2 Методическая часть

2.1 Выбор участка работ, определение первоочередных горизонтов и глубин доразведки.

Для многих угольных предприятий Донецкой области возникает резкая необходимость в доразведке вскрываемых в настоящее время горизонтов, резервных блоков и пластов. Доразведка – стадия геологоразведочных работ, которая проводится в случае необходимости расширения минерально-сырьевой базы горного предприятия.

Доразведка включает такие задачи:

1) изучение недостаточно изученных запасов отдельных блоков, горизонтов, новых пластов со степенью необходимой для обоснования капитальных затрат на вскрытие этих запасов;

2) изучение слаборазведаных запасов пластов и площадей, прирезаемых к шахтному полю, чтобы продлить срок службы шахты;

3) дополнительное изучение геологических особенностей шахтного поля.

Угольный пласт k₈ активно разрабатывался на поле шахты «Украина». Работы продвигались на восток к резервному блоку. Было принято решение провести доразведку этого участка, т.к. угольный пласт выдержанный, средней мощности (0,7–1,2м), двухпачечный, пологого залегания.

В результате предыдущей детальной разведки были выделены запасы по категориям А, В и С₁, как резервные блоки, с расстоянием между профилями 500-700м и 150-300м между скважинами для категории А, 600-800м между профилями и 300-400 между скважинами для категории В, и 800-1200м между профилями и 400-600м между скважинами для категории С_1.

2.2. Эколого-геологические работы

Предприятие оказывает значительное влияние на окружающую среду, т.к. извлекаемый на поверхность уголь и вмещающие породы, а также продукты их переработки загрязняют атмосферу пылью, сажей и газообразными токсичными выбросами. Попутно выделяющийся метан и двуокись углерода способствуют созданию негативных явлений. Кроме того, шахта использует чистую воду для противопожарных систем. Выдаваемая из шахты вода загрязнена в ряде случаев взвешенными веществами выше установленного норматива из-за отсутствия предварительной очистки в подземных условиях. Участковые водосборники заилены, а чистка их производится несвоевременно. Весьма неблагоприятно присутствие в подземных водах соединений азота – нитритов и нитратов. Они отрицательно влияют на многие органы человека: возникают заболевание органов кровообращения, дыхания, пищеварения.

Согласно проекта предусматривается колонковое и бескерновое бурение, других видов работ, влияющих на окружающую среду производится не будут. В связи с этим, проектом предусматривается проведение ликвидационного тампонажа по разделяющим толщам водоносных горизонтов, а также проведение рекультивационых работ на всех буровых площадках, в состав которых включается:

- закрытие устья скважины колпаком;

- засыпка зумфов;

- восстановление почвенно-растительного слоя.

2.3. Геолого-экономическая оценка изучаемого объекта

Исследуемый уголь относится к газовым. Пласт полого залегающий, угол падения пласта колеблется от 6 до 13°. При эксплуатации пластов применяются следующие общебассейновые кондиции:

-минимальная общая мощность при подсчете балансовых запасов углей, кондиция равна 0,60м;

-максимальная зольность для коксующихся углей - 10%.

Учитывая качество угля на оцениваемой территории, весь участок подходит под понятие «кондиционный».

Подсчет запасов каменного угля выполняется методом геологических блоков на гипсометрическом плане . Запасы подсчитаны в пределах блоков, выделенных с учетом степени разведанности, выдержанности мощности и строения пласта, показателей качества и горно-геологических условий эксплуатации.

Способ геологических блоков характеризуется технической простотой расчетов, а также, что особенно важно, наибольшими возможностями учета и отражения геологических особенностей подсчитываемых площадей и методов их разведки. Способ геологических блоков состоит в том, что общая площадь тела полезного ископаемого разделяется на отдельные участки – блоки. Границами подсчитанных блоков являются дизъюнктивные нарушения, точки пересечения пластов буровыми скважинами, горные выработки. Так как площади подсчитываемых блоков ограничены прямыми линиями, подсчет запасов осуществляется простыми, и для подсчета площади, геометрическими фигурами.

Мощность пластов по определенным подсчитываемым блокам определялась как среднеарифметическое по данным разведочного бурения. По блокам, частично или полностью оконтуренным изолиниями, в подсчет принимались мощности на контурах в точках интерполяции.

Оценка угля по группам и категориям выполнена в соответствии с классификацией запасов месторождений ГКЗ с учетом степени разведанности запасов, сложности строения, степени выдержанности, нарушенности угольного пласта и горно-геологических условий эксплуатации.

Оцениваемая площадь отнесена к первой группе сложности месторождений, угольный пласт k₈ отнесён к выдержанным. Оценка запасов проводилась по категориям А, В и С₁. Для месторождений, подготовленных к промышленному освоению, инструкция ГКЗ устанавливает следующее обязательное соотношение запасов: по категории А – 30%, В - 40%, по категории С₁ - 30%. Предположенная разведочная сеть позволит повысить степень разведанности шахтного поля и перевести незначительную часть запасов в более высокие категории.

