title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Инженерно-геологические особенности угольных месторождений

Инженерно-геологические особенности угольных месторождений

Месторождения ископаемых углей являются типичными осадочными образованиями. По тектоническим условиям различаются угольные месторождения платформенного типа, горно-складчатых сооружений и переходного типа (табл. 32).
Угольные месторождения платформенного типа. Угленосная толща (основной горно-геологический ярус угленосного массива) сложена большей частью из несцементированных пород с преобладанием песков над глинами. Почти полностью отсутствуют грубообломочные породы. Угольные пласты простого строения, реже расщеплены породными прослойками. Угленосность непостоянна и чаще всего приурочена к пониженным участкам «фундамента» угленосной толщи. Гипсометрия угольного пласта в существенной мере повторяет неровности поверхности этого «фундамента».


Угли относятся к низшим стадиям метаморфизации — землистые и плотные бурые угли. Вмещающие породы сыпучие, плывучие (в случае обводнения) или пластичные. Разделение платформенных месторождений на классы приведено в табл. 32.
Угольные месторождения горно-складчатых районов крайне разнообразны но инженерно-геологическим характеристикам. Общими для них чертами являются тектоническая нарушенность (дислодированность) и значительная мощность угленосной толщи, высокая степень метаморфизации (каменный уголь, антрациты) и окаменения угля и вмещающих пород, значительное число маломощных, но обычно хорошо выдержанных угольных пластов.
Эти месторождения разделяются на следующие основные классы:
а) месторождения внутриплатформенных краевых прогибов (например, большинство месторождений Донбасса). Сложены многокилометровой угленосной толщей, заключающей большое число маломощных, но выдержанных на больших пространствах угольных пластов, образовавшихся в прибрежно-морских условиях. Угольные пласты разделены слоями глинистых сланцев и песчаников, а иногда прослоями или пропластками известняков; распределены в толще более или менее равномерно и обладают выдержанным строением. Выдержан также характер боковых пород.
Тектоническая структура бассейна представляет сложную систему складок выдержанного простирания, нарушенных разрывными смещениями, а местами внедрениями магматических пород.
Явления регионального метаморфизма обусловили высокую степень углефикации и окаменения (литификации) углей и вмещающих пород. При наличии явлений, контактного метаморфизма наблюдается местная частичная графитизация углей;
б) угольные месторождения областей краевых прогибов и синклинориев (например, Кизеловский бассейн) сложены угленосной толщей, собранной в асимметричные складки. Наряду с крупными наблюдаются мелкие складки, существенно затрудняющие выемку угля. Значительное осложнение вызывают разрывные нарушения взбросо-надвигового характера, а также карстовые явления в подстилающих угленосную толщу известняках. Характерна изменчивость состава и строения как вмещающей толщи, так и пластов угля, связанная с неустойчивыми условиями накопления угленосной толщи в болотно-русловой обстановке. Вмещающие породы — алевролиты, аргиллиты, песчаники, глины;
в) месторождения в районах интенсивного развития магматизма характеризуются тем, что наряду с осадочными породами в угленосной толще широким развитием пользуются магматические породы (андезиты, базальты, кварцевые порфиры и т. д.). Примером являются месторождения о-ва Сахалин. Вся угленосная толща здесь собрана в складки обычно асимметричного строения и нарушена множеством разрывных нарушений. Угленосная свита содержит свыше 30 пластов угля небольшой мощности сложного строения и выдержанных по простиранию на 6—8 км. Явления магматизма сильно осложняют распространение углей различных марок и определяют непостоянство физико-механических характеристик вмещающих пород и породных прослойков. Вследствие явлений магматизма некоторые месторождения вообще не пригодны для эксплуатации.
Угольные месторождения промежуточного типа отличаются значительной мощностью угленосных отложений, составляющей многие сотни метров, большим числом угольных пластов, обладающих известной выдержанностью, дислоцированностью (хотя и неинтенсивной) и, наконец, значительной уплотненностью или сцементированностью углевмещающих пород. Все это связывает их с месторождениями горно-складчатого типа. Однако слабое проявление регионального метаморфизма углей (угли главным образом гумусовые), более частая смена пород и меньшее постоянство угольных пластов сближают их с месторождениями платформенного типа. Примером месторождений данного типа может служить Минусинский бассейн. В структурном отношении данный бассейн представляет собой огромную межгорную котловину, выполненную мощной (до 2165 м) толщей угленосных отложений и со всех сторон окруженную горными хребтами — Кузнецким Алатау и Саянами. Угленосные осадки бассейна собраны в брахискладки обычно асимметричного строения, местами усложненные более мелкой складчатостью и небольшими разрывами сплошности. Промышленная угленосность сохранилась в брахи-синклиналях, основными из которых являются Приенисейско-Абаканская, Абаканская и Алтайская мульды.
К промежуточному типу относятся также части других бассейнов, представленных в основном месторождениями платформенными или горно-складчатого типа. Таков ряд месторождений угля Тунгусского бассейна, расположенных между восточными типично платформенными и западными горно-складчатого типа месторождениями, а также месторождения северных окраинных частей Донбасса, центральных районов Кузбасса и др.
К промежуточному типу должны относиться и угольные месторождения межгорных депрессий. Для них особенно характерны резкая изменчивость геологического разреза на коротких расстояниях, частая смена гравелитов и песчаников аргиллитами и алевролитами, чередование их с угольными пластами переменной (нередко очень большой) мощности, изменчивость мощности пород между одноименными угольными пластами.
Угли — бурые, полублестящие и блестящие, более метамор-физованные, чем угли месторождений платформенного типа. Степень уплотненности (иногда сцементированность) вмещающих пород выше, чем в массивах платформенного типа, однако их прочность и стойкость в общем невысокие.
Значительные различия в прочности пород и типах углей обусловлены главным образом явлениями динамометаморфизма, а следовательно, различной интенсивностью тектонических явлений. Обычно угленосная толща собрана в простые складки, купола и мульды, в той или иной мере усложненные вторичной складчатостью и -разрывными нарушениями (сбросами, сдвигами и небольшими надвигами). В этом случае вмещающие породы отличаются невысокой прочностью и стойкостью (слабая их литифицированность). В случае более сложного тектонического строения прочность породы и зрелость углей повышаются. Примерами первых могут служить месторождения Волчановское, Богословское и Веселовское, а вторых — месторождения Челябинского бассейна.
Описанные выше основные типы и классы угольных месторождений могут быть открытыми, полуоткрытыми и закрытыми. Примером открытых являются месторождения Кузбасса. Здесь угленосная толща пермского и юрского возраста выходит на поверхность или под маломощный покров современных накоплений. К полуоткрытым следует отнести часть месторождений Донбасса, в которых угленосные отложения перекрыты маломощными отложениями. Центральная часть Донбасса является открытой. Типичные представители закрытых — месторождения Кизеловского, Челябинского, Печорского и некоторых других бассейнов.
Более дробные подразделения угольных месторождений устанавливаются по признакам, специфичным для отдельных типов и подтипов. Так, например, в условиях Кузбасса применительно к открытым разработкам необходимо различать месторождения: с крутыми, наклонными и пологопадающими мощными пластами; с пологопадающими пластами умеренной мощности в условиях спокойного рельефа. В Подмосковном бассейне важны гипсометрические условия залегания пород угленосной толщи по отношению к карбонатным породам «фундамента» и глубина залегания этой толщи.

title-icon Подобные новости