Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы геологии угля и горючих сланцев. Учебное пособие
.pdf
71
Таблица 12 – Содержание благородных металлов, кобальта и никеля в горю-
Месторождение
Au
Ag
Pd
Pt
Co
Ni, г/т
Тюльганское
буроугольное
(4)*
2-4
189-462
0,19
2-6
170-470
33,00-
26,05
Домбаровское,
выветрелый ан-
трацит (5)
30-66
44-448
5-54
6-13
30-44
37,27-
2568
Чаганское, горючий сланец
(2)
3-9
65-220
0,5-1
1-4
270-530
9,54-
16,06
Садкинские ас-
фальтиты (2)
2-8
4676-
6000
0,19-5
<0,19
810
15,39
П р и м е ч а н и е - Приведены минимальные и максимальные содержания, в скоб-
ках указано число проанализированных образцов
чих полезных ископаемых Оренбургской области, мг/т
Горючие сланцы
Горючие сланцы известны на значительной части территории России и ближ-
него зарубежья: в Прибалтике, в пределах русской платформы, в Сибири и Казах-
стане. Наиболее изученными являются Прибалтийский и Приволжский бассейны.
Всего запасы горючих сланцев составляют на территории бывшего Советского
Союза 156 млрд.т, в том числе залегающих на глубине до 300 м – 71 млрд.т.
Наибольшее количество запасов – 112 млрд.т – приурочено к Северо-Восточной ча-
сти Сибирской платформы, с Прибалтийским бассейном связано 20; с Востоком
Русской платформы (Приволжский бассейн) 18 млрд.т (в РФ – 130 млрд.т).
Горючие сланцы могут быть в виде самостоятельных месторождений или в
комплексе с угольными месторождениями.
В таблице 12 приведены данные о содержании благородных металлов, кобальта и никеля в образцах горючих сланцев Чаганского месторождения Оренбургской
области, полученные автором с применением указанного выше патентованного спо-
соба.
72
Геологические запасы углей
Общие геологические запасы углей (ресурсы) мира оцениваются в 14,8 трлн.т
из них 9,4 трлн.т каменных, 5,4 трлн.т – бурых. 58 % запасов сосредоточены в Азии,
около 30 % - в Северной Америке, 12 % - на остальных континентах. Наиболее
крупными ресурсами обладают (трлн.т): бывший СССР – 6,8, США – 3,6, КНР – 1,5,
Канада – 0,55, Австралия – 0,35, ФРГ – 0,29, Англия – 0,19, Польша – 0,17, Индия –
0,12.
Из общего количества ресурсов разведанные запасы составляют – 4 трлн.т или
26 %.
Угленосные отложения занимают 15 % территории континентов, при этом
90 % площади приходится на бассейны платформенного типа.
Распределение угля в России неравномерно: в Европейской части, где живет
три четверти населения, промышленные запасы угля составляют около 7 %, в то
время как в Западной Сибири – 13 %, в Восточной Сибири – 47 %, на Дальнем Востоке – 33 %.
9 Изучение геологического строения угольных месторождений
9.1 Общие задачи и принципы геологического изучения месторождений
Промышленная значимость месторождения определяется тремя критериями:
1. Количеством полезного ископаемого.
2. Его качеством.
3. Условиями залегания.
73
Первой задачей разведки является изучение форм и размеров полезного иско-
паемого, оконтуривание участков их промышленного распространения, установле-
ние количественных параметров для подсчета запасов.
Второй задачей является полное изучение физико-химических свойств угля,
определение промышленных сортов, изучение изменения основных качеств сырья
по площади, т.к. требования к качеству угля определяют контуры промышленных
участков отдельных пластов и месторождения в целом.
Третья задача разведки – изучение горно-геологических особенностей место-
рождения: глубины залегания и морфологии угольных пластов, определение свойств
перекрывающих и вмещающих пластов угля горных пород, изучение тектоники ме-
сторождения, гидрогеологических и горно-технических особенностей.
Процесс изучения месторождения делится на три стадии: поисковая, предва-
рительная и детальная.
