Общие сведения об административном и физико-географическом положении

30



1. Геологическая часть



1.1  Общие сведения об административном и физико-географическом положении шахтного поля  шахты Ольжерасская -Новая



Поле проектируемой шахты «Ольжерасская - Новая» располагается в пределах геологических участков северо-западной половины центральной части Распадского месторождения в Томь-Усинском геолого-экономическом районе Кузбасса.

В административном отношении территория участков Распадского месторождения входит в состав земель Междуреченского района Кемеровской области. От г. Междуреченска район проектируемой шахты «Ольжерасская-Новая» удален на 21 км и связан с ним асфальтированной дорогой. Железнодорожной веткой шахта соединена с Западно-Сибирской железнодорожной магистралью. Ближайшими горнопромышленными предприятиями являются: разрез «Ольжерасский» и шахта «Распадская» .

Месторождение района в структурно-тектоническом отношении относится к Главному (Западному) моноклиналу, который протягивается на 60 км непрерывной полосой с северо-востока на юго-запад и охватывает Томь-Усинский и Мрасский геолого-экономические районы Кузбасса. Падение угленосных отложений моноклинала северо-западное по азимуту 310, углы падения от 6 до 10.

Угли проектируемого предприятия относятся по ГОСТ 25543-88 к марке ГЖО, группе 2ГЖО. Угли малозольные, в среднем от 7 до 10 %.

Рассматриваемые участки характеризуются относительно высокими абсолютными отметками и сильно расчлененным рельефом, на большей части площади измененным в процессе добычи угля разрезом Ольжерасский. Абсолютные отметки поверхности в пределах шахтного поля измняется от плюс 300 м до -470 м.

Климат района резко континентальный с длительной холодной зимой и коротким жарким летом. По данным метеостанции г. Междуреченска среднегодовая температура воздуха составляет +0,7 ?С.

По среднегодовой величине осадков район относится к зоне умеренного увлажнения. Снежный покров устанавливается в конце октября, сходит – в апреле, его мощность достигает 135 см. Значительная мощность снежного покрова обуславливает небольшую глубину промерзания почвы.

Преобладающее направление ветров северное и северо-восточное. Скорость ветра достигает 20 м/сек. 

Электроснабжение района осуществляется от Западно-Сибирского кольца посредством ЛЭП –110 кВт.

Из сопутствующих полезных ископаемых на шахтном поле отмечаются общераспространенные залежи глины на склоновых и водораздельных участках рельефа, имеющих ограниченные запасы в следствии малых мощностей кор выветривания. По долине р. Ольжерасс отмечаются залежи галечника.

Основные потребители угля центральной части Распадского месторождения, около 40 % добываемого угля потребляется в самой Кемеровской области. Потребителями продукции  являются ОФ "Распадская",  ЦОФ "Кузбасская" , ГОФ "Коксовая" ,  ГОФ ""Прокопьевская", и  ГОФ  "Тайбинская". 



1.2 Геологическое строение

1.2.1 Стратиграфия



В районе участка «Разведочный» распространены пермские, юрские и четвертичные отложения.

Пермские отложения представлены  верхней частью кольчугинской серии P2kl – ерунаковской подсерией P2er, которая согласно принятой унифицированной стратиграфической схеме 1999 г. cнизу вверх подразделяется на ленинскую P2ln, грамотеинскую P2gr и тайлуганскую P2tl свиты. Продуктивные отложения участка «Разведочный» связаны со всей ерунаковской подсерией, но её угленосность cнизу вверх по разрезу уменьшается .

Ленинская свита P2 ln



Разрез свиты отличается крупными циклами осадконакопления с преобладанием песчаников с прослоями гравелитов и конгломератов. Общая мощность угольных пластов свиты 30 м, коэффициент рабочей угленосности – 7%.

Содержит 12 пластов угля, из них 6 пластов сохраняют кондиционные мощности на большой площади. 

