1. Природные условия и геоэкологическая характеристика района работ
1.1 Физико-географические условия
Лицензионный участок «Новобачатский-2» расположен на территории Беловского района Кемеровской области. Населенных пунктов на территории участка нет. Районный центр г. Белово находится в 8 км севернее участка. Близлежащие населенные пункты – поселок Новый городок, располагается в 1,5 км к северу, деревня Новобачаты, расположена в 1,5 км к юго-востоку от участка (рис. 1).[34]
Рис.1. Обзорная карта района (масштаб 1:500 000)
Район участка освоен горнодобывающими предприятиями: в 5 и 6,0 км к западу находятся соответственно шахта «Чертинская» и разрез «Бачатский»; в 8 км к северо-западу – разрез «Шестаки», в 4 км к востоку – шахта «Новая», в 10 км к югу разрез «Краснобродский», в 1км к северу – ООО «Беловский каменный карьер». Все предприятия имеют развитую инфраструктуру.
Участок находится вне водоохранных зон рек. Река Малый Ключ (водоохранная зона 50 м) протекает в 1,0 км к северо-западу от границ участка. Однако, сброс сточных вод из очистных сооружений осуществляется самотеком по закрытому коллектору в реку Большой Ключ.
В северной части участка (правобережье реки М.Ключ) располагается водозаборная скважина №5, эксплуатирующаяся Беловским водоканалом для хозяйственно-питьевого водоснабжения пос. Чертинский.
Земли в районе проектируемого участка используются в сельскохозяйственных целях (пашни, сенокосы) и находятся в границах фермерских хозяйств Петрасюка В.Я., Волосенкова В.А. и Черемных М.В., а также в фонде перераспределения администрации Беловского района.
В северо-западном направлении от участка (за Салаирским хребтом) располагаются коллективные сады. В настоящее время площадка строительства участка свободна от застройки.
1.2 Климатическая характеристика
Климат района резко континентальный с продолжительной холодной зимой и коротким жарким летом.
Средняя максимальная температура наиболее жаркого месяца – июля составляет +25,20С, средняя минимальная температура самого холодного месяца января – 22,60 С.
Период с устойчивым снежным покровом имеет среднюю продолжительность 174 – 190 дней. Средняя дата образования устойчивого снежного покрова – 4 ноября, средняя дата схода снежного покрова – 31 марта.
Повторяемость направлений ветра и штилей приведена в таблицах 1, среднемесячные скорости ветра в таблице 2.[34]
Таблица 1. Повторяемость ветров.
В течение года преобладают ветра юго-западного направления (52 %).
Таблица 2. Среднемесячная и среднегодовая скорость ветра.
Среднемесячное и годовое количество осадков принято на основании данных ГУ «Кемеровский областной ЦГМС» и представлены в таблице 3.
Таблица 3. Количество осадков, мм
1.3 Инженерно-геологические условия
Геологическое строение участка. В геолого-структурном отношении участок «Новобачатский-2» расположен в Присалаирской части бассейна, непосредственно в лежачем крыле Салаирского взброса.
В результате выполнения тематическая работа «Изученность Беловского района». в лежачем крыле Салаирского взброса было выделено несколько перспективных площадей, где возможны выхода на поверхность угленосных отложений верхнебалахонской подсерии с углями коксующихся марок.
Одним из выделенных участков является – «Новобачатский-2».
Участок «Новобачатский-2» представлен узким тектоническим блоком, ограниченным по длинной стороне с юго-запада и северо-востока зонами дробленных пород, соответственно Салаирского и «Р» взбросов. Северо-западной границей участка (по простиранию угленосной толщи) является целик под железную дорогу, юго-восточной - граница охранной зоны поселка Каменка (Новобачаты).
В строении участка принимают участие осадки верхнебалахонской подсерии нижней перми Кузбасса. Ширина угленосной толщи уменьшается с юго-востока на северо-запад от 620-540 до 272-212м (рис. 2).
Эта подсерия распространена широко в западной и юго-западной частях территории. Прилегающей к разрезу и является самой угленасыщенной частью балахонской серии. С небольшим размывом она ложится на отложения нижнебалахонской подсерии. На рассматриваемой территории она подразделяется на две свиты: кемеровскую и усятскую.
Рисунок 2. Схема строение участка.
Породы сильно дислоцированы и образуют линейные складки северо-западного направления. Верхнебалахонская подсерия от нижнебалахонской отличается более однородным составом. В основании ее лежат, главным образом, песчаники и алевролиты промежуточной свиты. Песчаники мелко-среднезернистые полимиктовые, алевролиты от мелко- до крупнозернистых темно-серых, серых, редко черных. Подчиненное значение имеют аргиллиты, углистые аргиллиты и алевролиты. Общая мощность свиты изменяется от 85 до 430 м.
