Особенности строения и подсчет запасов шахтного поля в Южно-Донбасском угленосном районе Донецкого бассейна
Министерство
образования и науки Украины
Донбасский
государственный технический университет
Кафедра
«Маркшейдерии, геологии и геодезии»
КУРСОВАЯ
РАБОТА
по
дисциплине: Шахтная геология»
на тему:
Особенности строения и подсчет запасов шахтного поля в Южно-Донбасском
угленосном районе Донецкого бассейна
Выполнил
ст.гр. ГИ-10-1
Войченко
Г.О.
Проверил:
доц.
Шкурский Е.Ф.
Алчевск
2011
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
. Геологическая характеристика Южно-Донбасского
угленосного района Донецкого бассейна
.1 Общие сведения
.2 Геологическая изученность
.3 Геологическое описание
.3.1 Стратиграфия и литология
.3.2 Тектоника
.3.3 Угленосность
.4 Качество углей
.5 Гидрогеологические условия
.6 Горно-геологические условия эксплуатации
.7 Запасы углей
. Геологическая характеристика шахтного поля
.1 Стратиграфия и литология
.2 Тектоника
.3 Угленосность
.4 Качество углей
.5 Гидрогеологическая характеристика
.6 Подсчет запасов угля
Литература
ВВЕДЕНИЕ
Целью данной курсовой работы
является обучение будущих специалистов горного профиля составлению
горно-геологической документации и приобретение навыков пользования ею во время
производственной деятельности на предприятиях горнодобывающей промышленности.
Огромную важность приобретает при современном развитии механизированного и
зачастую автоматизировано горношахтного оборудования знание и понимание
горно-геологических условий его применения. С постоянным увеличением глубины
разработки угольных пластов ухудшаются условия ведения добычных и проходческих
работ при одновременной разработке новейших машин и горношахтного оборудования,
что, в свою очередь, порождает необходимость в «трезвой оценке» и рациональном
выборе горношахтного оборудования, наиболее подходящего к конкретным
горно-геологическим условиям. Это во многих случаях позволяет снизить затраты
на ремонт и увеличить срок службы машин и оборудования, применяемых при добыче
угля подземным способом.
В процессе выполнения работы
изучаются особенности строения и подсчет запасов шахтного поля в
Южно-Донбасском угленосном районе Донецкого бассейна.
1.
Геологическая характеристика Южно-Донбасского угленосного района Донецкого
бассейна
.1
Общие сведения
Южным Донбассом, или
Южно-Донбасским угленосным районом, принято называть полосу распространения
нижнекаменноугольных отложений на юго-западной окраине бассейна, вытянутую на
130 км от ст. Межевая на западе до с. Старо-Бешево на р. Кальмиус - на востоке.
К Южно-Донбасскому району с северо-востока примыкают старые углепромышленные
районы - Красноармейский и Донецко-Макеевский. Продолжением Южно-Донбасского
угленосного района к западу является Петропавловский. Район охватывает площадь
2200 км2.
Территория имеет в целом общий
юго-западный уклон. Максимальные отметки порядка +220 м находятся в восточной
части площади, минимальные (+78 м) - в долине р. Волчьей.
Центральная и западная части
района (западнее ж. д. Донецк - Мариуполь) расположены в бассейне р. Волчьей и
ее притоков, из которых наиболее крупными являются реки Соленая, Сухие Ялы и
Кашлаточ; восточная находится в бассейне р. Кальмиус; Постоянный водоприток
имеет только р. Кальмиус; остальные реки летом частично пересыхают и
разобщаются на отдельные плесы. Водораздельные пространства представляют собой
обширные плоские степные равнины со сплошным покровом кайнозойских отложений.
Долины большинства рек и балок довольно широкие с плоскими, большей частью
задернованными склонами; выходы допалеогеновых пород очень редки. В восточной
же части района, прорезанной р. Кальмиус и системой ее притоков, кайнозойские
отложения сохранились только в виде небольших реликтовых пятен на водоразделах,
а палеозойские обнажены на значительных площадях, благодаря чему рельеф
приобретает типичный для открытого Донбасса куэстовый характер.
1.2
Геологическая изученность
Изучение нижнекаменноугольных отложений
, начатое ещё в XIX
в. до 1949 г. ограничивалось открытой территорией бассейна р. Кальмиус , причём
основное внимание в этот период уделялось вопросам стратиграфии (Лебедев , 1893
, 1927; Лисин, 1925; Ротай,1931,1939;Залеский, 1933; Новик, 1939; Айзенверг,
1952 и др.)
