книги из ГПНТБ / Ониани, Ш. И. Тепловой режим глубоких шахт при гидравлической закладке выработанного пространства и сложном рельефе поверхности
.pdf2) исследовать влияние рельефа поверхности, анизотрон- И'Оста и формы залегания пород на естественное распределе ние температуры в недрах;
3)построить профили геотампературного поля по харак терным стратиграфическим разрезам и с учетом ВЛИЯНИЯ фор мы залегания пород и рельефа поверхности определить реаль ное температурное поле месторождения;
4)разработать теоретические основы теплообмена между •гадравлнческой закладкой, угольным и породным массивами
при различном начальном распределении температуры в сис теме;
5) изыскать способ и вывести упрощенные зависимости приближенного аналитического расчета температурного поля угольного массива при 'Одностороннем контакте с закладкой и сложном «ачальном распределении температуры;
6) исследовать температурное поле угольного массива, всей системы в целом и определить распределение температу ры по поверхности обнажения очистной выработки при раз
ных |
вариантах |
последовательности отра|ботки наклонных |
слоев |
и пачек |
угольной толщи; |
7) провести вариантный тепловой расчет одной из строя щихся шахт месторождения, оценить влияние гидравлической закладки на тепловой режим глубоких шахт и разработать практические мероприятия по максимальному использованию энергии холода заложенного материала дл,я улучшения теп лового режима глубоких шахт.
Необходимо отметить, что четыре последние задачи, ка сающиеся влияния гидравлической закладки на тепловой ре жим глубоких шахт, имеют тесную, органическую связь с пер выми тремя, без предварительного решения которых невоз можно получить количественное, конкретное решение осталь ных задач, т. е. нельзя достигнуть поставленной цели. Так, например, влияние •гидравлической закладки на тепловой ре жим глубоких шахт, как это доказывается в работе, в значи тельной степени зависит от температуры и тепловой активно сти прилегающих массивов угля и породы, а естественное теп ловое состояние угленосной свиты — от неровности рельефа по верхности, формы залегания и анизотропности горных пород.
10
Поэтому монография представляет изложение лоследователь-
.ного решения перечисленных выше задач. |
|
Исследования проводились в Институте |
горной механи |
ки им. Г. А. Цулукидзе АН ГССР. Данное |
направление .в |
1960 г. было намечено академиком АН ГССР А. А. Дзидзигури, который и осуществлял научное руководство над рабо
той, до конца 1964 |
года. В этот период автор |
являлся ответ |
||
ственным исполнителем, а с |
начала |
1965 года |
руководителем |
|
и исполнителем |
.работ. |
|
|
|
riipiH выполнении работ |
автора |
(Консультировал академик |
||
АН УССР А. Н. Щербань. |
|
|
|
В исследованиях в равное время принимали участие: Р. А. 'Оарычев (определение таплофизических свойств горных по род, углей, закладочных материалов), Т. О. Лацабидзе (проведение шахтных наблюдений, моделирование стратигра фических разрезав, выполнение вариантных тепловых расче тов), О. И. Стуруа, О. А. Гваоалия, Г. К. Канделаки (обра ботка опытных данных и оформление графического материа ла) .
Вышеуказанным лицам автор выражает глубокую приз нательность.
Ч А С Т Ь П Е Р В А Я
ГЕОТЕРМИЯ ТКИБУЛИ-ШАОРСКОГО КАМЕННО УГОЛЬНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Г Л А В А I
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТОРОЖДЕНИЯ
§ 1. Общие сведения
Т.юнбули-Шаорокое 'каменноугольное месторождение, яв- л.ягощееся основным угольным бассейном /Грузинской ССР,, расположено в Западной Грузин, к северо-востоку от г. Кута иси.
Накеральаки'М хребтом месторождение делится на две ча сти: на собственно Ткибульокое месторождение и Шаорокую угленосную площадь. Ткибульешш район месторождения пред ставлен котловиной с абсолютными высотами 500—900 м, ок руженной с двух сторон скалистыми обрывами Накеральокого кряжа (рис. 1).
Ткибульокая часть месторождения делится на три про- мышленно-угленооных участка: Западный,. Восточный и Юговосточный, соответственно разрабатывающиеся шахтами З а падная, им. Ленина и им. Орджоникидзе. Восточный и Юговосточный участки представляют единое поле угленаисоплепия,
разделенное С а бил асурешим сбросом: [21! ]. Угольная |
толща |
||
этих участков является |
непосредственным |
продолжением |
|
угольной толщи Шаорской площади: Западный |
участок не |
||
имеет непосредственной |
связи с остальными участками |
место |
рождения и отделен от них промежуточным, безугольным уча стком (рис. 2).
