовая – 14%-27%,

Зольность угольных пачек 8%-9%, 

Влажность материнская – 4,4%, 

Содержание летучих – 41,4% 

Пластометрия – У=13 мм. – Х=27 мм.

Сера – 0,7-0,8%, 

Теплотворная способность – 28-34 МДж/кг (7775 ккал), 

Природная газообильность – 12-18 м3/т. 

 Ложная кровля представлена весьма неустойчивым углистым аргиллитом или темно-серым трещиноватым алевролитом.

 Непосредственная кровля представлена мелко и средне-зернистым трещиноватым алевролитом средней устойчивости. Иногда непосредственная кровля может быть представлена песчаником.

Основная кровля представлена среднезернистым песчаником. Обрушаемость основной кровли при отработке лав механизированными комплексами легкая.

 Основная почва сложена в основном мелкозернистым алевролитом. По данным разведки на отдельных участках непосредственно ниже почвы пласта залегает глинистый песчаник.

 Почва пласта склонна к пучению.

 Пласт не опасен по самовозгоранию, опасен по взрывчатости угольной пыли и газа метана, с глубины 230 м. угрожаем по горным ударам. По внезапным выбросам угля и газа опасен с глубины 560 м.

 Категория по газу метану – сверхкатегорная.

 Гидрогеологические условия в основном благоприятные. Горные работы на пласту Толмачевском ведутся под ранее отработанными пластами Полысаевским 1 и Полысаевским 2, Надбайкаимским, Байкаимским и Бреевским при отработке которых водовмещающие песчаники в основном осушены. Поэтому при отработке очистных забоев и в подготовительных выработках приток воды составит 2-5 м3/час. 

Пласт Серебрениковский – расположен в 104 метрах ниже пласта Снятковского. Пласт имеет сложное строение, разделен на З пачки. Мощность пласта меняется от 0,98 до 1,56 метра. Непосредственная кровля — алевролит мощностью более 3,0 метра. Часто наблюдается ложная кровля, представленная аргиллитом мощностью 0,2 метра. Почва пласта — алевролит мелкий, склонный к вспучиванию. 

 Пласт Майеровский – расположен в 20 метрах ниже пласта Серебрениковского. Строение пласта простое при средней мощности 1,26 м. Непосредственная кровля мощностью до 5,0 метров представлена трещиноватым алевролитом. В почве пласта залегает углистый алевролит мощностью 0,05-0,1 метра, ниже – алевролит мелкий. 

 Геологическая характеристика рабочих пластов шахты «Полысаевская» приведена в табл. 1.2.

Таблица 1.2

Геологическая характеристика рабочих пластов шахты «Полысаевская»

Показатели



Наименование пластов



Надбайкаимский

Байкаим- ский

Бреевский

Толма- чевский

Емельяновский

Полная 
мощность, м

3,5

4,7

1,8

2,6

1,65

Полезная мощность, м

2,9

4

1,63

2,27

1,58

Кровля

Мелкий алевролит

Аргиллит

Мелкий алевролит

Аргиллит

Аргиллит

Почва

Алевролит

Аргиллит

Крепкий алевролит

Алевролит

Мелкий

алевролит

Угол падения, град

5

5

5-6

5

7-8

Производительность пласта, т/м?

3,5

3,8

2,2

2,7

2,05

Плотность угля, 
т/м?

1,28

1,29

1,31

1,28

1,28



1.4. Характеристика качества углей

 Угли Ленинского района, в том числе и поля шахты «Полысаевская» отличаются незначительным разнообразием качественных показателей, благодаря их простому и выдержанному петрографическому составу. Они сложены в основном до 80% гомогенной массой и спорами. По степени метаморфизма угли относятся к марке «Г» генетической классификации 

 Кузбасса. По выходу летучих веществ 38,4-44,8%, толщине пластического слоя 10-I8 мм, угли пластов от Надбайкаимского до Майеровского отнесены к технологической группе «Г6 кокс», от Майеровского до «Е» к технологической группе «Г17 кокс». Теплота сгорания углей в пересчете на горючую массу составляет 7900-8388 ккал/кг. Обогатимость углей средняя. Граница окисленного угля проходит в метрах от поверхности коренных пород по вертикали, граница 

	





Таблица 1.3

Качественные характеристики углей шахты Полысаевская

Наименование пласта



Марка



Влажность



Зольность

Выход летучих веществ



Y

Х

Теплота сгорания

Сернистость

Фосфор-

ность





%

%

%

мм

мм

Ккал/ кг

%

%

Надбайкаимский

Г

5,2

25,28

42,33

10

26

7832

0,19

0,002

Байкаимский

Г

4,3

22,21

42,80

12

35

7957

0,28

0.020

Бреевский

Г

3,81

10,90

39,80

14

32

7578

0,64

0,002

Толмачевский

Г

4,93

18,91

39,68

12

28

8020

0,57

0,010

Емельяновский

Г

4,5

19,38

41,21

13

33

8040

0,32

0,002





негодного угля в 10 м. ниже рельефа коренных пород. Угли поля шахты с выходом летучих веществ 40- 42% являются опасными по взрывчатости угольной пыли. При длительном хранении (более 3-5 месяцев) в штабелях и отвалах склонны к самовозгоранию. Качественные характеристики рабочих угольных пластов приведены в табл.1.3.