Открытие промышленной
угленосности нижнекаменноугольных отложений в районе городов Ново-Московска,
Павлограда и сёл Петриковки и Петропавловки в 1949 г. послужило коренным
поворотом в изучении нижнего карбона также и на территории Южного Донбасса. С
1952 г.поисковыми работами охвачена вся площадь от ст. Межевая до р. Кальмиус.
В результате работ была выявлена промышленная угленосность в полосе развития
нижнекаменноугольных отложений от ст. Межевая до ж.д. Донецк-Мариуполь.
1.3
Геологическое описание
Палеозойские отложения
юго-западной окраины Донбасса залегают на размытой поверхности докембрийского
кристаллического фундамента,полого погружающегося в северо-восточном
направлении. Выходы докембрийских метаморфических и изверженных пород
Украинского кристаллического массива окаймляют Южно-Донбасский район с
юго-запада.
Непосредственно на
кристаллическом основании залегают отложения верхнего девона, представленные
осадочно-эффузивной толщей, отличающейся изменчивым дитологическим составом.
Нижнекаменноугольные отложения
на юго-западной окраине бассейна представлены полным разрезом -турнейский,
аизейский и намюрский ярусы. По литологическому составу разрез чётко делится на
две толщи-карбонатную и верхнюю-терригенную.
Терригенная толща нижнего
карбона включает отложения верхнего визе и намюра. Её суммарная максимальная
мощность (в бассейне р. Кальмиус) равна около 2750 м.
1.3.1
Стратиграфия и литология
В четвертичных отложениях
водоносным является аллювий рек. Однако этот водоносный горизонт имеет
второстепенное значение, так как площади его незначительны.
Нижнекаменноугольные отложения
на юго-западной окраине бассейна представлены полным разрезом - турнейский,
энзейский и памюрский ярусы. По литологическому составу разрез часто делится
две толщи: нижнюю - карбонатную и верхнюю - териконную.
Карбонатная толща, охватывающая весь
турнейский и нижнюю часть визейского яруса по схеме Гоолкома выделена в виде
одной свиты, обозначенной индексом (А). Максимальная мощность толщи
(до 500 м) приурочена к восточной части района. Теригейная толща нижнего
карбона включает отложения верхнего визи и намюра. Ее суммарная максимальная
мощность равна около 2750 м.
Свита (поугленосная или гробовская)
проводится по кровле известняков в зоны .
Свита (подугленосная или Грабовская)
проводится по кровле известняков зоны (нижняя граница); верхней границей
принят известняк (, по схеме
Ротая). Разрез свиты характеризуется многофациальным комплексом положений.
В литологическом составе свиты
преобладают тонкообломочные породы - аргиллиты, алевролиты, составляющие 81% от
мощности свиты.
В свите отмечено до
12 прослоев углей, приуроченных к верхней части.
Свита (угленосная или самарская)
характеризуется очень мелкой цикличностью при широком развитии болотных
осадков, которые наблюдаются в виде множества сближенных стигмариевых слоев,
угольных прослоек и пластов общим числом до 60- 65.
Мощность свиты на востоке,
в бассейне р. Кальмиус достигает 600 м, к юго-западу происходит уменьшение
мощности свиты до 490 м. к северо-западу мощность свиты увеличивается, достигая
на р. Соленой 700 м и уменьшается к западу.
Свита (бешевская) по унифицированной
схеме имеет объем больше чем по прежним схемам, поскольку нижняя граница ее
проведена по известняку , а не по
вышележащему бешевскому. Количество пластов известняков в бассейне достигает
45, мощность их от 0,2 до 3 м. Количество прослоев углей - 17. В западном
направлении резко уменьшается количество известняков и увеличивается количество
угольных пластов.
Мощность свиты у с.
Новоселовка достигает 920 м, в юго-западном направлении, по мере провижения к
борту кристаллического массива, она уменьшается до 315 м.
Свита (амросиевская) представлена
чередующимися аргиллитами и алевролитами, мелко и среднезернистыми песчаниками.
На маркирующих горизонтах свиты следует выделить группу известняков , состоящую
из 3-5 слоев мощностью от 0,5-1,2 м.
Мощность свиты имеет максимальное
значение в бассейне р. Кальмиус 500 м. К югу происходит уменьшение мощности до
220 м в районе с. Благоявленского.
