Домашнее задание

1. По заданным геологическим разрезам по линиям I-I¹ , II-II¹ и III-III¹ построить геологическую карту и нормальную стратиграфическую колонку (рис.2.2).

2. Разъяснение к выполнению всех домашних заданий:

• Домашнее задание выполняется на ватмане формата А-4 или А-3.

• В верхней части листа делается надпись "Практическая работа №....".

• Ниже записывается тема домашнего задания.

• В правом нижнем углу указывается группа и фамилия студента.

• Все работы выполняются с учетом указаний, изложенных в текстах практических работ.

Практическая работа №3

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ РАЗРЕЗОВ И

ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ КАРТЫ ПО ДАННЫМ БУРОВЫХ СКВАЖИН

Цель работы: Приобретение опыта анализа результатов бурения и практического их использования для подготовки основных геологических материалов по шахтному полю.

Основные понятия

Ведущим техническим способом разведки месторождений твердых полезных ископаемых является бурение колонковых скважин. Оно характеризуется относительной быстротой производства работ и достаточно высокой точностью получаемых результатов.

Буровая скважина представляет собой горную выработку цилиндрической формы малого диаметра (в основном от 30 до 250 мм) и большой глубины (нередко более 2000 – 2500 м), которая может проходиться под любым углом к горизонту с поверхности Земли или из подземных выработок. Геологическая документация колонковой буровой скважины опирается на изучение поднятого по интервалам бурения керна, т.е. колонки выбуренных горных пород. По окончанию производства буровых работ выполняются геофизические исследования ствола скважины. По результатам буровых и геофизических исследований составляется сводный геологический разрез по оси скважины в масштабе 1:500 – 1:1000, в котором приводятся технический разрез скважины, геолого-литологическая колонка в условных обозначениях с указанием мощности пластов и углов падения, гидрогеологические сведения и др.

Документация буровых скважин широко используется при построении геологических разрезов, геологических карт, стратиграфических колонок.

Порядок выполнения работы

Освоение методики предусматривает выполнение построений в рабочей тетради. Они производятся в следующем порядке:

1. У нас есть план участка шахтного поля масштаба 1:2000, на котором расположены буровые скважины с номерами от 1 до 7 и их геолого-литологические колонки в масштабе 1:1000 (рис.3.1). Необходимо перенести в рабочую тетрадь контур плана участка шахтного поля с расположенными на нем буровыми скважинами и плоскостями сместителей, а также геолого-литологические колонки без изменений. Над контуром плана участка делаем надпись «Геологическая карта участка шахтного поля», ниже «Масштаб 1:2000» (рис.3.2).

2. Через скважины 1-7-2, 3-4 и 5-6 на геологической карте проводим линии геологических разрезов I-I¹, II-II¹ и III-III¹ (рис.3.2). По линиям I-I¹, II-II¹ и III-III¹ нам необходимо построить геологические разрезы, для чего в тетради под картой проводим три горизонтальные линии поверхности земли, равные по длине линиям разрезов на плане участка. Над каждой горизонтальной линией делаем надпись «Геологический разрез по линии» и указываем конкретный номер линии. Ниже пишем «Масштаб 1:2000» (рис.3.2). Масштабы геологических разрезов должен соответствовать масштабу геологической карты. Расстояние между словом масштаб и горизонтальной линией обязательно должно составлять 0,5-1 см. Это требование необходимо для выполнения последующих построений. У концов отрезков проставляем их ориентировку относительно сторон света. Выбор правильной ориентировки относительно сторон света описан в практической работе №2. Ориентировку располагаем на одном уровне с обеих сторон линии разреза, вне площади разреза. С боков линии разрезов ограничиваем вертикальными линиями. На каждой левой вертикальной линии наносим шкалу глубин в масштабе геологической карты (в нашем случае 1 см соответствует 20м глубины) и проводим горизонтальные уровенные линии через каждый сантиметр.