Перед поисковой стадией делается геологический прогноз, основанный на
общих представлениях об истории формирования изучаемой территории, обосновы-
вается аналогия образования предполагаемых месторождений с известными. При
этом изучаются естественные и искусственные обнажения.
В процессе поисковой стадии работ изучением охватываются значительные
площади, границы которых определяются стратиграфическими, литологическими и
тектоническими предпосылками возможного наличия промышленной угленосности.
При изучении используются результаты геологической съемки и расположенные по
редкой сети, в случае необходимости, горные выработки (шурфы, колонковые сква-
жины и т.д.).
В результате поисковых работ, с определенной долей условности, определя-
ются контуры месторождения. Объем и характер поисковых работ должен быть до-
статочным для обоснованного заключения о наличии или отсутствии в районе работ
промышленной угленосности. Необходимо хотя бы в единичных вскрытиях уголь-
ных пластов с рабочей толщиной, получение приближенных данных о степени угле-
насыщенности разреза, качестве углей, возможных размерах распространения про-
мышленной угленосности по площади и на глубину.
74
Для этой цели на поисковой стадии выполняется минимально необходимый
объем горно-разведочных и буровых выработок, располагаемых на линиях вкрест
установленному по обнажениям или единичным выработкам простирания пород при
крутом их залегании, или по квадратной сети при залегании горизонтальном.
Из опыта производства поисковых работ расстояние между профилями и
скважинами на месторождениях платформенного и переходного типов принимается
обычно от 1 до 3-4 км, на месторождениях геосинклинального типа – 0,5 км.
По результатам поисковых работ составляется геологическая карта месторож-
дения или поисковой площади в масштабах 1:10000 или 1:25000.
На карту наносится положение выходов под покровные отложения угленос-
ных свит, выявленные разрывные нарушения и элементы пликативных структур.
Карта сопровождается геологическими разрезами и литолого-стратиграфическим
профилем.
Обработанные материалы служат основой выводов о перспективах выявлен-
ного месторождения и характеристики наиболее благоприятных участков, на кото-
рых следует в первую очередь проводить разведочных работ. Устанавливается об-
щая и рабочая угленасыщенность наиболее перспективной части разреза, произво-
дится подсчет запасов угля, обычно по категории С2, реже С
.
1
Непременным условием проведения поисковых работ является комплексность
– т.е. оценка данных о наличии в районе работ других полезных ископаемых, таких
как бокситы, каолины, огнеупорные глины, стекольные пески и др.
Предварительная разведка
В результате предварительной разведки должны быть установлены:
1. Промышленная значимость месторождения.
2. Общие закономерности в изменении морфологии угольных пластов и качества
углей, а так же сложности тектоники месторождения.
3. Относительная ценность для промышленного освоения отдельных частей ме-
сторождения, наиболее благоприятные для разработки участки.
75
Для решения этих задач разведочные выработки закладываются на оценивае-
мой площади равномерно при горизонтальном или пологом залегании продуктив-
ных пластов. При этом применяется квадратная, прямоугольная или ромбическая
сетка с расстояниями между выработками 1000 – 1200 м. Для месторождений более
сложного строения плотность сети скважин или профилей составляет 500 – 800 м.
Для месторождений геосинклинальных областей плотность и система заложе-
ния горных выработок определяется исходя из конкретных условий залегания тол-
щи, но, как правило, не более 500 м.
Результаты предварительной разведки должны создать достаточно определен-
ные представления о степени выдержанности угольных пластов, их тектонической
сложности, промышленной ценности углей.
Эти представления необходимы для решения вопроса о целесообразности
производства дальнейших разведочных работ и для проектирования детальной раз-
ведки.
Предварительная разведка должна обеспечить принципы способа разработки
месторождения, определение масштабов возможной угледобычи, и сложностей гор-
но-геологических условий эксплуатации. Оценка запасов угля производится, в основном по категории С, реже – категории – В.
Детальная разведка
Планирование и производство детальной разведки осуществляется в тесной
увязке с результатами предварительных работ.