Четвертичные отложения в основании
представлены краснобурыми глинами и суглинками с карбонатными и гипсовыми
конкрециями мощностью до 20 м. Вышележащие лессовидные суглинки достигают
мощности 10- 15м. По долинам рек и основных балок развиты аллювиальные
отложения, мощность которых не превышает 8-10 м.
1.3.2
Тектоника
Тектоника района определяется
положением на юго-западной окраине Донецкого бассейна в области сопряжения
бассейна к северным склонам приазовской части украинского кристаллического
массива. Нижнекаменноугольные отложения слагают здесь обширную пологую
моноклиналь, обращенную, в общем, на северо-восток и переходящую в южное крыло
р. Кальмиус - Таренской котловины.
В центральной части района общий фон
северо-западного простирания пород нарушен субрегиональным прогибом, поперечным
к общему простиранию карбона. В результате наложения обширной синклинальной
складки выходы пород среднего и нижнего карбона в плане, дугообразных,
изгибающих смещены в южном направлении. Это т.н. Волчанская синклиналь.
Для Южно-Донбасского района
характерны пологие углы падения. Более крутые углы падения встречаются редко и
связаны обычно с плитативными структурами второго порядка.
К северо-западу от Павловской
брахиантиклинали выявлен ряд мелких куполов: Константинопольский на южном и
Андреевский на северном берегах р. Садовой.
Плитативные дислокации представляют
собой серию параллельных, вытянутых в северо-восточном направлении, резко
ассиметричных структур: нередко складки приобретают форму слексо: оси всех
структур погружаются к северо-востоку. Из структур северо-восточного
направления наиболее важными являются Никольская, Продольная, Совхозная и
Александринская. Никопольская антиклиналь прослеживается северо-западнее с.
Никольского. К востоку от Никольской антиклинали расположена крутая флексурная
складка, названная Продольной.
Все региональные сбросы имеют, в
общем, северо-западное простирание, однако для одного типа сброса характерно
северо-восточное падение сбрасывателя с опусканием северо-восточного блока, а
для другого - противоположное направление падения сбрасывателя с надвижением.
В системе всбросов с юго-западным
падением плоскостей всбрасывателя относится: Владимирский, Шевченковский, Снежевской
и др. Вертикальная амплитуда наиболее крупных из них достигает 100-150 м.
1.3.3
Угленосность
В терригенной толще верхневизейских
и намюрских отложений Южного Донбасса отмечено до 100 пластов и прослоев углей.
Первые прослои угля появляются уже с самых нижних горизонтов свиты , однако
вверх по разрезу угленосность увеличивается незначительно и лишь в верхней
части свиты выше известняка 1-2 пласта местами достигают
мощности более 0,5 м.
Наиболее высокой угленосностью
отличается свита и ,
составляющая около 25% от общей мощности всей территории толщи нижнего карбона,
включащая 60% общего количества пластов и прослоев углей. Угленосность
отдельных свит подвержена весьма значительным колебаниям. Поэтому в районе
выделяется 3 подрайона: Волчанский, Владимировский и Кальмиусский. Они могут
рассматриваться как самостоятельные геолого-промышленные районы.
1.4
Качество углей
Среди углей нижнего карбона
преобладают гуммиты. Сапроленовые угли встречаются очень редко. Верхневизейские
гумусовые угли близки к дюренам, а намюрские - к дюрено-кларенам и кларенам, по
типу близким к средне карбоновм углям. Зольность углей - до 7%.
Угленосность нижнего карбона в
Южно-Донбасском районе по простиранию последовательно увеличивается от его
западной перифирии до центральной части Владимирского подрайона, а затем быстро
уменьшается в восточном направлении.
1.5
Гидрогеологические условия
Подземные воды в Южном Донбассе
связаны со всеми стратиграфическими комплексами от докембрийского до
четвертичного.
Водоносный горизонт докембрийских
кристаллических пород приурочен к верхней выветрелой зоне мощностью 10-30 м.
Подземные воды девонских отложений
связаны с грубозернистыми аркозовыми песчаниками и эффузивами.
Среди нижнекаменноугольных отложений
по степени водоносности в карбонатной толще интенсивно развиты
карстообразования, в результате чего они являются мощным коллектором подземных
вод. Дебиты отдельных источников колеблются от долей до 200 м3/час и более;
коэффициенты фильтрации по данным откачек из скважин изменяются от 0,055 до
5,04 м3/час.
Химическая характеристика вод
карбонатной толщи в Южно-Донбасском районе подвержена значительным колебаниям.
