Особенности строения и подсчет запасов шахтного поля в Южно-Донбасском угленосном районе Донецкого бассейна
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… Читать ещё >
Особенности строения и подсчет запасов шахтного поля в Южно-Донбасском угленосном районе Донецкого бассейна (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
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
1. Геологическая характеристика Южно-Донбасского угленосного района Донецкого бассейна
1.1 Общие сведения
1.2 Геологическая изученность
1.3 Геологическое описание
1.3.1 Стратиграфия и литология
1.3.2 Тектоника
1.3.3 Угленосность
1.4 Качество углей
1.5 Гидрогеологические условия
1.6 Горно-геологические условия эксплуатации
1.7 Запасы углей
2. Геологическая характеристика шахтного поля
2.1 Стратиграфия и литология
2.2 Тектоника
2.3 Угленосность
2.4 Качество углей
2.5 Гидрогеологическая характеристика
2.6 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
1.1 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 разрезомтурнейский, 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- 15 м. 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 1−6гл; 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 0,232 до 0,238м/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 — 1000 м 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
2.1 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 | |||
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 | |||
% | % | % | % | % | |||
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 | ||||
0,69 | простое | выдержан | ||
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 | ||||
Анионы | |||||
Cl? | 304,17 | 0,0281 | 8,55 | 45,58 | |
SO42? | 490,96 | 0,0208 | 10,21 | 54,42 | |
Сумма | 18,76 | ||||
2. 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 105−110С. 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 | <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.
2.6 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 62 500 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 | 0.7 | 21.4 | В | ОС | ||
0.68 | 14.2 | |||||
0.69 | 15.6 | |||||
0.69 | 12.4 | |||||
0.69 | 15.9 | |||||
2B | 0.77 | 29.3 | В | ОС | ||
0.72 | 29.7 | |||||
0.72 | 23.4 | |||||
0.71 | 20.1 | |||||
0.73 | 25.6 | |||||
3B | 0.72 | 23.4 | В | ОС | ||
0.71 | 20.1 | |||||
0.62 | 18.1 | |||||
0.7 | 19.3 | |||||
0.69 | 14.8 | |||||
0.69 | 9.6 | |||||
0.74 | 14.6 | |||||
0.76 | 11.2 | |||||
0.74 | 14.2 | |||||
0.71 | 16.1 | |||||
4С | 0.71 | 31.6 | С | ОС | ||
0.77 | 29.3 | |||||
0.72 | 29.7 | |||||
0.6 | 27.1 | |||||
0.6 | 26.9 | |||||
0.68 | 28.9 | |||||
5С | 0.66 | 23.6 | С | ОС | ||
0.7 | 21.4 | |||||
0.69 | 15.6 | |||||
0.6 | 17.1 | |||||
0.6 | 16.9 | |||||
0.65 | 18.9 | |||||
6С | 0.69 | 15.6 | С | ОС | ||
0.69 | 12.4 | |||||
0.68 | ||||||
0.6 | 12.1 | |||||
0.6 | 14.6 | |||||
0.65 | 13.7 | |||||
7С | 0.72 | 29.7 | С | ОС | ||
0.71 | 20.1 | |||||
0.62 | 18.1 | |||||
0.6 | 16.1 | |||||
0.6 | 14.6 | |||||
0.65 | 19.7 | |||||
8C | 0.68 | C | ОС | |||
0.69 | 14.2 | |||||
0.7 | 12.9 | |||||
0.66 | 13.6 | |||||
0.68 | 19.9 | |||||
0.68 | 14.9 | |||||
9C | 0.62 | 18.1 | C | ОС | ||
0.69 | 9.6 | |||||
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 | |
62.5 | 16(1.04) | 0.69 | 1.5 | В | 67.3 | ОС | |||
62.5 | 0.73 | 1.5 | В | 71.5 | ОС | ||||
0.71 | 1.5 | В | 276.9 | ОС | |||||
62.4 | 0.68 | 1.5 | С | 63.6 | ОС | ||||
57.2 | 0.65 | 1.5 | С | 55.8 | ОС | ||||
57.2 | 0.65 | 1.5 | С | 55.8 | ОС | ||||
57.2 | 0.65 | 1.5 | С | 55.8 | ОС | ||||
42.6 | 0.68 | 1.5 | С | 43.5 | ОС | ||||
42.6 | 0.65 | 1.5 | С | 41.5 | ОС | ||||
81.1 | 0.52 | 1.5 | С | 63.3 | ОС | ||||
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
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.
3. Ершов В. В., Новиков А. А. и др. Основы геологии, М.: Недра, 1986, 310 с.
4. Скобаланович Н. А., Осауленко В. Т., Инженерная геология, гидрогеология и осушение месторождений, М.: Недра, 1989, 200 с.
.ur