авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Прогнозирование структуры шахтных полей восточного донбасса на основе анализа малоамплитудной тектонической нарушенности угольных пластов

-- [ Страница 3 ] --

Легко заметить, что в горизонтальном срезе все три субмеридиональных надвига для угольного пласта h7 являются взбросами, тогда как для поверхности сместителя Мушкетовского надвига два из них (Калининский и Первомайский) выглядят как сбросы. Иными словами, ранее образовавшиеся разрывы представляют собой естественные барьеры для распространения более поздних разрывов, аналогично тому, как это происходит с трещинами в листовом стекле или в глазури на старых изразцах. Кроме того, оперяющие разрывы, в том числе малоамплитудные, образовавшиеся в процессе развития основного разрыва в его крыльях, также могут быть ошибочно приняты за более ранние и «смещённые».

Тектонофизической реконструкцией кинематики смещений крыльев разрывов нами установлено, что к группе сдвигов относятся разрывные смещения не только с вертикальными сместителями, но и достаточно пологие, с углами падения сместителей 45-50 (например, разрывы зоны Провиданс на Макеевских шахтах, ряд надвигов южного крыла Горловской антиклинали), что подтверждено анализом морфологии сместителей этих разрывов. Приуроченность зон мелкой кулисообразной складчатости к линиям известных разломов фундамента свидетельствует о значительных сдвиговых смещениях и по этим разломам.

Среди наблюдаемого в Донбассе разнообразия выделены (Погребнов, Очеретенко, Трощенко, 1985) четыре морфолого-генетических типа складок: 1) продольного изгиба, сформированные в условиях свободного межслоевого проскальзывания одних слоёв относительно других; 2) блокированные; 3) выжимания, возникшие под действием неравномерного тектонического давления, перпендикулярного слоистости; 4) приразрывные, образованные местными деформирующими силами, действующими вдоль тектонического контакта в направлении смещения крыльев разрывных нарушений. Кроме того, к малоамплитудным пликативным дислокациям следует отнести локальные флексуры и пологую волнистость залегания угольных пластов, также создающие иногда серьёзные затруднения в работе угледобывающих предприятий. Приведенные примеры дают представление о морфологических признаках и наиболее вероятном механизме формирования этих дислокаций.

К малоамплитудным разрывным смещениям относятся дизъюнктивы с амплитудой от одного до нескольких десятков метров, т. е. практически все местные разрывные смещения, наблюдаемые внутри отдельных частей угленосной толщи.

По общности геометрической формы все разрывные смещения Донбасса могут быть разделены на четыре геометрические группы: 1) взбросы, характеризующиеся перекрытием одноимённых пластов на крыльях и более крутым падением поверхности сместителя, чем пластов на крыльях; 2) сбросы, отличающиеся расхождением одноимённых пластов на крыльях в плане и более крутым падением поверхности сместителя; 3) поддвиги, для которых типично надвигание друг на друга одноимённых крутопадающих пластов на крыльях по более пологой поверхности сместителя; 4) отдвиги1, со свойственным им раздвиганием крутопадающих пластов по пологой поверхности сместителя. В.С. Попов назвал их также «положесогласными взбросами», в отличие от аналогичных форм с надвинутыми крыльями, которые носят название «положесогласные сбросы».

По угловым соотношениям поверхностей сместителя и пластов на крыльях различают согласнопадаюшие нарушения (пласты и сместитель наклонены в одну сторону) и несогласнопадающие (пласты и сместитель наклонены в разные стороны).

Генетическое разделение малоамплитудных разрывных смещений основывается на теории тектонофизики, согласно которой среди них выделяются две генетические категории разрывных смещений: скалывания и отрыва.

Используя широко известное в тектонофизике понятие о полях упругих напряжений и эллипсоиде деформации, можно представить условия образования наблюдаемых в Донбассе генетических групп разрывных смещений: взбросов, взбросо-сдвигов, сбросов, сбросо-сдвигов, поддвигов, отдвигов и сдвигов. Примеры малоамплитудных разрывных смещений подобраны таким образом, что в их число вошли малоамплитудные разрывные смещения всех тектонических зон бассейна и разнообразных стратиграфических горизонтов угленосной толщи.