Верхняя граница свиты проходит по кровле пласта 19, нижняя – по кровле пласта 7-7а. Полная мощность свиты, вскрытая на Распадском месторождении, в среднем составляет 398 м.



Грамотеинская свита P2 gr



В разрезе свиты преобладают мелко-, средне- и крупнозернистые песчаники с частыми прослоями и линзами гравелитов и конгломератов. Алевролиты в разрезе свиты занимают второстепенное значение. Общая мощность угольных пластов свиты 12-17м, коэффициент рабочей угленосности составляет в среднем 3,5-5,0 %.

Содержит 10 пластов угля. Наибольший промышленный интерес представляет пласт 21. Пласты 20, 22, 23, 24, 25,  26, 27, 28, 29 часто имеют невыдержанные мощности и сложное строение, содержат до 20 породных прослоев.

Верхняя граница свиты проводится по кровле  пласта 29. Отложения свиты вскрыты на полную мощность. Средняя мощность свиты в пределах участка составляет 242 метра.



Ускатская свита P2 usk. 



Свита представлена переслаиванием алевролитов и песчаников с включением пластов угля. Разрез свиты изучен неравномерно, поскольку продуктивная нижняя часть разреза вскрыта небольшим количеством скважин. 

Алевролиты мелко- и среднезернистые залегают невыдержанными по мощности и литологическому составу слоями. По падению и простиранию они часто замещаются песчаниками тонко- и мелкозернистыми, иногда – частым переслаиванием алевролитов и песчаников.

Рабочая угленосность свиты составляет 9%. Промышленный интерес представляют рабочие пласты угля: 7-7а, 6-6а, 5, 5-6-6а, 3-3а.

Верхняя граница свиты проводится по кровле пласта 7-7а, нижняя проходит по слою алевролитов, залегающих в 150 м ниже пласта 1.

Средняя мощность свиты в пределах участка составляет 167 м.



  Юрская система J

Тарбаганская серия J1 tr



Тарбаганская серия представлена в районе работ абашевской  J1 ab и  распадской J1 rs свитами, но деление на эти свиты является условным и предварительным.

В основном они представлены характерными пестроцветными конгломератами и гравелитами (с галькой и гравием изверженных и осадочных пород) с прослоями крупнозернистых песчаников. Реже встречаются прослои  алевролитов, углистых пород и маломощные невыдержанные пласты углей. В целом отложения тарбаганской серии  имеют мощность до 289 м и залегают с небольшим угловым несогласием на пологой слабоволнистой размытой поверхности пермских пород.



Четвертичная система Q



Четвертичные отложения повсеместно перекрывают размытую поверхность палеозойских и юрских отложений. Четвертичные осадки представлены элювиально-делювиальными и аллювиальными отложениями.  

Элювиально-делювиальными отложениями распространены практически повсеместно на водоразделах и их склонах. Они представлены суглинками, супесями с включениями щебня и дресвы. Мощность этих отложений 3-4 м.

Аллювиальные отложения приурочены к долине реки Ольжерасс и некоторых его крупных притоков. Они представлены галечником и гравием с супесчаным наполнителем. Мощностью этих отложений до 8-10 м.

Стратиграфическая колонка приведена на рисунке 1.1

1.3  Тектоника



Распадское месторождение в структурно-тектоническом отношении относится к Главному (Западному) моноклиналу, который протягивается на 60 км непрерывной полосой с северо-востока на юго-запад и охватывает Томь-Усинский и Мрасский геолого-экономические районы Кузбасса.

Моноклинал осложнен целым рядом довольно крупных пологих пликативных складок: Кийзакская, Таболасская, Куреинская, Чебалсинская, Кийзасская, Сибиргинская и др. 

Падение угленосных отложений моноклинала северо-западное по азимуту 310, углы падения от 6-10 .



