Изучение газоносности, пыльности и самовозгорание углей

I. Газообильность шахт зависит от ряда факторов: угленасыщенности отложений, пористости углей и вмещающих пород, являющихся основными коллекторами газа, степени углефикации углей, тектонических условий.

Газы сорбируются веществом угля, находятся в свободном состоянии в угольном пласте, вмещающих породах и растворены в подземных водах.

На газообильность часто влияют следующие гидрогеологические условия: подземные воды способствуют перераспределению газа на отдельных участках шахтного поля.

Большое значение имеет петрографический состав углей - более газоносны пласты, сложенные блестящими углями.

Различают три вида выделения газа в горных выработках:

1. Обыкновенное выделение – медленное, длительное из пор, микротрещин в углях и породах по всей обнаженной поверхности. Сопровождается шипением, легким свистом, иногда слабым потрескиванием угля.

2. Суфлярное выделение – под давлением из макропор, трещин, пустот; протекает бурно, но кратковременно, сопровождается шипением, часто выбросами воды.

3. Внезапное выделение (взрывоопасное) – из угольного пласта или пород. Сопровождается выбросом тонкоизмельченного угля (до 1000 т при скорости воздушно-газового потока 400 – 500 м/с в течении 0,2 – 0,4 с). Представляет наибольшую опасность.

Внезапные выбросы угля и газа приурочены главным образом к участкам со сложной тектоникой (в частности, к местам развития флексур и малоамплитудных нарушений), зонам изменения мощности угольных пластов, пластам, сложенным блестящими разностями угля, участкам с крутым падением пластов. В результате выброса образуются пустоты диаметром несколько метров.

Места газовыделений тщательно документируются: отмечается характер выделения газа и все проявления, связанные с этим явлением (шум, потрескивание и т.д.). Документируются места выбросов из угольного пласта. Сопоставляется геологическая документация, выполненная до и после выброса.

Газоносные участки должны прослеживаться на нижних горизонтах. С этой целью бурятся скважины. Скважины закладывают на расстоянии 15 – 20 м., от ожидаемого опасного участка, так как скважина, попадая в газоносную зону может ускорить явление выброса.

Шахтный геолог должен указывать на планах горных работ все виды газопроявлений с тектоникой, геологическим разрезом, строением и составом угольного пласта, горнотехническими условиями.

II. Пыльность в шахте обусловлена образованием при проходке гонных выработок угольной пыли, пыли породных прослоев и вмещающих пород. Каменноугольная пыль взрывоопасна, пыль вмещающих пород и породных прослоев может быть силикозоопасна, если более 10 % свободного кремнезема.

Меры борьбы с пылью: орошение, нагнетание воды в угольный пласт, осланцевание и др.

Шахтный геолог рекомендует места отбора проб для определения пыльности углей и пород и изучает геологические условия возможности орошения и нагнетания воды (трещиноватость, литологический состав, физико-механические свойства пород почвы и др.).

III. Самовозгорание угленосных толщ.

Природа этого явления – это связь с химической и сорбционной активностью углей в отношении кислорода.

Склонность углей к самовозгоранию увеличивается в местах:

а) повышенной трещиноватости и развития разрывных нарушений, в мощных пластах, при увеличении содержания фюзена в углях;

б) понижается с глубиной и увеличением степени метаморфизма.

Самовозгоранию углей предшествует повышение температуры в поасте и воздушной струи. Явление самовозгорания углей связано и с геологическими факторами, их изучает шахтный геолог.

IV. Изучение горных ударов.

Горные удары – одна из форм проявления горного давления в шахтах. Они характеризуются внезапностью и большой силой.

Проявлению горных ударов способствуют следующие геологические факторы:

1. Достаточно большая глубина залегания (разработки) полезного ископаемого (для угольных месторождений более 200 м, для рудных 500 – 700 м).

2. Наличие мощных крепких пластов пород в кровле и почве угольного пласта, на буроугольных месторождениях – присутствие обводненных рыхлых пород в кровле и почве пласта.

3. Увеличение мощности угольного пласта.

4. Простое строение пластов, сложенных матовым, крепким (упругим) углем.

5. Проявление на шахтном поле геологических нарушений.

6. Пологое залегание пластов и пологие крылья складок.

7. Магматические процессы (вызывают уплотнение угля и тем самым увеличивают опасность горного удара).

Кроме геологических условий для проявления горных ударов имеют значения литологический состав пород и горнотехнические факторы.

2 Задачи геологической службы на угольных карьерах

в процессе эксплуатации шахтный геолог осуществляет оперативный подсчет запасов угля, ведет систематическую документацию всех проходимых горных выработок и скважин. Геологическая служба решает те же задачи, но – горно-геологические условия разработки открытым способом , обуславливает ряд особенностей в геологическом обслуживании карьеров. К ним относятся:

1. Детализация мощности вскрышных пород и их состав. В ряде случаев изменчивость мощности вскрышных пород больше, чем изменчивость угольного пласта. И построенная по данным детальной разведки карта изомощности вскрыши недостаточна точна для проектирования добычных работ. В связи с этим на участках проектируемой добычи бурятся дополнительные вскрышные скважины (до кровли угольного пласта), которые задают в местах в местах, где построение изолиний мощности вскрыши неоднозначно.

С учетом полученных данных карта изолиний мощности вскрыши корректируется, пополняется (1 раз в год). Масштаб карт 1 :5000, выбор сечения между изолиниями согласуется с эксплуатационными. В процессе бурения скважин документируется керн, отбираются образцы для специальных исследований. По этим данным уточняют литологическое строение вскрыши.

2. Уточнение мощности, строения угольного пласта и качества углей.

В процессе эксплуатационной разведки для уточнения этих параметров либо бурятся дополнительные скважины в сети детальной разведки, либо сеть сгущается вдвое. По данным эксплуатационной разведки с учетом наблюдений в карьере строятся карты изолиний мощности. Сечение между изолиниями рекомендуется принимать равным 1/5 разности между максимальными и минимальными значениями мощности. Карта строится в масштабе не менее 1:5000 и систематически корректируется и пополняется (1 раз в год).

Наиболее изменчивым показателем качества угля, является его зональность. При значительных колебаниях зольности угля, по результатам опробования скважин эксплуатационной разведки и опробования уступов карьера (через 250 – 300 м), строятся карты изолиний зольности.

На вертикальных геологических разрезах для характерных мест строятся колонки содержания золы в условных обозначениях.

Изучение качественных показателей углей по площади и разрезу позволяет геологу выявить и оконтурить некондиционные по качеству участки и дать рекомендации о возможности селективной выемки.

3. Геологическая документация на угольных карьерах.

Основной объект документации в карьерах – борта уступов, разрезные и транспортные траншеи, скважины эксплуатационной разведки и дренажные скважины.

На верхней и нижней площадках угольных уступов разбивают пикеты через 5 – 10 м, а нм вскрышных уступах – через 20 – 25 м. Пикеты инструментально привязывают к маркшейдерским точкам. Зарисовки выполняют в масштабах: горизонтальный 1:500 – 1:2000, вертикальный 1:200 – 1:500, зарисовки по поперечным линиям в масштабах 1:100 – 1:500 (без искажения горизонтального и вертикального масштабов).

В процессе эксплуатации угольных карьеров проводят большой комплекс гидрогеологических и инженерно-геологических работ, изучают устойчивость бортов карьера.

Большая, чем на шахтах возможность визуальных наблюдений при геологической документации.

Дата добавления: 2014-10-10; просмотров: 578; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!