1.4.1. СТРАТИГРАФИЯ И ЛИТОЛОГИЯ

Сентяновский участок сложен осадочными породами каменноугольного, триасового, верхнемелового, палеогенового и четвертичного возрастов.

Палеозойская группа.

Каменноугольная система.

Каменноугольные отложения представлены средним и верхним карбоном (свиты )

Литологический состав свит представлен переслаиванием терригенных осадков - песчаников разной степени зернистости, сланцев песчаных и глинистых, известняков и углей.

Соотношение пород в свитах различное, что связано с разными условиями осадконакопления. Сведения о литологическом составе свит, приведены в нижеследующей таблице 2.2.

Таблица 1.2 Литологический состав свит

Средний карбон.

Свита (Каменская) в пределах площади в основном вскрывалась до известняка . По данным единичных скважин, вскрывших ее полностью, средняя мощность свиты составляет 300 м.

Для свиты характерно преобладание в разрезе средне-и мелкозернистых песчаников. Наиболее значительными являются: «табачковый» , «лисий» , и «рубежный» .

Свита содержит до 18 угольных пластов и пропластков: . Из них кондиционной мощности почти на всей оцениваемой площади достигают только два - и . Маркирующими горизонтами являются известняки .

Свита (алмазная) является одной из самых угленасыщенных. Средняя ее мощность составляет 220м. В разрезе преобладают сланцевые породы. Из 17 угольных пластов и прослоев промышленную ценность представляют шесть - . К маркирующим можно отнести известняки - .

Свита (горловская) характеризуется наличием мощных- до 8-9 м- известняков, залегающих в сланцевой толще. Из 12 угольных пластов, прослеживаемых в свите, кондиционной мощности достигает три: . Маркирующими являются известняки с углем

Средняя мощность свиты 315м.

Верхний карбон С3.

Свита (безугольная) в пределах площади вскрыта от известняка N5 до известняка N1 на мощность 425м.

В отложениях свиты преобладают сланцы песчаные и мелкозернистые песчаники.

Свита приурочена к ее нижней части, мощности их не превышает 0,30м.

Маркирующими горизонтами являются известняки с угольным пластом

Мезозойская группа.

Триасовая система.

Триас (Т) прослеживается в северо-восточной части участка под отложениями верхнего мела. Залегает триас с угловым несогласием на дислоцированной поверхности карбона и представлен пестроцветными глинами и серо-зелеными мелкозернистыми песчаниками. На контакте с карбоном залегают маломощные выщелочные известковые прослои.

Меловая система.

Мощность триаса колеблется в пределах 22-130 м.

Верхний мел (К2) распространен в основном на всей площади за исключением сводовой части Сентяновского купола. Отложения представлены ярусами: туронским, коньякским, сантонским и кампанским. В литологическом отношении они сложены белым песчим мелом, мелоподобными и серо-зелеными глинистыми и песчанистыми мергелями.

Мощность отложений в пределах площади колеблется (от 35м до 400 м.).

Кайнозойская группа.

Палеогеновая система.

Палеоген (-Р) - залегает в северной части площади и представлен среднезернистыми песками и глинами, мощностью от 0,5м до 18,0 м.

Четвертичная система.

Четвертичные отложения (Q) представлены почвенно-растительным слоем мощностью до 0,50 м, глинами - или супесями, а также аллювием речных долин. Мощность их до 12м.

1.4.2. Тектоника

В тектоническом отношении Сентяновский участок является частью складчатой области юго-восточного крыла Бахмутсхой котловины и заключен между двумя региональными Сентяновским и Марьевским надвигами, сочленяющимися на востоке площади.

В морфологическом отношении участок представлен купольными структурами (Петродонецкий и Сентяновский купола), сложенными продуктивными свитами карбона () и покрытыми несогласно залегающими отложениями мезо-кайнозая.

Купола образуют сложное антиклинальное поднятие, вытянутое с северо-запада на юго-восток, с моноклинальный северо-восточным юго-западным крыльями. Пoследнее осложнено структурами второго порядка (Камышевахские синклиналь и антиклиналь).

Северодонецкий надвиг прослеживается в С.В. части участка и является верхней границей разведываемого участка, азимут простирания 102С.В., азимут падения 192 .Ю.З.

Азимут простирания Сентяновского надвига 140-160 Ю.В., азимут падения 50-70 С.В., угол падения 50-80., стратиграфическая амплитуда 430 м.