Рис. 1.1 Стратиграфическая колонка угленосных отложений поляшахты «Ольжерасская-Новая»



Вблизи границы с полем шахты "Распадская" (VI р.л.) стратиграфические горизонты толщи имеют субширотное простирание с падением на северо-запад под углом 10-12. Главную роль в тектоническом строении шахтного поля играют разрывные нарушения. Для выявления мелкоамплитудной тектоники проводились горные работы, которые позволили выявить 11 нарушений типа сбросо-сдвиг с амплитудами от 0,7 до 9,0 м. Два нарушения установлены по скважинам колонкового бурения с амплитудой смещения от 2 до 9 м. Всего на участке вскрыто и установлено 13 тектонических нарушений.

Таким образом, оценивая тектоническое строение шахтного поля, можно сделать следующие выводы:

1. Угленосные отложения продуктивной толщи пермского возраста со стратиграфическим и угловым несогласием перекрыты осадками юрского периода.

2. При общем моноклинальном залегании угленосной толщи, имеет место проявление пликативной нарушенности. В направлении к северо-востоку происходит увеличение углов падения пласта 21.

3. Падение плоскостей сместителя разрывных нарушений имеет северо-восточное направление.

4. Мелкоамплитудная тектоника в границах шахтного поля будет дополнительно проявляться в районах распространения крупных пликативных и дизъюнктивных нарушений.



1.4  Гидрогеология



По данным геологоразведочных работ, проведенных в 1994-1997 гг. Южно-Кузбасской геологоразведочной экспедицией, в пределах шахтного поля имеют распространение воды четвертичных, юрских и продуктивных отложений.



          1.4.1 Водоносный горизонт четвертичных отложений



На рассматриваемом участке четвертичная толща распространена повсеместно и представлена элювиально-делювиальными отложениями водоразделов и склонов и аллювием реки Ольжерас. Верховодка, приуроченная к линзам легких суглинков, и делювиальные воды, приуроченные к контакту обломочно-суглинистого слоя и коренных пород, имеют ограниченное распространение и незначительные запасы подземных вод.

Аллювиальные воды пользуются ограниченным распространением. Гравийно-галечниковые отложения долины реки Ольжерас отличаются большим содержанием песчаных и глинистых частиц (до 50 %), поэтому водообильность их невелика. Удельные дебиты скважин не превышают 0,3-0,4 л/сек. Аллювиальные воды имеют гидравлическую связь с водами коренных пород. Питание грунтовых вод галечникового горизонта осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков, подземных вод коренных пород, а также, во время весеннего паводка, за счет поверхностных вод реки Ольжерас.



1.4.2 Водоносный горизонт юрских отложений



Юрские отложения перекрывают породы ерунаковской свиты в северо-западной части участка и характеризуются в основном конгломератовым составом. Частая перемежаемость литологических разностей, а также их фильтрационная невыдержанность, не способствуют образованию в этой толще отдельных водоносных горизонтов. 

Юрские отложения распространены на участке преимущественно на водоразделах, где частично сдренированы (нижний горизонт юрских отложений +250 ? +270 м абс.). Уровень подземных вод, в сглаженном виде повторяющий рельеф, имеет свободную поверхность на водоразделах, где устанавливается на глубине 30-70 м. Удельные дебиты скважин не превышают 0,008 - 0,36 л/сек, что согласуется с величинами удельных дебитов скважин для продуктивных отложений (0,004 - 0,38 л/сек).

Питание подземных вод юрских отложений атмосферное и инфильтрационное. Обводненные юрские отложения являются осложняющим фактором при ведении горных работ на участке. Для установления высоты зоны водопроводящих трещин, определяющих безопасную глубину отработки пласта угля под юрскими отложениями, необходимы специальные наблюдения за изменениями режима подземных вод, водопритоками в горные выработки в паводковый и меженный периоды, деформациями кровли пласта в период активного сдвижения, формированием зоны водопроводящих трещин.



