Введение

Практические занятия по геологическим дисциплинам, а именно геоло­гии и разведке месторождений полезных ископаемых, имеет целью закрепле­ние теоретических знаний и приобретение навыков в построении геологиче­ских разрезов по разведочным линиям по результатам буровой разведки, проведении сгущения сети разведочных скважин для достижения необходи­мой достоверности данных разведки на определенной стадии, выделения подсчетных блоков и подсчета запасов полезных ископаемых ,а так же со­ставлении стратиграфической колонки вмещающих полезные ископаемые пород в пределах разведуемого месторождения.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

На шахтном поле Казахстанская скважинами колонкового бурения, ус­ловные координаты и абсолютные отметки устьев которых приведены в таб­лице 1, выявлены угольные пласты Ашлярикской, Карагандинской свит. Разведочные линии X, XV и XX ориентированы с севера на юг.

План:

1. Составление плана разведочных выработок и построение геологических разрезов.

1. Составление плана разведочных выработок и построение геологических разрезов.

Цель: По условным координатам разведочных скважин составить план расположения их в пределах шахтного поля и построить геологические разрезы по разведочным линиям по данным буровых разведочных скважин.

Теоретические предпосылки: При разведке месторождений полезных ископаемых буровые разведочные скважины располагают по определенной разведочной сетке с целью выявления закономерностей пространственного положения тел полезных ископаемых, его строения и качественных характе­ристик. В связи с этим определяются условные координаты мест заложения разведочных скважин, по которым их выносят на карту фактического мате­риала (план) и при бурении разведочные скважины пересекают различные горные породы разного литологического состава тех или иных возрастов. По данным бурения геологический разрез отстраивается с земной поверхности на глубину с учетом абсолютной отметки точки заложения (расположения) скважины. Затем в соответствии с возрастом пород, индексом угольных пластов, занимающих определенное положение в разрезе угленосных свит, увязываются одновозрастные породы, угольные пласты.

Задание: Составить план разведочных скважин шахтного поля и построить геологические разрезы по разведочным линиям X, XV и XX.

Ход выполнения: Масштаб карты 1: 1000

Из таблицы 1 находим максимальные и минимальные значения X и Y и определяем (разность) между этими значе­ниями.

По оси X По оси Y

Максимальные 3500 Максимальные 14880

Минимальные 1050 Минимальные 11200

Разнос 2450 м Разность 3680 м

Нанесение разведочных скважин осуществляется согласно их координат. Скважины обозначаются кружками (диаметром 5 мм). Номера скважин надписываются сверху. С правой стороны в виде дро­би приводятся абсолютная отметка почвы угольного пласта (числитель) и подсчетная мощность пласта (знаменатель), которые определяются при даль­нейших построениях.

Геологические разрезы по всем 3 разведочным линиям, в принятом масштабе, могут размещены на бумаге размером 30x40 см.

Для построения, например, геологического разреза по разведочной линии X вначале, отступив, от нижнего края листа выше на один сантиметр проводим горизонтальную линию, правый конец которого не доходит до правого края листа тоже на один сантиметр. Окончание левого определяется при дальнейшем построении. После этого проводим еще две линии параллельные линии первой с расстояниями между ними в 5 мм.

На правом окончании горизонтальных линий восстанавливается перпендикуляр, проходящий в одном сантиметре от правого края листа. Затем проводим в одном миллиметре от него вторую параллельную линию, которая с первой линией составит шкалу превышения и оцифровывается с значениями кратными 100 м (т.к. Масштаб 1:10 000), а горизонтальные параллельные линии, проведенные через 1 см, будут означать соответствующие горизонты (-100, +0,-0, +100 и т.д.)

Построив таким образом основу будущего разреза начинаем наносить скважины в соответствии с их площадным и пространственным положением.

Так как при разведке известно общее площадное и пространственное положение структуры месторождения и поэтому зная, что скважина № 2584 на X разведочной линии вскрыла угольный пласт на большей глубине, чем скважина 2563, намечаем, что ствол этой скважины проходит в 200 метрах левее от шкалы превышения,т.е севернее ее (из условия задания знаем, что разведочные линии ориентированы север-юг). Для этого на горизонте 600 ставим точку, как говорилось выше, на расстоянии 200 м,т.е 2 сантиметра левее шкалы превышения и, поднимаясь выше 600 горизонта до отметки 652,3 м. т.е до абсолютной отметки устья скважины 2584 (таблица 1), находим поверхность Земли, где начато бурение разведочной скважины.

Затем, замерив на плане расстояние между скважинами № 2563 и 2584 по полученному расстоянию на горизонте +600 определяем место ствола скважины № 2563 и по абсолютной отметке ее устья обозначаем поверхность Земли в месте забурки данной скважины. Соединив две точки абсолютных отметок устьев скважин № 2563 и 2584 получаем поверхность Земли по разведочной линии Х.

