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

Водоносные горизонты в палеогене приурочены к мелко и тонкозернистым пылеватым пескам и отличаются очень слабой водоотдачей.

1.6 Горно-геологические условия эксплуатации

Залегание угольных пластов на основной площади Южного Донбасса пологое, довольно значительная мощность наносов позволяет вскрывать месторождение только вертикальными стволами.

Условия проходки стволов в пределах наиболее ценной части района будут сложными. Основные затруднения связаны с проходкой палеогеновых и неогеновых песков, обладающих плывунными свойствами. Угол естественного откоса этих песков в сухом виде колеблется от 33 до 40˚, а в воде 21-34˚. Мощность плывунов изменяется от 5 до 35 м.

Породы кровли и почвы угольных пластов представлены обычно алевролитами и значительно реже мелкозернистыми песчаниками или аргиллитами.

Угленосная толща в Южном Донбассе отличается высокой газоносностью, однако распределение природных газов по площади весьма неравномерное. Глубина залегания верхней границы метановой зоны колеблется от 80 до 300 м.

Геотермические условия в Южно-Донбасском районе существенно не отличается от условий в освоенных районах бассейна. Геотермический градиент колеблется в пределах 18,1-32,2˚ на 1 км при среднем значении 24,4˚ на 1 км, а температура на горизонте - 1000м от 34,4 до 47,4˚.

1.7 Запасы углей

Результаты подсчёта запасов, произведённых по состоянию на 1956 г. приводится в табл. Приведенный подсчёт базировался только на данных поисковой разведки и прогнозной региональной оценки. В последующие годы был выполнен большой объём разведочных работ, главным образом по детализации промышленных площадей. В результате этих работ количество достоверных запасов (А+В+С1) значительно увеличилось и по оценке на 1.01.1962 г. в пластах мощностью более 0,45 м составляет 1870 млн. т. , из них категорий А+В 352 млн.т.

2.      Геологическая характеристика шахтного поля

.1 Стратиграфия и литология

В пределах шахтного поля насчитывается 2 угольных пласта:  и . Маркирующими горизонтами является известняк . Cвита имеет мощность 220 м, состоящую из аргиллитов, которые занимают 30%, известняков 15%, песчаников 21% и алевролитов 31%

Таблица 2.1 - Стратиграфия каменноугольных отложений

Таблица 2.2 - Литология каменноугольных отложений

2.2 Тектоника

В пределах шахтного поля наблюдается несколько размывов, в том числе размыв угольного пласта. Первый разрыв проходит от отметки +223 м и до отметки +214. Он начинается под наносами и замещён алевролитом и песчаником. Размыв проходит по двум породам: песчанику и алевролиту. Второй размыв также находится под поверхностью. Порода подверженная разрыву - песчаник. Мощность размыва составляет 21 м. Третий разрыв имеет наименьшую амплитуду. Его мощность составляет около 10 м. Породы, подверженные разрыву - песчаник, известняк причём после разрыва к ю-з песчаник увеличивается по мощности в 2 раза, набирая мощность как и на первом размыве. Через размывы не проходит уровень безнапорных вод.

2.3 Угленосность

Изменение мощности пласта колеблется в пределах 0,67-0,72 на всей площади, где он достигает рабочей мощности, но с севера на юг шахтного поля расположен размыв угольного пласта, где он теряет свою мощность в данной части площади шахтного поля. Строение пласта простое.

Таблица 2.3 - Характеристика угольного пласта

2.4 Качество углей

Данный пласт марки Г используется главным образом в энергетической промышленности, как топливо и частично в металлургической промышленности. Зольность пласта на всей рабочей площади (по мощности) в пределах нормы, т. е. не превышает 40% (в среднем 16%), сернистость также не превышает норму.

2.5 Гидрогеологическая характеристика

Описываются условия залегания безнапорного водоносного горизонта, динамика подземных вод, оценивается их качество.

Строится колонка-диаграмма солевого состава воды.

По карте гидроизогипс определяем:

направление движения подземных вод (по нормали к гидроизогипсам в сторону уменьшения их абсолютных отметок).

- гидравлический уклон  (для безнапорных) вод по формуле:

                                                                             (1)

Где  - абсолютные отметки гидроизогипс, взятые по направлению движения потока воды, м;

 - длина пути фильтрации, м.

приведенную (кажущуюся) скорость движения водного потока по формуле:

                                                                                        (2)

Где  - коэффициент фильтрации, м/сут (приводится в задании).

 м/сут.

- действительную скорость движения водного потока по формуле:

                                                                                        (3)

Где  - величина эффективной пористости в долях от единицы (приводится в задании).

 м/сут

- глубину залегания безнапорного водоносного горизонта как разность отметок поверхности (горизонтали) и гидроизогипсы в любой точке.