На поверхности надвиг фиксируется геологической съемкой по наличию в лежачем крыле отложений верхнего мела, в висячем - обнажений карбона. На глубине надвиг прослежен пробуренными скважинами.

Кроме крупных дизъюнктивов на участке южной части прослеживаются Крымский и Красногоровский надвиги, имеющие простирание параллельное Сентяновскому , с азимутом простирания 160 Ю.В.

Стратиграфическая амплитуда Крымского надвига 20-40 м , азимут падения 135 С.В.

Стратиграфическая амплитуда Красногоровского надвига 30 м , азимут падения 271 С.З.

Красногоровский надвиг затухает к северо-востоку.

В тектоническом отношении участок относится ко второй группе сложности.

1.4.3. Метаморфизм

По составу исходного растительного материала угли оцениваемой площади относятся к гумусовым. По внешнему виду угли полублестящие, тонкополосчатые, хрупкие по микроструктуре - клареновые, реже с дюрено-клареновыми прослойками.

По микрокомпонентному составу в углях преобладают гелифицированные компоненты группы витринита (Vt), содержание которых в углях составляет 64-69%. Витринизированное вещество неплохой сохранности. Видны остатки, дисперсные овальные гелифицированные тела, обрывки тканей листьев и обрывки тканей органов спороношения. Компоненты группы лейптинита содержатся в количестве 3-7% и представлены обрывками тонкой и толстой кутикулы, тонкостенными мега и микроспорами, изредка смолоподобными телами. Фюзенированные компоненты (F) составляют 7-13% и представлены тонкими и крупными линзами фюзена и витринита. Для минеральных включений в количестве 14-21%, характерные глинистые вещества, мелкодисперсный пирит, редко карбонаты и кварц, выполняющие полости в фюзене и трещинах.

По степени разложения гелифицированного вещества и сульфидной минерализации угли оцениваемой площади, в основном, относятся к восстановленному и средневосстановленному типам.

Метаморфизм со стратиграфической глубиной закономерно увеличивается. На площади он повышается в юго-восточном направлении.

Отражательная способность витринита (0) находится в прямой зависимости от степени метаморфизма и увеличивается с увеличением стратиграфической глубины от 0,48 (пласт m8) до 0.70 (пласт к6) . Также наблюдается некоторое увеличение содержания в углях углерода. Толщина пластического слоя по средним данным увеличивается от 4 мм (пласт m8) до 10 мм (пласт к6)

Следует отметить некоторое снижение выхода летучих веществ от 42,6% (пласт m51) до 41,1% (пласт к6), за исключением пласта (36,9%). По содержанию водорода четких закономерностей не установлено.

Таблица 1.3 - Средние значения классификационных параметров и марочный состав углей

1.4.4. Угленосность участка

По мощности все пласты относятся к тонким. Их характеристика по мощности, строению и выдержанности приводится в таблице 2.4.

Таблица 1.4 Характеристика целевых угольных пластов

1.4.5. Качество угля

Технологическая характеристика углей. По составу исходного растительного вещества все пласты сложены гумусовыми углями, по микрокомпонентному составу угли клареновые, реже с дюрено-клареновыми прослойками. По микрокомпонентному составу в углях преобладают гелифицированные компоненты группы вятринита - 64-69%.

Угли пластов в основном относятся к средневосстановленным и восстановленным.

По качественным показателям угли на площади балансовых запасов являются средне - и повышеннозольными, средне - и повышенносернистыми.

По степени метаморфизма, согласно ГОСТ 25543-88 угли пластов относятся к следующим маркам:

Д- пласты

Г- пласты .

По данным исследования углей в УХИНе и УкрНИИ углеобогащение угли пластов пригодны для использования в качестве шихты при коксования. Угли остальных пластов могут быть использованы в энергетических целях.

Таблица 1.5 Предельные и средние значения основных параметров качества углей на площади подсчета запасов

1.4.6. Гидрогеологические условия

В гидрогеологическом отношении проектируемый участок расположен в закрытой части северной зоны мелкой складчатости. Наличие мощной толщи покровных отложений на большей части участка затрудняет питание водоносных горизонтов карбона за счет инфильтрации атмосферных осадков. Подземные воды приурочены к четвертичным, верхнемеловым, триасовым и карбоновым отложениям.

