Проектирование детальной разведки угольного пласта

Детальная разведка является завершающей стадией геологоразведочных работ, которая предшествует передаче месторождения в эксплуатацию. В данной курсовой работе она выполняется в пределах всего участка шахтного поля, который условно принимается за участок первоочередной отработки.

Основным техническим средством разведки угольных месторождений является колонковое бурение. При этом разведочные скважины проходятся в определенной последовательности и в определенном порядке по разведочным профилям.

Плотность разведочной сети (расстояние между разведочными линиями и скважинами в них) зависит от следующих факторов:

§ мощности угольного пласта;

§ угла падения;

§ степени выдержанности угольных пластов и их качества;

§ сложности геологического строения участка, глубины залегания угольных пластов;

§ категории запасов, которую надо получить по результатам разведки.

По величине мощности пласты каменного угля и антрацита (Приказ Государственной комиссии Украины по запасам полезных ископаемых № 225 от 25.10.2004 г.) подразделяются по мощности на:

§ тонкие (менее 0,7м);

§ средней мощности (0,71-1,2м);

§ мощные – более 1,2м.

Ранее данная классификация была иной.

Для разработки месторождений существенное значение имеют угол падения пластов. Выделяются пласты с:

§ горизонтальным (0-5⁰);

§ пологим (6-18⁰);

§ наклонным (19-35⁰);

§ крутонаклонным (36-55⁰);

§ крутым (56-90⁰) залеганием.

При горизонтальном залегании пород скважины бурятся по правильной геометрической сети (квадратной, прямоугольной, ромбической). При пологом, наклонном, крутонаклонном, крутом и складчатом залегании скважины задаются по разведочным профилям (линиям), ориентированным вкрест простирания пород.

В зависимости от величины коэффициента вариации мощности (V - величина отклонения мощности угольного пласта от ее среднего значения) пласты средней мощности и мощные подразделяются на три группы:

§ выдержанные;

§ относительно выдержанные;

§ невыдержанные.

Таблица 4.1

Группа пластов каменного угля по мощности	Группы выдержанности угольных пластов
выдержанные	относительно выдержанные	невыдержанные
средней мощности 0.71-1.2	V=20	20 <V <35	> 35
Мощные > 1.2	V=25	25<V <50	> 50
Примечание: пласты с мощностью до 0.7 м относятся к невыдержанным.

К выдержанным по мощности пластам относятся пласты с отклонениями мощности в отдельных пластопересечениях от среднего значения мощности не более 20% для пластов средней мощности и не более 25 % для мощных пластов.

К относительно выдержанным пластам относятся пласты с отклонениями мощности в отдельных пластопересечениях от среднего значения мощности находится в интервале 20-35 % для пластов средней мощности, для мощных – в интервале 25 - 50%, при этом установлены закономерности пространственного изменения морфологии пласта и качества угля.

К невыдержанным пластам относятся пласты с отклонениями мощности угольного пласта от средней величины мощности более 35 % для пластов средней мощности, для мощных пластов больше 50%. К невыдекржанным пластам так же относятся тонкие пласты (до 0.7 м), ввиду близости их мощности к установленным кондициями минимальным значениям.

В практике разведки угольных месторождений (участков) степень выдержанности слоя обычно устанавливается для площади размером не менее 4 км².

По сложности геологического строения выделяют следующие группы угольных месторождений:

1 группа – месторождения с выдержанными и относительно выдержанными угольными пластами с мощными (> 1.2 м) и средней мощности (0.71-1.2 м), с простым и слабонарушенным горизонтальным или пологим залеганием пород. Приурочены они чаще всего к простым складчатым или крупноблоковым структурам.

2 группа: а). с мощными и средней мощности относительно выдержанными и невыдержанными пластами с пологим ненарушенным или малонарушенным залеганием;

б). с преобладанием в разрезе относительно выдержанных пластов и продуктивных толщ, приуроченных к простым складчатым или крупноблоковым структурам;

в). с преобладанием мощных и средней мощности выдержанных и относительно выдержанных в разрезе продуктивных толщ, составляющих складчатые и интенсивно усложненные разрывными нарушениями структуры.

Все участки шахтных полей, которые отрабатываются на глубине более 1000м от дневной поверхности, относятся ко 2 группе по степени сложности геологического строения в результате чрезвычайной сложности горно-геологических условий отработки, детальное изучение которых не обеспечивается техническими средствами геологоразведочных работ.

3 группа – с преобладанием в разрезе продуктивных толщ невыдержанных пластов, а также с преобладанием выдержанных и относительно выдержанных пластов, но при очень сложных условиях залегания в результате интенсивного проявления мелкой складчатости или разрывных нарушений, создающих мелкоблоковые структуры.

Угольные месторождения 4 группа сложности геологического строения на сегодня не разрабатываются, но могут быть вовлечены в эксплуатацию в будущем при конкретных геолого-экономических условиях.

И последний фактор, который регламентирует плотность разведочной сети - необходимая степень геологической изученности участка, которая должна обеспечивать определённое соотношение балансовых запасов угля по категориям А, В, С₁. Разведочная сеть сгущается: количество выработок увеличивается, а расстояние между ними сокращается для запасов более высоких категорий. Соотношение категорий запасов, которые должны быть получены по результатам детальной разведки, для каждой группы месторождений, устанавливается требованиями Инструкции [5] (см. табл.4.2):

Таблица 4.2

Группа месторождений по сложности геологического строения	Рекомендуемое соотношение категорий запасов (в %) на участках детализции и первоочередного освоения
А	В	С1	С2
	- - -	-		- - -

С учетом всех этих факторов в таблице 4.3 указаны ориентировочные параметры разведочной сети (расстояния между разведочными линиями и скважинами в разведочных линиях) для месторождений 1-й группы сложности.

Таблица 4.3 Ориентировочные расстояния между выработками в плоскости пласта в тектонически-однородных блоках (м)

Выдержанность угольного пласта	Группа пластов по мощности	А	В	С1
Между линиями	Между скважинами на линиях	Между линиями	Между скважинами на линиях	Между линиями	Между скважинами на линиях
	а). мощные (более 1,2м)	600-800	200-400	800-1200	400-600	1200-2000	600-1000
б). средней мощности, тонкие (до 1,2м)	500-700	150-300	600-800	300-1000	800-1200	400-600
Относительно выдержанные	а). мощные (более 1,2м)	300-400	150-200	400-600	200-300	600-1000	300-500
б). средней мощности, тонкие (до 1,2м)	200-300	100-150	300-400	150-200	400-600	200-300
Невыдержан-ные	а). мощные (более 1,2м)	-	-	250-300	150-250	300-500	200-300
б). средней мощности, тонкие (до 1,2м)	-	-	-	-	250-300	150-250

Примечание: На месторождениях 2-й группы со сложными условиями залегания угольных пластов и с невыдержанным качеством расстояния между линиями и скважинами на линиях для категории В принимаются аналогичными, указанными для категории А.

Следующий этап курсовой работы –построение геологических разрезов.