Шаорская угленосная площадь представлена ллатообразной возвышенностью и нагорьем. Абсолютная отметка наибо-
12
лее высокой части иашрья достигает 1900 ж. Низменная часть имеет абсолютные отметки 1120—1125 м.
Таким образом, Ткибули-Шаорокое каменноугольное ме сторождение характеризуется чрезвычайно сложным релье фом поверхности (рис. 1).
Шаорокая угленосная площадь разделена та три геоло гически обособленных участка: Центральный, Мухурокий
Рис. 1. Схематическая карта поверхности месторождения
(распол.ожанный ниже Сабилаеургакого (сброса) a-i участок з а Мохвараульским сбросом. На этой площади в настоящее время выделены три промышленно-угленосных участка: Вос- точяый-2, Запа|дный-2 и Центральный. В настоящее время за канчивается строительство шахт, разрабатывающих первые два участка. Кроме того, намечается строительство крупней-
13
«
w Ероницо подсчёта З&хзсоЬ
Fto/ioiopa *6е.Эо*мыщ
Рис. 2. Схематическая геологическая карта месторождения
шей в республике .глубокой шахты для .разработки Нейтраль ного участка (рис. 2) и шахты «Орджоники'Дзе-2».
Шаорокая угленосная площадь характеризуется значи тельной глубиной залегания угольной толщи. В южной и юго-восточной частях района она колеблется в пределах 600— 900 м, а на Центральном участке глубина залегания уголь
ной |
толщи достигает 1200—1600 т от поверхности. Очистные |
и подготовительные выработки строящихся в настоящее вре |
|
мя |
шахт Комсомольская и Запарная-2 с самого начала экс |
плуатации будут залегать на глубине 1000—>1100 м. |
|
|||
§ 2. Литолого-стратиграфическая характеристика |
района |
|||
П о р ф и р и т о в а я |
с в и т а . |
В |
основании стратиграфи |
|
ческого разреза района |
залегают вулканогенно-оеадочные по |
|||
роды порфиритовой свиты байоса. |
В |
окрестностях |
Ткибулк |
|
мощность обнаженной |
верхней части |
этой свиты |
достигает |
1000 м [36]. Общая же мощность свиты составляет 3000 — 35О0 м. В пределах Шаорстой площади лорфиритовая свита не обнажается и, находясь стратиграфически значительно ни же угольной толщи, разведочными скважинами не затраги вается.
С в и т а л и с т о в а т ы х |
с л а н ц е в . |
Кверху порфирито- |
|
вая свита постепенно переходит в свиту листоватых |
сланцев |
||
и вследствие этого граница |
между ними |
является |
условной |
Рис. 3. Стратиграфический разрез месторождения (по Г—Г, рис. 4)
15
(,р'ис. .3). Листоватые сланцы считаются типичными предста вителями озерных отложений [36]. О.ни преимущественно со стоят из глинистых сланцев темных тонов с листоватой от дельностью, в которых встречаются маломощные слои.слюди стых, кварцевых и реже аркозовых песчаников.
Переход листоватых сланцев в угольную толщу также является постепенны*!. Условная мощность свиты составляет •I00—-140 м. Как и порфиритовая свита, листоватые сланцы на шаорской площади не обнажаются и разведочными скважи нами не вскрываются. Свиту листоватых сланцев относят к •батогому ярусу.