3. К линии разреза I-I¹ на геологической карте прикладываем лист бумаги (полоску бумаги) и отмечаем на ней точки расположения устьев буровых скважин 1, 7 и 2. На листе бумаги (полоске бумаги) возле каждой точки (засечки) записываем номер скважины. Данные, перенесенные с геологической карты на лист бумаги, необходимо перенести на геологический разрез. К горизонтальной линии поверхности земли геологического разреза по линии I-I¹ прикладываем лист бумаги в соответствии с ориентировкой по сторонам света. Возле каждой точки, перенесенной с полоски бумаги, выше горизонтальной линии пишем номера скважин. Таким же образом переносится информация с геологической карты на геологические разрезы по линиям II-II¹ и III-III¹.

4. Из устьев скважин на геологических разрезах проводим вертикальные линии (оси скважин), равные глубине скважин. Глубина скважины по ее оси ограничивается горизонтальной черточкой, показывающей положение забоя скважин. Поскольку по заданию масштаб геолого-литологических колонок буровых скважин равен 1:1000 (рис.3.1), а вертикальный масштаб разрезов - 1:2000, то, следовательно, глубину скважин необходимо уменьшить в два раза.

5. Затем по каждой скважине на геологических разрезах на их оси переносим сведения с геолого-литологических колонок в масштабе, принятом для разреза. Возле каждого пластопересечения тонким карандашом записываем индекс пласта, а возле точки подсечения скважиной плоскости сместителя – сделать пометку - разрывное нарушение. Эти записи являются вспомогательными.

6. Рассмотрим геологический разрез по линии I-I¹. Буровая скважина №1 пересекла угольные пласты l₅, l₄, известняки L₅ и L₄, буровая скважина 7 - угольные пласты l₄ и l₃, известняк L₄; буровая скважина 2 - угольный пласт l₃ и известняк L₃. Находим одноименные пласты, перебуренные вышеперечисленными скважинами. Это угольный пласт l₄ и известняк L₄ (скважины 1 и 7), угольный пласт l₃ (скважины 7 и 2). Соединив точки подсечения скважинами одноименных пластов прямыми линиями и продлив их до границ геологического разреза, мы определяем местоположение угольных пластов l₄, l₃, и известняка L₄ в его плоскости. На данных линиях делаем разрыв и записываем соответствующие индексы пластов. Условные обозначения угольных пластов и известняков должны соответствовать горно-графической документации (ГОСТ 2.850-75 – ГОСТ 2.857-75). Через остальные пластопересечения, произведенные буровыми скважинами 1 и 2 лишь один раз (угольный пласт l₅, известняки L₅ и L₃), проводим линии параллельные угольным пластам l₄, l₃, и известняку L₄. Определим угол падения пород в плоскости разреза с помощью транспортира. Он равен 40⁰.

7. Рассмотрим данные по буровым скважинам 3 и 4, расположенным в плоскости геологического разреза по линии II-II¹. Скважина 3 перебурила угольные пласты l₅ и l₄, известняки L₅ и L₄; скважина 4 – тектоническое нарушение и известняк L₃. В данном случае у нас есть только одна точка пересечения тектонического нарушения, что не дает нам возможности определить его местоположение в плоскости геологического разреза. Для решения данного вопроса необходимо построить геологический разрез по линии III-III¹.

8. Буровые скважины 5 и 6, расположенные в плоскости геологического разреза по линии III-III¹ перебурили:

• скважина 5 – известняки L₆, L₅, L₃, угольный пласт l₄ и тектоническое нарушение;

• скважина 6 – угольный пласт l₃, тектоническое нарушение и известняк L₃.

9. Две точки пересечения тектонического нарушения буровыми скважинами на разрезе III-III¹ соединим прямой линией, продлим ее до границ геологического разреза. Определим местоположение тектонического нарушения в плоскости геологического нарушения и угол падения тектонического нарушения в плоскости геологического разреза. Он равен 17⁰.