1.5. Физико-механические свойства пород

Углевмещающие породы шахтного поля представлены в основном алевролитами мелко- и среднезернистыми, реже крупнозернистыми, песчаниками мелкозернистыми и алевритовыми, реже крупнозернистыми. Подчиненное значение в разрезе толщи коренных пород имеют аргиллиты и углистые разности пород.

Физико-механические свойства коренных пород, вмещающие угольные пласты, изменяются в зависимости от литологического, петрографического состава и глубины их залегания.

В зоне выветривания (до глубины 100м) грубозернистые породы – песчаники характеризуются невысоким временным пределом прочности на сжатие 275-440 кг/см2. Повышенной пористостью – 13,43% и водопоглощением 6,6%. Алевролиты крупно- и среднезернистые имеют коэффициент крепости 2,2-4,5, влажность до 3%, пористость до 8% и водопоглощением до 3%, абразивность весьма малая или средняя. По классификации М.М. Протодьяконова породы в зоне выветривания относятся к V, Va,VI категориям крепости и неустойчивым. Предел прочности на растяжение по песчаникам составляет 15-24 кг/см2, алевролитам 2-13 кг/см2. В водной среде и те и другие распадаются до мелких кусочков или щебенки. На воздухе при подсыхании алевролиты образуют мелкую щебенку.

Ниже зоны выветривания до глубины 250 м. Предел прочности на сжатие в песчаниках достигает 1000 кг/см2, (реже немногим более), водопоглощение снижается до 1,75%, пористость – 6-7%, влажность – 0,5%; алевролиты характеризуются коэффициентом крепости 4-6, пористостью 7%, водопоглощением 2,8%. 

Предел прочность на растяжение возрастает для песчаников до 24-33 кг/см2, алевролитов до 25 кг/см2. Породы в этой зоне относятся к 3-4 категории крепости и среднеустойчивым.

Породы залегающие ниже глубины 250 м, обладают повышенным пределом прочности на сжатие – для песчаников 1990 кг/см2. Водопоглощением песчаников уменьшается до 4%, влажность до 0,5%, пористость до 5%, предел прочности на растяжение до 75 кг/см2. Песчаники становятся устойчивыми. Алевролиты обладают средней крепостью и устойчивостью. Характеризуются временным сопротивлением сжатию до 800 кг/см2, прочностью на разрыв до 36 кг/см2. По крепости все породы ниже 250 м относятся к III-IIIa категориям.

Общая закономерность нарастания прочностных свойств с глубиной не выдерживается для алевролитов мелкозернистых и аргиллитов, которые чаще независимо от глубины – слабоустойчивые, плохо скалываются. В водной среде размокают полностью. По классификации М.М. Протодьяконова их можно отнести к 5 и 6 категориям крепости.

Таблица 1.4

Средние показатели физико-механических свойств пород

Параметры

Песчаники

Алевролиты крупно- и среднезернистые



в зоне выветривания

до глубины 250м.

ниже 250м.

в зоне выветри-вания

до глубины 205м.

ниже 250м.

Предел прочности на сжатие, кг/см2

275-440

1000

1990



600-700

800

Водопоглощением,%

6,6

1,75

4

3

2,8



Пористость,%

13,43

6-7

5

8

7



Влажность,%



0,5

0,5

3





Коэф. Крепости







2,2-4,5

4-6



Предел прочности на растяжение, кг/см2

15-24

24-33

75

2-13

25

36

Абразивность



средняя

Выше средней

Малая, средняя

средняя



Категория по М.М.Протодьяконову

I неустойчи-вые

III

 устой-чивые

III-IV устой-чивые

V неустой-чивые

VI средне-усойчивые

VII-VIII устой-чивые



Петрографический состав пород практически однороден. Песчаники кварцево-полевошпатовые с карбонатным и глинисто-карбонатным цементом. Алевролиты состоят из обломков кварца, полевых шпатов и алевро-пелитовых частиц. Цемент алевролитов преимущественно глинистый. По типу цемент поровый наблюдается в крупнозернистых литологических разностях: песчаниках и крупных алевролитах. В мелкозернистых разностях алевролитах и аргиллитах преобладает базальный тип цемента. Породы с карбонатным цементом характеризуются повышенными значениями предела прочтности на сжатие по сравнению с породами на глинистом цементе. В породах с большим содержанием кварцевых зерен предел прочности на сжатие,. также увеличивается.