1.4.3 Водоносный горизонт  ерунаковских отложений



Ерунаковские отложения, слагающие участок, представлены толщей песчаников и алевролитов, вмещающих пласт 21. Выделяются две гидрогеологические зоны:

активного водообмена, залегающая до глубины 60-100 м, где преобладает трещиноватый вид фильтрации подземных вод;

замедленного водообмена, залегающая ниже 100-150 м, где резко уменьшается открытость трещин и преобладает трещинно-пластовый характер движения. 

В зоне активного водообмена удельные дебиты скважин достигают 0,0034 - 0,81 л/сек, коэффициент фильтрации 0,0025 - 0,36 м/сутки. Зона замедленного водообмена характеризуется удельными дебитами скважин до 0,03 - 0,3 л/сек, коэффициент фильтрации 0,08 - 0,23 м/сутки.

Режим подземных вод в зоне активного водообмена относится к типу местного сезонного, преимущественно весеннего, в меньшей степени осеннего питания. Подземные воды в верхней части зоны замедленного водообмена (до глубины 200-300 м) отличаются относительным постоянством режима. Питание также местное инфильтрационное.



1.4.4 Химический состав подземных вод.



Подземные воды юрских отложений гидрокарбонатные, натриево-магниевые, натриево-кальциевые, пресные, нейтральные или слабощелочные, мягкие, не содержат железа, аммиака, нитратов, нитритов, агрессивной углекислоты. Содержание SiO2 достигает 3 мг/литр. Подземные воды ерунаковских отложений гидрокарбонатные, натриево-кальциевые, пресные.

Подземные воды от очень мягких до умеренно жестких и жестких. По своим физическим свойствам и химическому составу пригодны для использования в хозяйственно-питьевых целях.





1.5  Качество углей



Уголь пласта 21, как и все угли Распадского месторождения, по своей природе является гумусовым, имеет черный цвет, смоляной блеск и гладкий раковистый излом.

Преобладающими в составе пласта 21 на площади шахтного поля являются полублестящие полосчатые и неяснополосчатые разности, вследствие чего, угли обладают слабой механической прочностью.

Минерализованные компоненты представлены мелкими линзочками глины, зернами пирита и сидерита. Угли относятся к III петрографической группе с суммой Vо=60-70 %.

Отражательная способность витринита по рассматриваемому участку изменяется в пределах от 0,7 до 0,96 при среднем значении 0,84. Согласно ГОСТу 25543-88, по среднему показателю отражения витринита уголь пласта 21 относится к классу 08. По сумме отощающих компонентов (29-33 %) уголь относится к 3-й категории.

Угли находятся на второй – третьей стадии метаморфизма.

По керновым пробам выход летучих веществ изменяется в пределах от 32,0 до 37,3 %, при среднем значении 35 %. Пластический слой изменяется в пределах от 6 до 11 мм, при среднем значении 9 мм. 

Угли пласта 21 на разведанной площади относятся по ГОСТу 25543-88 к марке ГЖО, группе 2ГЖО, к подгруппе 2ГЖОВ.

Зольность углей пласта 21 изменяется в довольно широких пределах. Это объясняется изменчивостью петрографического состава самих углей, а также наличием породных прослоев непостоянного состава. Так, содержание золы угольного концентрата флотированной пробы изменяется от 4,4 до 9,1 %. Среднее значение зольности чистых угольных пачек принято 9,7 %. Значение зольности породных прослоев зависит от их вещественного состава. Содержание золы углистых прослоев составляет около 40 %, прослоев песчаников – более 90 %. 

Содержание серы в углях пласта 21 изменяется в пределах 0,16-0,31 %, фосфора – 0,01-0,04 %. Показатель теплотворной способности угля имеет стабильное значение 8000-8100 ккал/кг.

Содержание в углях редких и токсичных компонентов изучалось по керновым пробам методом спектрального анализа. Согласно результатам анализа, содержание редких и токсичных компонентов не превышает уровней ПДК.

