Почва угольного пласта подсечена вертикальными скважинами

Тонкие слои пустой породы, заключенные в пласте, называют прослойками.
Угольные месторождения обычно состоят из свиты пластов и пропластков.
Простирание – направление линии пересечения плоскости пласта с горизонтальной плоскостью.
Падение— направление линии, лежащей в плоскости пласта и перпендикулярной линии простирания, а линия наз. линией падения.

Угол, образованный плоскостью пласта с горизонтальной плоскостью, наз. углом падения.

Классификация угольных пластов по углу падения.

· пологие — 0 — 18 градусов;

· наклонные -19 – 35 градусов;

· крутонаклонные — 36 – 55 градусов;

· крутые — 56 – 90 градусов.

Породы, в которых залегает угольный пласт – называют вмещающими или боковыми породами.
Породы, находящиеся над пластом называют кровлей, или висячим боком.
Породы, находящиеся под пластом называют почвой или лежачим боком.
Мощность пласта – расстояние по нормали между почвой и кровлей.

По мощности пласты делятся:

· весьма тонкие – до 0,7 м.;

· тонкие — 0,71 – 1,2м.;

· средней мощности – 1,21 – 3,5м.;

· мощные — свыше 3,5м.

Породы, залегающие над пластом полезного ископаемого, называются кровлей или висячим боком.
Породы, залегающие ниже пласта — почвой или лежачим боком.

Запасы ПИ. Их классификация.

Запасы полезных ископаемых (минеральные ресурсы) — количество минерального сырья и органических полезных ископаемых в недрах Земли, на её поверхности, на дне водоёмов и в объёме поверхностных и подземных вод. Или количество угля в недрах, заключенное в границах шахтного поля. Делятся на:

Геологические запасы – общие запасы полезных ископаемых, в пределах шахтного поля.

Балансовые — группа Запасов полезных ископаемых, использование к-рых экономически целесообразно и эффективно при данном уровне развития техники и технологий добычи и переработки сырья c соблюдением требований законодат. актов.

За балансовые – запасы отработки которые в данное время не эффективна. Считываются с баланса шахт.

Промышленные – запасы кт добываются и выдаются на поверхность.

Потери ПИ. Коэффициент извлечения.

ПОТЕРИ полезного ископаемого— часть балансовых запасов твёрдых полезных ископаемых, не извлечённая при разработке месторождения или утраченная в процессе добычи и переработки.

Для оценки полноты извлечения запасов из недр применяются коэффициент извлечения полезного ископаемого и полезного компонента. Он выражает отношение количества добытого полезного ископаемого вместе с примешанной к нему породой к количеству погашенных балансовых запасов. Величина эта изменяется от 0,4 до 1,2 и более; при разработке тонких жил системами с валовой выемкой — до 3 и более. Коэффициент извлечения полезного компонента из недр выражает отношение количества полезного компонента, извлечённого из недр, к количеству полезного компонента, которое было заключено в подсчитанных балансовых запасах. Коэффициент извлечения из недр полезного компонента — обобщённый показатель.

Шахта, шахтное поле. Размеры шахтных полей. Производительная мощность. Срок службы шахты

Ша́хта (нем. Schacht) — промышленное предприятие, осуществляющее добычу пластовых полезных ископаемых подземным способом и отгрузку их потребителю или на горнообогатительную фабрику.

Шахтное поле — месторождение или его часть, отводи­мую для разработки одной шахтой. Шахтное поле входит в состав горного отвода шахты; включает один пласт (залежь) или несколько. Обычно шахтное поле имеет форму прямоугольника, ориентированного длинной стороной по простиранию месторождения или пласта. Верхнюю границу поля называют границей шахтного поля по восстанию, нижнюю — границей шахтного поля по па­дению, боковые границы — границами по простиранию.

Размеры шахтного поля по простиранию и падению зависят от числа и мощности рабочих пластов (залежей), глубины разработки, производственной мощности и срока службы шахты. По простиранию они изменяются обычно в пределах 3-12 км, по падению 4-5 км (на крутых пластах 1-1,5 км). Шахтные поля бывают, как правило, прямоугольной формы, вытянутой по простиранию.

Производственная мощность – фактическая максимально возможная добыча угля установленного качества в единицу времени, определенную исходя из условий производства и состояния горного хозяйства, рационального использования оборудования и трудовых ресурсов.

Срок службы шахты равен времени в течении которого отрабатываются промышленные запасы, в пределах шахтного поля.

