Проект геолого-розвідувальних робіт в межах поля шахти ім. Калініна ДП "Артемвугілля"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

Тема: проект геологорозвідувальних робіт в межах поля шахти ім. Калініна ДП «Артемвугілля».

Тема спеціальної частини: літолого-структурний аналіз умов вуглеутворення з метою прогнозу показників якості вугільного пласта mі.

Під час практик в геологічному відділі шахти ім. Калініна були зібрані: основна найбільш важлива геологічна документація та графічний матеріал щодо геологорозвідувальних робіт на полі шахти, особливу увагу було приділено матеріалу по вивченню особливостей якісного складу вугільного пласта mі.

Промислове значення об'єкту: вугілля, що коксується, яке добувається на шахті, переробляється на Калінінській ЦЗФ з подальшим використанням на коксохімічних заводах області.

Шахта ім. Калініна є однією з найстаріших не тільки в Центральному районі, але й в усьому Донбасі. Шахта здана в експлуатацію в 1892 році.

Таблиця 1 - Результати підрахунку запасів у 1988 р.

Найменування шахти	Категорія запасів	Балансові запаси в тис. т	Забалансові запаси, в тис. т
		вугілля	гірська маса	вугілля	гірська маса
1. Поле шахти ім. Калініна	В С1 В+С1 С2	15453 13291 28744 4196	17664 14859 32523 4887	- 1019 1019 -	- 1534 1534 -
Всього		32940	37410	1019	1534
2. Резервний блок шахти	В С1 В+С1 С2	1214 36865 38079 3379	1382 39301 40683 3541	- 1022 1022 -	- 1202 1202 -
Всього		41458	44224	1022	1202
3. Всього по шахтному полю і резервному блоку	В С1 В+С1 С2	16667 50156 66823 7575	19046 54160 73206 8428	- 2041 2041 -	- 2736 2736 -
Всього		74398	81634	2041	2736

Результати підрахунку запасів у 1988 р.:

1) Балансові запаси с урахуванням 20% втрат забезпечать роботу шахти ім. Калініна з виробничою потужністю 0,76 млн. т вугілля за рік строком на 70 років.

2) Фактично було підраховано 66,8 млн. т.

Беручи на увагу тільки запаси вугілля пласта mі:

Таблиця 2 - Результати підрахунку запасів по вугільному пласта mі (на 1988 р.)

№ п/п	Синоніміка пласта	Балансові, тис. т	Забалансові, тис. т
		А	В	С1	А+В+С1	С2	всього	за потужн.	за золою	по ТЭУ	всього
								С1	С1	С1
1Поле шахти ім. Калініна	mі	-	4249	-	4249	-	4249	-	-	-	-
2 Резервний блок шахти ім. Калініна		-	-	5888	5888	-	5888	-	-	-	-

В теперішній час на шахті по пласту mі нараховується близько 6 млн. тон запасів категорії С₁. Ці запаси не відповідають підготовці шахтного поля до промислової експлуатації, тому планується провести геологорозвідувальні роботи з метою переведення частини запасів категорії С_і в категорію В, і забезпечити на 10-15 років подальшу роботу шахти на вугільному пласті mі.

Кондиції, що прийняті на шахті.

Згідно листа Мінвуглепрому №30-2-30/52 від 19.07.88 р. для підрахунку балансових запасів вугілля встановлені наступні параметри:

- мінімальна потужність пласта простої та складної (за сумою вугільних пластів та внутрішньопластових порідних прошарків і нестійких вуглистих порід на контакті з крівлею й підошвою пласта) будови для марок, що коксуються, Ж, К, ОС - 0,6 м.

- максимальна зольність вугілля по пластоперетинам чи прийнятій до підрахунку його частини з урахуванням засмічення внутрішньопластовими порідними прошарками та нестійкими вуглистими породами на контакті з крівлею і підошвою пласта на їх повну сумарну потужність для вугілля марок Ж, К, ОС - 30%;

для підрахунку забалансових запасів вугілля встановлені наступні параметри:

- мінімальна потужність пласта - 0,45 м;

- максимальна зольність для вугілля марок Ж, К, ОС -40% [5].

Нові кондиції розробляти не потрібно.

1. Геологічна частина

1.1 Загальні відомості про район (географо-економічна оцінка)

Центральний район займає центральну частину Донецької області між р. Кривим Торцем на заході і залізничною магістраллю на Дебальцево на сході. Площа району витягнута в субширотному напрямку на 60 км при ширині 9 км (рис. 1.1)

Рис. 1.1 Схема розташування вугленосних районів Донецького басейну:

1 - Петриківський; 2 - Новомосковський; 3 - Петропавлівський; 4 - Південно-Донбаський; 5 - Червоноармійський; 6 - Донецько-Макіївський; 7 - Амвросиївський; 8 - Торезько-Сніжнянський; 9 - Центральний; 10 - Північно-Західні околиці Донбасу; 11 - Старобельська площа; 12 - Лисичанський; 13 - Алмазно-Мар'ївський; 14 - Селезнівський; 15 - Луганський; 16 - Краснодонський; 17 - Горіхівський; 18 - Боково-Криштальний; 19 - Должансько-Ровенецький; 20 - Міуський; 21 - Шахтинсько-Несвітаївський; 22 - Задонський; 23 - Сулино-Садкинський; 24 - Гуково-Звірівський; 25 - Червонодонецький; 26 - Кам'янсько-Гундорівський; 27 - Білокалитвінський; 28 - Тадинський; 29 - Мілерівський; 30 - Цимлянський.

Поверхня району має похил зі сходу на захід з коливанням абсолютних відміток від 310 м на сході до 110 м на заході в долині р. Кривий Торець. Головний донецький водорозділ розташований в західній частині району.

Найбільш великими річками є Кривий Торець з правими притоками Залізною і річками Корсунь, Садки и Булавін, які входять у систему р. Кринки.