Сухой остаток изменяется в пределах 1117-3850 мг/л; общая жесткость от 10 до 20
мг-экв. Воды являются в основном сульфатно-хлоридно-натриевыми или кальциевыми.
Они большей частью пригодны для питьевого водоснабжения.
Вся вышележащая терригенная толща
нижнего карбона отличается незначительной водоносностью. Водоносными
горизонтами в этой толще являются песчаники и отчасти слои известняков.
Воды терригенной толщи нижнего
карбона обильно сильно минерализованы и обладают часто высокой жесткостью.
Сухой остаток изменяется в пределах 1-6г\л ; общая жёсткость от 1-2 до 40
мг·экв. Тип воды в основном или смешанный
хлоридно-сульфатно-натриево-кальциевый или чистый хлоридно-натриевый, причём
хлоридно-натриевые воды залегают в малых глубинах.
Водоносный горизонт приуроченный к
толще мергелей верхнего мела, на разведенных шахтных полях дебиты скважин
колеблются от 1-2 до 15-50м3/час, а коэффициенты фильтрации от 0,000232 до
0,00238м/час.
Минерализация меловых вод от 516 до
2229мг/л; общая жесткость равна 7-16мг·экв, а постоянная 8-12 мг·экв. Воды
преимущественно гидрокарбонатно-сульфатно-кальциевые и вполне пригодны для
питьевого водоснабжения.
Водоносные горизонты в палеогене
приурочены к мелко и тонкозернистым пылеватым пескам и отличаются очень слабой
водоотдачей.
1.6
Горно-геологические условия эксплуатации
Залегание угольных пластов на
основной площади Южного Донбасса пологое, довольно значительная мощность
наносов позволяет вскрывать месторождение только вертикальными стволами.
Условия проходки стволов в пределах
наиболее ценной части района будут сложными. Основные затруднения связаны с
проходкой палеогеновых и неогеновых песков, обладающих плывунными свойствами.
Угол естественного откоса этих песков в сухом виде колеблется от 33 до 40˚,
а в воде 21-34˚. Мощность плывунов изменяется от 5 до 35 м.
Породы кровли и почвы угольных
пластов представлены обычно алевролитами и значительно реже мелкозернистыми
песчаниками или аргиллитами.
Угленосная толща в Южном Донбассе
отличается высокой газоносностью, однако распределение природных газов по
площади весьма неравномерное. Глубина залегания верхней границы метановой зоны
колеблется от 80 до 300 м.
Геотермические условия в
Южно-Донбасском районе существенно не отличается от условий в освоенных районах
бассейна. Геотермический градиент колеблется в пределах 18,1-32,2˚ на 1 км
при среднем значении 24,4˚ на 1 км, а температура на горизонте - 1000м от
34,4 до 47,4˚.
1.7 Запасы
углей
Результаты подсчёта запасов,
произведённых по состоянию на 1956 г. приводится в табл. Приведенный подсчёт
базировался только на данных поисковой разведки и прогнозной региональной
оценки. В последующие годы был выполнен большой объём разведочных работ,
главным образом по детализации промышленных площадей. В результате этих работ
количество достоверных запасов (А+В+С1) значительно увеличилось и по оценке на
1.01.1962 г. в пластах мощностью более 0,45 м составляет 1870 млн. т. , из них
категорий А+В 352 млн.т.
2. Геологическая
характеристика шахтного поля
.1
Стратиграфия и литология
В пределах шахтного поля
насчитывается 2 угольных пласта: и . Маркирующими горизонтами является
известняк . Cвита имеет
мощность 220 м, состоящую из аргиллитов, которые занимают 30%, известняков 15%,
песчаников 21% и алевролитов 31%
Таблица 2.1 - Стратиграфия
каменноугольных отложений
Свита
|
Количество
угольных пластов и пропластков
|
Синонимика
основных маркирующих горизонтов
|
|
всего
|
синонимика
пластов
|
|
2 и
|
|
|
|
Таблица 2.2 - Литология
каменноугольных отложений
Свита
|
Общая
мощность, м
|
Литологические
разности
|
|
|
песчаник
|
алевролит
|
аргиллит
|
известняк
|
уголь
|
|
|
Мощн,
м
|
Мощн,
м
|
Мощн,
м
|
Мощн,
м
|
Мощн,
м
|
|
|
%
|
%
|
%
|
%
|
%
|
220213130152
|
|
|
|
|
|
|
2.2
Тектоника
В пределах шахтного поля
наблюдается несколько размывов, в том числе размыв угольного пласта. Первый
разрыв проходит от отметки +223 м и до отметки +214. Он начинается под наносами
и замещён алевролитом и песчаником. Размыв проходит по двум породам: песчанику
и алевролиту. Второй размыв также находится под поверхностью. Порода
подверженная разрыву - песчаник. Мощность размыва составляет 21 м. Третий
разрыв имеет наименьшую амплитуду. Его мощность составляет около 10 м. Породы,
подверженные разрыву - песчаник, известняк причём после разрыва к ю-з песчаник
увеличивается по мощности в 2 раза, набирая мощность как и на первом размыве.
