Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Ониани, Ш. И. Тепловой режим глубоких шахт при гидравлической закладке выработанного пространства и сложном рельефе поверхности

.pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
12.01 Mб
Скачать

2) 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

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