Источник

Угольный пласт

УГОЛЬНЫЙ ПЛАСТ (а. соal seam, соal bed; н. Kohlenfloz, Kohlenschicht; ф. соuche de charbon, veine de houille, banc de charbon; и. capa de carbon, estrato de carbon) — форма залегания ископаемых углей, в виде плито- и линзообразных тел с небольшой в сравнении с площадью распространения мощностью. В угленосных формациях, образовавшихся в крупных прогибах пригеосинклинальных и складчатых областей (Донецкий, Печорский, Кузнецкий, Карагандинский и др. бассейны), мощность угольных пластов колеблется от десятков сантиметров до нескольких метров (единичных 10-25 м); при этом по многим из пластов мощность выдерживается на площадях в десятки и сотни км 2 . Внутри платформенных месторождений (Подмосковный, Днепровский, Южно-Уральский бассейны и др.) более свойственна линзовидная форма угольных пластов (рис. 1) с меньшими (единицы — десятки км 2 ) площадями распространения и большей степенью изменчивости морфологии и мощностей, которая в залежах некоторых месторождений достигает десятков и несколько сотен метров. Угольные пласты могут быть простого (без прослоев различных горных пород) строения, представлены однородными или полосчатыми (из двух и более литотипов) углями. В большей части они имеют сложное строение с различным числом прослоев горных пород. Значительно распространены угольные пласты (залежи) очень сложного строения, представленные многократным чередованием в их разрезе слоев угля и горных пород. Контакты угля с вмещающими угольные пласты породами могут быть резкими с отчётливо выраженным ритмическим переслаиванием, от более мелкозернистых, граничащих с углем разностей, к крупнозернистым. Так же часты постепенные переходы угля в подошве (почве) или кровле пласта к вмещающим его породам через промежуточные переслаивающиеся слои углистых пород и высокозольных глинистых углей.

Реклама

Особенности углеобразования обусловили значительную неоднородность морфологии, мощностей и внутреннего строения угольных пластов. Изменчивость мощностей на площади распространения одного и того же угольного пласта часто является следствием: неровностей дна торфяника с выпадением из разреза угольных пластов нижних слоев на приподнятых участках палеорельефа (рис. 2, а); эветатических и сезонных колебаний уровня грунтовых вод, приводящих к перерывам в торфонакоплении и образованию в торфянике линз песчаника и других прослоев горных пород (рис. 2, б); разрушения и смыва торфа водными потоками, паводковыми водами, морской (бассейновой) трансгрессией (рис. 2, в); (рис. 2, г); выпахивающего действия надвигающихся ледников и т. п.

Сингенетичными торфо- и углеобразованию являются конкреционные образования, жильные внедрения в угольных пластах песчаников. В результате неравномерности (в пространстве и времени) знаков и величин амплитуд колебательных движений на площадях торфообразования происходит расщепление угольных пластов на отдельные слои и их выклинивание, направленное в сторону наиболее интенсивно погружающегося участка торфообразования и к периферическим его частям. На общей площади распространения почти любого угольного пласта выделяются разномасштабные (по размерам) зоны: слитного (компактного), умеренно расслоенного состояния, интенсивного расщепления и выклинивания (рис. 3).

Наибольшей мощностью и полнотой стратиграфического разреза и, как следствие, преимущественно промышленной ценностью характеризуются зоны слитного и умеренно расслоённого строения угольных пластов. В зоне интенсивного расщепления отдельных частей угольные пласты приобретают значение самостоятельных пластов (объекты селективной отработки и промышленной оценки). Возрастание общей мощности угольных пластов (залежей) в зоне расщепления, которое происходит за счёт увеличения мощностей прослоев горных пород и выпадения из стратиграфического разреза выклинивающихся угольных слоев, сопровождается уменьшением суммарной по разрезу угольной массы до полной утраты промышленного значения угольных пластов (залежи) в зоне выклинивания.

На многих месторождениях Кузнецкого, Канско-Ачинского и других бассейнов, месторождений Забайкалья на выходах угольных пластов развиты зоны древнего выгорания угля, которые распространены на глубину от десятков до сотен метров и по простиранию от сотен до десятков километров.

