Разделение угольных пластов по структурным признакам, мощности и условиям залегания

По структурным признакам, т. е. в зависимости от количества внутрипластовых породных прослоев, выделяются пласты простого, сложного (при наличии породных прослоев — от одного до десяти, и очень сложного строения; в последнем случае угольные пласты (залежи) представлены частым переслаиванием большого количества угольных и породных прослоев. Например, на Волчанском, Богословском и Экибастузском месторождениях в мощных угольных пластах насчитываются десятки, а иногда и сотни породных прослоев.

В Донецком бассейне более половины всех пластов (54%) характеризуются простым строением. Однако соотношение пластов простого и сложного строения в отдельных районах бассейна не остается постоянным. В Донецком экономическом районе пласты простого строения составляют более 60%, Ворошиловоградском и Ростовском — около 50, а в Днепропетровском —90%.

В Кузнецком бассейне преобладают пласты сложного строения, особенно часто встречающиеся в отложениях кольчугинской серии.

В этих отложениях простое строение имеют не более 18% пластов, в основном тонких. В балахонской серии Кузнецкого бассейна количество пластов с простым строением достигает 37%. При этом простое строение нередко наблюдается в пластах средней мощности и даже в мощных.

В угленосных отложениях Карагандинского бассейна преобладающая часть угольных пластов обладает сложным строением. Исключение составляют отдельные пласты долинской и тентекской свит.

Пласты простого строения возникают в результате непрерывного накопления растительного материала. Обычно это происходит при устойчивом геотектоническом режиме, обеспечивающем совпадение скоростей нарастания торфяника и опускания области торфонакопления.

Сложные пласты являются образованиями переменного накопления. Их строение связано с изменением характера или с остановками в процессе накопления отмершей растительной массы. Это возможно только при неустойчивом геотектоническом режиме, когда скорость накопления торфяника неоднократно становится меньше или больше скорости опускания области торфонакопления. В результате торфообразование временно прекращается на всей площади или на отдельных ее частях.

Строение угольного пласта является одним из основных факторов, определяющих технологию их разработки и способы подготовки угля к использованию в промышленности.

Пласты сложного и очень сложного строения нередко разделяются породными прослоями на части, которые могут служить самостоятельными объектами эксплуатации. В сложном угольном пласте из многочисленных угольных пачек промышленную ценность может представлять только одна, залегающая непосредственно под кровлей или над почвой пласта и др.

При разработке мощных пластов угля выделяются эксплуатационные слои — части пласта определенной мощности, вынимаемые раздельно. Эксплуатационный слой может быть частью одной угольной пачки или включать несколько пачек.

По мощности в практике разведки и эксплуатации принято разделять угольные пласты на пять групп: 1) весьма тонкие — до 0,5 м; 2) тонкие — от 0,5 до 1,3 м; 3) средней мощности — от 1,35 до 3,5 м; 4) мощные — от 3,55 до 15 м; 5) весьма мощные — более 15 м.

По мощности и зольности среди угольных пластов различают рабочие и нерабочие.

Рабочим угольным пластом следует называть такой комплекс угольных пачек (или одну пачку) и прослоев пород, который имеет средневзвешенную зольность не выше, а суммарную мощность угольных пачек не ниже установленных кондициями для балансовых запасов по данному месторождению. Нерабочим пластом считается такой, который не удовлетворяет требованиям кондиций по мощности и зольности.

По свойству пласта угля сохранять рабочую мощность и строение в пределах шахтного поля оценивается степень его выдержанности. Выдержанность мощности и строения угольных пластов относится к основным факторам, определяющим промышленную ценность месторождения и условия его разработки.

По степени выдержанности выделяют три группы угольных пластов:

• 1)выдержанные, когда мощность, строение пласта и качество углей в пределах шахтного поля, а нередко и нескольких шахтных полей имеют незначительные отклонения от средних, характерных для этой площади величин; участки с нерабочим значением пласта отсутствуют;
• 2)относительно выдержанные, когда в пределах шахтного поля мощность и строение пласта и основные показатели качества углей существенно варьируют, но на большей части шахтного поля пласт не утрачивает промышленного значения; при наличии нерабочих участков пласта установлена отчетливая закономерность изменения показателей, обусловливающих переход рабочего пласта в нерабочий;
• 3)невыдержанные, когда вследствие резкой изменчивости мощности, строения пластов или показателей качества углей они на многих локальных участках в пределах шахтного поля утрачивают рабочее значение.

Протяженность пласта угля в пространстве, его выдержанность зависит от фациальных и геотектонических условий, при которых он образуется. Наиболее благоприятными являются прибрежно-морские (лагунные) условия седиментации, менее благоприятными — прибрежно-континентальные (дельтовые и устьевые части рек). Многие пласты формировавшиеся в прибрежно-морских условиях, практически непрерывно прослеживаются на огромной площади. Например, площадь распространения пласта /з оценивается не менее чем в 20 тыс. км2, пласт к% непрерывно прослеживается на сотни километров, и др. В ряде случаев для возникновения выдержанных пластов довольно благоприятными были внутриконтинентальные озерно-болотные условия угленакопления.

В зависимости от угла падения различают пологие (углы падения до 18°), наклонные (19—35°), крутонаклонные (36— 55°) и крутые (56—90°) угольные пласты.

Углы падения пластов на площади угольных бассейнов, месторождений и даже отдельных шахтных полей не остаются постоянными. Они изменяются от крыльев к замкам складок, с глубиной залегания в пределах одного и того же крыла складки, вблизи дизъюнктивных нарушений, в местах замыкания антиклинальных и синклинальных структур.