Район перетинають декілька залізничних магістралей і шосейні доріг, що з'єднують його з промисловими центрами України й іншими районами Донбасу.

Найбільш великими пунктами в районі є міста: Дзержинськ, Горлівка та Єнакієве.

В гірничотехнічному відношенні шахта ім. Калініна підпорядкована виробничому об'єднанню «Артемвугілля».

Границями шахтного поля є: на заході - загальна з границею шахти ім. Рум'янцева, на сході - загальна з границею шахти «Кіндрат'євка»; на північ - проекція ізогіпси мінус 900 м, вугільний пласт m₆²; на півдні - вугільний пласт h₃, по підійманню нижня технічна границя шахти «Заперевальної», для вугільних пластів k₃ и k₂² - відмітка мінус 163 м.

Площа поля шахти ім. Калініна 15,4 кмІ при довжині по простяганню 5,7 км і ширині 2,7 км.

Площа є пагористою степною рівниною, розсіченою балками. В регіональному відношенні територія шахтного поля розташована на південному пагорбі головного водорозділу Донбасу і приурочена до початків річок Лугань та Бахмутка. В долинах балок є колодці й джерела, які слугують джерелом водопостачання для місцевого населення.

Максимальні відмітки поверхні +309,5 м приурочені до південно-західної частини площі, мінімальні відмітки +201,7 м приурочені до південної частини.

Клімат району помірно-континентальний. Характерною його особливістю є коливання температури протягом року й невелика кількість осадів (400-800 мм/рік). Температура коливається от +35°С влітку до -29°С взимку. Середньорічна температура +5 - +9°С.

Маючи на увазі те, що оцінюваний вугільний пласт хоча і має значні глибини залягання, але орогідрографічні умови і клімат будуть сприяти обводненню гірничих виробок у зв'язку з великою проникливістю порід товщі. Розвідувальні роботи будуть сприяти обводненню гірничих виробок.

Поле шахти ім. Калініна розташоване в центральній частині північного крила Головної антикліналі Донбасу. В адміністративному відношенні шахта знаходиться на території м. Горлівки Донецької області. Центр площі, що оцінюється, визначається координатами 38°11' східної довготи і 48°20' північної широти.

Шахтне поле розташоване в межах міста Горлівки. Місто Горлівка обласного підпорядкування, залізничний вузол, індустріальний центр Донбасу с високо розвинутою гірничою, машинобудівельною и хімічною промисловістю. Через м. Горлівку проходить автомобільна траса європейського значення, яка з'єднує міста Київ, Харків, Донецьк і Маріуполь.

Забезпечення електроенергією шахт і інших підприємств відбувається від цілого рядка районних підстанцій, які об'єднані в кільце через Єнакіївську центральну підстанцію «Донбасенерго».

Водопостачання здійснюється централізованим шляхом. Для технічних цілей використовуються шахтні води.

Вугілля, яке добуваються шахтою ім. Калініна, потрапляє на Калінінську ЦЗФ, після чого концентрат направляється на коксохімічні заводи: Криворізький, Авдіївський, Маріупольський [5], [6].

1.2 Огляд і аналіз раніше проведених робіт

З другої половини XVIII століття вугілля в районі почали розробляти селяни маленькими гірничими виробками. Початок систематичної розробки вугілля в межах поля шахти ім. Калініна покладений в кінці XIX століття (в 1892 р.).

З 1893 року почате детальне геологічне дослідження площі геологами колишнього Геолкому. Результатом цих робіт було складання карти Донецького басейну масштабу 1:42000, складеної під керівництвом Л.І. Лутугіна.

В.І. Соколовим та Н.І. Яковлевим були проведені пошуково-розвідувальні роботи, в результаті яких був складений нарис Центрального району (1911 р.).

З 1932 по 1935 роки площа Центрального вуглепромислового району, включаючи поле шахти ім. Калініна, була покрита геологічною зйомкою масштабу 1:5000. Проведення цих робіт, а також широкий фронт гірничих робіт дали змогу В.А. Банківському в 1935 році узагальнити накопичений матеріал в геологічному звіті.

В 1958 році геологами Г.Л. Тарасевичем та Д.А. Голіциним завершена робота «Геологічна будова і вугленосність свит C₂³ и С₂⁴ Центрального району Донбасу», в якій викладені результати проведеної ними детальної геологічної зйомки масштабу 1:5000.

За результатами проведених розвідувальних і широкого фронту гірничих робіт в 1958 році складений геологічний звіт по полях шахт ім. Рум'янцева, ім. Калініна, «Кіндрат'євка» і запаси затверджені в ДКЗ [5].

1.3. Геологічний опис району

Стратиграфія і літологія

На площі району повсюдно розвинуті усі свити середнього карбону; нижньопермські поклади оточують район з півночі та півдня; незначний покрив (до 10 м) четвертинних суглинків і глин розвинутий головним чином на височинах водорозділів та схилах балок (рис. 1.2)



Рис. 1.2 Геологічна карта Центрального вугленосного району

1-3 - нижня пермь: 1 - артемівська світа, 2 - микитівська свита, 3 - картамиська свита; 4 - граничні вапняки свит карбону (а - на карті, б - на розрізі); 5 - вугільні пласти (а - робочі, б - неробочі); 6 - розривні порушення (а - на карті, б - на розрізі); 7 - границі марок вугілля; 8 - шахти; 9 - пісковики; 10 - аргіліти і алевроліти.

I-XIII - основні насуви: I - Північний, II - Диліївський, III-IV - Рум'янцевські 1 і 2, V - Калінінський; VI - Байракський, VII - Булавінський, VIII - Головний, IX - Артемівський, X - Чегарський, XI - Горлівський, XII - Брунвальський, XIII - Осьовий.

Породи кам'яновугільного віку представлені пісковиками, алевритами і алевролітами, вапняками, вугіллям (табл. 1.1). Потужність їх сягає 2200 м.

