Порядок выполнения лабораторной работы

После проработки основных положений методики эксплуатационной разведки проводится разбор ниже приведенного примера эксплуатационной разведки.

Пример. На одной из шахт Донбасса забоем 18 западного откаточного штрека пласта h₇ (горизонт -400) встречено разрывное тектоническое нарушение (рис. 3.1). По совокупности косвенных признаков (бороздам и штрихам на зеркалах скольжения, изгибам пласта у сместителя) нарушение представляет собой сброс с опущенным западным крылом. Ширина зоны дробления у сместителя не превышает 1 м. Сопутствующие разрывы отсутствуют. Трещиноватость в породах кровли незначительная. На данном участке выполнить эксплуатационную разведку разрывного нарушения и с учетом предположенной вертикальной амплитуды смещения в 10 м и углом падения 68^о определить:

1. целесообразный способ разведки, тип разведочных выработок и место их заложения;

2. количество выработок, направление, их длину и сечение;

3. положение разведочных выработок на плане и разрезе;

4. положение на плане горных выработок линий обреза угольного пласта плоскостью сместителя.

Решение.

1. Так как забой 18 западного откаточного штрек пласта h₇ встретил разрывное тектоническое нарушение типа сброс с предположенной вертикальной амплитуды смещения в 10 м и слабой трещиноватостью вмещающих пород кровли, поэтому разведку на данном участке производим с помощью скважин подземного бурения.

2. Поскольку направление и амплитуда смещения угольного пласта h₇ по условиям задачи известны, разведку смещенного крыла будем производить одной скважиной.

3. Для определения положения линии обреза угольного пласта плоскостью сместителя строим геологические разрезы по линиям А-А¹, Б-Б¹ и В-В¹. Разведочные линии А-А¹ и Б-Б¹ проводим вкрест простирания поднятого и опущенного крыльев угольного пласта, В-В¹ – вкрест простирания плоскости разрывного нарушения (рис.3.1). Для удобства работы все графические материалы рекомендуется выполнять в одном масштабе.

4. Так как принципы построения геологических разрезов по линиям А-А¹ и Б-Б¹ аналогичны друг другу, поэтому на одной вертикальной плоскости будем строить 2 геологических разреза. Наша цель определить положение опущенного и поднятого крыльев угольного пласта h₇ относительно друг друга и получить информацию по их гипсометрии. Поэтому ниже выкопировки с плана горных выработок делаем надпись «Геологические разрезы», ниже «по линиям А-А¹ и Б-Б¹», еще ниже «Масштаб 1:2000». Затем проводим горизонтальную линию, равную линии геологического разреза на выкопировке с плана горных выработок, проставляет стороны света. С боков линии проводим вертикальные линии. На левой вертикальной линии наносим шкалу глубин в соответствии с принятым масштабом геологической карты (1 см соответствует 20 м глубины) и проводим горизонтальные линии через каждый сантиметр. Подписываем отметки, начиная с -340 и заканчивая -460. Отступив от шкалы глубин на отметке -400 показываем положение 18 западного откаточного штрека (точка Л). Так как истинный угол падения пласта h₇ 21^о, от 18 западного откаточного штрека под углом 21^о проводим прямую ЛЛ¹, равную длине очистного забоя. Из точек пересечения данной прямой с отметками -380 и -360 поднимаем перпендикуляры на горизонтальную прямую отметки -340 и подписываем их. Таким образом, мы определили положение лежачего крыла угольного пласта h7. Полученную информацию переносим на линию А-А¹, т.е. у нас есть три отметки подошвы лежачего крыла угольного пласта h₇: -360, -380, -400.

5. Так как амплитуда разрывного нарушения составляет 10 м, поэтому висячее крыло данного тектонического нарушения в тупике 18 западного откачного штрека имеет отметку -410 (точка В). Из точки В под углом 21^о проводим прямую ВВ¹ равную ЛЛ¹. Из точек пересечения прямой ВВ¹ с горизонтальными линиями отметок -400 и -380 поднимаем перпендикуляры на горизонтальную прямую отметки -340 и подписываем их. Переносим полученную информацию на линию геологического разреза Б - Б¹ на выкопировке с плана горных выработок (отметки – 400, -380).

6. Линию В-В¹ проводим вкрест простирания разрывного нарушения. Принцип построения геологического разреза по линии В - В¹ тот же: проводим вертикальную линию, на которой размечаем шкалу глубин от отметки -340 до отметки -460, проводим горизонтальные линии. На отметке -400 показываем положение 18 западного откаточного штрека. Из его тупика проводим под углом 68^о линию плоскости сместителя разрывного нарушения. На отметке -410 проводим висячее крыло угольного пласта h₇. Из точек пересечения плоскости сместителя с уровенными линиями отметок поднимаем перпендикуляры на горизонтальную линию отметки -340 (-360, -380, -400). Полученную информацию переносим на линию геологического разреза В–В¹ на выкопировке с плана горных выработок. Через данные точки проводим изогипсы поверхности плоскости сместителя.