Вода четвертичных отложений связаны с аллювиальными отложениями р. Лугань и ее приток - Лозовая .

Основное питание горизонта за счет атмосферных осадков. Существенного влияния на обводнение горных выработок аллювиальные воды не оказывают. Дебит родников из аллювия 0,1-0,3'х/сек., колодцев - 0,1-1,2 л/сек.

Водоносный горизонт в меловых отложениях приурочен к верхней трещиноватой зоне мергелей мощностью до 100 м.

Основным источником питания являются атмосферные осадки и перетоки из аллювиального водоносного горизонта. Дебит верхнемелового горизонта составляет 1-4 л/сек., минерализация до I г/л. Расположенный к востоку от Сентяновского участка Хорошанский водозабор имеет запасы подземных вод в количестве 29,6 тыс.м3/сут. категорий А и В. Мощность водозабора 29 тис.м3/сут. Вода его используется Алчевским РУ ПО "Укрпромводчермет" для центрального водоснабжения населенных пунктов и предприятий Алчевского и Антрацитовского промышленных районов. В связи с большим загрязнением рек Лугань и Лозовой шахтными и промышленными водами до 2,4 г/л повышается и минерализация водозабора до 1,14 г/л.

Подземные воды триаса относятся к песчаникам, залегающим среди мощной толщи пестроцветных глин. Мощности водоносных горизонтов колеблются в пределах 15-25 м. Воды пластово-порового типа, напорные. Водопритоки составляют 0,5-5 м3/час, минерализация воды 10-20 г/л.

Водоносные горизонты карбона свиты свиты являются основным источником обводнения рабочих угольных пластов участка и приурочены к трещиноватым известнякам и песчаникам.

Гидрогеологические условия участка характеризуются неоднородностью. Вследствие перекрытия карбона мощной толщей мезо-кайнозойских отложений (до 400 м) питание водоносных горизонтов затруднено, и обводнение горных выработок может происходить в основном за счет естественных запасов.

По типу циркуляции воды карбона напорные трещинно-пластовые. Минерализация вод карбона колеблется от 5 г/л на глубине до 150 м до 50 г/л на глубинах 1400-1500м.

Преобладающим типом шахтных вод является хлоридный натриевый. Воды щелочные, очень жесткие, обладают агрессивностью к бетонам и металлическим конструкциям.

Ожидаемый общешахтный водоприток на предельных глубинах разведки ожидается - до 180 м3/час.

1.4.7. Горно-геологические условия

Результаты углегазового опробования на площади участка, как и сравнение полученных данных с газоносностью углей на смежных площадях, свидетельствуют о достаточно глубокой деметанизации углей и пород, изменяющейся по глубине от 550 до 750 м (- 300, - 650м).

Изменение ПМЗ (поверхности метановой зоны) по глубине обусловлено геологическими причинами- наличием покрова из толщ мезо-кайнозоя, наличием крупных секущих нарушений и т.д.

1 Метаноносность угольных пластов низкая и ее нарастание по данным ГКН и ГИС с глубиной происходит медленно, так что прогнозная газоносность пластов на глубинах 1200-1300 м не ожидается большей 10,5 м3/т с.б.м., при средних значениях в 7-7,5 м3/т.с.б.м.

2 По результатам обследования смежной шахты «Луганская», испытаний угленосных толщ испытателем КИИ- 65/68, анализа данных ГИС и тематических работ устанавливается существенные отличия газоносности углей и пород, которые выражаются в общей деметанизацией углей и пород до глубины 500-750м, а затем резким нарастанием газоносности пород, достигающим образований скоплений свободных газов на глубинах 1000-1200 м с пластовым давлением в 100 и более атмосфер.

По этим данным, газоносность вмещающих пород значительно выше прогнозной метаноносности углей и именно она будет определять условия отработки углей будущей шахтой.

1 В целях уточнения данных по породам на участке следует провести специальные исследования - оценку газоносности пород, поиск возможных скоплений газа, а при их наличии - дегазационное бурение.

2 Специальные исследования газоносности пород должны учитывать возможность дегазации подземных вод и долевое участие в газообильности выработок, которое до настоящего времени не учитывалось.

3 Исследование флюидов, насыщающих коллектора - песчаники, должны также учитывать экологические последствия возможности откачки высокоминерализованных рассолов.

4 В целом газовый режим оцениваемой площади оказывается более сложным, чем у большинства купольных структур Лисичанского района.