Через размывы не проходит уровень безнапорных вод.
2.3 Угленосность
Изменение мощности пласта
колеблется в пределах 0,67-0,72 на всей площади, где он достигает рабочей
мощности, но с севера на юг шахтного поля расположен размыв угольного пласта,
где он теряет свою мощность в данной части площади шахтного поля. Строение
пласта простое.
Таблица 2.3 - Характеристика
угольного пласта
Индекс
пласта
|
Мощность
пласта, м
|
Строение
пласта
|
Степень
выдержанности
|
|
средняя
|
|
|
0,69простоевыдержан
|
|
|
|
2.4
Качество углей
Данный пласт марки Г
используется главным образом в энергетической промышленности, как топливо и
частично в металлургической промышленности. Зольность пласта на всей рабочей площади
(по мощности) в пределах нормы, т. е. не превышает 40% (в среднем 16%),
сернистость также не превышает норму.
2.5
Гидрогеологическая характеристика
Описываются условия залегания
безнапорного водоносного горизонта, динамика подземных вод, оценивается их
качество.
Строится колонка-диаграмма
солевого состава воды.
По карте гидроизогипс
определяем:
направление движения подземных
вод (по нормали к гидроизогипсам в сторону уменьшения их абсолютных отметок).
- гидравлический уклон (для
безнапорных) вод по формуле:
(1)
Где - абсолютные отметки гидроизогипс,
взятые по направлению движения потока воды, м;
- длина пути фильтрации, м.
приведенную (кажущуюся) скорость
движения водного потока по формуле:
(2)
Где - коэффициент фильтрации, м/сут
(приводится в задании).
м/сут.
- действительную скорость
движения водного потока по формуле:
(3)
Где - величина эффективной пористости в
долях от единицы (приводится в задании).
м/сут
- глубину залегания
безнапорного водоносного горизонта как разность отметок поверхности
(горизонтали) и гидроизогипсы в любой точке.
(4)
м
Оценка качества подземных вод
производится по результатам их анализа. Содержание ионов (в мг/л)
пересчитываются в эквивалентную (мг/-экв/л) и процент-эквивалентную форму (% мг
экв/л) формы.
Содержание ионов в эквивалентной
форме получим путем умножения содержания иона в мг/л на пересчетный
коэффициент, определяемый по формуле:
(5)
Где - заряд иона (валентность);
- ионная масса (атомный вес).
Полученные данные заносим в
таблицу 1.
Таблица 2.4 - Пересчет
результатов химического анализа воды
Ионы
|
Содержание,
мг/л
|
Пересчетный
коэффициент
|
Содержание,
мг·экв/л
|
Содержание,
% мг·экв/л
|
Катионы
|
Mg2+
|
104,17
|
0,0822
|
10,737
|
55,98
|
Ca2+
|
208,92
|
0,05
|
8,44
|
44,01
|
Сумма
|
|
|
19,177
|
100
|
Анионы
|
Cl−
|
304,17
|
0,0281
|
8,55
|
45,58
|
SO42−
|
490,96
|
0,0208
|
10,21
|
54,42
|
Сумма
|
|
|
18,76
|
100
|
. Определяем ошибку анализа по
формуле
(5)
Где - ошибка анализа, %;
- сумма анионов, мг·экв/л;
- сумма катионов, мг·экв/л.
Подставим значения в формулу:
Ошибка анализа превышает допустимую,
равную ±5 %, следовательно, анализ неверен.
О величине общей минерализации можно
судить по сухому или плотному остатку (), полученному после выпаривания
воды при температуре 105-110°С.
Растворенные газы и летучие соединения при выпаривании и высушивании
улетучиваются. При определении общей минерализации необходимо найти сумму всех
ионов в мг/л, содержащихся в воде. При наличии в воде иона HCO3−
суммируется только половина его содержания (в мг/л), так как при нагревании он
способен частично разлагаться с образованием углекислого газа и воды.