Таблиця 1.1. - Вміст порід вугленосної товщі в кам'яновугільних покладах району по свитам

Свита	Вміст, %
	пісковики	алевроліти	аргіліти	вапняки	вугілля
С25	41,4	32,7	21,7	1,4	2,8
С26	51,2	36,5	8,0	2,2	2,1
С27	24,7	50,7	20,8	1,9	1,9

Тектоніка району

Центральний вугленосний район приурочений до західної частини Головної антикліналі Донбасу. Це дуже вузька витягнута складка, простягання її субширотне, кути падіння крил круті: 48 - 56⁰ в покладах свит С₂⁵ - С₃¹ і 56 - 76⁰ в покладах свит С₂¹ - С₂³, які складають ядро складки. Глибина крутого погруження порід на крилах складає 2-4 км, площа району біля 580 кмІ при довжині 65 км і середній ширині майже 9 км. На півдні антикліналь різко переходить в похилу Кальміус - Торецьку котловину, а на півночі - в Бахмутську. До міст стикання крил антикліналі з субмеридіональними флексурами приурочені великі Булавінський, Брунвальдський та Горлівський насуви.

Будова Головної антикліналі майже симетрична. Більш круто в порівнянні с південним залягає північне крило в західній частині району, й навпаки, у східній частині району крутіше - південне. Пологе західне замикання Головної антикліналі відокремлюється від крил насувами, що круто залягають: Північним (на півночі) і Головним (на півдні),

Система розривних порушень, головним чином насувів, ускладнює будову як крил антикліналі, так і осьової частини. Майже всі насуви, які мають південне та південно-західне падіння, зливаються в осьовій частині в єдину систему. Амплітуди насувів при цьому швидко зменшуються, і зона характеризується чисельними, але малоамплітудними зміщеннями. Найбільш великими насувами із південним падінням зміщувача є (із заходу на схід): Осьовий, Головний, Артемівський, Чегарський, Горлівський ті Брунвальдський. Амплітуди їх змінюються від 40 - 50 м (Чегарський, Осьовий) до 700 - 1000 м (Горлівський).

Окрім насувів, в районі також є скиди. Найбільш великі з них - Алмазний, Центральний і Кіндратьєвський - розвинуті на північному крилі антикліналі, характеризуються субширотним простяганням, південним падінням зміщувачів, кутами похилу від 15 - 30⁰ до 75 - 80⁰ при амплітудах розриву від 60 до 150 м.

Склепова частина антикліналі на відміну від крил побудована більш складно: тут розвинута серія бранхіантикліналей ті брахісинкліналей (Дзержинський, Північний, Чорнокурганський, Чорнобугорський і Софіївський куполи, Чегарникська і Кировська брахіантикліналі, Байракська синкліналь [4].

Вугленосність

Продуктивний карбон в районі представлений покладами свит С₂³-С₂⁷ середнього відділу та С₃¹ верхнього відділу і містить більше 105 пластів й прошарків, з яких 51 пласт має промислове значення.

Основна промислова вугленосність приурочена до свит С₂⁵, С₂⁶ і С₂⁷, що вміщують 43 робочих пластів з 51 (таблиця 1.2).

Таблиця 1.2. - Основна промислова вугленосність

Свита	Потужність, м	Кількість пластів	Промислові вугільні пласти
		Всього	Робочих, >0,45 м	основні	обмеженого поширення
С31	830	8	1	n11(n1)	Немає
С27	600	25	16	mІ, mі, m5, m62.	m1, m40, m41, m42, m43, m44, m51, m60, m61, m7, m81, m91
С26	340	16	11	l1, l11, l21,l3, l4н, l5, l6, l7в.	l4 в, l7н, l81
С25	550	30	16	k1, k2, k22, k3, k41, k5, k51.	k11,k21, k31, k4, k52, k71н, k71в, k74, k8.
С24	320	12	-	немає	немає
С23	500	14	7	немає	h3, h4,h5, h6,h7,h10, h11.

Більш висока вугленасиченість відмічається на південному крилі і в зведеній частині складки [4].

Якість вугілля

Центральний вугленосний район є одним з основних поставників вугілля, що коксується, в Донбасі.

Збільшення ступеню метаморфізму кам'яновугільної товщі с заходу на схід і від верхніх стратиграфічних горизонтів до нижніх зумовлює зміну марочного складу вугілля від газових до пісних. Одночасно спостерігається закономірне збільшення ступеню вуглефікації пластів по падінню від верхніх горизонтів к нижчим.

Вугілля району гумусове і складається в основному з кларенових и близьких до них типів з великим вмістом геліфікованої речовини (80-90%) і незначною кількістю фюзенізованих (7-10%) і кутинізованих (до 3%) компонентів, напівблискучі, рідше блискучі, з рідкими включеннями матових прошарків, струйчасті, крихкі.

Зольність вугілля по пластам коливається від 4 до 42%, складаючи в переважній більшості пластів 20%.

За вмістом сірки вугілля є переважно середньо - та багатосірчастим. Сірка в вугіллі представлена головним чином сульфідною (до 4.5%).

В східній частині північного крила окремі пласти здатні до самозаймання. Температура самозаймання вугілля коливаються від 160 до 190⁰. Глибина зони вивітрювання коливаються від 15 до 40 м від поверхні [4].

1.4 Геологічна будова шахтного поля

Стратиграфія і літологія

В геологічній будові шахтного поля приймають участь поклади свит: C₂³, С₂^4,C₂⁵, C₂⁶, C₂⁷, С₃¹ середнього і верхнього відділів карбону, які перекриті четвертинними покладами потужністю від 0,0 до 15,0 м.

Кам'яновугільні поклади представлені пластами пісковиків, алевролітів, аргілітів і прошарків вапняків і кам'яного вугілля. Ці пласти чергуються між собою.

Четвертинні поклади представлені лесовидними суглинками и дуже вапняковими глинами. В верхній частині розрізу четвертинні поклади представлені чорноземними ґрунтами.