После того как найден рельеф (поверхность Земли) по разведочной линии начинаем отстраивать геологический разрез. Для этого начинаем «бурить» скважину, используя данные табл. 2 и 3. Вначале от поверхности Земли откладываем вниз в масштабе (например, по скважине 2563) мощность неогеновых глин 35 метра (3,5 мм), а по второй —32м (тоже около 3,2 мм). Соединив полученные точки получаем линию нижней границы (почвы) глин неогенового возраста. Затем по данным таблицы 3 откладываем отложения каменноугольного возраста до почвы заданного (целевого) угольного пласта. По седьмому варианту по разведочным скважинам 2563 и 2584 (по табл. 3) мощность части угленосных свит каменноугольного возраста составляет соответственно 147.5 и 560.3 метров, поэтому от почвы неогеновых глин по скважине 1 вниз откладываем 1 см 1,4 мм, а по скважине 2 – 5,6 мм. Соединив полученные точки получаем линию залегания в разрезе угольного пласта. Индекс пласта (ki или другого пласта) показывается в месте разрыва пласта на разрезе . Следует помнить о том, что ранее образовавшийся (в каменноугольное время) угольный пласт, как бы упирается в почву неогеновых глин, а правильнее сказать, перекрывается, образовавшимися позже в неогеновое время, более молодыми по возрасту глинами.

Разведочные скважины при разведке угольных пластов, как правило, останавливаются бурением глубже почвы угольных пластов на 5 — 10 м.

При вычерчивании геологического разреза по разведочной линии в месте пересечения ствола разведочной скважины и угольного пласта левее ствола скважины под угольным пластом проставляется абсолютная отметка почвы угольного пласта, внизу - глубина скважины (забой) — правее ствола скважины под угольным пластом проставляется подсчетная мощность угольного пласта.

Абсолютная отметка почвы угольного пласта по скважине №2563 определяется как разница между абсолютной отметкой устья скважины (абс. отм. устья скв. – 647,8) и суммой мощностей неогеновых глин (35 м) и каменоугольных отложений до почвы целевого пласта (147,5) т.е

Абс. отм. почвы пласта = 647,8- (35+147,5) = 465,3 м

Глубина (забой) скважины № 2563 с учетом глубины перебурки угольного пласта в 5 м, будет равна сумме мощностей неогеновых глин и каменоугольных отложений с учетом, указанной выше, пере­бурки почвы пласта, а именно:

35+147,5+5=187,5м

Геологический разрез считается полностью вычерченным после оцифровки шкалы превышения с обоих сторон разреза, подписания значений абсолютных отметок устья скважин и расстояний между скважинами под разрезом и ориентации по странам света Север и Юг, начальные буквы которых, проставляются выше линии поверхности Земли над шкалой превышений (см. рис. 8)

Так как было показано выше, отстраиваются геологические раз­резы по X и XX разведочным линиям, на которых нет разрывных на­рушений.

Разница в построении геологического разреза по разведочной ли­нии XV от разрезов построенных по разведочным линиям X и XX за­ключается в том, что по разведочным скважинам 2656 и 2655 уголь­ный пласт встречается дважды (что бывает при взбросе), поэтому не­обходимо значения мощностей отложений каменноугольного возраста по скважинам отложить дважды от

почвы неогеновых глин и соеди­нить верхнее положение почвы угольного пласта по одной скважине с верхним положением почвы угольного пласта по другой скважине. С нижним положением угольного пласта в двух скважинах следует по­ступить также. От места соединения верхнего и нижнего крыльев пла­ста после окончания (затухания) взброса, пласт без разрыва идет еди­ным пластом по линии, являющейся продолжением линии плоскости смесителя взброса, которая делит образовавшийся от раздвоения пла­ста «ласточкин хвост».

Теоретические предпосылки: Пространственное положение угольного пласта отстраивается по кровле или почве его используя абсолютные отметки пласта по кровле или почве. Это по существу подземные горизонтали пласта, которые знакомы студентам из школьной программы» по географии, где изображалось сечение воз­вышенностей или пониженных форм рельефа. В данной работе нахо­дится линия пересечения плоскости пласта с плоскостью того или иного горизонта принятого в зависимости от масштаба построения и изображаются в виде линий равных отметок спроектированных на го­ризонтальную плоскость. В зависимости от условий накопления расти­тельных остатков обусловленного тектоническим и гидрохимическим режимом угленакопления, изменяется не только порядок чередования угольных пачек и породных прослоев, но и мощность, составляющих угольный пласт слоев. В связи с этим для определения качества (пре­жде всего зольности угольных пластов) отстраивается структурная колонка пластов в определенном масштабе зависящем от общей мощ­ности угольного пласта. Зольность пласта - это количество негорючей части пласта (%), которая зависит от мощности и зольности состав­ляющих угольный пласт угольных пачек и породных прослоев между ними. В зависимости от указанных величин определяется мощность пласта, включаемых в подсчет запасов. Земность угольных пачек и породных прослоев включаемых в подсчет балансовых запасов не должна превышать 40% для каменных углей.