В зависимости от содержания сухого
остатка () выделяются
следующие группы воды по солености:
пресные - сухой остаток до 1 г/л;
слабосолоноватые - 1-3 г/л;
сильно солоноватые - 3-10 г/л;
соленые - 10-50 г/л;
рассолы - более 50 г/л.
г/л - слабосолоноватая вода.
Жесткость воды подразделяется на
общую, временную и постоянную.
Общая жесткость определяется как
сумма ионов Ca2+ и Mg2+, а
временная или карбонатная - по количеству иона HCO3−,
связанного с Ca2+ и Mg2+, в
мг·экв/л. Если количество иона HCO3− превышает суммарное
содержание Ca2+ и Mg2+, вся жесткость
считается карбонатной. Постоянную жесткость воды определяем как разность общей
и карбонатной. По величине общей жесткости различают следующие типы воды:
очень мягкая, с содержанием Ca2+ и Mg2+ до 1,5
мг·экв/л;
мягкая - 1,5-3 мг·экв/л;
умеренно-жесткая - 3-6 мг·экв/л;
жесткая - 6-9 мг·экв/л;
очень жесткая - более 9 мг·экв/л.
Определим общую жесткость по формуле
(7)
Где , - содержание катионов кальция и
магния в мг/л;
и - эквивалентный вес соответственно
кальция и магния.
Подставим значения в формулу:
мг·экв/л
Определим временную жесткость
по формуле
(8)
Где - содержание гидрокарбонат анионов
в мг/л;
и - эквивалентный вес
гидрокарбонатного иона.
Подставим значения в формулу:
мг·экв/л
Постоянная жесткость определяется по
формуле:
(9)
мг·экв/л
Вода очень жесткая.
Выражение химического состава воды в
виде формулы М.Г. Курлова.
В общем виде формула М.Г. Курлова
имеет вид:
Где - редкие элементы в г/л;
- свободные газы в г/л;
- общая минерализация воды в г/л;
- анионы в % мг·экв/л;
- катионы в % мг·экв/л;
- температура воды;
- окислительно-восстановительный
потенциал.
В формулу не вносятся анионы и
катионы, процент которых меньше 10.
Для нашего случая:
Установление возможного солевого
состава воды.
Для выявления возможного солевого
состава воды строим колонку-диаграмму, на которой слева наносим содержание
катионов, справа - анионов в % мг·экв/л. Их содержания изображаются в виде
отдельных участков, пропорциональных количеству иона. Причем от нулевой отметки
откладывается преобладающий в анализе ион. Дальнейшая последовательность
отражает порядок их убывания.
Рисунок 1 - Отображение
химического состава шахтной воды в виде колонки-диаграммы
Возможный солевой состав, %
мг·экв/л
Нанесение результатов химического
анализа на график-квадрат Н.И. Толстихина.
График-квадрат Н.И. Толстихина
представляет собой квадрат, состоящий из 100 одинаковых по вертикали и
горизонтали клеток. Каждая клетка должна соответствовать значению 10 % мг·экв/л
иона. Нулевые значения будут располагаться в левом нижнем и правом верхнем
углах. Тогда значения 100 % мг·экв/л будут находиться в противоположных углах
квадрата. На левой стороне квадрата сверху вниз откладывается величина
преобладающего аниона, а на правой - оставшегося аниона. На верхней стороне,
слева направо - Са2++Мg2+, внизу - а++к+ в % мг·экв/л.
Положение анализа на квадрате определяется точкой от пересечения двух линий,
соответствующих максимальным значениям ионов.
Если точка, согласно результатам
анализа, располагается в верхнем правом углу квадрата, то вода будет относиться
к гидрокарбонатно-кальциевому типу, если в левом нижнем углу, то к
хлоридно-натриевому типу и т.д.
Рисунок 2 - Нанесение результатов
химического анализа на график-квадрат Н.И. Толстихина
Подземные воды определенного
химического состава могут оказывать разрушающее действие на бетонные и
металлические конструкции. Такая вода считается агрессивной.
В зависимости от присутствия в
воде тех или иных компонентов различают пять типов агрессивности подземных вод.
Сульфатная агрессия
определяется содержанием ионов SO42−.
При избытке иона SO42−
происходит кристаллизация в бетоне новых соединений: образуется гипс CaSO4·2H2O
с увеличение объема на 100 % и сульфоалюминат кальция (бетонная бацилла) с
увеличением объема в 2,5 раза, что приводит к разрушению бетона. Влда
агрессивна к бетону при содержании иона SO42−
свыше 250 мг/л.