Паралелізація вугільних пластів проводилась шляхом зіставлення нормальних розрізів розвідувальних свердловин, квершлагів шахт по літолого-фаціальним ознакам с урахуванням витриманості потужності товщ між маркуючими горизонтами. Наявність широкого фронту гірничих робіт є важливим фактором, що забезпечує надійність їх ув'язування. Для впевненої паралелізації маркуючих горизонтів вік вапняків з'ясовується по детальному мікропалеонтологічному опису.

Нормальні стратиграфічні розрізи побудовані за свитами C₂², C₂³, С₂^4,C₂⁵, C₂⁶, C₂⁷, С₃¹, породи яких перебурювались в процесі дорозвідки шахтного поля [5], [6].

Таблиця 1.3 - Літологічна характеристика свит, що складають шахтне поле

Свита	Граничн.вапняки.	Середній літологічний склад покладів в свиті, %	Кількість вугільних пластів	Кількість вапняків
	Середня потужність свити	пісковики	алевроліти	аргіліти	вапняки	вугілля	З них ті, що досягають робочої потужності	З них маркіруючих
C23	H1-I1 602	42,0	41,0	15,5	0,5	1,0	19 1	_____8_____ H1, H3, H41, H5, H50, H6
С24	I3-K1 302	31,1	49,7	17,2	0,9	1,1	15 -	_____11____ I1, I2, I21, I3, I4
C25	K1-L1 533	47,0	39,4	9,6	1,2	2,8	28 8	_____8_____ K1, K2, K3, K4, K6, K9
C26	L1-M1 338	52,1	32,8	11,8	1,4	1,9	14 4	_____4_____ L1, L6, L7
C27	M1-N1 573	42,0	33,9	20,1	2,5	1,5	18 5	____16_____ M1, MІ, Mі, M41, M6, M61, M7, M9, M10, M101

Тектоніка шахтного поля

В структурному відношенні площа тяжіє до центральної частини північного крила Головної антикліналі Донбасу. Залягання порід прямолінійне, місцями трохи хвилясте. Азимут простягання порід коливається в межах СЗ 290-310°, падіння СВ 52-55°.

Залягання порід в сводній частині антикліналі ускладнено наявністю додаткової складчастості, площа є складною в тектонічному відношенні, але оскільки вона не входить в гірничий відвід шахти, тектонічна характеристика цієї площі не водиться. На шахтному полі окрім малоамплітудних порушень получили розвиток два диз'юнктиви насувного характеру - Калінінський і II Рум'янцевський насуви.

Калінінський насув простежений в південно-східній частині шахтного поля. Простягання насува близьке до широтного, простежений він в межах свит C₂⁵, C₂⁶, C₂⁷. Розкритий насув гірничими виробками, що пройдені по пластах m₅, mі, k₇¹, k₇, k₅², k₃, а також розвідувальними свердловинами. Азимут падіння насува СВ - 5-20°, кут падіння 60-76°, стратиграфічна амплітуда 2-180 м. Найбільший розвиток насув отримав у верхній частині каменської свити, в низах каменської і верхній частині свити C₂⁷ амплітуда насува зменшується до повного затухання. Насув супроводжується зоною перем'ятих порід до 175 м.

Поблизу південної границі шахтного поля по гірничим роботам пласта k₁ відмічається повне затухання стратиграфічної амплітуди насуву, але насув супроводжується апофізами, а в лежачому крилі паралельно насуву в 150-250 і простежується флексурна складка з горизонтальним розмахом крил до 200 м.

II Рум'янцевський насув максимальний розвиток отримує в південно-східній частині поля шахти ім. Рум'янцева, перетинаючи шахтне поле від вугільного пласта k₁ до mі. На полі шахти ім. Калініна он трасується в південно-західній частині із деякою умовністю, оскільки амплітуда його тут практично затухає і він зафіксований тільки по гірничим роботам на пластах m₇, m₆² и m₅.

Насув від західної границі шахтного поля до лінії розрізу 1-1' має узгоджене простягання, а в районі геологічного розрізу 2-2' змінює своє простягання на СВ 70°.

Падіння насува від СВ до СЗ, кут падіння 50-60°, амплітуда зміщення 2-8,0 м, зона порушених порід досягає 20-50 м.

Кіндрат'євський насув отримує розвиток в центральній і західній частинах шахти «Олександр-Захід», а на площі шахти ім. Калініна простежується по пласта h₃. Насув тяжіє до сводної части антикліналі. Простягання насуву 275-305°, падіння 60-65°, ширина зони порушених порід порядку 100 м.

Окрім вищеописаних тектонічних порушень, гірничими виробками шахт і розвідувальними свердловинами була зустрічена велика кількість більш маленьких розрізів з амплітудами зміщення від деяких сантиметрів до 1 м, які уявляють собою насуви, що круто падають, згідні з крупними порушеннями, рідше - субмеридіональні до них.

Частота проявів маленьких порушень 1-4 на 100 м простягання пласта в зонах, що прилягають до великих порушень, і 1-2 на 500-700 м по простяганню поза зоною їх впливу.

Варто відмітити, що великі порушення - Калінінський та Кіндрат'євский насуви супроводжуються потужними зонами (до 180 м) перем'ятих порід [5], [6].

Розвідувальні роботи, проведені на шахтному полі, вказують на відсутність інших великих розривів окрім вже відомих. Не виключена можливість, що в процесі подальшої відробки вугільних пластів буде зустрічений ще ряд невеликих порушень, які будуть оскладнювати проведення гірничих робіт. Структура розривних порушень з глибиною буде уточнятись за мірою просування гірничих робіт.

За складністю тектонічної будови намічена для розвідувальних робіт ділянка відноситься до другої групи: на сході розташований Кіндрат'євский насув, що супроводжуються потужними зонами (до 180 м) перем'ятих порід. Не виключено, що ця зона буде впливати на проведення запланованих робіт. Ділянку перетинає тільки один маленькоамплітудний (амплітуда від декількох сантиметрів до 10 м) насув на заході. Також складність обумовлена великими кутами (52-55°) падіння порід вугленосної товщі.