Отбор этого материала сопровождался анализом морфологии разрывных смещений и определением их принадлежности к тому или иному типу принятой генетической классификации. В диссертации приведены наиболее характерные признаки выделенных типов малоамплитудных разрывных смещений, в том числе характерная для каждого типа ориентировка сместителей относительно складок и их частей. Ориентировка разрывов продемонстрирована ориентирными диаграммами, построенными по складчатым комплексам различных геологических районов бассейна.

Отдельно описаны внутрипластовые малоамплитудные тектонические нарушения – особая форма дислокаций, которую нельзя причислить ни к чисто дизъюнктивной, ни к чисто пликативной, поскольку их образование происходило в результате полного или частичного разрушения и перемещения материальной массы пластов из одного места в другое. Среди этих структурных форм выделены тектонические трещины скалывания и отрыва, трещины отдельности с характеристикой каждого типа трещин, показаны их отличия от трещин нетектонического происхождения; характерные для угольных пластов внутрипластовые тектонические нарушения разделены на следующие типы по механизму их образования:

- Внутрипластовые нарушения послойного и пологосекущего сдвига, которые широко распространены во всех складчатых зонах бассейна. Они возникают в результате скольжения одних слоёв относительно других при изгибе толщи. В угольных пластах они могут концентрироваться в одной из пачек или захватывать весь пласт целиком, при локализации в верхней части пласта приводят к формированию ложных кровель;

- Внутрипластовые нарушения секущего сдвига, проявляющиеся в виде мелких чешуй на контакте угля с породами кровли, реже почвы. Они также отрицательно влияют на устойчивость кровли и вызывают засорение добытого угля пустой породой;

- Внутрипластовые нарушения квазипластического перераспределения угольного вещества – разнообразные формы раздувов и пережимов, клиновидных внедрений раздробленного угля в трещины кровли и почвы;

- Внутрипластовые нарушения хрупкого разрушения, выражающиеся в тонкой дезинтеграции угольного вещества без изменения структуры и мощности пласта. В качестве фактора, отрицательно сказывающегося на результатах добычи, эти нарушения первоначально отмечались на антрацитовых шахтах, где получили наименование «расштыбование антрацитов». Для товарных антрацитов класс крупности продукта был главной характеристикой; при этом штыб считался практически «отходами производства». В действительности расштыбование свойственно углям практически всех марок, однако для коксующихся углей показатель крупности не имеет значения и никогда не учитывался, а в некоторых случаях расштыбование угля даже способствовало повышению производительности добычи. В условиях высокой газоносности все формы расштыбования угольного вещества увеличивают опасность возникновения внезапных выбросов угля и газа, представляя собой зоны углеводородной флюидизации.

Четвертое защищаемое положение. Предложены критерии количественной оценки сложности горно-геологических условий отработки шахтных полей Восточного Донбасса по фактору малоамплитудной тектонической нарушенности угольных пластов.

Опыт геологического изучения угольных месторождений для целей разведки показывает, что благонадежность подготовленного к освоению месторождения в весьма высокой степени зависит от сложности геологического строения. Отнесение месторождения в одну из трех групп по классификации ГКЗ в некоторой степени является оценкой его благонадежности: чем больше номер группы, тем в принципе ниже благонадежность. Анализ факторов, явившихся причиной отнесения угольных месторождений ко II и III группам сложности при их геолого-промышленной оценке, включая оценку степени благонадежности для промышленного освоения (А.Г. Портнов, А.В. Внуков, 1999), показал, что основной причиной является сложное тектоническое строение.

Влияние малоамплитудной нарушенности сказывается в первую очередь на технологиях вскрытия и условиях разработки угольных пластов подземным способом (таблица), открытый способ разработки менее чувствителен к сложности тектонического строения.

Таблица. Критерии количественной оценки сложности горно-геологических условий отработки шахтных полей Восточного Донбасса по фактору малоамплитудной тектонической нарушенности угольных пластов.

Вид малоамплитудной нарушенности угольных пластов Единицы измерения Область влияния
Разрывные смещения с амплитудами, превышающими максимально преодолимые принятыми средствами добычи Удельная протяженность, км/км2 Раскройка шахтных полей, размеры добычных участков
Разрывные смещения с амплитудами, допускающими их переход с подрывкой боковых пород, без перемонтажа комплекса Удельная протяженность, км/км2 Ухудшение экономических показателей угледобычи, потери в оставленных целиках
Разрывные смещения с амплитудами, допускающими их переход без подрывки боковых пород Удельная протяженность, км/км2 Снижение производительности очистных работ, ухудшение качественных показателей угля
Пликативная нарушенность – изменчивость углов падения пласта % площадей с углами падения выше допустимых Потери в оставленных целиках

Конкретные значения приведенных в таблице параметров, при которых месторождение должно быть отнесено к той или иной группе сложности по фактору малоамплитудной тектонической нарушенности, могут быть указаны лишь для конкретных условий залегания угольных пластов определенной мощности при известных технических характеристиках применяемых средств угледобычи.