В практике подземной разработки углей и соответственно разведки и геолого-экономической оценки угольных месторождений CCCP угольные пласты по углу падения и мощности подразделяются на следующие группы: по углу падения — пологие (до 18°), наклонные (19-35°), крутонаклонные (36-55°) и крутые (56-90°); по мощности — весьма тонкие (до 0,7 м), тонкие (0,71-1,2 м), средней мощности (1,25-3,5 м), мощные (более 3,51 м). В разработке каменных углей, заключённых в основном в верхнепалеозойских угленосных отложениях, значительная доля подземной угледобычи приходится на тонкие пласты. Нижний предел рабочей мощности угольных пластов (каменные коксующиеся угли) в CCCP 0,7-1,0 м со снижением до 0,5-0,55 м в Донбассе для угольных пластов, содержащих угли особо ценных марок (Ж, К, OC) и до 0,6 м для содержащих угли других используемых для коксования марок. Для подсчёта запасов бурых углей наименьшая мощность угольных пластов устанавливается в пределах 1-1,3 метра. От общего числа угольных пластов мощностью более 1 м, заключённых в 163 разведанных месторождениях CCCP, содержащих мощные и сверхмощные угольные пласты, количество угольных пластов с мощностью более 10 м составляет 9,6%, более 30 м — 2,3% (1985). Содержащиеся в таких пластах запасы угля составляют около 30% от общих разведанных в CCCP балансовых запасов. Эти угольные пласты являются объектами осуществляемой и намечаемой крупномасштабной, наиболее эффективной открытой разработки. Наиболее уникальные по мощности угольные пласты заключены в Экибастузском бассейне (до 160 м); в месторождениях Коркинском, Ангренском (до 200 м), Бабаевском (до 125 м) и Хабаровском (100 м) Южно-Уральском бассейнах, Кзыл-Тальском (до 165 м) Тургайском бассейнах. Среди зарубежных месторождений наибольшей мощности угольные пласты достигают на месторождении Фушунь (KHP), в бассейне Латроб-Валли (Австралия), месторождении Хат-Крик (Канада) (соответственно 200, 340 и 450 м).

Угол падения и мощность угольного пласта в значительной степени определяют системы его разработки и способы управления кровлей в очистных забоях, механизацию очистных работ и т. п.

Источник

Обучение

ТОР 1.Горно – геологические и горнотехнические условия ведения подземных работ

Происхождение угля

Процесс углеобразования протекал с различной интенсивностью в отдельные геологические периоды истории Земли на крупных площадях и локальных участках всех континентов, где сложились благоприятные условия (кембрий – палеозой, мезозой, кембрий — 400 – 60 млн. лет). Влажный жаркий климат способствовал быстрому росту пышной растительности. Растительность накапливалась, заливалась древними морями и реками, заносилась илом, песком. В результате биохимических реакций без доступа аэробных бактерий (без доступа воздуха) растительная биомасса постепенно превращалась в ископаемый уголь – бурый, каменный, антрацит. В результате геологической деятельности – опускания и поднятия морского дна, происходивших по несколько раз – образовалось много отдельных пластов угля, разделенных слоями пустых пород.

Виды ископаемых углей, их применение в народном хозяйстве

Бурые угли — 60-75% углерода, много влаги воды. Теплотворная способность их 5000-7200 ккал/ кг. При хранении на открытом воздухе они быстро выветриваются. Бурые угли используют обычно как энергетическое топливо. Некоторые сорта бурого угля являются сырьем для получения различных химических продуктов.
Каменные угли — 75-87% углерода, теплотворная способность их 7500-9000 ккал/ кг. Эти угли более крепкие, чем бурые, при ударе раскалываются на отдельные куски, по цвету -черные. Каменные угли применяют в промышленности для различных целей. Наиболее ценными являются коксующиеся угли, отличающиеся от обыкновенных каменных углей тем, что при обработке в специальных коксовых печах при температуре 750-1100° без доступа воздуха спекаются, образуя особый продукт — кокс, который применяют на металлургических заводах для выплавки чугуна в доменных печах. При этом из угля выделяются смола и газообразные продукты, из которых после соответствующей переработки изготавливают свыше 300 различных веществ, играющих важную роль в народном хозяйстве.
Антрациты — 87-98% углерода, полуметаллический блеск и раковистый излом, теплотворная способность 7600-9000 ккал/ кг. Цвет антрацита — бархатно- черный, очень крепкий, горит слабым пламенем или совершенно без пламени, почти не выделяет дыма и не спекается, он загорается труднее, чем каменный уголь и для сжигания требует большого количества воздуха, т.е. создания сильной тяги.

Угли подразделяются на технологические марки:

• A — Антрацит
• ПА — Полуантрацит
• Ж — Жирный
• К — Коксовый
• К2 — Коксовый второй
• Г — Газовый
• Д — Длиннопламенный
• ОС — Отощенный спекающийся
• СС — Слабоспекающийся
• Т — Тощий
• КЖ — Коксовый жирный
• ГЖ — Газовый жирный
• Б — Бурый

По крупности кусков выделяют следующие классы:

• Плитный (П) — 100-200 мм
• Крупный (К) — 50-100 мм
• Орех (О) — 25-50 мм
• Мелкий (М) — 13-25 мм
• Семечко (С) — 6-13 мм
• Штыб (Ш) — 0-6 мм
• Рядовой (Р) — 0-200 мм

Горные породы — природные минеральные агрегаты, слагающие оболочку (литосферу) Земли. Они подразделяются на коренные и наносные.
Коренные породы – это породы, залегающие на месте первоначального образования и не подвергавшиеся разрушению.
Наносы – это рыхлые осадочные породы, которые образовались в результате разрушения коренных пород (выветривание, размыв водой и пр.).