Вугленосність

Кам'яновугільні поклади шахтного поля представлені свитами C₂³, С₂^4,C₂⁵, C₂⁶, C₂⁷ середнього відділу карбону. В процесі розвідувальних робіт частково розкривалися поклади свит C₂² середнього і С₃¹ верхнього відділів карбону. Вугільні пласти свит C₂² и С₃¹ не оцінювалися, бо не входять в гірничий відвід шахти ім. Калініна, хоча деякі пласти мають кондиційні потужність та зольність по всій чи більшій частині площі, що примикає до кордонів шахтного поля. В свиті C₂² це пласт g₃^H, g₂^H, а в свиті С₃¹ пласт n₁¹. Пласт свити C₂² слабо вивчені, розкриті незначною кількістю свердловин. За даними, що є, потужність пласта g₃^H коливається в межах 0,77-1,34 м, пласта g₂^H - 0,82-0,91 м. Пласти свити С₃¹ розкриті чисельними свердловинами. Промислове значення має тільки пласт n₁¹, який раніше оцінювався на ділянці Калінінській-Верхній. Пласт відносно витриманий. На всій площі зберігає потужність в межах 0,50-1,26 м.

В свитах C₂², C₂³, С₂^4,C₂⁵, C₂⁶, C₂⁷, що входять в гірничий відвід шахти, міститься біля 94 вугільних пластів і прошарків, з яких 18 мають промислове значення і розроблюються чи розроблювались шахтою. Ще 10-15 пластів, хоча і не мають промислового значення, простежуються на всій чи більшій частині шахтного поля, досягаючи на окремих ділянках робочої потужності. Деякі з цих пластів використовуються як захисні і частково розроблюються з некондиційною потужністю і зольністю. Інші пласт та прошарки простежуються на значних ділянках, часто вибиваються в клин, заміщуються вуглистим сланцем або розмиті. Деякі з них в поодиноких точках досягають робочої потужності.

Паралелізація вугільних пластів проводилась на основі зіставлення нормальних розрізів свердловин, квершлагів та стволів шахт. Значний розвиток фронту гірничих робіт також забезпечило надійність їх ув'язування. Синоніміка пластів відповідає прийнятій схемі індексації пластів для Центрального геолого-промислового району Донбасу[5], [6].

Промислова вугленосність

З 18 оцінюваних у 1988 р. вугільних пластів за ступенем витриманості до витриманих відносяться пласт mі (таблиця 1.4), k₇ и k₅²; до відносно витриманих - m₆^2, mІ, l₆, (західне крило), l₅ (західне крило), k₇^1-B (західне крило) і h₃; до невитриманих відносяться - m₅¹, m₅, l₆ (східне крило), l₅ (східне крило), l_4, l₃, k₈, k₇^1-B (східне крило), k₄¹, k₃, k₂², k₁.

Таблиця 1.4 - Крайні та середні показники по пласта mі, розраховані за допомогою MS Excel

Показники	m	Ad	Std	Vdaf	Y	R0
середнє	1,0561	5,016	3,381	17,987	8,45455	1,554
мода	1,06	17,4	3,5	9,8	14	-
мін	0,79	3,7	1,2	11	0	1,28
макс	1,32	23,8	7,9	24,1	14	1,75
дисперсія	0,0077	21,137	1,634	9,427	33,0682	0,0367
станд. відхилення.	0,088	4,5975	1,278	3,0703	5,75049	0,1917
коеф. варіації.	0,0833	0,3062	0,378	0,1707	0,68017	0,1233

Характерною особливістю оцінюваних пластів є переважно складна їх будова - 8 пластів мають складну будову, 5 - складну та просту, 3 пласти с перевагою простої будови і тільки 2 пласти мають просту будову. При складній будові (в основному це дві вугільні пачки та прошарок) порідні прошарки, як відомо, малопотужні 0,0-0,20 м, представлені аргілітом, рідше - вуглистим сланцем.

В цілому для ділянки характерно зменшення вугленосності с заходу на схід. У половині оцінюваних пластів в цьому напрямі спостерігаються зменшення потужності, виклінювання чи заміщення вугілля вуглистим сланцем. По даним гірничих робіт для деяких пластів характерна наявність утонінь та роздувів. Характер їх розподілу по всіх пластах, де вони виявлені, приблизно однаковий, це зони довжиною до 100 м і шириною до 30 м, що витягнуті за простяганням чи діагонально до простягання. Можливо, в одних випадках ці явища мають тектонічну природу, в інших - це локальні руслові розмиви пластів [5], [6].

На ділянці геологорозвідувальним робіт, що проектуються в теперішньому проекті пласт mі є витриманим (Таблиця 1.4).

Якість вугілля

Крайні і середні значення показників якості вугілля під час минулого (1988 р.) підрахунку запасів по пластах зведені в таблицю 1.5.

Таблиця 1.5. - Крайні і середні значення показників якості вугілля пластів під час минулого підрахунку запасів