Выбросоопасность угольных пластов и песчаников.

Как было отмечено ранее, на шахте «Луганская» - аналога оцениваемой площади, внезапных выбросов угля, породы и газа при отработке пластов свит не отмечено, что находится в полном соответствии со степенью газоносности углей .

При проведении поисково-оценочных работ на Сентяновской площади выбросоопасность угольных пластов оценена в соответствии с «Инструкцией по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа» и «Временным руководством по прогнозу выбросоопасности…».

Угольные пласты , с глубины достижения природной газоносности углей 8м3/т с.б.м (1000-1100м), а по породам пластовые давления - в 50-100 ат. И выше следует разрабатывать с прогнозом выбросоопасности. По этим пластам необходимо дальнейшее изучение степени выбросоопасности на последующих стадиях геологоразведочных работ.

Таким образом, исходя из результатов ранее проведенных работ, можно сделать выводы:

1. Угольные пласты: относятся к невыбросоопасным.

2. Угольные пласты: невыбросоопасные, но при газоносности 8м3/т сб.м должны разрабатываться с прогнозом выбросоопасности и требуют дальнейшего изучения.

3. Песчаники имеют низкую и среднюю степень выбросоопасности.

Средняя величина геотермического градиента на участке в интервале абсолютных отметок - 100- 1400 м составляет 2,660С/100 м, геотермической ступени-37,6м/1С0. Температура пород +260С соответствует абсолютной отметке 500-550. На нижнем горизонте оценки (-1400) температура горных пород ожидается 50-510С. Разброс крайних значений температур на различных участках площади объясняется наличием различной мощности покрывающих отложений (от 0 до 400м).

Силикозоопасность вмещающих пород.

Силикозоопасными считаются горные породы, в которых содержание свободной двуокиси кремния превышает 10%. Исследованиями установлено среднее содержание свободной двуокиси кремния в породах Луганской области:

известняки- 5,3%;

сланцы глинистые - 7,4%;

сланцы песчаные - 25,5%;

песчаники - 55,8%.

Таким образом, все забои горных выработок, пройденные по сланцам песчаным и песчаникам, будут относится к силикозоопасным.

Согласно «Правил безопасности…» к опасным по взрываемости угольной пыли относятся пласты угля с выходом летучих 15% и более, что характерно для оцениваемых пластов Сентяновской площади. Кроме того, по результатам исследования аналогичных пластов на поле шахты «Луганская» отделом рудничной пыли МакНИИ угольная пыль всех пластов отнесена к взрывоопасносной.

Определение самовозгораемости углей пластов производилось во ВНИИГД и по полю шахты «Луганская». По результатам исследования угли пласта не склонны к самовозгоранию.

1.4.8. Полезные ископаемые района

Кроме основного полезного ископаемого уголя, на площади имеются и другие , характеристика которых приведена ниже.

Строительные материалы. В пределах оцениваемой площади расположены месторождения строительного камня, карбонатного сырья, кирпично-черепичного сырья, строительных песков.

Строительные камни. В качестве строительного сырья используются породы осадочного происхождения (песчаники, известняки).

Петродонецкое месторождение песчаников . расположено в 2 км на северо-восток от станции Сифонная. Полезным ископаемым является песчаник мощностью 15-25м. Вскрыша представлена растительным слоем и суглинками мощностью 1,5м.

Применяется песчаник как щебень для бетона марки 70. ориентировочные запасы составляют 288 тыс.м3. Песчаник разрабатывался карьером треста «Стахановпромжилстрой», производительностью 10 тыс.м3 в год.

Карбонатное сырье. Сентяновское месторождение мергеля. Расположено в 1,5 км юго-восточнее с. Петровеньки. Полезным ископаемым является мергель кампанского яруса верхнего мела мощностью 15-20 м и Маастрихтского яруса мощностью 17,5-30,5м. Вскрыша представлена растительным слоев мощностью 0,5 м и суглинками мощностью 5-8м.

Мергель пригоден в природном состоянии для изготовления романцементна, марка 100. Запасы утверждены ТКЗ .

Пески строительные. Сифонянское месторождение песка. Расположено в 3,5 км восточнее станции Сифонная южнее с. Желобок. Запасы составляют по категориям: А-358 тыс.м3, В-95 тыс.м3. Не эксплуатируется.

угленосный запасы разведка геологический

2. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Методика опробования.