Курсовая работа (т): Особенности строения и подсчет запасов шахтного поля в Южно-Донбасском угленосном районе Донецкого бассейна

Особенности строения и подсчет запасов шахтного поля в Южно-Донбасском угленосном районе Донецкого бассейна

Министерство образования и науки Украины

Донбасский государственный технический университет

Кафедра «Маркшейдерии, геологии и геодезии»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: Шахтная геология»

на тему: Особенности строения и подсчет запасов шахтного поля в Южно-Донбасском угленосном районе Донецкого бассейна

Выполнил ст.гр. ГИ-10-1

Войченко Г.О.

Проверил:

доц. Шкурский Е.Ф.

Алчевск 2011

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

. Геологическая характеристика Южно-Донбасского угленосного района Донецкого бассейна

.1 Общие сведения

.2 Геологическая изученность

.3 Геологическое описание

.3.1 Стратиграфия и литология

.3.2 Тектоника

.3.3 Угленосность

.4 Качество углей

.5 Гидрогеологические условия

.6 Горно-геологические условия эксплуатации

.7 Запасы углей

. Геологическая характеристика шахтного поля

.1 Стратиграфия и литология

.2 Тектоника

.3 Угленосность

.4 Качество углей

.5 Гидрогеологическая характеристика

.6 Подсчет запасов угля

Литература

ВВЕДЕНИЕ

Целью данной курсовой работы является обучение будущих специалистов горного профиля составлению горно-геологической документации и приобретение навыков пользования ею во время производственной деятельности на предприятиях горнодобывающей промышленности. Огромную важность приобретает при современном развитии механизированного и зачастую автоматизировано горношахтного оборудования знание и понимание горно-геологических условий его применения. С постоянным увеличением глубины разработки угольных пластов ухудшаются условия ведения добычных и проходческих работ при одновременной разработке новейших машин и горношахтного оборудования, что, в свою очередь, порождает необходимость в «трезвой оценке» и рациональном выборе горношахтного оборудования, наиболее подходящего к конкретным горно-геологическим условиям. Это во многих случаях позволяет снизить затраты на ремонт и увеличить срок службы машин и оборудования, применяемых при добыче угля подземным способом.

В процессе выполнения работы изучаются особенности строения и подсчет запасов шахтного поля в Южно-Донбасском угленосном районе Донецкого бассейна.

1. Геологическая характеристика Южно-Донбасского угленосного района Донецкого бассейна

.1 Общие сведения

Южным Донбассом, или Южно-Донбасским угленосным районом, принято называть полосу распространения нижнекаменноугольных отложений на юго-западной окраине бассейна, вытянутую на 130 км от ст. Межевая на западе до с. Старо-Бешево на р. Кальмиус - на востоке. К Южно-Донбасскому району с северо-востока примыкают старые углепромышленные районы - Красноармейский и Донецко-Макеевский. Продолжением Южно-Донбасского угленосного района к западу является Петропавловский. Район охватывает площадь 2200 км2.

Территория имеет в целом общий юго-западный уклон. Максимальные отметки порядка +220 м находятся в восточной части площади, минимальные (+78 м) - в долине р. Волчьей.

Центральная и западная части района (западнее ж. д. Донецк - Мариуполь) расположены в бассейне р. Волчьей и ее притоков, из которых наиболее крупными являются реки Соленая, Сухие Ялы и Кашлаточ; восточная находится в бассейне р. Кальмиус; Постоянный водоприток имеет только р. Кальмиус; остальные реки летом частично пересыхают и разобщаются на отдельные плесы. Водораздельные пространства представляют собой обширные плоские степные равнины со сплошным покровом кайнозойских отложений. Долины большинства рек и балок довольно широкие с плоскими, большей частью задернованными склонами; выходы допалеогеновых пород очень редки. В восточной же части района, прорезанной р. Кальмиус и системой ее притоков, кайнозойские отложения сохранились только в виде небольших реликтовых пятен на водоразделах, а палеозойские обнажены на значительных площадях, благодаря чему рельеф приобретает типичный для открытого Донбасса куэстовый характер.

1.2 Геологическая изученность

Изучение нижнекаменноугольных отложений , начатое ещё в XIX в. до 1949 г. ограничивалось открытой территорией бассейна р. Кальмиус , причём основное внимание в этот период уделялось вопросам стратиграфии (Лебедев , 1893 , 1927; Лисин, 1925; Ротай,1931,1939;Залеский, 1933; Новик, 1939; Айзенверг, 1952 и др.)

Открытие промышленной угленосности нижнекаменноугольных отложений в районе городов Ново-Московска, Павлограда и сёл Петриковки и Петропавловки в 1949 г. послужило коренным поворотом в изучении нижнего карбона также и на территории Южного Донбасса. С 1952 г.поисковыми работами охвачена вся площадь от ст. Межевая до р. Кальмиус. В результате работ была выявлена промышленная угленосность в полосе развития нижнекаменноугольных отложений от ст. Межевая до ж.д. Донецк-Мариуполь.