                                                                                     (4)

 м

Оценка качества подземных вод производится по результатам их анализа. Содержание ионов (в мг/л) пересчитываются в эквивалентную (мг/-экв/л) и процент-эквивалентную форму (% мг экв/л) формы.

Содержание ионов в эквивалентной форме получим путем умножения содержания иона в мг/л на пересчетный коэффициент, определяемый по формуле:

                                                                                           (5)

Где  - заряд иона (валентность);

 - ионная масса (атомный вес).

Полученные данные заносим в таблицу 1.

Таблица 2.4 - Пересчет результатов химического анализа воды

. Определяем ошибку анализа по формуле

                                                                         (5)

Где  - ошибка анализа, %;

 - сумма анионов, мг·экв/л;

 - сумма катионов, мг·экв/л.

Подставим значения в формулу:

Ошибка анализа превышает допустимую, равную ±5 %, следовательно, анализ неверен.

О величине общей минерализации можно судить по сухому или плотному остатку (), полученному после выпаривания воды при температуре 105-110°С. Растворенные газы и летучие соединения при выпаривании и высушивании улетучиваются. При определении общей минерализации необходимо найти сумму всех ионов в мг/л, содержащихся в воде. При наличии в воде иона HCO3− суммируется только половина его содержания (в мг/л), так как при нагревании он способен частично разлагаться с образованием углекислого газа и воды.

В зависимости от содержания сухого остатка () выделяются следующие группы воды по солености:

пресные - сухой остаток до 1 г/л;

слабосолоноватые - 1-3 г/л;

сильно солоноватые - 3-10 г/л;

соленые - 10-50 г/л;

рассолы - более 50 г/л.

 г/л - слабосолоноватая вода.

Жесткость воды подразделяется на общую, временную и постоянную.

Общая жесткость определяется как сумма ионов Ca2+ и Mg2+, а временная или карбонатная - по количеству иона HCO3−, связанного с Ca2+ и Mg2+, в мг·экв/л. Если количество иона HCO3− превышает суммарное содержание Ca2+ и Mg2+, вся жесткость считается карбонатной. Постоянную жесткость воды определяем как разность общей и карбонатной. По величине общей жесткости различают следующие типы воды:

очень мягкая, с содержанием Ca2+ и Mg2+ до 1,5 мг·экв/л;

мягкая - 1,5-3 мг·экв/л;

умеренно-жесткая - 3-6 мг·экв/л;

жесткая - 6-9 мг·экв/л;

очень жесткая - более 9 мг·экв/л.

Определим общую жесткость по формуле

                                                                       (7)

Где ,  - содержание катионов кальция и магния в мг/л;

 и  - эквивалентный вес соответственно кальция и магния.

Подставим значения в формулу:

 мг·экв/л

Определим временную жесткость по формуле

                                                                                  (8)

Где  - содержание гидрокарбонат анионов в мг/л;

 и  - эквивалентный вес гидрокарбонатного иона.

Подставим значения в формулу:

 мг·экв/л

Постоянная жесткость определяется по формуле:

                                                                        (9)

 мг·экв/л

Вода очень жесткая.

Выражение химического состава воды в виде формулы М.Г. Курлова.

В общем виде формула М.Г. Курлова имеет вид:

Где  - редкие элементы в г/л;

 - свободные газы в г/л;

 - общая минерализация воды в г/л;

 - анионы в % мг·экв/л;

 - катионы в % мг·экв/л;

 - температура воды;

 - окислительно-восстановительный потенциал.

В формулу не вносятся анионы и катионы, процент которых меньше 10.

Для нашего случая:

Установление возможного солевого состава воды.

Для выявления возможного солевого состава воды строим колонку-диаграмму, на которой слева наносим содержание катионов, справа - анионов в % мг·экв/л. Их содержания изображаются в виде отдельных участков, пропорциональных количеству иона. Причем от нулевой отметки откладывается преобладающий в анализе ион. Дальнейшая последовательность отражает порядок их убывания.

Рисунок 1 - Отображение химического состава шахтной воды в виде колонки-диаграммы

Возможный солевой состав, % мг·экв/л

Нанесение результатов химического анализа на график-квадрат Н.И. Толстихина.

График-квадрат Н.И. Толстихина представляет собой квадрат, состоящий из 100 одинаковых по вертикали и горизонтали клеток. Каждая клетка должна соответствовать значению 10 % мг·экв/л иона. Нулевые значения будут располагаться в левом нижнем и правом верхнем углах. Тогда значения 100 % мг·экв/л будут находиться в противоположных углах квадрата. На левой стороне квадрата сверху вниз откладывается величина преобладающего аниона, а на правой - оставшегося аниона. На верхней стороне, слева направо - Са2++Мg2+, внизу - а++к+ в % мг·экв/л. Положение анализа на квадрате определяется точкой от пересечения двух линий, соответствующих максимальным значениям ионов.