Помимо указанных в таблице областей влияния малоамплитудной тектонической нарушенности на условия эксплуатации, всем без исключения её видам присуща такая существенная особенность как сопутствующие зоны повышенной трещиноватости и, соответственно, пониженной устойчивости углевмещающих пород, размеры которых обнаруживают прямую, но не поддающуюся функциональному выражению связь с интенсивностью тектонической дислокации (амплитудой разрывов, кривизной складок и т.п.). Поскольку тектоническая нарушенность пород фиксируется при документации керна разведочных скважин, метраж бурения по нарушенным породам, отнесенный к общему метражу по породам продуктивной толщи, может служить приближенной количественной мерой удельного объёма нарушенных пород в массиве, км3/км3 и удельной поверхности угольного пласта с нарушенной кровлей и почвой, км2/км2 (согласно теории геометрической вероятности, эти величины численно равны между собой). Снижение устойчивости углевмещающих пород приводит к таким отрицательным явлениям, как завалы подготовительных выработок и затруднения при их проведении, вывалы кровли в очистных забоях, повышенные водопритоки и многие другие осложнения.

Если исключить подземную газификацию угля, скважинную угледобычу и другие геотехнологии, то в условиях Восточного Донбасса мощность угольных пластов, условия их залегания и рельеф местности допускают единственно возможный способ их разработки – подземный со вскрытием вертикальными или наклонными стволами. При этих ограничениях малоамплитудная тектоническая нарушенность угольных пластов приобретает значение одного из решающих факторов в определении степени сложности геологического строения шахтных полей в процессе подготовки месторождений к промышленному освоению.

ВЫВОДЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Тектоника Донецкого бассейна изучена достаточно детально в процессе его многолетней разведки и эксплуатации. Однако малоамплитудная тектоническая нарушенность с такой степенью детальности исследована впервые.

Практические рекомендации по выявлению и определению параметров малоамплитудной нарушенности в процессе разведки угольных месторождений могут быть сведены к следующему. Наиболее общие соображения о характере и степени малоамплитудной тектонической нарушенности часто могут быть высказаны на основании определения тектоногенетического типа бассейна или месторождения, к которому относится объект разведки. Затем может быть применён метод тектонического анализа мощностей межпластовых интервалов или другой адекватный метод выявления малоамплитудных разрывов. После этого по каждому из выявленных типов разрывных нарушений может быть проведен вероятностный анализ, на основании которого даётся прогноз общего количества аналогичных нарушений. Глубина анализа и детальность прогноза зависят от стадии разведочного процесса и, соответственно, количества уже пробуренных скважин на территории участка. Результаты такого анализа могут служить основой выбора наиболее благоприятных площадей для продолжения разведочных работ и строительства горнодобывающих предприятий. Мерой степени малоамплитудной дизъюнктивной нарушенности служит удельная величина – суммарная протяженность следов пересечения сместителей малоамплитудных разрывов, отнесенная к площади пласта. Для удобства пользования эта количественная характеристика тектонической сложности угольного объекта может быть дана дифференцированно по классам разрывов, выделенным по величине их нормальной амплитуды (Трощенко, 2009).

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Монографии:

1. Очеретенко И.А., Трощенко В.В. Стереографические проекции в структурной геологии. - Л.: Недра, 1978. - 132 с.

2. Погребнов Н.И., Очеретенко И.А., Трощенко В.В. Структурная геология Донецкого бассейна. - М.: Недра, 1985. - 149 с.

Авторские свидетельства:

1. Трощенко В.В. Способ дефектоскопии горных пород. А.С. СССР № 1242779, МКИ4 G 01 N 21/88. Заявл. 11.03.84. Опубл. 07.07.86, бюл., № 25.

2. Трощенко В.В., Погребнов Н.Н. Способ оконтуривания приповерхностных подземных неоднородностей. А.С. СССР № 1300400, МКИ4 G 01 V 9/00, Заяв. 15.08.85. Опубл. 30.03.87, бюл. № 12.