1.3 Геологическое описание

Палеозойские отложения юго-западной окраины Донбасса залегают на размытой поверхности докембрийского кристаллического фундамента,полого погружающегося в северо-восточном направлении. Выходы докембрийских метаморфических и изверженных пород Украинского кристаллического массива окаймляют Южно-Донбасский район с юго-запада.

Непосредственно на кристаллическом основании залегают отложения верхнего девона, представленные осадочно-эффузивной толщей, отличающейся изменчивым дитологическим составом.

Нижнекаменноугольные отложения на юго-западной окраине бассейна представлены полным разрезом -турнейский, аизейский и намюрский ярусы. По литологическому составу разрез чётко делится на две толщи-карбонатную и верхнюю-терригенную.

Терригенная толща нижнего карбона включает отложения верхнего визе и намюра. Её суммарная максимальная мощность (в бассейне р. Кальмиус) равна около 2750 м.

1.3.1 Стратиграфия и литология

В четвертичных отложениях водоносным является аллювий рек. Однако этот водоносный горизонт имеет второстепенное значение, так как площади его незначительны.

Нижнекаменноугольные отложения на юго-западной окраине бассейна представлены полным разрезом - турнейский, энзейский и памюрский ярусы. По литологическому составу разрез часто делится две толщи: нижнюю - карбонатную и верхнюю - териконную.

Карбонатная толща, охватывающая весь турнейский и нижнюю часть визейского яруса по схеме Гоолкома выделена в виде одной свиты, обозначенной индексом  (А). Максимальная мощность толщи (до 500 м) приурочена к восточной части района. Теригейная толща нижнего карбона включает отложения верхнего визи и намюра. Ее суммарная максимальная мощность равна около 2750 м.

Свита  (поугленосная или гробовская) проводится по кровле известняков в зоны .

Свита  (подугленосная или Грабовская) проводится по кровле известняков зоны  (нижняя граница); верхней границей принят известняк  (, по схеме Ротая). Разрез свиты характеризуется многофациальным комплексом положений.

В литологическом составе свиты преобладают тонкообломочные породы - аргиллиты, алевролиты, составляющие 81% от мощности свиты.

В свите  отмечено до 12 прослоев углей, приуроченных к верхней части.

Свита  (угленосная или самарская) характеризуется очень мелкой цикличностью при широком развитии болотных осадков, которые наблюдаются в виде множества сближенных стигмариевых слоев, угольных прослоек и пластов общим числом до 60- 65.

Мощность свиты  на востоке, в бассейне р. Кальмиус достигает 600 м, к юго-западу происходит уменьшение мощности свиты до 490 м. к северо-западу мощность свиты увеличивается, достигая на р. Соленой 700 м и уменьшается к западу.

Свита  (бешевская) по унифицированной схеме имеет объем больше чем по прежним схемам, поскольку нижняя граница ее проведена по известняку , а не по вышележащему бешевскому. Количество пластов известняков в бассейне достигает 45, мощность их от 0,2 до 3 м. Количество прослоев углей - 17. В западном направлении резко уменьшается количество известняков и увеличивается количество угольных пластов.

Мощность свиты  у с. Новоселовка достигает 920 м, в юго-западном направлении, по мере провижения к борту кристаллического массива, она уменьшается до 315 м.

Свита  (амросиевская) представлена чередующимися аргиллитами и алевролитами, мелко и среднезернистыми песчаниками. На маркирующих горизонтах свиты следует выделить группу известняков , состоящую из 3-5 слоев мощностью от 0,5-1,2 м.

Мощность свиты имеет максимальное значение в бассейне р. Кальмиус 500 м. К югу происходит уменьшение мощности до 220 м в районе с. Благоявленского.

Четвертичные отложения в основании представлены краснобурыми глинами и суглинками с карбонатными и гипсовыми конкрециями мощностью до 20 м. Вышележащие лессовидные суглинки достигают мощности 10- 15м. По долинам рек и основных балок развиты аллювиальные отложения, мощность которых не превышает 8-10 м.

1.3.2 Тектоника

Тектоника района определяется положением на юго-западной окраине Донецкого бассейна в области сопряжения бассейна к северным склонам приазовской части украинского кристаллического массива. Нижнекаменноугольные отложения слагают здесь обширную пологую моноклиналь, обращенную, в общем, на северо-восток и переходящую в южное крыло р. Кальмиус - Таренской котловины.

В центральной части района общий фон северо-западного простирания пород нарушен субрегиональным прогибом, поперечным к общему простиранию карбона. В результате наложения обширной синклинальной складки выходы пород среднего и нижнего карбона в плане, дугообразных, изгибающих смещены в южном направлении. Это т.н. Волчанская синклиналь.