7. Через отметки -360, -380, -400 на линии А–А¹ параллельно 18 западному откаточному штреку проводим изогипсы лежачего крыла до пересечения с одноименными отметками плоскости сместителя. Так мы получили линию обреза с плоскостью сместителя лежачего крыла угольного пласта h₇.

8. Через отметки -380 и -400 на линии Б–Б¹ проводим изогипсы висячего крыла до одноименных отметок плоскости сместителя и получаем линию обреза с плоскостью сместителя висячего крыла угольного пласта h₇.

9. Для определения и пространственного положения подземной разведочной скважины на геологическом разрезе по линии В-В¹ продлеваем 18 западный откаточный штрек за пределы зоны дробления в устойчивые породы опущенного крыла. Камеру для бурения оборудуем вблизи забоя штрека. Бурение скважины производится под углом 75^о к горизонту. Ее длина составляет 16 м, а положение на разрезе по линии В-В¹ соответствует отрезку СС¹. Положение разведочной скважины на плане горных выработок показан, как горизонтальная проекция отрезком КК¹. Диаметр скважины - 76 мм.

Для закрепления приобретенных знаний по методике эксплуатационной разведки тектонических нарушений необходимо решить ряд задач.

Задача 1. В забое откаточного штрека 8-й западной лавы пласта g₂ встречено разрывное нарушение неизвестной амплитуды (рис. 3.2, а). Элементы залегания сместителя: аз. прост. 16^о, аз. пад. СЗ, угол 60^о. После проходки штреком зоны дробления мощностью около 1,0 м в забое был вскрыт пласт известняка, залегающий ниже подошвы разрабатываемого угольного пласта в 12 м. Между угольным пластом и известняком прослеживается песчаник. Зона дробления выполнена разнообломочным материалом. Штрек проходится с нижней подрывкой, высота его 1.7 м, ширина понизу 2.0 м, поверху 1.6 м. Составить проект эксплуатационной разведки участка шахтного поля с определением типа разрывного нарушения и амплитуды смещения угольного пласта. Построить геологические разрезы по северной стенке штрека и его забою в принятом масштабе. Показать на плане горных выработок предполагаемое направление штрека до встречи со смещенным крылом угольного пласта.

Рис. 3.1. Пример эксплуатационной разведки разрывного нарушения угольного пласта

Задача 2. Откаточным штреком 8-й восточной лавы пласта g₂ вскрыта серия разрывных нарушений угольного пласта. Расстояние между 1-м и 2-м сместителями по горизонтали 2 м, между 2-м и 3-м – 5 м. Элементы залегания нарушений:

• 1-го: аз.прост. 22^о, аз.пад. СЗ, угол пад. 45^о;

• 2-го: аз.прост. 20^о, аз.пад. СЗ, угол пад. 60^о;

• 3-го: аз.прост. 26^о, аз.пад. СЗ, угол пад. 70^о.

Рис. 3.2. Выкопировки с планов горных выработок для решения задач 1 – 4

лабораторной работы № 3

Штрек проходится с нижней подрывкой угольного пласта. Высота штрека 1.8 м, ширина понизу 2 м, поверху 1.7 м. Пласт подстилается песчаником мощностью более 2.0 м. Построить геологические разрезы по северной стенке штрека и его забою. Выполнить эксплуатационную разведку нарушенного участка шахтного поля. Предположить вероятное направление проходки откаточного штрека для случаев:

1. сбросового характера нарушений с суммарной амплитудой 18 м;

2. тоже взбросового характера (рис.3.2, б)

Задача 3. Смещение угольного пласта, установленное в забое откаточного штрека 4-й западной лавы пласта h₃ не имеет явно выраженных геологических признаков для установления типа и амплитуды смещения разрывного нарушения (рис. 3.2, в). Элементы залегания сместителя: аз.прост. 350^о, аз.пад. ЗЮЗ, угол пад. 65^о. В смещенном крыле забоем штрека на расстоянии 5.0 м от сместителя по горизонтали вскрыты сильнотрещиноватые и обводненные песчаники. Составить проект эксплуатационной разведки нарушенного участка шахтного поля. Предположить вероятное направление проходки откаточного штрека для случаев:

1. сбросового характера нарушения с амплитудой 28 м;

2. тоже взбросовго характера.

Задача 4. В забое откаточного штрека 4-й восточной лавы пласта h₃ встречено разрывное нарушение угольного пласта типа сброса. Элементы залегания плоскости сместителя: аз.прост. 10^о, аз.пад. ЮВ, угол пад. 60^о. Амплитуда смещения по вертикали, установленная по совокупности геологических признаков, составляет 5.0 м. Произвести на участке эксплуатационную разведку и показать на плане горных выработок положение линии обреза угольного пласта сместителем (рис. 3.2,г)

Контрольные вопросы:

1. Что такое эксплуатационная разведка?

2. Что является основными задачами эксплуатационной разведки?

3. С помощью каких горных выработок может проводиться эксплуатационная разведка?