По концентрации микроэлементов в углях пласт 21 отличается повышенными, относительно средних, концентрациями натрия, редкоземельных элементов цериевой группы, тантала и тория, и относительно низкими содержаниями кальция, фосфора, сидерофильных элементов, ниобия, меди, цинка, благородных металлов. Распределение большинства элементов в углях пласта близко к нормальному.

Согласно результатам анализа, содержание редких и токсичных компонентов не превышает уровней ПДК. Распределение большинства элементов в углях пласта близко к нормальному. Характеристика качества угля представлена в таблице 1.1





                                                                                                 





Таблица 1.1 

Характеристика качества углей

	Индекс пласта

Технологическая

группа

Зольность

Ad

Влажность

Wh

Выход летучих веществ

Vdaf

Толщина пластического слоя

Vdaf

Теплота сгорания

Qdaf

Содержание серы

Sdt





%

%

%

мм

ккал/кг

%

19

энергетический

8,1

1,8

33,7

10

8100

0,16

21

энергетический

7,4

1,7

36

7

8100

0,31





1.6  Характеристика  разведанности месторождения

	

	Расположенные геологические участки «Распадские VI – XI» в 1954-1958 годах детально разведаны геологическими организациями Западно-Сибирского геологического управления. Запасы утверждены протоколом ГКЗ СССР № 2873 от 25.11.1959г. до горизонта 0 (абс.).

	В последующие годы, в результате повышения требований угольной промышленности к исходным геологическим материалам, протоколом №57 от 07.08.1986г. Минуглепрома СССР принято решение о целесообразности проведения детальной разведки данных участков, которая была выполнена в два этапа в период с 1987 по 1994 год.

	Первый этап включал в себя разведку запасов для открытой разработки и выполнялся до 1990 года. Второй этап выполнялся с 1990 по 1994 годы с целью разведки запасов для подземной добычи. Геологоразведочные работы осуществлялись Томусинской ГРП треста "Кузбассуглеразведка".

	Отчёт по участкам «Распадские VI-XI» рассмотрен протоколом НТС КПР по Кемеровской области за №4213 от 13.08.2000 г.

	В границах поля шахты «Ольжерасская - Новая» (ПКФ «Триада», ЗАО «Инвест-Уголь») в период 1998-2003 гг. Южно-Кузбасской геологоразведочной экспедицией выполнен комплекс разведочно-эксплуатационных работ по пласту 21. В результате проведенной разведки уточнены элементы залегания пласта, детально изучена тектоническая обстановка в границах горного отвода, произведен подсчет запасов. 



1.7  Угленостность и характеристика угольных пластов



Угольные отложения шахтного поля приурочены к верхнему отделу пермской системы и представлены свитами P2 gr , P2 usk., J1 tr. Гипсометрический план почвы угольного пласта 21 приведен на рисунке 1.2

Данным отчётом по шахте  «Ольжерасская-Новая»  детально рассматривается  пласт 21. 

Пласт 21 распространен на всей площади участка и приурочен к нижней части отложений грамотеинской свиты. Его положение в стратиграфическом разрезе участка достаточно  устойчивое.  Пласт имеет среднюю мощность 7,4 метра и относится к  мощным пластам. По степени выдержанности строения – выдержанный  и относительно выдержанный. Пласт имеет сложное строение и содержит до 12 породных прослоев, представленных в основном  мелкозернистыми алевролитами и углистыми породами. Непосредственная кровля пласта сложена разнозернистыми алевролитами мощностью от 0,5 до 40м и песчаниками мощностью до 25м. Непосредственная почва пласта представлена в основном алевролитами, реже  песчаниками.

	По данным геологических отчетов в границах участка разведки залегает 2 угольных пласта: 19, 21 . Структурные колонки угольных пластов приведены на рис. 4.