Статьи в рецензируеуемых научных журналах по списку ВАК:

1. Очеретенко И.А., Заикин В.В., Трощенко В.В. Повторяемость различных форм мелкоамплитудных разрывных смещений на северной окраине Донбасса // Геол. журн. 1968. Т. XXVIII. Вып.1. С. 82-87.

2. Трощенко В.В. Взаимно пересекающиеся тектонические структуры угленосной толщи на юго-восточном крыле Кальмиус-Торецкой котловины (Донецкий бассейн) // Известия вузов. Геология и разведка. 1982, № 5. С. 64-71.

3. Погребнов Н.Н., Трощенко В.В., Макеев В.Ф.. Автоматизированный прогноз тектонической нарушенности угленосных толщ // Советская геология. 1987, № 10. С. 3–9.

4. Погребнов Н.Н., Т.В. Бударина, В.В. Трощенко. Информационная технология разведки угольных месторождений // Отечественная геология. 1996, № 4. С. 79.

5. Погребнов Н.Н., Бударина Т.В., Трощенко В.В. Информационная технология разведки угольных месторождений//Разведка и охрана недр, 1997, № 3. С.16-19.

6. Погребнов Н.Н., Трощенко В.В. Прогнозирование зон тектонической нарушенности угольных месторождений по материалам дистанционных съемок // Региональная геология и металлогения, № 21, СПб, ВСЕГЕИ, 2004. С. 116-122.

7. Трощенко В.В. Анализ морфологии сместителей и кинематики относительных перемещений крыльев тектонических разрывов угленосных толщ / Неделя горняка – 2007 // Горный информационно-аналитический бюллетень. – М., 2009, № 8. С. 277-283.

Статьи и тезисы в научных сборниках и трудах конференций и совещаний:

1. Очеретенко И.А., Трощенко В.В. Геометрический способ определения азимутов и углов падения пластов угля по керну скважин // Геол. и разв. угольн. м-ний (Тр. ДонбассНИЛ).- М: Недра, 1971. Вып. 2. С. 24-37.

2. Трощенко В.В. Повышение точности построения геологических разрезов в сложных структурных условиях // Пути повышения достоверности результатов геологических исследований на угольных и сланцевых месторождениях (сборник научн. трудов). -Л: ВСЕГЕИ - ВНИГРИуголь, 1985. С. 64-68.

3. Погребнов Н.Н., Трощенко В.В., Бударина Т.В., Виницкий А.Е. Методы выявления и прогноза тектонической нарушенности угольных месторождений // Сб. Геологическое изучение и использование недр. - М.: Геоинформмарк, 1996. Вып. 5. С. 3-12

4. Погребнов Н.Н., Трощенко В.В. Система геометрического объемного моделирования угольных месторождений // Геол. служба и мин.-сырьевая база России на пороге XXI века. Материалы научно-практ. геол. конф. - СПб.: ВСЕГЕИ. 2000. Т. 3. С. 248-249.

5. Трощенко В.В. Особенности геологического строения и полезные ископаемые. // Сб. Проблемы и перспективы комплексного освоения минеральных ресурсов Восточного Донбасса / Коллектив авторов. - Ростов н/Д: Изд-во ЮНЦ РАН, 2005. С. 6-17.

6. Трощенко В.В. Механизм формирования залежей гумусовых углей в параличеих угольных бассейнах // Труды ЮНЦ РАН, т.1, Геология. - Ростов н/Д: Изд-во ЮНЦ РАН, 2006. С. 187-208.

7. Трощенко В.В. Моделирование морфологии сместителей и кинематики относительных перемещений крыльев тектонических разрывов угленосных толщ // Вопросы геологии и освоения недр юга России. Сборник научных статей. Ростов н/Д: Изд-во ЮНЦ РАН, 2007. С. 297-303.

8. Трощенко В.В. К механизму формирования ритмичности осадочных формаций // Геодинамические и генетические модели рудных месторождений. Сборник научных статей / Отв. ред. В.И. Щеглов. - Ростов н/Д: Изд-во ЮНЦ РАН, 2007. С. 274280.

9. Трощенко В.В. Количественные показатели тектонической нарушенности угольных пластов как фактор геолого-промышленной оценки шахтных полей // Материалы регионального научно-практического семинара «Перспективные технологии добычи и использования углей Донбасса».– Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2009. С.37-44.


1 Термин заимствован из классификации дизъюнктивов М.А. Усова



Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.