Коренные породы по происхождению делятся на три класса:

1. Осадочные, которые образовались при осаждении веществ на дне водных бассейнов, на поверхности материков. Особенностью их является слоистость, т.е. чередование слоев различного состава. К ним относятся: уголь, аргиллит, алевролит, песчаник, известняк, глина и др.
2. Магматические, которые образовались в результате застывания на поверхности Земли или в недрах земной коры магмы. Гранит, сиенит, диабаз, базальт и др.
3. Метаморфические, образовались из осадочных и магматических в результате изменения (метаморфизма) под влиянием высокой температуры и давления. Кварциты, мрамор.

Верхняя часть земной коры, непосредственно доступная изучению, до глубины 20км сложена на 95% изверженными породами, на 4% — метаморфическими, 1% — осадочными.
Горная порода, которая может быть использована человеком для различных целей, называется полезным ископаемым.
Горные породы, вмещающие полезные ископаемые, называются пустыми породами. Деление пород на пустые породы и полезное ископаемое – условно

В природе полезные ископаемые могут встречаться в твердом (каменный уголь, руды, драгоценные камни, мрамор и пр.), жидком (нефть, вода, рассолы) и газообразном состоянии ( различные газы).
Естественные скопления полезного ископаемого в земной коре, называются месторождением полезных ископаемых.
Месторождения могут быть коренными и россыпными.

Горные породы под действием сил земного притяжения находятся в сжатом напряженном состоянии, которое до проведения выработки является равновесным и устойчивым. Пустоты, образованные в результате горных работ, нарушают это равновесие. В массиве, окружающем выработку, возникают напряжения – неуравновешанные силы, которые называют горным давлением.
Горное давлении проявляется: в виде прогиба, растрескивания и обрушения горных пород, стреляния, вывала бортов выработок, пучения почвы, горных ударов пр.

Свойства горных пород обуславливаются их составом и строением.
К физическим свойствам относятся такие параметры, как: плотность, упругость, прочность, тепловые, магнитные, электрические и прочие свойства.
Горнотехнические свойства – это крепость, абразивность, твердость, буримость, взрываемость и пр.
Изменение одних свойств, ведет к изменению других свойств.
Пример: увеличение пористости ведет к снижению плотности, прочности, упругости, теплопроводности, водопроницаемости и пр.

Свойства горных пород – горнотехнологические параметры – используются для расчетов производительности различных агрегатов, нормирования труда горнорабочих.
К ним относятся: строение и сложение пород, слоистость, прочность, крепость, пористость, вязкость, упругость, твердость, абразивность, пластичность, хрупкость, буримость, разрыхляемость и др.
Строение и физические свойства горных пород обуславливают безопасное и эффективное ведение горнопроходческих и очистных работ.
Состояние и свойства пород определяют способ проведения выработок, тип и плотность крепи подготовительных выработок.
Проявление горного давления и устойчивость выработок в значительной степени зависит от плотностных, водно – физических, прочностных и деформационных свойств пород.
Плотностные свойства – это плотность, объемная масса, удельный вес, объемный вес, насыпная объемная масса и пористость.
В свою очередь пористость определяет водопоглащение, водопроницаемость, газопроницаемость, прочность.
Вводно-физические свойства горных пород – естественная влажность, водопоглащение, размокаемость, размягчаемость, разбухаемость.

Например: абразивность – это способность горной породы изнашивать узлы и детали горных машин, горного инструмента. Чем выше абразивность, тем прочнее должен быть горный инструмент, тем выше его стоимость.
Применяются различные классификации горных пород: по углу падения, по мощности, крепости, устойчивости, обрушаемости и пр.

Крепость горных пород по шкале проф. М.М. Протодьяконова.

Предел прочности горных пород на одноосное сжатие (в кг/см2) деленное на 100 или в МПа/10.
Пример: если предел прочности крепкого каменного угля на одноосное сжатие 150 кг/см2 разделим на 100, то получим коэффициент крепости по шкале Протодьконова равным 1,5. Обозначается латинской буквой «f «.

Источник