|
55 ботаны. Максимальная добыча в бассейне была достигнута в 60-70-е гг. 35 млн т/год. В геологическом строении бассейна выше кристаллического фундамента принимают участие осадочные породы протерозоя, кембрия, ордовика, девона, карбона, юры, мела, неогена и четвертичного времени мощностью от 500 до 5000 м. Тектоника Подмосковного бассейна весьма проста. Все отложения имеют слабый наклон (2-3 м на 1 км) к ценгру Московской синеклизы. Мощность угольных пластов обычно составляет в среднем 1,2-2,5 м, а иногда достигает 4 м и более. Нижний предел рабочей мощности пласта угля но внешним фаницам месторождений принимается равным 1,4 м. Общее число угольных пластов в пределах одного месторождения иногда достигает десяти, однако из них обычно разрабатывается один, редко два, и только на Глубоковском месторождении Черепетского района велась разработка четырех пластов на шахтах № 4 и 6. Почва пластов угля в основном горизонтально волнистая, встречаются чашеобразные понижения (мульды). Подмосковный уголь является гумусовым бурым углем, образовавшимся из органического материала торфа в восстановительных условиях. Всгречаются незначительные и не выдержанные по площади сапропелевые угли (богхеды), которые добываются вместе с гумусовым. Исходным материалом гумусовых углей служили мелкие стеблевые остатки, сапропелевых водоросли с единичным включением гумусовых остатков. Органическое вещество бурых углей гумусового происхождения смесь гуминовых кислот и гуминов с битумами, сапропелитового происхождения смесь карбоновых кислот жирного ряда с циклическими кислородосодержащими соединениями. Угли бассейна отличаются повышенной зольностью, в связи с чем среди них условно выделяются малозольные (до 35 %), зольные (35-40 %) и многозольные (45-50 %) разности. В рабочих пластах многозольные угли |
81 значительные запасы напорных вод, что осложняет строительство шахт и их эксплуатацию в начальный период. Мощность угольных пластов обычно составляет в среднем 1,2...2,5 м, а иногда достигает 4 м и более. Нижний предел рабочей мощности пласта угля по внешним границам месторождений принимается равным 1,4 м. Общее число угольных пластов в пределах одного месторождения иногда достигает десяти, однако из них обычно разрабатывается один, редко два, и только на Глубоковском месторождении Черепетского района велась разработка четырех пластов на шахтах № 4 и 6. Почва пластов угля в основном горизонтально волнистая, встречаются чашеобразные понижения (мульды). Залегание угольного пласта характеризуется мелкопологой складчатостью с наличием мелких геологических нарушений, которые, однако, значительно осложняют технологические процессы выемки угля. Эти нарушения можно подразделить на эрозионные, связанные с размывом угольного пласта; карстовые, вызванные карстовыми процессами в карбонатных породах; литогене-тические, связанные с условиями образования угольного пласта. Эрозионные нарушения возникли в результате деятельности поверхностных вод. При этом для зон размыва, возникших в период углеобразования, характерны отсутствие нарушений сплошности пород надугольной толщи и наличие в зоне нарушения высокозольного угля. Подобные нарушения не вызывают больших осложнений при ведении очистных работ. Более значительные осложнения связаны с размывами, возникшими после периода образования угля. Для них характерны большие размеры (от 10 до 60 м) и нарушение сплошности залегания надугольных и подугольных пород, четкий контакт зоны размыва с угольным пластом. Качество угля на контакте не изменяется; породы, которыми замещен угольный пласт в зоне размыва, однородны по составу и физико-механическим свойствам. Карстовые нарушения образуются в результате выщелачивания подземными водами трещиноватых упинских и девонских известняков, залегающих ниже угольного пласта. При выщелачивании карбонатных пород образуются большие пустоты, в которые при благоприятных условиях обрушаются вышележащие по 82 роды, включающие угольный пласт. Для карстовых нарушений характерны сравнительно небольшие размеры (от 1 до 