Материал: Транспортирование горной массы

Транспортирование горной массы

Содержание

1.      Геологические и горнотехнические характеристики месторождения

.1      Общие сведения о предприятии

.2      Геологическое строение участков Талдинских 1-2

.3      Горногеологическая характеристика

.4      Запасы угля

.        Подготовка горных пород к выемке

.        Взрывные работы

.        Выемочно-погрузочные работы

.        Транспортирование горной массы

.        Отвалообразование

.        Складирование полезного ископаемого

.        Система разработки месторождения

.        Вскрытие карьерного поля

.        Экономическая часть

1.     
Геологические и горнотехнические характеристики месторождения

.1 Общие сведения

Талдинское каменноугольное месторождение располагается в центральной части Ерунаковского геолого-экономического района Кузбасса.

По административному делению площадь месторождения относится к Новокузнецкому и Прокопьевскому районам Кемеровской области Российской Федерации. Поверхность месторождения представляет собой всхолмленную лесостепь. Самые низкие абсолютные отметки поверхности (223-280 м) соответствуют речным долинам. Долины рек Тагарыш и Еланный Нарык пересекают центральную часть месторождения. Водораздельные части рельефа имеют отметки 350-375 м.

Климат района резко континентальный. Господствующими ветрами в районе являются южные и юго-западные. ОАО “Разрез Талдинский” расположен в центральной части Ерунаковского геолого-экономического района Кузбасса на геологическом участке “Талдинские 1-2”.

1.2 Геологическое строение участков Талдинских 1-2

В строении Талдинского месторождения принимают участие осадки ерунаковской подсерии кольчугинской серии Кузбасса и четвертичные отложения. Ерунаковская подсерия представлена здесь ленинской, грамотеинской и тайлуганской свитами (снизу вверх). Возраст отложений - верхняя пермь.

Продуктивная толща участков Талдинских 1-2 и их Северного продолжения сложена осадками грамотеинской и тайлуганской подсвит. Первая из них представлена только верхними горизонтами (ниже пласта 78). Тайлуганская подсвита здесь обнимает верхнюю часть стратиграфического разреза между пластами 78 и 92.

Вскрытая мощность угленосной толщи в зоне максимального погружения Талдинской синклинали на 5 разведочной линии составляет 580 м. Верхние горизонты ее выше пласта 92 в центральной части смыты в процессе денудации.

Угленосные отложения участков содержат 11 пластов угля - пласты 73 (73-71), 78, 80, 81, 82, 86-84, 88-87, 89, 90, 91 и 92 мощностью от 1,58 до 21,3 м. Наиболее мощными из них являются 78, 82, 86-84 и 91, а также пласт 73 в северной части участков, там, где он сливается с 72 и 71. В этом случае суммарная мощность их достигает 11-14 м. Большинство пластов характеризуется довольно выдержанной мощностью по всей площади распространения и относится к выдержанным и относительно выдержанным. Рабочая угленосность вскрытой части разреза равна 15,2%.

Каждому пласту присущи индивидуальные особенности. Так, например, очень характерным является строение пластов 86-84 и 88-87. В строении пласта 86-84 наблюдается закономерное распространение угольных пачек, пласт четко разделяется на три части. Верхняя часть пласта мощностью около 10 м представлена в большинстве случаев одной пачкой, иногда она разделена на 2-3 небольшими прослоями породы. Средняя часть мощностью 3-4 м в целом сильно распачкована. Нижняя часть пласта состоит чаще всего из одной пачки мощностью до 6 м. Пласт 88-87 состоит из трех самостоятельных пластов - 88, 88а и 87, разделенных породными прослоями мощностью от 0,5 до 5,5 м. Верхняя пачка почти всегда простого строения и отделяется от пласта 88а слоем песчаника, который прослеживается по всей площади участков.

Литологический состав угленосной толщи довольно разнообразен и характеризуется породами от аргиллитов до песчаников. Наибольшим распространением в отложениях участков пользуются алевролиты, содержание которых достигает 61,3%. Песчаники уступают им в распространении. Содержание их в разрезе колеблется в пределах от 18,4 до 27%. При этом наблюдается небольшое увеличение содержания песчаников в

юго-западной части площади. Аргиллиты в пределах участков развиты слабо (4,2-5,5%) и имеют второстепенное значение.

Литологический состав толщи непостоянный и меняется как по простиранию, так и на глубину. Более или менее выдержанные пласты песчаников, мощность которых иногда достигает 50 м, встречаются в нижней части разреза толщи (ниже пласта 86-84), но и они не выдерживаются по всей площади.