Прогноз устойчивости пород кровли и почвы

По текстурным особенностям породы месторождения благоприятны для ведения горных работ. При небольших мощностях отдельных слоев, они обладают четко выраженной рассланцованностью, позволяющей легко обрушать кровлю и создавать безопасные условия для выемки угля.

Связанная с тектоническими нарушениями трещиноватость, наоборот, оказывает негативное воздействие на горные работы. Разбитые вблизи тектонических нарушений сетью трещин, породы кровли неустойчивы, при отработке угля обрушаются с образованием куполов. Это создает опасные условия ведения горных работ. Как правило, при отработке, запасы угля вблизи тектонических нарушений списываются или относятся в потери по причине опасного ведения горных работ.

Деление кровли угольных пластов на непосредственную и основную определяется управлением горным давлением; под непосредственной кровлей понимается толща вмещающих пород, которая залегает над пластом, давление от нее воспринимается крепью горных выработок; основная кровля – толща пород, залегающая над непосредственной, давление в ней воспринимается целиками угля и обрушенными породами.

Непосредственная кровля и почва угольных пластов чаще представлена породами более слабыми, менее устойчивыми и наиболее трещиноватыми, чем породы основной кровли

Небольшие слои углистых пород, мелкозернистых алевролитов и аргиллитов, залегающие непосредственно над угольным пластом, относятся к ложной кровле. При выемке угля они обрушаются одновременно с последним, заметно повышая зольность добываемой горной массы.

Пласт Бреевский представлен в основном одной угольной пачкой мощностью 1,65 м. Непосредственная кровля представлена алевролитом мелкозернистым, плотным с зеркалами скольжения, иногда трещиноватым, реже аргиллитом. Мощность непосредственной кровли 10-11,5 м. Редко присутствует «ложная» кровля, представленная переслаиванием углистого и мелкозернистого алевролита. Мощность «ложной» кровли может составлять 0,40 м. Алевролит мелкозернистый непосредственной кровли обладает следующими параметрами: коэф.крепости – 4-5, уд.вес – 2,71г/см3, об.вес – 2,58 г/см3, влажность -1,12-1,30%, пористость – 5,90-6,66%, предел прочности на сжатие - 400кг/см2, является весьма малоаброзивным. В воде разрушается. Непосредственная кровля неустойчивая. Как показывает анализ инженерно-геологической информации, в условиях неустойчивой кровли допустимая площадь обнажения за исполнительным органом комбайна 5-10 м2 в течение 20 минут. При выемке обрушается мелкими кусками и блоками.

Основная кровля представлена переслаиванием алевролита мелкозернистого, средней крепости с алевролитом крупнозернистым и алевритовым песчаником. Мощность кровли 12,5-14м. Коэф.крепости – 5,88-6,10, уд.вес – 2,69гр/см3, об.вес – 2,58гр/см3, влажность – 0,96%, пористость – 4,84%. Кровля устойчивая, на большей площади участка отнесена к легкообрушающимся По опыту отработки лав 17-2 и 17-4 допустимая площадь обнажения 10-15 м2 с устойчивостью до 1 часа. Шаг первичной посадки 35-40 м, последующих 10-12 м.

Почва пласта представлена алевролитом мелкозернистым, средней крепости с прослоями песчаника мелкозернистого и аргиллита. Коэффициент крепости – 5,97. Весьма малоабразивный. В воде разрушается. Преимущественно почва является склонной к пучению. На участках, где почва сложена песчаником и крупнозернистым алевролитом, выделены несклонные к пучению почвы. На небольших по площади участках выделены ложные почвы, представленными незначительными по мощности углистыми алевролитами и аргиллитами.



Петрографический состав и степень метаморфизма углей

Уголь пласта представлен блестящими и полублестящими клареновыми разностями, содержание которых достигает 85-97%. Полуматовые и матовые угля занимают подчиненное положение и составляют 2-12%. Последние представлены прослойками мощностью 2-5 см, образуя полосчатость. Нередко наблюдается микроштриховатость за счет включения линзочек (до 10-15 см) матового угля.

Угли обладают не высокой минералогической твердостью, хрупкие, имеют призматическую форму отдельности, угловатый раковистый излом.

Угли характеризуются значительным преобладанием микрокомпонентов группы витринита, количество которого в пересчете на чистый уголь составляет 87-88% и небольшим содержанием группы инертинита – 7-9%. Содержание компонентов группы лейптинита состаляет 1-2%, группы семивитринита – 2-4%. Показатель отражения витринита в иммерсионном масле 0,70%. Содержание минеральных примесей колеблется от 1 до 9%. Представлены они, в основном, глинами, реже карбонатами. По степени метаморфизма уголь относится ко II стадии. 



Марочный состав углей

Принадлежность углей к той или иной марке.......................