Для подсчета запасов угля разных групп и категорий применяется метод геологических блоков. Основой его являются выделенные в пределах разведанной площади пласта участки, которые характеризуются близкими значениями главных геолого-промышленных параметров (выдержанностью по мощности и строению, качеством угля, условиями залегания, степенью изученности). Для установления запасов угля такие участки заменяются расчетными блоками, представляющими собой воображаемые фигуры в форме плоских параллелепипедов, площадь основания которых принимается равной площади выделенных участков угольного пласта, а высота – средней его мощности в пределах участка. Форма блоков в плане приводится к форме простых геометрических фигур и подсчитывается их площадь S_пр.

Средняя мощность угольного пласта m_ср, принимается за высоту расчетного блока, находится как среднеарифметическое от суммы мощностей по всем выработкам в границах выделенного блока.

Истинная площадь каждого блока S_ист определяется с учетом средней его крутизны α, которая устанавливается по геологическим разрезам или гипсометрическому плану пласта.

Объем блока V_бл вычисляется по формуле:

.

Определение запасов угля в каждом блоке производится по формуле:

Q=;

где S_пр – площадь проекции основания блока на горизонтальную плоскость,

m_ср – высота блока или средняя мощность пласта в пределах блока,

γ – объемный вес угля(1,2),

cosα – косинус среднего угла наклона основания блока.

Подсчет запасов угля на оцениваемой площади сведен в таблицу 2.1.

С помощью расчетов установлено, что промышленные запасы угольного пласта k₈ на резервном блоке поля шахты «Украина» при мощности 390 тыс. т/год будут добыты в течении 11 лет.

Таблица 2.1 Подсчет запасов угля пласта k₈

№ блока	Площадь проекции тыс. м2	Средняя мощность пласта, м	Запасы углей, тыс. т	Группа запасов
1В	600000	0,62	520041	Б
2С1	1312500	0,65	1192634	Б
3С1	50000	0,79	552194	Б
4С1	386250	0,78	421170	Б
5В	625000	0,98	1058954	Б
6С1	750000	1,01	1006530	Б
7А	750000	0,96	1058954	Б
8А	600000	0,93	780061	Б
9С1	187500	0,87	228042	Б
10С1	375000	0,95	498023	Б

Всего запасов категории А 1786 тыс. т (1 786 591т.)

Всего запасов категории В 1376 тыс.т. (1 376 291т.)

Всего запасов категории С₁ 3951 тыс.т. (3 951 017т.)

Всего запасов А+В+С₁ 7 113 тыс.т.

Таблица 2.2 Сводная таблица объемов работ

№ пп	Вид работ	Единицы измерения	Объем работ
1	Бурение скважин	скв/пог.м	11/12650
2	Геофизические работы	скв/пог.м	11/12018
2.1	Каротаж способами ГГК ГК в масштабе 1:200	Пог.м.	11998
2.2	Каротаж способами ГГК ГК в масштабе 1:20	Пог.м.	2404
2.3	Кавернометрия	Пог.м.	12018
2.4	Инклинометрия	Пог.м.	12018
3	Определение качественных характеристик угля
3.1	Технический анализ	проб	11
3.2	Максимальная влагоёмкость	проб	3
3.3	Удельная теплота сгорания	проб	3
3.4	Пластометрические показатели	проб	11
3.5	Химический состав золы угля	проб	5
3.6	Элементарный состав	проб	4
3.7	Объёмный вес	проб	3
3.8	Механическая прочность	проб	6
3.9	Сера раздельно по видам	проб	5
3.10	Фосфор	проб	5
3.11	Отражательная способность витринита	проб	5
3.12	Изучение токсичных компонентов	проб	3
4.1	Физ.-мех. свойства вмещающих пород	проб	5
4.2	Гидрогеологические исследования	проб	3
4.3	Изучение песчаника на выбросоопасность	проб	11
4.4	Определение самовозгораемости	проб	11
4.5	Определение газоносности	проб	11

2.4 Организация работ по охране окружающей среды и недр

По окончанию срока службы скважины она подлежит ликвидационному тампонированию, с целью предупреждения проникновения через стволы скважин поверхностных и подземных вод и газа в горные выработки, а также для предотвращения загрязнения водоносных горизонтов

Перед тем как преступить к ликвидации скважины из нее необходимо извлечь обсадные колонны. Устье ликвидируемой скважины оборудуют следующим образом. Вокруг направляющей бурят шурф размером 1´1´1 м. Затем обсадную трубу срезают на 0,8 м ниже уровня земли и сверху закрывают металлической крышкой с надписью (№ скважины, год ликвидации, название геологоразведочной организации). Шурф засыпают землей.

Скважина может быть вскрыта и подвергнута повторному тампонированию, если будет установлен факт некачественного тампонирования. О выполнении ликвидационного тампонирования составляется акт.