Текстура угленосных отложений участков весьма разнообразна. Мощные слои песчаников характеризуются редкой косой или косоволнистой прерывистой слоистостью, обусловленной растительным детритом, иногда скоплением угля гравийной размерности. Песчаники небольшой мощности обладают прерывистой косой и косоволнистой слоистостью. Алевролиты крупные и мелкие имеют тонкую косую или пологоволнистую и горизонтальную слоистость за счет изменения гранулометрического состава обломочного материала и растительного детрита. Часто алевролиты мелкие неслоистые. Аргиллиты неслоистые или с редкой слабо выраженной горизонтальной слоистостью.

При разведке участков в отложениях угленосной толщи установлено редко встречающееся в Кузбассе явление крупной косой слоистости. Выражается это явление тем, что замеренные углы падения во вмещающих породах и пластах угля не совпадают и отличаются довольно значительно (до 200). Крупная косая слоистость чаще наблюдается в кровле пластов 78 и 73 в

Северо-Восточном крыле Талдинской синклинали и реже в кровле пластов 88-87, 86-84, 82. Но это явление не имеет повсеместного распространения и ограничивается небольшими участками.

Четвертичные отложения, представленные рыхлыми образованиями, сплошным чехлом покрывают палеозойские отложения участков и месторождения. Мощность рыхлых отложений колеблется от 0,2-10,0 м в долинах рек и логах до 40м на водоразделах. Представлены они суглинками, глинами и реже галечниками. На участках развития горельников четвертичные осадки обожжены.

Четвертичные отложения водораздельных пространств Э.Д.Рябчикова подразделяет на три толщи, отличающиеся друг от друга по своему фациально-литологическому составу, условиям образования и возрасту:

·   нижняя сероцветная толща - аллювиальные, озерно-аллювиальные и озерно-болотные отложения (Q2);

·   средняя или переходная толща - озерно-аллювиальные и субаэральные отложения (Q2-3);

·   верхняя толща - субаэральные лессовые отложения с погребенными почвами (Q3).

1.3 Горногеологическая характеристика

Талдинское месторождение каменных углей относится к 1 группе месторождений по сложности. Это - пологая многопластовая залежь с мощными пластами угля. Центральная часть месторождения - собственно участки Талдинские 1-2 - характеризуется наибольшей угленосностью и предназначается для отработки углей карьерным способом. Выемке подлежат 11 пластов мощностью от 2 до 18-20 м (пласты 92, 91, 90, 89, 88-87, 86-84, 82, 81, 80, 78, 73) на глубину 260-370 м от поверхности (до гор. + 0 абс).

Все пласты обладают выдержанной и относительно выдержанной мощностью и в большинстве сложным строением.

Подробная характеристика каждого пласта, их распространение на площади участков, выдержанность и взаимное расположение в разрезе приводится ниже по тексту и в таблице 1.1.

По качеству угли пяти верхних пластов от 91 до 86-84 относятся к марке ДГ, остальные - к марке Г. Для коксования талдинские угли непригодны, могут использоваться как высококалорийное энергетическое топливо.

По данным детальной разведки зольность по чистым пачкам угля изменяется от 7,2 до 10,9 % за исключением угля пласта 92, имеющего зольность 20,8 %. Этот пласт находится полностью в зоне окисления, имеет очень малую распространенность на участках и, естественно, незначительные запасы.

За счет участия породных прослоев в сложении пластов общая зольность угля становится выше. Наибольший процент содержания породы имеют пласты 90 (14,7 %), 88-87 (21,4 %) и 86-84 (8,6 %). По другим пластам количество породы в них находится в пределах 1,1-6,2 %. В угле пласта 90 пластовая зольность равна 25,6 %, в пласте 88-87 - 34,7 %, в пласте 86-84 - 19,8 %, по остальным пластам она не превышает 16 %.

Низшая теплота сгорания рабочего топлива по чистому углю изменяется от 6040 до 6630 ккал/кг, но с повышением пластовой зольности она резко уменьшается. Поэтому пласты сложного строения перед сжиганием нуждаются в обогащении. Обогатимость углей средняя и легкая. Качество углей представлено в таблице 1.2.