Таблица 1.2 

Характеристика рабочих угольных пластов



Свита,

символ

Индекс пласта

Мощность пласта, m, м

Вмещающие

породы

Степень

выдержанности

пласта

(мощность, 

угол падения)

Строение

пласта

Угол

падения,

град

Обёмный вес, 

т/м3





полная

полезная















от-до

сред.

от-до

сред.

кровля

почва









1

2

3

4

6

7

8

9

10

11

 P2 gr



21

5,20-11,0

7,40

5,15-10,6

7,30

алевролит

алевролит

выдержанный

моноклиналь

6-10

1,36

 P2 ln



19

3,70-13,0

7,20

3,65-12,6

7,10

алевролит

алевролит

выдержанный

моноклиналь

6-10

1,36







Рис. 4. Структурные колонки угольных пластов









Рис. 2. Гипсометрический план почвы угольного пласта 21 поля шахты "Ольжерасская-Новая"





Рис. 3. Геологический разрез по разведочной линии ХХ-p

1.8  Инженерно-геологические и горно-геологические условия разработки



Горно-геологические и горнотехнические условия отработки угольного пласта зависят от многих факторов, основными из которых являются: литологический состав вмещающих пород, их физическое состояние, качество и степень метаморфизма углей и др.

Пласт 21 имеет среднюю мощность около 7 метров и включает в себя в основном от 4 до 6 породных прослоев. На некоторых участках шахтного поля строение пласта резко усложняется за счет сингенетических размывов.

Так, в процессе проведения разведочно-эксплуатационных работ были выявлены размывы пласта, представленные крепкими мелкозернистыми песчаниками в виде прослоев мощностью до 1,5 м. Наиболее мощный размыв пласта происходил в верхней его части, где мощность чистой угольной пачки составила 50 % от всей мощности пласта. В результате такого проявления разведочно-эксплуатационная лава 21-01 прошла в зоне размыва по нижнему слою, где размыв пласта представлен маломощным прослоем песчаника.

По данным буровых и горных работ этот размыв прослеживается в северо-западном направлении до границы шахтного поля и представлен в виде 5-10 прослоев песчаника суммарной мощностью до 1,0 м. При этом наблюдается тенденция к уменьшению мощности и площади размыва пласта с увеличением глубины.

	                    Физико-механические свойства вмещающих пород 



Угленосные породы, слагающие шахтное поле, представлены песчаниками, алевролитами, аргиллитами, углистыми алевролитами и конгломератами. Преобладающее распространение в разрезе имеют песчаники и алевролиты, слагающие непосредственную и основную кровлю угольного пласта. Прочность пород колеблется в больших пределах, что объясняется главным образом различным вещественным составом, текстурой, слоистостью, трещиноватостью, тектонической нарушенностью и глубиной залегания.

В зоне выветривания для алевролитов предел прочности на сжатие изменяется от 224 до 701 кг/см2, на растяжение от 8 до 42 кг/см2. Для песчаников предел прочности на сжатие в зоне выветривания колеблется от 340 до 1215 кг/см2, на растяжение от 12 до 125 кг/см2.

Вне зоны выветривания у алевролитов предел прочности на сжатие изменяется от 350 до 1400 кг/см2, в среднем составляя 552 кг/см2, на растяжение от 21 до 51 кг/см2, при среднем значении 37 кг/см2. У песчаников предел прочности на сжатие изменяется от 360 до 1400 кг/см2, при среднем значении 811 кг/см2, на растяжение от 25 до 126 кг/см2, при среднем значении 33 кг/см2. Следовательно, с глубиной прочностные свойства пород с ненарушенной структурой увеличиваются.

Анализ данных лабораторных исследований показывает, что значительное влияние на прочностные свойства пород оказывают трещиноватость и слоистость. За счет влияния этих факторов прочность пород снижается в 2-5 раз.

Угол внутреннего трения для алевролитов изменяется от 40 до 57 град., для песчаников – 45-55 град. По мере увеличения соотношения пределов прочности на сжатие и растяжение наблюдается увеличение угла внутреннего трения.