В структурном отношении угленосная толща слагает от четырех до двух синклинальных и антиклинальных складок.
Литологический состав представлен песчаниками, алевролитами, аргиллитами и углями. Содержание их в разрез колеблется: песчаники - 30,84%, алевролиты – 48,9%, угли – 11,54%, аргиллиты – 0,72%. В угленосной толще участка выявлено всего 8 пластов углей рабочей мощности (0,70 м и более). Из них 6 (Внутренние IVв.п., IVн.п., IIIв.п., IIIн.п., Iв.п., Iн.п.) распространены практически на всей площади. Два пласта (II Внутренний и Нулевой) развиты только на ограниченной площади.
Кемеровская свита (P1km) представляет наибольший интерес благодаря наличию мощного пласта угля Горелого. В большей части разреза вскрыты лишь верхи свиты с пластом угля Характерным, а основной пласт Горелый пробуренными скважинами не подсечен. Свита сложена крупными пачками серых, зеленовато-серых песчаников, алевролитов, аргиллитов. Литологический состав характеризуется преобладанием песчаников над алевролитами и аргиллитами. В условиях интенсивной тектонической нарушенности и резкой фациальной изменчивости маркирующие горизонты практически не выделяются. Мощность свиты в районе изменяется в широких пределах (120–200 метров), что связано с весьма своеобразными и неустойчивыми условиями осадконакопления, типичными для всей юго-западной окраины Кузнецкого бассейна.
Продуктивные отложения участка включают пять пластов угля, принятых к подсчету запасов — I, II, III, IV Внутренние, Характерный. Характеристика пластов приведена по результатам разведочного бурения (три скважины) на 2-3 разведочной линии.
Пласт IV Внутренний — самый выдержанный пласт усятской свиты в пределах Улусской угленосной площади. В пределах проектного участка его мощность составляет 2,57 метра (по одному пластопересечению).
Строение пласта пределах Улусской площади чаще простое, иногда сложное, состоящее из двух пачек.
Пласт III Внутренний. Его мощность колеблется от 2,12 метра до 3,25 метра при средней мощности 2,6 метра. Строение пласта простое, реже состоит из двух-трёх пачек.
Пласт II Внутренний. Его мощность изменяется от 1,40 метров до 2,19 метра при средней мощности — 1,8 метра. Строение пласта в основном простое.
Пласт I Внутренний. Мощность его изменяется от 1,21 до 3,02 метра, при средней мощности - 1,96 метра. Строение сложное - состоит из двух пачек, реже простое.
Пласт Характерный. Мощность его изменяется от 2,20 до 5,52 метра при средней мощности 4,21 метра. Строение пласта сложное, иногда нижняя пачка отделяется на 2–4 метра, принимая самостоятельное значение.
Ранее выделяемая в стратиграфическом разрезе Кузбасса усятская свита (P1us) тоже слабо изучена в районе и в пределах участка. Нижней границей ее служит кровля пласта Характерного, верхняя граница не установлена и определяется современным эрозионным срезом. Мощность свиты составляет примерно 160 м. Свита сложена песчано-глинистыми породами. Ей подчинено 4-6 пластов угля рабочей мощности (пласты Внутренние I–IV).
Без видимого несогласия продуктивные отложения за пределами участка перекрываются неугленосными породами кузнецкой подсерии (P2 kz).
Четвертичные отложения имеют повсеместное распространение в районе работ и представлены покровными отложениями кедровской, бачатской и еловской свит, аллювиальных и аллювиально-делювиальных отложений речных долин и временных водотоков.
Кедровские отложения (laQI-IIkd) заполняют врезы и западины, ранее выполненные отложениями неогена и сергеевской свиты. Они имеют озерно-аллювиальный генезис и представлены суглинками голубовато-серыми, серыми, сизо-серыми. Суглинки однородные, иловатые, пластичные, иногда слоистые с растительными остатками; гидроморфными черными слабо развитыми почвами и гумусовыми прослоями. В основании свиты часто залегают линзы и прослои песчано-гравийного материала.
Мощность кедровских отложений составляет 6,0-8,0 м.
Бачатская свита (dpQII-IIIbč) прослеживается на плоских водораздельных пространствах и некрутых склонах. Отсутствуют они на крутых склонах (более 45°) водоразделов и в долинах рек. В разрезе свиты отмечаются, в основном, суглинки от светло-коричнево-палевых лессовидных до бледно-серовато-коричневых песчанистых и темно-серых комковатых с тремя горизонтами погребенных почв.