Таблица 1.1. Характеристика угольных пластов

Таблица 1.2. Качество углей

горный порода месторождение карьерный

Безбраковочная норма зольности для добываемого угля - ДГ - 18 %, ДГОКI - 22 %, ДГОКII - 23,5 %. Норма видимой породы - до 4 % (среднее - 2 %). Допустимый максимальный размер куска - 300 мм. Минимальная кондиционная теплота сгорания, отделяющая зону негодного угля - 5939 ккал/кг. Максимально допустимая зольность - 23,5 %.

Кондиции качества углей по рабочей теплоте сгорания:

Марка - от 7700 ккал/кг и выше; окисленный I группы - от 6930 до 7700 ккал/кг; окисленный II группы - от 5939 до 6930 ккал/кг.

Талдинские угли являются прочными и могут транспортироваться на большие расстояния.

Изучение физико-механических свойств горных пород, в том числе и пород кровли и почвы угольных пластов, производилась Томским инженерно-строительным институтом. В результате исследования установлено, что породы в зоне выветривания, распространенной на месторождении до глубины 50-60 м, иногда до 100 м, характеризуются повышенной трещиноватостью и пониженной прочностью. Последнее не обеспечивает высокого выхода керна при бурении скважин даже с применением качественных растворов и замедленного режима бурения. Полевые наблюдения и лабораторные испытания согласуются, и по ним в общих чертах можно заключить, что породы кровли и почвы угольных пластов в зоне выветривания неустойчивы. На больших глубинах, ниже границы распространения выветрелых пород, они, как правило, устойчивы. Аналогичные результаты получены и по данным каротажа. Отклонения от общих условий указываются ниже, при описании пластов.

Физико-геологические явления на Талдинском месторождении достаточно четко удается наблюдать в виде оползневых процессов, заболачиваемости и оврагообразования.

Оползни развиты преимущественно по левому берегу рч. Еланный Нарык, в четвертичных отложениях, мощность которых не превышает 20 м. В большинстве случаев движение четвертичных пород происходило по контакту с коренными породами, иногда в самом четвертичном покрове и редко - захватывая породы зоны выветривания.

Оврагообразование и заболачивание территории проявляется в основном по долинам речек и логов. Но они не пользуются широким распространением и существенного влияния на отработку углей открытым способом оказывать не будут.

Из климатических факторов, прежде всего, необходимо обратить внимание на атмосферные осадки, особенно в весенне-летний период.

Во избежание переувлажнения пород в бортах карьера и снижения их прочности и устойчивости необходимо предусмотреть отвод поверхностных вод.

На Талдинском месторождении выделяется четыре группы пород:

1. Четвертичные отложения.

2. Пермские коренные породы, затронутые выветриванием.

3. Пермские коренные породы, незатронутые выветриванием.

4. Горелые породы.

Перечисленные группы пород отличаются как по составу, состоянию, степени выветрелости, так и по инженерно-геологическим свойствам.

Четвертичные отложения представлены суглинками и в меньшей степени глинами. Среди пород пермского возраста выделяются песчаники, алевролиты, аргиллиты и каменные угли, существенно отличающиеся по составу и текстурно-структурным особенностям.

По своему состоянию, степени выветрелости и трещиноватости породы перми делятся на затронутые и незатронутые выветриванием. Затронутые выветриванием коренные породы распространены на глубину 50-60 м. Инженерно-геологические свойства горных пород указанных двух групп различны. Плотность пород в зоне выветривания значительно ниже, а влажность выше, чем у невыветрелых разностей. Сцепление пород зоны выветривания в 3-4 раза меньше, чем у пород незатронутых выветриванием, в то время как углы внутреннего трения отличаются незначительно. Лишь у аргиллитов зоны выветривания последний оказался на 140 меньше, чем у аналогичных пород, незатронутых выветриванием.

Газоносность угольных пластов участков Талдинских 1-2 и их северного продолжения характеризуется очень низким содержанием метана и довольно высоким - углекислого газа Действительная газоносность всех опробованных пластов варьирует в пределах от 0,09 до 0,3 м3/т, а содержание двуокиси углерода достигает 1,1 см3/г.г.м. (грамм горючей массы). Эти показатели могут быть несколько занижены, так как часть углекислого газа при обработке проб могла раствориться в воде.

В изученных отложениях метановая зона находится на относительно небольшой глубине, не превышающей 290 м, притом глубина эта может значительно измениться в сторону уменьшения.

При поведении работ по добыче угля открытым способом на верхних горизонтах невысокая газоносность угольных пластов не окажет сколь-нибудь существенного значения.