№ п/п	Синоніміка пласта	Пластові проби	Диференціальні проби	Марка
		Wmax Wp	Aпd Apd	Std	Wa	Ad	Std	Vdaf	X	Y	PI	Qdaf, мДж/кг	R0	по ГОСТ 8180-75	по ГОСТ 25543-82
1	m62	2,0-5,3 3,2 (4) 0,6-3,6 1,9 (12)	6,0-29,6 20,8 - (37)	2,7-5,4 3,9 (31)	0,5-1,1 0,7 (13)	6,0-29,1 15,8 (32)	2,7-4,8 3,7 (18)	15,9-29,9 24,6 (36)	1-25 8	6,234 1,5	74-86 2	34,97-36,63 35,70 (7)	1,22-1,38 4	К21, К14, ОС6	1КВ, ОСВ
2	m51	1,1-2,7 1,9 - (2) 1,2-3,7 1,9 (15)	20,3-41,0 33,3 (19)	1,4-5,3 3,6 (16)	0,8 1	10,3-30,5 17,8 (19)	2,0-2,5 2,2 (2)	14,3-25,7 21,0 (19)	5-14 8	5-15 8	4-52 3	35,08-35,29 35,11 (7)	1,53-1,59 4	ОС6, ОС	ОСВ
3	m5	3,2 1 1,0-3,7 1,8 (21)	14,1-44,9 33,2 (25)	0,9-3,8 1,9 (24)	0,6-1,9 1,0 (5)	5,2-23,7 11,9 (26)	1,2-3,0 2,1 (5)	13,7-28,8 22,2 (26)	6-25 18	0-20 18	0 1	35,12-35,20 35,18 (13)	1,50-1,61 4	К14, ОС6, ОС, Т	1КВ, ОСВ, 1ТВ
4	mі	1,9-8,1 3,5 (4) 1,2-4,3 2,2 (27)	3,7-23,8 15,3 (52)	1,2-4,2 3,1 (49)	0,4-2,0 0,8 (20)	3,7-16,9 11,1 (53)	1,2-4,7 2,9 (22)	11,0-26,9 18,1 (55)	8-23 23	0-14 27	0-42 10	35,12-36,75 35,76 (26)	1,45-1,75 7	ОС6, ОС, Т	ОСВ, 1ТВ
5	mІ	1,5-3,1 2,1 (5) 1,2-6,6 2,6 (11)	6,0-37,1 20,5 (31)	2,1-6,5 4,1 (21)	0,4-1,1 0,7 (20)	6,0-29,1 18,5 (32)	2,1-6,5 4,2 (26)	11,0-26,7 17,9 (30)	0-36 11	0-15 12	0-67 2	35,38-36,41 35,82 (12)	1,20-1,84 3	ОС6, ОС, Т	ОСВ, 1ТВ
6	l6	1,2-2,8 1,8 (5) 0,8-2,4 1,8 (11)	7,1-35,5 26,0 (34)	2,2-5,6 4,1 (29)	0,5-1,1 0,7 (11)	7,1-35,5 18,2 (33)	2,2-4,8 3,4 (14)	11,4-23,5 18,1 (33)	7-24 12	0-18 19	0-24 8	35,19-36,71 36,47 (13)	1,54-1,96 5	ОС6, ОС, Т	ОСВ, 1ТВ
7	l5	1,9-2,8 2,5 (3) 1,1-6,6 3,0 (22)	7,3-25,8 13,6 (43)	2,7-6,5 4,5 (38)	0,5-1,1 0,6 (13)	7,3-25,8 13,5 (43)	2,7-6,5 4,5 (38)	9,7-28,5 18,8 (40)	1-25 11	0-16 15	0-21 11	35,34-36,64 36,02 (12)	1,44-1,77 5	ОС6, ОС, Т	ОСВ, 1ТВ
8	l4B+H	4,0 1 1,7-2,9 2,2 (4)	16,2-44,5 30,2 (8)	2,3-3,4 2,6 (6)	1,2 1	14,9-26,0 17,9 (7)	1,6-2,4 2,1 (3)	15,7-24,3 21,3 (6)	21 1	0 1	2 1	35,32 1	1,64-1,94 5	ОС6, ОС	ОСВ
9	l3	2,1-3,3 2,7 (2) 1,0-2,7 1,8 (16)	7,5-42,7 21,0 (25)	1,0-3,9 2,2 (21)	0,4-1,2 0,7 (6)	7,5-21,5 14,2 (23)	0,5-3,9 2,3 (13)	14,9-23,7 19,0 (24)	4,24 6	0-10 8	0-15 4	35,15-36,27 35,61 (4)	1,45-1,79 7	ОС, Т	ОСВ, 1ТВ
10	k8	1,6 (1) 1,0-3,7 2,1 (8)	10,3-35,5 22,8 (15)	3,3-5,1 4,0 (12)	0,3-0,7 0,6 (7)	10,3-21,7 15,7 (15)	3,1-4,3 3,7 (6)	10,8-22,8 17,5 (15)	11-19 3	0-6 3	0-21 6	35,16-36,52 35,88 (7)	1,61-2,05 5	ОС6, ОС, Т	ОСВ, 1ТВ
11	k71-B	2,0-2,6 2,3 (3) 1,0-2,1 1,4 (9)	12,7-37,9 21,4 (23)	1,4-4,6 2,9 (22)	0,5-0,9 0,7 (8)	9,7-30,9 16,7 (23)	1,7-4,1 2,7 (9)	11,7-22,1 16,3 (23)	8-33 8	0-14 13	0-52 4	35,00-36,30 35,70 (13)	1,72-2,03 6	ОС6, ОС, Т	ОСВ, 1ТВ, 2ТВ
12	k7	1,8-2,3 2,0 (4) 1,0-4,2 1,8 (23)	9,6-35,5 23,9 (41)	1,9-7,4 4,6 (30)	0,4-0,9 0,6 (17)	5,9-27,2 15,0 (40)	1,9-9,6 4,2 (24)	9,2-27,9 16,9 (40)	3-36 12	0-14 14	0-51 11	35,20-36,30 36,06 (15)	1,59-1,96 9	ОС6, ОС, Т	ОСВ, 1ТВ, 2ТВ
13	k52	1,9-2,5 2,1 (6) 0,9-3,3 1,7 (21)	9,3-39,6 22,2 (46)	1,3-4,5 3,0 (38)	0,5-1,2 0,7 (17)	6,5-28,4 14,1 (42)	1,3-3,8 2,3 (17)	7,9-25,3 16,3 (46)	5-18 9	0-14 11	0-10 3	34,72-36,54 35,77 (22)	1,63-2,00 9	ОС6, ОС, Т	ОСВ, 1ТВ, 2ТВ
14	k42	1,0-2,3 1,6 (2) 1,2-2,9 1,8 (7)	5,3-34,2 18,3 (17)	2,5-4,4 3,5 (15)	0,4-0,9 0,7 (6)	5,3-24,1 12,6 (17)	2,7-7,2 3,9 (10)	8,8-22,1 15,7 (17)	12-14 5	0-20 9	0 2	35,66-36,16 35,83 (7)	2,07-2,11 2	К14, ОС6, ОС, Т	1КВ, ОСВ, 1ТВ, 2ТВ
15	k3	- - 0,9-1,9 1,3 (5)	17,2-34,3 25,7 (8)	0,6-2,0 1,4 (8)	0,7 1	8,4-19,3 12,9 (6)	2,0 1	15,1-20,8 17,7 (8)	20 4	9-14 5	-	34,99 4	1,90-1,93 4	ОС, Т	ОСВ, 2ТВ
16	k22	2,6 1 1,5-4,1 2,3 (5)	17,4-32,4 23,9 (10)	0,6-3,4 1,6 (9)	0,8-1,2 1,0 (2)	6,8-18,1 11,6 (4)	1,2-1,8 1,5 (2)	14,7-22,2 19,7 (10)	8 1	12 1	0 1	35,42-36,14 35,80 (3)	1,43-2,20 4	ОС6, ОС	ОСВ
17	k1	1,6-2,4 1,9 (4) 1,7-3,8 2,6 (6)	5,0-39,8 23,2 (17)	1,2-3,3 2,3 (14)	0,3-0,9 0,6 (5)	5,0-27,4 11,2 (14)	1,0-3,3 2,2 (8)	8,0-22,1 17,3 (16)	9-13 3	9-23 5	9 1	35,32-36,28 35,68 (4)	1,34-2,05 5	К14, ОС6, ОС, Т	1КВ, ОСВ, 1ТВ, 2ТВ
18	h3	2,8-3,0 2,9 (4) 1,5-2,1 1,9 (13)	4,2-30,2 16,0 (31)	0,9-4,7 2,0 (27)	0,2-1,4 0,8 (15)	4,2-22,2 14,0 (29)	0,9-4,1 1,9 (20)	6,7-19,4 12,2 (29)	10 6	0-10 8	0 2	34,74-35,60 35,04 (10)	1,84-2,5 8	Т	2ТВ