 Устойчивость пород кровли и почвы пласта



Непосредственная кровля пласта 21 сложена разнозернистыми алевролитами мощностью от 0,5 до 40 м и песчаниками мощностью до 25 м. По прогнозным данным непосредственная кровля в основном среднеустойчивая и устойчивая. Выделяется также неустойчивая кровля в зонах влияния дизъюнктивных нарушений и в переходных зонах от алевролита к песчаникам, где мощность алевролитов составляет менее 7 м. При отработке шахтой «Распадская» пластов угля в аналогичных условиях отмечалось образование куполов до контакта с песчаниками.

Ложная кровля имеет небольшое площадное распространение и представлена углистым алевролитом. 

Основная кровля представлена песчаниками, алевролитами и переслаиванием алевролитов с песчаниками мощностью 5-70 м. По прогнозным данным основная кровля относится к трудно- или среднеобрушаемой.

Непосредственная почва пласта представлена в основном алевролитами, реже песчаниками. По прогнозным данным непосредственная почва не склонна к пучению.



Удароопасность, выбросоопасность, склонность углей к самовозгоранию, взрывоопасность угольной пыли, силикозоопасность



Пласт 21 является угрожаемым по горным ударам с глубины 150 м. В границах шахтного поля пласт не угрожаемый по внезапным выбросам угля и газа.

По данным геологического отчета «Разведочно-эксплуатационные работы по пласту 21» склонность углей к самовозгоранию определялась по методу Веселовского и характеризуется разностью температур вспышки окисленного и не окисленного угля. При разности температур менее 10 град. уголь является не склонным к самовозгоранию; при 10-15 град. умеренно-склонным, для склонных к самовозгоранию углей разность температур превышает 25 град. Разность температур для углей пласта 21 составляет по данным лабораторных исследований от 6 до 16 град. На основе полученных данных угли пласта 21 геологоразведочной организацией в 1997 году были отнесены к умеренно-склонным и не склонным к самовозгоранию.

В настоящее время получены «Рекомендации по обеспечению эндогенной пожаробезопасности основных воздухоподающих выработок при отработке пласта 21 в пределах горного отвода шахты ОАО «Разрез «Ольжерасский» от 22.11. 2004г, НЦ ВостНИИ, в соответствии с которыми уголь пласта 21 относится к склонным к самовозгоранию.

При ведении горных работ по пласту 21 в границах шахтного поля необходимо исследованиями ВостНИИ определить продолжительность инкубационного периода.

Уголь пласта 21 имеет выход летучих веществ более 10% (при среднем значении 35%), следовательно, угольная пыль разрабатываемого пласта является взрывоопасной.

Силикозоопасность угля и вмещающих пород изучалась лабораторным методом по образцам, отобранным из керна скважин. Согласно полученным результатам силикозоопасными являются все кварцевые песчаники и алевролиты, имеющие более 10% свободной двуокиси кремния. Содержание свободной двуокиси кремния в углях составляет до 5%.

По санитарно-гигиеническим требованиям количество пыли в рудничной атмосфере не должно превышать 2 мг/м3.



Газоносность разрабатываемого пласта



Изучение газоносности пласта 21 в границах поля проектируемой шахты проводилось в 1997-2003 годах в соответствии с «Инструкцией по определению и прогнозу газоносности угольных пластов и вмещающих пород при геологоразведочных работах» методом определения природной газоносности путем опробования пласта керногазонаборниками. Аналитическая обработка проб проводилась в газовой лаборатории Западно-Сибирского испытательного центра АООТ «Запсибгеология».

Опробование пласта угля для изучения природной газоносности проводилось по 5 разведочным скважинам равномерно по всему шахтному полю. Всего отобрано 23 пробы. Плотность опробования составляет 4 скважины на 1 км2 площади участка. 