Углекислая агрессивность. При
воздействии агрессивной угольной кислотой происходит растворение и вынос из
бетона CaCO3 - основной
составной части цемента. При избытке СО2 наблюдается переход CaCO3
в Ca(НCO3)2,
который легко растворяется и выносится из бетона.
Избыток СО2 (>20 мг/л)
называется агрессивной углекислотой, зависит от бикарбонатной щелочности и
содержания ионов Ca2+
и Cl−.
Агрессивность выщелачивания
(бикарбонатная щелочность) происходит за счет растворения и вымывания из бетона
извести CaCO3 при малом
содержании в воде иона НCO3−.
Воды, содержащие менее 30 мг/л связанной углекислоты и обладающие жесткостью
менее 1,4 мг·экв/л, считаются агрессивными, независимо от других показателей.
Магнезиальная агрессивность
приводит к разрушению бетона при повышенном содержании Mg2+
в воде. В зависимости от сорта цемента, условий и конструкции сооружения и от
содержания иона SO42−
более 250 мг/л, предельно допустимое количество ионов Mg2+
составляет от 750 мг/л до 1000 мг/л.
Общекислотная агрессивность
связана с содержанием водородных ионов рН. Вода будет
обладать коррозирующими свойствами при содержании рН 5,0-6,5.
Данные об агрессивности шахтной
воды согласно произведенному анализу заносим в таблицу 2.
шахтный запасы уголь стратиграфия
Таблица 2.5 - Характеристика
воды по агрессивности
Сульфатная
агрессия SO42−
|
Углекислая
агрессия СО2
|
Агрессивность
выщелачивания Mg2+
|
Магнезиальная
агрессия Mg2+, SO42−
|
Общекислотная
агрессия рН
|
норма
|
факт
|
норма
|
факт
|
норма
|
факт
|
норма
|
факт
|
норма
|
факт
|
<250 мг/л
|
490,96
|
<20 мг/л
|
−
мг/л
|
< 1,4 мг∙экв/л
|
19
|
<750 <250 мг∙экв/л
|
10,7 10,21 мг∙экв/л
|
6,5
|
5,2
|
наблюдается
|
не
набл.
|
наблюдается
|
не
наблюдается
|
не
набл.
|
По результатам анализа, вода
обладает сульфатной агрессивностью
и
агрессивностью
выщелачивания.
.6
Подсчет запасов угля
Детально рассмотрев шахтное
поле мы увидели, что приблизительно по центру проходит размыв пласта, который
не подсчитывается. В нашем случае коксующиеся угли следует разрабатывать с
мощности 0.6 м, которые мы и будем посчитывать. Все запасы делим на 3 блока.
Блок №1 площадью 62500 м, мощность пласта
м. В нашем случае будем вести подсчёт запасов пласта марки m.
Таблица 2.6 Расчёт средних
мощностей и зольностей угольного пласта
№
фигуры
|
№
скважины
|
Принятая
мощность, м
|
Принятая
зольность, %
|
Категория
оценки запасов
|
Марка
угля
|
1B
|
4
|
0.7
|
21.4
|
В
|
ОС
|
|
5
|
0.68
|
14.2
|
|
|
|
9
|
0.69
|
15.6
|
|
|
|
10
|
0.69
|
12.4
|
|
|
|
∑
|
0.69
|
15.9
|
|
|
2B
|
6
|
0.77
|
29.3
|
В
|
ОС
|
|
7
|
0.72
|
29.7
|
|
|
|
11
|
0.72
|
23.4
|
|
|
|
12
|
0.71
|