20 м в поперечнике), круглая или эллипсовидная форма с резким понижением угольного пласта по контуру. Породы в зоне карстового нарушения сильно перемяты. Наличие карстовых нарушений вызывает значительные затруднения при ведении очистных работ из-за нарушения сплошности надугольных пород и сложной гидрогеологической обстановки. В зонах карстовых нарушений прорывы надугольных вод происходят наиболее часто. К литогенетическим нарушениям относятся участки, где углеобразующий материал отлагался на неровном дне или в зоне частых литологических изменений. Для нарушений этого типа характерно постепенное уменьшение мощности угольного пласта при спокойном залегании вмещающих пород. Замещающие угольный пласт породы представлены обычно отложениями глинисто-песчаного комплекса или останцами упинских известняков. Цитологические нарушения наиболее часто встречаются в приконтурных зонах угольной залежи. Геологические нарушения этих типов обычно беспорядочно распределены по площади месторождения. В среднем по бассейну на 100 отработанных выемочных столбов в десяти встречаются геологические нарушения, а в пяти столбах их размеры превышают 10 м в поперечнике. Таким образом, угольные пласты характеризуются прерывистым характером залежи, изменением мощности на небольших расстояниях, наличием карстовых нарушений и размывов, волнистой гипсометрией подошвы пласта, сложностью конфигурации угольных залежей с наличием выклинок пласта по контурам месторождения, неустойчивостью вмещающих угольный пласт пород и их большой обводненностью, непостоянством качества угля в пределах одной залежи. К благоприятным условиям можно отнести неглубокое горизонтальное залегание пластов угля, большую их мощность и отсутствие метана. Подмосковный уголь является гумусовым бурым углем, образовавшимся из органического материала торфа в восстановительных условиях. Встречаются незначительные и не выдержанные по площади сапропелевые угли (богхеды), которые добываются вместе с гумусовым. Исходным материалом гумусовых углей 83 служили мелкие стеблевые остатки, сапропелевых водоросли с единичным включением гумусовых остатков. Органическое вещество бурых углей гумусового происхождения смесь гуминовых кислот и гуминов с битумами, сапропелитового происхождения смесь карбоновых кислот жирного ряда с циклическими кислородосодержащими соединениями. Угли бассейна отличаются повышенной зольностью, в связи с чем среди них условно выделяются малозольные (до 35 %), зольные (35...40 %) и многозольные (45...50 %) разности. В рабочих пластах многозольные угли встречаются в виде отдельных пачек различной мощности, незакономерно чередующихся с менее зольными. Преобладание в составе пластов многозольных углей обусловливает отнесение их к некондиционным забалансовым. В зависимости от содержания влаги угли разделяются на три группы: Б1 (с содержанием влаги > 40 %), Б2 (30...40 %), Б3 (< 30 %). Минеральная часть углей на 85...90 % состоит из каолинита и частично гидроокислов алюминия, 10... 15 % приходятся на другие минералы (кварц, маркизит, гипс, кальцит, слюда). Сера в углях содержится в виде органических и минеральных соединений, последние представлены главным образом колчеданом. Гумусовые угли подвержены, в отличие от сапропелевых, процессу окисления. Одним из характерных признаков окисленных углей является резкое снижение удельной теплоты сгорания до 6700-8400 кДж/кг. Им свойственно также очень высокое содержание гуминовых кислот (45...50 %). Процессы окисления углей наиболее интенсивно развиваются в зонах размывов угленосной толщи, приуроченных большей частью к краевым частям залежей. Угли бассейна неоднородны и по физико-механическим свойствам. Удельный вес кондиционных углей (Ас до 45 %) изменяется от 1,05 до 1,4 и зависит от содержания в них минеральных примесей. Сопротивление углей сжатию колеблется от 0,8 до 18 МПа. Вследствие большой неоднородности углей по вещественному составу, слабого метаморфизма и несложной тектоники кливаж в угольных пластах имеет ограниченное развитие и характер ломаной линии. |