Рис. 10 Геологический разрез по разведочной линии X

Для построения гипсометрического плана угольного пласта, вна­чале найдем на разведочной линии X местоположение точек пересечения поверхности почвы угольного пласта с линией го­ризонте», или иначе изолиний угольного пласта, т.е. точки б, в, г, д. е, м. к. я. Для этого на разрезе спроектируем, указанные выше точки на горизонтальную плоскость (на линию горизонта ± 0) и обозначим проекции точек соответственно б¹, в¹, г , д , е , и¹. Проек­цию выхода пласта под неогеновые глины (наносы) соответственно обозначим а¹. Проекцию стволов разведочных скважины 2563 и 2584 на горизонт ± 0 обозначим соответственно 0 и С. Так как план распо­ложения разведочных скважин представляют собой гори­зонтальную плоскость, на которую спроектированы приведенные раз­ведочные скважины, мы вправе точки изолиний угольных пластов с разведочной линии перенести на план расположения скважин. Для этого достаточно, замерив расстояние точек а,6, а,г,д ,е,н^! от точек 0 и С на горизонте ± 0 с разведочной ли­нии X , перенести на линию разведочной линии X, на план, на который расположены скважины 2563 и 2584.

Затем, последовательно найдя аналогичные точки изолиний поч­вы пласта на соседних разведочных линиях и соединив линии равных отметок, получим гипсометрический план угольного пласта.

На геологическом разрезе XV (скважины 2656 и 2655) на котором • скважинах встречено разрывное нарушение (взброс), угольный пласт встречается дважды и поэтому точки изогипс пласта на разрезе тоже встречаются дважды. Для увязки изогипс пласта нам необходимо определить какое крыло поднято, а какое опущено.

Допустим, что плоскость сместителя взброса падает на запад под углом 30°. Нам известно, что разведочные линии ориентированы с се­вера на юг, т.е. вкрест простирания угольных пластов. Если мы по­строим геологический разрез по скважинам 2656 и 2655 по простира­нию, т.е. с запада на восток, то на них (разрезах) мы увидим не только какая ветвь пласта является поднятой или опущенной, но и положение линии (точки на разрезах) среза пласта а также, с каким соседним геологическим разрезом следует увязывать изогипсы пласта.

Скважина 2656 вначале на отметке 428,9 вскрывает почву верхнего крыла пласта, а глубже, после разрывного нарушения, на отметке 376,2 встречает почву того же пласта. Сориентировав ли­нию геологического разреза по скважинам 2656 и 2655 с запада на восток и построив в том же масштабе, разрез что и геологический раз­рез по разведочной линии XV, а также гипсометрический план увидим на каком расстоянии от скважин 2656 и 2655 находятся верхний и нижний срезы пластов (1\ и /₂) в зависимости от угла падения плоско­сти сместителя и вертикальной амплитуды (Hi и Н₂) разрывного на­рушения.

Геологические разрезы по скважинам 2656 и 2655,

ориентированные по простиранию угольных пластов.

Угольный пласт от геологического раз­реза X на западе без разрыва простирается до скважины 2656 и 2655, а затем на расстояниях 1\ и /₂ восточнее соответствующих разведочных скважин срезается разрывным нарушением, а нижнее крыло срезанное западнее, указанных выше скважин, продолжается на восток до разве­дочной линии XX.

В связи со сказанным выше, отложив отрезки 1\ и /₂ восточнее и западнее скважин 2656 и 2655, а также отложив южнее скважины 2655 точку , где соединяются верхняя и нижняя ветви угольного пласта можно построить проекцию верхнего и нижнего среза пласта на гипсометрическом плане. Проекция верхнего среза пласта обозна­чается штрих - пунктирной линией с точками, нижняя - крестиками вместо точек.

Затем, отложив на линии разведочной линии XV точки изогипс снятые с разреза XV по верхней ветви пласта и соединив плавной линией точки с равными отметками найденными на линии разреза X и доведя их до верхнего среза (восточнее скважин 2656 и 2655), получим гипсометрию поднятой части пласта.

После этого находим точки изолиний кратные 100 м по нижней (опущенной) части пласта на линии разрезе XV, соединяем их с тако­выми на линии разреза XX (находятся по аналогии с разрезом X) плавными линиями, в результате чего отстраивается гипсометрия опущенного блока угольного пласта.

Структурные колонки угольных пластов показывают характер пе­реслаивания угольных пачек (чистой угольной массы, слоя), пород­ных прослоев и слоев углистой массы (углистых или слабоуглистых аргиллитов) и их мощности. Отстраиваются структурные колонки угольных пластов возле скважин, вскрывших данный пласт, на гипсо­метрических (подсчетных) планах и планах горных работ на угольных шахтах в масштабе 1 : 20 или 1 : 50 в зависимости от мощности уголь­ных пластов. Ширина структурной колонки, как правило, берется рав­ной 7 мм . На подсчетных планах слева от структурной ко­лонки подписывается мощность породных прослоев, справа - мощ­ность угольных пачек.

По структурным колонкам угольных пластов отстроенных на раз­личных участках (ядро, крылья, замок и т.д. складки) месторождения (шахтного поля) видно изменение строения угольного пласта в преде­лах изучаемой геологической структуры.