Речовинний та хімічний склад вугілля

Масова частка вологи

Волога аналітична з'ясовувалась в кернових пробах, а також в пробах з гірничих робіт, відібраних геологічною службою ВДО «Донбасгеологія», а волога робоча з'ясовувалась службою ВТК шахти.

Середні значення вологи аналітичної по пластам коливаються в межах 0,6-1,0%, масова доля робочої вологи коливається в межах 1,3-3,0%, робоча волога в товарної продукції шахти склала 5,2%.

Під час робіт, що проектуються, необхідно дослідити вугілля пласта mі (марки ОС) за масовою часткою вологи по всіх пробах[1].

Зольність

Зольність вугілля вивчалась за диференційними та пластовими пробами, що були відібрані з керну свердловин і гірничих виробок, чи пластова зольність з'ясовувалась розрахунковим шляхом по диференційним пробам. Якість вугілля пластів, що відробляються, постійно контролює ВТК шахти. Середні значення зольності за чистими вугільними пачками, що були розраховані на площі підрахунку по свердловинам і гірничим роботам, близькі між собою. Виключення складають вугільні пласти m₆², m₅¹, l₆, k₇^1-B, k₄¹, k₂², по яким на 5-9,0% зольність за свердловинами вище зольності за гірничими роботами. Це пояснюється включенням в кернові проби малопотужних прошарків порід, які практично неможливо виділити за технічними причинами. Пластова зольність за гірничими роботами, як правило, трохи вище розрахованої за свердловинами, що зумовило забруднення шахтних проб породами крівлі та підошви, а в окремих випадках - включенням до пластової проби нестійких порід крівлі та підошви, що є порушенням ГОСТу. Середні розрахункові значення зольності по пластах, що виконані для характеристики якості вугілля, в основному близькі до даних експлуатації. Незначні розходження по окремих пластах пояснюються вищезгаданими причинами [5], [6].

Чітко вираженої закономірності в зміні зольності по пластах з глибиною і за простяганням не відмічається. Зольність вугільних пластів по чистим вугільним пачкам коливається в межах 11,0-18,5% з перевагою 11,0-16,0%. Пластова зольність коливається от 13,6 до 33,2% з перевагою 16,0-25,0%.

По зольності пласти можна розділити наступним чином:

Таблиця 1.6 - Класифікація вугільних пластів за зольністю

Чисті вугільні пачки	З урахуванням забруднення
малозольн. Ad до 8%	середньозольн. Ad (8,1-16,0)	багатозольн. Ad (16,1-25,0)	дуже багатозольн. Ad (25,1-40,0)	малозольн. Ad до 8%	середньозольн. Ad (8,1-16,0)	багатозольн. Ad (16,1-25,0)	дуже багатозольн. Ad (25,1-40,0)
-	m62, m5, mі, l5, l3, k8, k7, k52, k41, k3, k22, k1, h3	m51, mІ, l6, l4, k71-B	-	-	mі, l5, h3	m62, mІ, l3, k8, k71-B, k7, k52, k41, k22, k1	m51, m5, l6, l4, k3

Експлуатаційна зольність, як правило, на 5-10, а по окремих пластах до 15% вище пластової. Значні відхилення відмічені по пластах, які розроблюються з присічкою, а також на малопотужних пластах складної будови, що відробляються на непідрахункових площах через некондиційну потужність чи зольність. Різко збільшується експлуатаційна зольність по пластах, розробка яких проходить механізованим способом.

Зольність гірничої маси, що потрапляє на ЦЗФ «Калінінська» шахти ім. Калініна, за склала 28,9-31,1%.