Отбор проб, полевая обработка, лабораторные работы, расчет природной газоносности, камеральная обработка результатов проводились в соответствии с требованиями нормативных документов и по опыту работ в Томь-Усинском районе Кузбасса.

Оценка представительности проб проведена согласно существующей методике с учетом следующих факторов: герметичности керноприемника, веса пробы, степени загрязнения пробы вмещающими породами или внутрипластовыми прослоями породы.

На основании наиболее представительных проб по скважинам 10350 и 10341 установлено, что пласт 21 в границах шахтного поля расположен в метаново-азотной и азотно-метановой зонах. Пробы по скважине 10344 (гор.+280 м) позволили отнести разведочно-эксплуатационную лаву 21-01 к азотно-углекислой зоне, что было подтверждено при проведении оконтуривающих выработок и отработке этой лавы.



1.9  Границы и запасы шахтного поля



В шахтном поле залегает 2 пласта, средняя мощность которых: 

  пласт 19 – 7,2 м, Н=1500 м; 

  пласт 21 – 7,4  м,  Н=1500 м.



Определяем балансовые запасы угля в шахтном поле :

                            ,                                         (2.1

где  S = 5000 м - размер шахтного поля по простиранию, H - размер шахтного поля по падению, - средняя мощность i - ого пласта, ? = 1,36 т/м3 – средняя плотность угля, т/м3            

Zзаб = 5000·1500(7,2+7,4)·1,36=148920000 т



Промышленные запасы, полученные путем исключения из балансовых запасов проектных потерь, подлежат извлечению из недр.

                                              

Геологические запасы определяются как сумма балансовых (Zбал) и забалансовых (Zзаб) запасов:

                                                     ,                                   (2.2)



При расчете запасов пласты мощностью менее 1,0 м следует относить к забалансовым запасам . Таким образом забалансовые запасы отсутсвуют.



Zгеол =148920000 т



При разработке полезных ископаемых часть балансовых запасов 

неизбежно теряется в охранных и барьерных целиках, вблизи геологических нарушений, а также в процессе эксплуатации. Эти потери проектируются и называются проектными.

Запасы, полученные путем исключения из балансовых запасов проектных потерь, подлежат извлечению из недр и называются промышленными (Zпр):

                                              ,                                            (2.3)

где Zбал – балансовые запасы, т; Zп – проектные потери угля, т.

Проектные потери угля подразделяются на общешахтные, эксплуатационные, у крупных геологических нарушений и запасы нецелесообразных для отработки:



                                        Zп = Zпо + Zпэ + Zпг + Zпн ,                                      (2.4)



где Zпо – общешахтные потери, т; Zпэ – эксплуатационные потери, т, Zпг – потери у крупных геологических нарушений, т, Zпг – потери в запасах нецелесообразных для отработки.

Общешахтные потери могут быть ориентировочно определены из следующих соотношений:

для пологих пластов

Zпо = (0,01 - 0,02) Zбал.

Zпо =0,015·148920000=2233800 т



Потери у крупных геологических нарушений (Zпг) могут быть ориентировочно определены из следующего соотношения:

Zпг = (0,01 - 0,015) Zбал.

В шахтном поле нет крупных нарушений, Zпг=0

Потери в запасах нецелесообразных для отработки (Zпн) могут быть ориентировочно определены из следующего соотношения:

Zпн = (0,05 - 0,15) Zбал.

Zпн =0,05·148920000=7446000 т.

Эксплуатационные потери могут быть подсчитаны по формуле:

Zпэ = (Zбал – Zпо – Zпг – Zпн) Кпэ,

где Кпэ = 0,15– коэффициент эксплуатационных потерь. 



Zпэ =(148920000 -2233800  -7446000)·0,15=20886030 т.



Проектные потери:



Zп =2233800+20886030+7446000=30565830 т.



Промышленные запасы: Zпр =148920000 - 30565830=118354170т........................