Основной целью детальной разведки является создание геологической основы
для проектирования строительства горнодобывающих предприятий.
Проводимые на стадии детальной разведки работы уточняют данные, полу-
ченные в результате предварительного изучения. Необходимая плотность разведоч-
ной сети определяется тектоническими особенностями и характером угленосности,
то есть количеством пластов и степенью выдержанности.
76
Расстояние между разведочными выработками сокращается, по сравнению с
предварительной стадией, в 2 раза, то есть до 500 – 600 м для месторождений про-
стого строения и до 250 и менее метров на месторождениях геосинклинального ти-
па.
При разведке многопластовых месторождений выбор расстояния между выра-
ботками при детальной разведке обосновывается на той группе пластов, которая за-
ключает основные запасы углей.
Запасы угля при детальной разведке оцениваются чаще всего по категории
В+С, при простом строении месторождения выделяются участки с запасами катего-
рии А.
При наличии сопутствующих полезных ископаемых должна быть установлена
их промышленная значимость. К ним относятся: бокситы, фосфориты, железные ру-
ды, апатиты, а также редкие элементы, такие как уран, германий, галлий.
Угольные месторождения разрабатываются шахтным или открытым способа-
ми. Глубина шахт в Донбассе – фактическая 600 – 800 м, проектируется разработка
пластов на глубине 1200 – 1400 м, в Кузбассе и других бассейнах 300 – 600 м.
Открытым способом разрабатываются месторождения с горизонтальным и
пологим залеганием пластов. Предельная глубина выработок колеблется от десятков
метров до нескольких сотен: Кузбасс – была 100 м, затем 250 – 300 м, проектируется
до 600 м, на других бассейнах 150 – 300 м.
Определяющим показателем является коэффициент вскрыши, то есть количе-
ство пустой породы, приходящиеся на 1 т угля. Он колеблется от 10 до 30 м3/т.
9.2 Вопросы и упражнения
1. Укажите критерии, определяющие промышленную значимость место-
рождения.
2. В чем заключаются первая и вторая задачи разведки?
77
3. Сформулируйте третью задачу разведки.
4. Перечислите стадии изучения месторождения. Какие необходимые виды
работ предусматривает каждая стадия?
5. Что такое геологический прогноз?
6. Перечислите виды работ, предусмотренные поисковой стадией (разли-
чие между профилями и скважинами, масштаб карт, что наносят на них,
подсчет запасов по категориям).
7. Что является непременным условием проведения геологических работ?
8. Перечислите виды работ, предусмотренные предварительной разведкой.
Что должно быть установлено в ходе проведения предварительной разведки?
10 Технические средства разведки месторождений
При поиске и разведке угольных месторождений применяются: геологическое
картирование, комплекс наземных геофизических исследований, горно-разведочные
выработки и колонковое бурение скважин, сопровождаемое каротажными исследо-
ваниями.
10.1 Детальное геологическое картирование
Производится в масштабе 1:110000 или 1:25000 на базе геологических карт
мелких масштабов 1:500000 или средних масштабов 1:100000, 1:200000.
В полевых условиях изучаются выходы коренных работ в угольных пластах на
поверхность, в случае необходимости осуществляется проходка мелких горных вы-
работок и скважин. Полученные данные дают ценный материал для изучения при-
78
поверхностных частей месторождений и прогноза распространения угленосных от-
ложений по площади и на глубину. При значительной мощности покровных отло-
жений для получения необходимого количества точек наблюдения бурятся струк-
турные скважины.
Составляемые геологические карты сопровождаются комплексом специализи-
рованных карт: геоморфологических, гидрогеологических, рельефа поверхности уг-
леносных образований. Методика проведения картирования регламентируется спе-
циальными инструкциями.
10.2 Геофизические исследования
Большую ценность имеют наземные геофизические исследования, основанные
на изучении физических характеристик горных пород, слагающий угленосный ком-
плекс.
При поиске и разведке на уголь используются электро-, грави-, сейсмо-, магниторазведочные методы, а также эманационная съемка.