Зола більшості пластів тугоплавка t°_c 1350->1400°, а пластів mі, mІ, l₅, l₃ - t°_c 1270->1340°. В складі золи в основному переважають оксиди SiO₂+Al₂O₃ - 51,4-75,1%. Вміст Fe₂O₃ коливається в межах 23,4-33,3%. Виключення складають пласти m₅¹, k₃, k₂², h₃, вміст окислів залізі в яких коливається в межах 10,9-15,9%.

Таким чином, за раніше проведеними роботами пласт mі є середньозольним (середня A^d= 15,016%).

Під час робіт, що проектуються, необхідно дослідити вугілля пласта mі (марки ОС) за зольністю по всіх пробах. Особливу увагу приділити здатності до збагачування вугілля [1].

Масова частка загальної сірки

Сірка в пластах коливається в широких межах: в середньому від 1,4% до 4,8% (пласт l₅), а по окремим точкам опробування діапазон коливання її значно більший. По масовій долі загальної сірки вугільні пласти можна розділити наступним чином:

Таблиця 1.7 - Класифікація вугільних пластів за вмістом сірки

Малосірчасті Std до 1,5%	Середньосірчасті Std 1,55-2,35%	Багатосірчасті Std 2,4-4,5%	Дуже багатосірчасті Std >4,5%
k3	m5, l3, k22, k1, h3	m62, m51, mі, mІ, l6, l4, k8, k71, k52, k41	l5, k7

В складі загальної сірки переважає сірка піритна - 68,3-92,8%. Органічна сірка складає 6,3-29,2%, з перевагою 12-17%. Вміст сульфатної сірки, як правило, незначний і коливається в основному в межах 2-3%, досягаючи інколи 4-6% від загальної сірки.

Перевага піритної різновидності сірки зумовлює можливість часткового збагачення вугілля по сірці. Пірит у вугіллі зустрічається в формі маленьких розсіяних глобулок, дисперсних вкрапляників, гніздовидних зростань. Сірчаність товарної продукції шахти за останні роки коливалась в межах 2,78-3,09%, концентрати, після збагачення на ЦЗФ «Калінінська», -1,78-1,94%.

Таким чином, за раніше проведеними роботами пласт mі є багатосірчастим (середня S_t^d= 3,381%).

Під час робіт, що проектуються, необхідно дослідити вугілля пласта mі (марки ОС) за масовою часткою загальної сірки по всіх пробах та сірку окремо за видами[1].

Масова частка фосфору

Масова частка фосфору в вугіллі в основному знаходиться на рівні, характерному для вугілля середнього карбону Донбасу і коливається в межах 0,004-0,02%. Переважаючий вміст обмежується третім знаком і задовольняють умови, надані коксохімічною промисловістю.

Під час робіт, що проектуються, необхідно дослідити вугілля пласта mі (марки ОС) за масовою часткою загальної сірки по одиничних пробах[1].

Елементний склад і теплота згоряння

Елементний склад вугілля і теплота згоряння досліджені по всіх пластах з кернових проб та проб з гірничих виробок. Ці показники якості вивчалися також в УХІНі. Показники ці типові для даної стадії вуглефікації. Вміст вуглецю, водню на суху беззольну масу і оксисену + нітрогену на органічну масу в них відповідно коливається в межах 99,6-91,6%, 4,0-4,5%, 2,4-4,5%.

Теплота згоряння вугілля (Q_б^daf) по всіх пластах висока. Середні значення її коливається в межах 35,04-36,47 мДж/кг. Нижча теплота згоряння коливається в межах 27,14-29,89 мДж/кг.

Під час робіт, що проектуються, необхідно дослідити вугілля пласта mі (марки ОС) за елементарним складом по одиничних пробах[1].

Гірничо-геологічні умови експлуатації

1. Короткий опис існуючих гірничих робіт

Шахтне поле розкрите трьома вертикальними стволами і погоризонтними головними квершлагами.

Ствол №1 - вантажелюдський, круглого перетину, діаметр ствола 6 м. По стволу №1 свіжий потік повітря потрапляє в шахту. Ствол №1 розташований на ділянці, що намічається для оцінки в даному проекті (Абсолютна відмітка 283,18 м).

Ствол №2 - скиповий, вугільний, вентиляційний, круглого перетину. Діаметр ствола до гор. 410 м - 5 м, нижче гор. 410 м - 6 м. Ствол №1 розташований на ділянці, що намічається для оцінки в даному проекті (Абсолютна відмітка 281,98 м).

Ствол №3 - скиповий, породний. Діаметр ствола 7.5 м, круглого перетину.

Система відробки пластів суцільна зі стелеуступним забоєм з молотковою виїмкою вугілля і з прямою лінією забою при комбайновій виїмці вугілля. Відроблення пластів ведеться прямим ходом від стволів до границь шахтного поля.

На пластах, небезпечних за самозайманням, відробка ведеться на передній квершлаг. Розкриття пластів по горизонтах проходить головними квершлагами, які простягаються з півночі на південь протягом 1000-1400 м і розкривають пласти свит.

Шахтою відроблені горизонти 150, 300, 410, 520, 630, 740, і частково 850 і 960 м.

Стволом №1 розритий гор. 850 м.

В районі руддвору пройдена сліпа шахта по пласта l₃ з гор. 520 м на гор. 740 м, яка слугувала для перепуску вугілля з гор. 630 м на гор. 740 м.

Для виробництва групування виробок по крилам шахтного поля пройдені проміжні квершлаги, які з'єднують групи пластів. Пласти m₆², m₅, mі групуються на груповий штрек пласта m₄⁴. Пласти l₆, l₃, l₄^В, k₈ -групуються на груповий польовий штрек, пройдений по крівлі пласта l₂, пласти k₇^1-В, k₅², k₄¹ - групуються на польовий штрек, пройдений в крівлі пласта k₆, пласти k₃ и k₁ працюють як одиночні.

Відкаточні штреки проходяться по розроблюваним пластам з підривкою підошви. Кріпляться штреки металокріпленням типу АП-7, АП-9 з деревиною, стінки штреків затягуються суцільно затяжками.