20.1
|
|
|
|
∑
|
0.73
|
25.6
|
11
|
0.72
|
23.4
|
В
|
ОС
|
|
12
|
0.71
|
20.1
|
|
|
|
13
|
0.62
|
18.1
|
|
|
|
16
|
0.7
|
19.3
|
|
|
|
17
|
0.69
|
14.8
|
|
|
|
18
|
0.69
|
9.6
|
|
|
|
21
|
0.74
|
14.6
|
|
|
|
22
|
0.76
|
11.2
|
|
|
|
23
|
0.74
|
14.2
|
|
|
|
∑
|
0.71
|
16.1
|
|
|
4С
|
1
|
0.71
|
31.6
|
С
|
ОС
|
|
|
6
|
0.77
|
29.3
|
|
|
|
|
7
|
0.72
|
29.7
|
|
|
|
|
|
0.6
|
27.1
|
|
|
|
|
|
0.6
|
26.9
|
|
|
|
|
∑
|
0.68
|
28.9
|
|
|
|
5С
|
3
|
0.66
|
23.6
|
С
|
ОС
|
|
4
|
0.7
|
21.4
|
|
|
|
9
|
0.69
|
15.6
|
|
|
|
|
0.6
|
17.1
|
|
|
|
|
0.6
|
16.9
|
|
|
|
∑
|
0.65
|
18.9
|
|
|
6С
|
9
|
0.69
|
15.6
|
С
|
ОС
|
|
10
|
0.69
|
12.4
|
|
|
|
15
|
0.68
|
14
|
|
|
|
|
0.6
|
12.1
|
|
|
|
|
0.6
|
14.6
|
|
|
|
∑
|
0.65
|
13.7
|
|
|
7С
|
7
|
0.72
|
29.7
|
С
|
ОС
|
|
12
|
0.71
|
20.1
|
|
|
|
13
|
0.62
|
18.1
|
|
|
|
|
0.6
|
16.1
|
|
|
|
|
0.6
|
14.6
|
|
|
|
∑
|
0.65
|
19.7
|
|
|
8C
|
15
|
0.68
|
14
|
C
|
ОС
|
|
20
|
0.69
|
14.2
|
|
|
|
25
|
0.7
|
12.9
|
|
|
|
|
0.66
|
13.6
|
|
|
|
|
0.68
|
19.9
|
|
|
|
∑
|
0.68
|
14.9
|
|
|
9C
|
13
|
0.62
|
18.1
|
C
|
ОС
|
|
18
|
0.69
|
9.6
|
|
|
|
23
|
0.74
|
14.2
|
|
|
|
|
0.6
|
7.1
|
|
|
|
|
0.6
|
7.2
|
|
|
|
∑
|
0.65
|
11.2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10С
и 11 С
имеют : среднюю мощность 0.52 (средняя от контурных мощностей 0.45 и 0.6 м)
Таблица 2.7 - Формуляр подсчёта
запасов
№№
фигур подсчёта
|
Площадь
горизонтальных проекций фигуры
|
Угол
падения
|
Истинная
площадь фигуры
|
Средняя
подсчётная мощность
|
Кажущ
плотность
|
Категория
запасов
|
Запасы
угля
|
Марка
угля
|
1
|
62.5
|
16(1.04)
|
65
|
0.69
|
1.5
|
В
|
67.3
|
ОС
|
2
|
62.5
|
16
|
65
|
0.73
|
1.5
|
В
|
71.5
|
ОС
|
3
|
250
|
16
|
260
|
0.71
|
1.5
|
В
|
276.9
|
ОС
|
4
|
60
|
16
|
62.4
|
0.68
|
1.5
|
С
|
63.6
|
ОС
|
5
|
55
|
16
|
57.2
|
0.65
|
1.5
|
С
|
55.8
|
ОС
|
6
|
55
|
16
|
57.2
|
0.65
|
1.5
|
С
|
55.8
|
ОС
|
7
|
55
|
16
|
57.2
|
0.65
|
1.5
|
С
|
55.8
|
ОС
|
8
|
41
|
16
|
42.6
|
0.68
|
1.5
|
С
|
43.5
|
ОС
|
9
|
41
|
16
|
42.6
|
0.65
|
1.5
|
С
|
41.5
|
ОС
|
10
|
78
|
16
|
81.1
|
0.52
|
1.5
|
С
|
63.3
|
ОС
|
11
|
78
|
16
|
81.1
|
0.52
|
1.5
|
С
|
63.3
|
ОС
|
Срок службы шахты:
Сш=,
лет
Сш==2.9,
лет
Всего запасов: 731.7 тыс.т
В - 415.7 тыс.т
С - 316 тыс.т
С
- 126.6 тыс.т
ЛИТЕРАТУРА
1. Геология месторождений угля и горючих
сланцев СССР, т. 1, М.: Госгеолтехиздат, 1963.
2. Горовой А.Ф., Кирбков В.В. и др.
Геология и разведка угольных месторождений, К., 1994, 227 с.
. Ершов В.В., Новиков А.А. и др. Основы
геологии, М.: Недра, 1986, 310 с.
. Скобаланович Н.А., Осауленко В.Т.,
Инженерная геология, гидрогеология и осушение месторождений, М.: Недра, 1989,
200 с.