Для Южно-Донбасского района характерны пологие углы падения. Более крутые углы падения встречаются редко и связаны обычно с плитативными структурами второго порядка.

К северо-западу от Павловской брахиантиклинали выявлен ряд мелких куполов: Константинопольский на южном и Андреевский на северном берегах р. Садовой.

Плитативные дислокации представляют собой серию параллельных, вытянутых в северо-восточном направлении, резко ассиметричных структур: нередко складки приобретают форму слексо: оси всех структур погружаются к северо-востоку. Из структур северо-восточного направления наиболее важными являются Никольская, Продольная, Совхозная и Александринская. Никопольская антиклиналь прослеживается северо-западнее с. Никольского. К востоку от Никольской антиклинали расположена крутая флексурная складка, названная Продольной.

Все региональные сбросы имеют, в общем, северо-западное простирание, однако для одного типа сброса характерно северо-восточное падение сбрасывателя с опусканием северо-восточного блока, а для другого - противоположное направление падения сбрасывателя с надвижением.

В системе всбросов с юго-западным падением плоскостей всбрасывателя относится: Владимирский, Шевченковский, Снежевской и др. Вертикальная амплитуда наиболее крупных из них достигает 100-150 м.

1.3.3 Угленосность

В терригенной толще верхневизейских и намюрских отложений Южного Донбасса отмечено до 100 пластов и прослоев углей. Первые прослои угля появляются уже с самых нижних горизонтов свиты , однако вверх по разрезу угленосность увеличивается незначительно и лишь в верхней части свиты выше известняка  1-2 пласта местами достигают мощности более 0,5 м.

Наиболее высокой угленосностью отличается свита  и , составляющая около 25% от общей мощности всей территории толщи нижнего карбона, включащая 60% общего количества пластов и прослоев углей. Угленосность отдельных свит подвержена весьма значительным колебаниям. Поэтому в районе выделяется 3 подрайона: Волчанский, Владимировский и Кальмиусский. Они могут рассматриваться как самостоятельные геолого-промышленные районы.

1.4 Качество углей

Среди углей нижнего карбона преобладают гуммиты. Сапроленовые угли встречаются очень редко. Верхневизейские гумусовые угли близки к дюренам, а намюрские - к дюрено-кларенам и кларенам, по типу близким к средне карбоновм углям. Зольность углей - до 7%.

Угленосность нижнего карбона в Южно-Донбасском районе по простиранию последовательно увеличивается от его западной перифирии до центральной части Владимирского подрайона, а затем быстро уменьшается в восточном направлении.

1.5 Гидрогеологические условия

Подземные воды в Южном Донбассе связаны со всеми стратиграфическими комплексами от докембрийского до четвертичного.

Водоносный горизонт докембрийских кристаллических пород приурочен к верхней выветрелой зоне мощностью 10-30 м.

Подземные воды девонских отложений связаны с грубозернистыми аркозовыми песчаниками и эффузивами.

Среди нижнекаменноугольных отложений по степени водоносности в карбонатной толще интенсивно развиты карстообразования, в результате чего они являются мощным коллектором подземных вод. Дебиты отдельных источников колеблются от долей до 200 м3/час и более; коэффициенты фильтрации по данным откачек из скважин изменяются от 0,055 до 5,04 м3/час.

Химическая характеристика вод карбонатной толщи в Южно-Донбасском районе подвержена значительным колебаниям. Сухой остаток изменяется в пределах 1117-3850 мг/л; общая жесткость от 10 до 20 мг-экв. Воды являются в основном сульфатно-хлоридно-натриевыми или кальциевыми. Они большей частью пригодны для питьевого водоснабжения.

Вся вышележащая терригенная толща нижнего карбона отличается незначительной водоносностью. Водоносными горизонтами в этой толще являются песчаники и отчасти слои известняков.

Воды терригенной толщи нижнего карбона обильно сильно минерализованы и обладают часто высокой жесткостью. Сухой остаток изменяется в пределах 1-6г\л ; общая жёсткость от 1-2 до 40 мг·экв. Тип воды в основном или смешанный хлоридно-сульфатно-натриево-кальциевый или чистый хлоридно-натриевый, причём хлоридно-натриевые воды залегают в малых глубинах.

Водоносный горизонт приуроченный к толще мергелей верхнего мела, на разведенных шахтных полях дебиты скважин колеблются от 1-2 до 15-50м3/час, а коэффициенты фильтрации от 0,000232 до 0,00238м/час.

Минерализация меловых вод от 516 до 2229мг/л; общая жесткость равна 7-16мг·экв, а постоянная 8-12 мг·экв. Воды преимущественно гидрокарбонатно-сульфатно-кальциевые и вполне пригодны для питьевого водоснабжения.