У т л е . н о е н а я с .в и та, также датируемая батом, пере крывает свиту листоватых сланцев. Она дели тая на три 'части:
нижние песчаники, |
угольная |
толща, или так |
называемый |
пласт «Толстый», |
и верхние |
песчаники- |
|
Н и ж н и е п е с ч а н и к и |
преимущественно |
состоят из |
мелкозернистых зеленовато-серых песчаников и алевролитов, которые часто сменяются аргиллитами, реже туфогенными песчаниками. Мощность нижних пеочаников довольно измен
чива и |
колеблется |
в пределах 100—350 м. |
йнизу вверх |
по |
||||
разрезу |
крупность |
зерен песчаников увеличивается и около |
||||||
верхней |
границы материал, главным |
образом, |
представлен |
|||||
светло-серыми крупнозернистыми песчаниками |
[21]. В сере |
|||||||
дине подсвиты имеются непромышленные |
угольные |
пласты |
||||||
«Банный» |
и «Алексеевокий» с непостоянной мощностью |
в |
||||||
пределах |
0,5—1,5 |
м. |
|
|
|
|
|
|
У г о л ь н а я |
т о л щ а Шаорской |
площади |
представлена |
|||||
мощными |
пластами (сложного строения и |
сложной |
гипсомет |
рии (рис. 4, 5 и 9). В Ткибульоком районе месторождения, на Восточном участке, она имеет выход на поверхность на про тяжении около двух километров. В юго-восточном яаправле- 'нии угольная толща перекрыта пестроцветной овитой и орезана Сабилаеурским сбросом в широтном направлении. В районе Шаорской угленосной площади угольная толща везде перекрыта пестроцветной овитой и меловыми отложениями (рис. 3). На промежуточном участке угольная толща отсут ствует.
Ш
Угольная толща, |
мощность шторой |
колеблется от 2—3 |
до 70—80 ,м, состоит |
из большого числа |
чередующихся, невы- |
Рис. 4. Гипсометрическая карта почвы угольной толщи
держанных лачек гумусовьих и л-иптобволитовык углей, угли стых сланцев, углисто-глинистых сланцев и песчаников. От дельные литологические разности, в особенности в угольных пачках, характеризуются изменчивостью. Угли часто замеща
ются углистыми сланцами, лнптобиолитовым;и углями и |
даже |
||
глинистыми сланцами |
[21]. |
|
|
Оконтуриваиие угольной толщи еще не закончено. |
Она |
||
условно делится |
на ряд |
угольных пластав (рис. 5). |
|
В е р х н и е |
п е с ч а н и к и , залегающие выше угольной |
толщи, макроскопически почти ничем не отличаются от ви-Ж: них песчаников. В самой нижней чести разреза они представ лены .грубозернистьими песчаниками с большим (количеством линз конгломератов. Выше крупность зерен уменьшается и в
средней и верхней частях ПОДОБИТЫ породы претмуществен-- но состоят ,нз мелкозернистых песчаников и аргиллитов. Мощ ность этой (подсвнты колеблется от 3—5 до 120—130 м.
П е е т р о ц в е т я а я |
с в и т а перекрывает угленосную' |
свиту. Представлена она преимущественно разнозерниетыми! |
краено-бурьими, фиолетовыми и зелеными песчаниками и гли нами. Крупность материала увеличивается снизу вверх. В ос
новании залегают так называемые «Пучащие-» тл'чны с |
мощ |
ностью 40—100 м. О'бщая мощность .святы достигает |
800 м |
(рис. 3). Возраст ее принимается как кимеридж-татонокин. |
|
М е л о в ы е о т л о ж е н и я в центральной и западной ча |
стях 'бассейна согласно залегают над пестроцветной святой, а |
|
на восточной части перекрывают более древние |
отложения |
[21]. В нижней части разреза меловые отложения |
представ |
лены |
•крупнозернистыми кварцевыми и аркозовыми песчани- |
|
IX ЕМ и |
нижнего |
неокома. |
В |
верхних |
частях они, переслаиваясь, постепенно сме |
няются массивными, кристаллическими известняками баррема. Выше их залегают различные мергеля и мергелистые известняки апта, затем мергелистые глины альба, которые, в
свою |
очередь, перекрываются |
глауконитовыми |
песчаника - |
IMIH альбасеномана. Общая мощность меловых отложений в |
|||
пределах рассматриваемого |
района метнется |
от 300 до |
|
1000 |
м. |
|
|
Четвертичные отложения .на Шаорюкой площади не полу чили широкое распространение. Большую часть поверхности
этого |
района занимают |
коренные обнажения |
известняков, |
(рис. |
2). |
|
|
|
§ |
3. Тектоника |
j |
Район Т.'кибули-Шаорского каменноугольного месторож дения сложен домеловыми и послемеловыми окладками. Домеловые складки полностью не прослеживаются на поверх ности, а поелемелювые — выступают непосредственно на по верхность и сложены разнообразными пародами.
Основной домеловой складкой является Бзиаурская ан тиклиналь, расположенная в непосредственной близости от Тишбули, в сводовой части которой обнажены породы верхне-
• 19