Мощность бачатских толщ составляет 15-18 м
Еловская свита (QIII-IVel) Распространена практически повсеместно. Исключение составляют лишь крутые склоны и пойменные террасы. Генезис их субаэральный и эоловый.
Представлена она суглинками легкими и супесями палево-серыми, буровато-серыми сильно карбонатизированными и обохренными. Часто в разрезе отмечаются горизонты погребенных почв мощностью 0,3-0,5 м
Аллювиальные отложения (aQIII-IV).
Имеют широкое распространение в районе, слагая долины рек и представлены образованиями первой надпойменной и пойменной террас.
Первая надпойменная терраса на левобережье р.Бол.Бачат прослеживается непрерывной полосой. Ширина ее изменяется от 50 до 800 м. Высота поверхности террасы достигает 10-15 м над урезом воды, цоколь расположен на 2-10 и ниже уреза.
Мощность русловых галечников 1-13 м, пойменно-старичного аллювия - 5-9 м.
Пойменные отложения имеют широкое распространение в долинах рек, слагая низкие и высокие пойменные террасы рек. К этому комплексу отложений следует также отнести аллювиально-делювиальные образования временных водотоков. Поймы р.р. Мал.и Бол.Бачата прослеживаются в виде непрерывных полос шириной от 100 до 1100 м. Высота низкой поймы составляет 1-3 м над урезом воды, высота поймы - 4-9 м. Цоколь погружается на глубину 0-10 м ниже уреза.
Мощность руслового аллювия 1-10 м, пойменного и старичного - 0-8 м. Поймы прислонены к аллювиальным отложениям первой террасы.
Тектоника. Описываемая площадь входит в Присалаирскую зону линейной складчатости и, являясь естественным продолжением Краснобродского месторождения, характеризуется наличием крупных напряженных складок, выдержанностью простирания структур, почти полным отсутствием участков с горизонтальным залеганием и наличием разрывных нарушений, ориентированных согласно господствующему простиранию пород.
В структурном плане проектный участок «Новобачатский 2» представляет собой дислоцированную полосу угленосных отложений, заключенную между двумя крупными тектоническими нарушениями с большой амплитудой смещения и мощными зонами дробления (Салаирский взброс и нарушение «Р» (Новобачатский взброс). Ширина полосы нарушенных пород 700–850 метров, длина около 2 километров.
Пликативная тектоника. Самыми крупными формами на участке являются: Каменская антиклиналь и синклиналь «Ж». При проведении разведочных работ возможно выявление пликативных форм второго и более высоких порядков порядка (по аналогии с более разведанным проектным участком «Новобачатский» Улусской площади).
Шарниры складок полого погружаются в северо-западном направлении. Падение крыльев складок юго-западное и северо-восточное крутое под углами 50–70°.
Дизъюнктивная тектоника. Салаирский взброс - крупное региональное нарушение, приводящее в контакт безугольные отложения нижнего карбона с угленосными осадками Улусской площади.
Местоположение Салаирского взброса достаточно достоверно установлено геолого-разведочными скважинами, вскрывшими нижнекаменноугольные известняки на ряде разведочных линий. Непосредственно на Улусской площади его местоположение чётко установлено в разрезах 130 и 161 разведочных линий. А также вскрыта его зона в разрезах 142 и 119 (2-3) разведочных линий. Нужно отметить, что зона Салаирского взброса хорошо вырисовывается в рельефе местности, образуя невысокие гряды, состоящие из устойчивых к выветриванию нижнекаменноугольных известняков.
Разлом простирается в северо-западном направлении по азимуту 310–330°, падение сместителя крутое на юго-запад. Амплитуда взброса оценивается величиной порядка 3–3,5 километров.
Нарушение «Р» (Новобачатский взброс) ограничивает проектный участок «Новобачатский 2» с северо-востока. Это крупное нарушение, приводящее в контакт на участке «Новобачатский 2» отложения нижнебалахонской и кузнецкой подсерий.
Простирание нарушения субпараллельно простиранию продуктивной толщи, участками секущее в 10–15°. Падение сместителя – 75–85° СВ, что является характерной чертой этого разрыва, т.е. отмечается обратное падение сместителя. Величина амплитуды взброса скважинами не определена, но, по видимому, меньше амплитуды Салаирского взброса и оценивается в 1000–1200 метров. В разрезах разведочных линий Новобачатский взброс характеризуется довольно мощной (до 200 м) зоной нарушенных, трещиноватых и даже мятых пород.
Дополнительно в пределах участка развиты от одного–двух до семи малоамплитудных взброса. Простирание сместителей взбросов субпараллельное с основными разломами, падение юго-западное под углами 60–70°. Амплитуда смещения – до 50 метров. [34]