Основой электроразведки является дифференциация горных пород по элек-
трическому сопротивлению и диэлектрической проницаемости. Вертикальное элек-
трозондирование (ВЭЗ) позволяет установить мощность покровных отложений,
провести картирование рельефа подстилающих угленосную толщу пород при поло-
гом, до 15° залегании. При более крутом залегании пород приводится так называе-
мый метод электропрофилирования, он может быть использован при мощности покровных отложений не более 20 м.
Электромагнитное профилирование основано на различии электромагнитных
свойств геологических объектов и используемых полей. При поисках и разведке ме-
сторождений антрацита и графита на глубинах до 300 – 500 м применяют метод
естественного электрического поля.
79
Гравиразведка эффективна при наличии существенного и достаточно посто-
янного в пределах изучаемой площади различия в плотности пород, которая служит
единственным физическим параметром пород и руд, участвующим в создании ано-
малий силы тяжести.
Для разведки угольных месторождений метод применяется для определения
границ бассейна, для поисков отдельных месторождений и пластов угля.
Гравиметрическими методами прослеживаются выходы только мощных
угольных пластов при небольшой толщине покровных отложений (до 35 м).
Магниторазведка используется при наличии пород, обладающих магнитными
свойствами, в частности для выявления и оконтуривания тел изверженных пород и
«горельников».
Эманационная съемка используется для выявления и прослеживания в плане
разрывных нарушений, по которым может происходить выделений эманаций радо-
на, актинона и др. Измерение концентрации эманаций производится в подпочвенном и почвенном воздухе.
Сейсмические методы основаны на регистрации скорости упругих колебаний,
вызванных искусственным способом.
Наличие в разрезе отражающих сейсмических границ позволяет расчленить
толщу пород, выявить и проследить структурные формы и разрывные нарушения.
Ограничением для проведения сейсморазведки могут служить сейсмические помехи
в виде землетрясения или толчки.
При всех видах наземных геофизических исследований, данные должны быть
получены при помощи соответствующей аппаратуры аномалии перечисленных вы-
ше свойств пород.
В результате формируется представление о геологическом строении района
исследований и перспективах угленосности.
80
10.3 Горно-разведочные выработки
При разведке угольных месторождений используются горно-разведочные вы-
работки. Их проходка связана с большими затратами средств и времени. Гидрогео-
логические условия часто создают непреодолимые условия для их применения. Вы-
работки используются также для прослеживания угольных пластов на выходах под
покровные отложения, для определения границ зон выветривания и окисления угля
и для отбора крупных технологических проб и др.
Опробование углей проводится с целью определения их марки и технологиче-
ской группы, получения характеристик качества угля и геохимических исследова-
ний. Отбор проб в горных выработках производится бороздовым, валовым, штуф-
ным и точечным способами. Опробование завершается подготовкой проб для техни-
ческого анализа и геохимических испытаний. Последние проводятся специально ре-
гламентированными методами. Особое внимание уделяется пробоподготовке при
определении микрокомпонентов благородных металлов, присутствующих в углях и
других твердых горючих полезных ископаемых. В этом случае можно рекомендо-
вать способ разложения проб при определении благородных металлов в углероди-
стых породах (Панкратьев, Пономарева, патент РФ № 2409810).
Горные выработки делятся на поисковые и разведочные (рисунок 3). Поисковые выработки не глубокие, это расчистки, закопушки, шурфы, канавы, дудки.
Разведочные выработки, кроме перечисленных выше, могут включать разведочные шахты, штольни (горизонтальная с выходом на дневную поверхность).
Горно-разведочные выработки дают представительный материал о морфоло-
гии угольных пластов, физических свойствах углей и вмещающих пород, условиях
их залегания, поэтому должна быть обеспечена полная и объективная их геологиче-
ская документация.
В документах отражается мощность и расчлененность угольного пласта, осо-
бенности тектоники и горно-геологических условий угленосной толщи, характери-
стика углей, степень их выветрелости и другие показатели. Производится отбор
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]