10. Так как залегание пород карбона на участке шахтного поля моноклинальное, то через все пластопересечения по скважинам 5 и 6 на геологическом разрезе по линии III-III¹, проводим прямые линии под углом, равном углу падения пород на геологическом разрезе по линии I-I¹ (40⁰). Затем каждую линию разрываем и записываем индекс соответствующего пласта. Таким образом, мы определили местоположение известняков L₆, L₅, L₄, L₃ и угольных пластов l₄ и l₃ в плоскости геологического разреза по линии III-III¹, но в разных крыльях. Из полученных построений мы можем сделать вывод, что данное геологическое нарушение является сбросом.

11. Для дальнейших построений мы возвращаемся к геологическому разрезу по линии I-I¹. Выше угольного пласта l₃ залегают: известняк L₄, угольный пласт l₄ известняк L₅ и угольный пласт l₅, ниже – известняк L₃. Измеряем расстояние между пластами по нормали и переносим эту информацию на геологический разрез по линии III-III¹, как на висячее, так и на лежачее крылья. Необходимо обратить внимание, что буровая скважина 5 пересекла известняк L₆. Измеряем расстояние по нормали между известняком L₆ и угольным пластом l₅, а затем откладываем это расстояние на геологическом разрезе по линии I-I¹ выше угольного пласта l₅. Так мы определили местоположение известняка L₆ в плоскости геологического разреза по линии I-I¹. Это же расстояние отладываем и в лежачем крыле геологического нарушения по линии III-III¹.

12. Теперь нам необходимо вернуться к геологическому разрезу по линии II-II¹. Мы знаем углы падения как тектонического нарушения, так и пластов. Через точку пересечения тектонического нарушения скважиной 4 под углом 17⁰ проводим прямую, которая определяет положение тектонического нарушения в плоскости геологического разреза по линии II-II¹. Через все пластопересения под углом 40⁰ проводим прямые линии и определяем местоположение в плоскости геологического разреза угольных пластов l₅, l₄ и известняков L₅ , L₄, L₃. Каждую прямую разрываем и записываем индекс пласта. В лежачем крыле геологического нарушения необходимо нанести угольный пласт l₃ и известняк L₆. Так как у нас нет никакой информации по висячему крылу (нет пластопересений маркирующих горизонтов скважиной 4), то измеряем расстояние по линии тектонического нарушения на геологическом разрезе по линии III-III¹ между угольным пластом l₃ в лежачем крыле и угольными пластами l₃ и l₄, а также известняком L₄ в лежачем крыле. Переносим эту информацию геологический разрез по линии II-II¹. Таким образом, мы построили три геологических разреза. Все вспомогательные записи необходимо удалить.

13. Для построения геологической карты к горизонтальной линии поверхности на геологическом разрезе по линии I-I¹ прикладываем лист бумаги (полоску) и методом засечек переносим точки выходов на поверхность всех пластов. Возле каждой засечки записываем индекс пласта. Затем этот лист бумаги (полоску) прикладываем к линии геологического разреза по линии I-I¹ на геологической карте (в соответствии с ориентировкой по сторонам света) и переносим информацию на эту линию. Возле каждой перенесенной точки тонким карандашом записываем индекс пласта. Данные записи являются вспомогательными. Таким же образом на геологическую карту переносим информацию с геологических разрезов по линиям II-II¹ и III-III¹.

14. Для определения направления тектонического нарушения, имеющего выход на геологической карте лишь в одной точке (точка С, разрез по линии II-II), находим его местоположение на продолжении разреза по линии III-III¹. Для этого на геологическом разрезе по линии III-III¹ продлеваем плоскость сместителя до пересечения ее с дневной поверхностью (точка В). Затем отрезок АВ откладываем на геологической карте на продолжении линии разреза III-III¹. На геологической карте точки В и С соединяем прямой линией в пределах границ участка шахтного поля (рис.3.2).

15. Соединяем одноименные точки выходов пластов на геологической карте плавными кривыми или прямыми линиями и продлеваем их до границ шахтного поля, а также до положения плоскости сместителя на дневной поверхности. Выходы пластов на дневную поверхность разрываем и в разрывах записываем соотвествующие индексы пластов. Все вспомогательные записи необходимо удалить. Таким образом, мы построили геологическую карту участка шахтного поля масштаба 1:2000.