Отраслевые особенности природопользования - рефераты, скачать рефераты, бесплатно рефераты

Рефераты. Отраслевые особенности природопользования

бщим для всех угольных бассейнов является увеличение глубины разработки. Диапазон вынимаемой мощности пластов в ближайшей перс-пективе не претерпит значительных изменений. За счет некоторого уменьшения доли пластов, залегающих под углом 0-12°, произойдет увеличение удельного веса пластов с углом падения до 12-18°. Ковальчук А. Б. Горное дело: Учеб. для техникумов. М.: Недра, 1991 С 12

Харак-терным для разработки пластов в основных угольных бассейнах является постепенный рост удельного веса пластов с неустойчивыми и весьма не-устойчивыми кровлями. Прогнозируется значительное увеличение доли разрабатываемых пластов с газоносностью 15-25 м3/т в Кузбассе при сохранении существующего положения с выемкой газоносных пластов в Карагандинском и Печорском угольных бассейнах. Ковальчук А. Б. Горное дело: Учеб. для техникумов. М.: Недра, 1991 С 12

В целом наблюдается тенденция ухудшения горно-геологических условий разработки ме-сторождений.

Таблица №1

3. Геология угольного месторождения

Под литосферой (греч. «литое» - камень, «сфера» - шар, оболочка) понимают земную кору и часть верхней мантии Земли. Толщина земной коры составляет от 7 до 80 км. Васючков Ю. Ф.Горное дело; Учеб. для техникумов.- М.: Недра, 2000 С 11

Наи-большая глубина залегания нижней границы земной коры ха-рактерна для континентальных участков, наименьшая - для территории морей и океанов. На материках земная кора имеет довольно выдержанную толщину 30-40 км. Земная кора сло-жена различными минералами и горными породами.

Минерал - природное химическое соединение или элемент, однородное по химическому составу и строению, являющееся продуктом геологического процесса. Горная порода - устойчи-вая совместная ассоциация минералов, обусловленная общ-ностью их происхождения, возникающая в результате опреде-ленных геологических процессов и образующая геологически самостоятельные тела в земной коре. Горные породы бывают пластичными (глина), хрупкими (уголь), сыпучими (песок), крепкими (базальт), мягкими (торф) Васючков Ю. Ф.Горное дело; Учеб. для техникумов.- М.: Недра, 2000 С 12

Различают коренные горные породы и наносы. Коренные горные породы залегают на месте своего образования, но могут изменять пространственную ориентацию в ходе геологи-ческих процессов. Наносы представляют собой продукты раз-рушения коренных пород в результате деятельности ветра, солнца, воды, изменения температуры окружающей среды; они покрывают рыхлым слоем коренные породы и обычно залегают на поверхности. В некоторых случаях коренные породы выхо-дят непосредственно на поверхность. Поэтому наносы могут иметь толщину от нуля до нескольких сотен метров.

По происхождению (генезису) горные породы делят на три группы: магматические, осадочные и метаморфические. Маг-матическими называют такие породы, которые образова-лись после остывания жидкой расплавленной магмы. К ним от-носят граниты, базальты, габбро и др.

Осадочными считают породы, образовавшиеся в резуль-тате разрушения и накопления других пород, химического осаждения растворенных в водоемах веществ и деятельности микроорганизмов. Осадочные породы подразделяют на обло-мочные, химические и органического происхождения.

Угольные месторождения сосредоточены в осадочных поро-дах, которые и представлены в основном песчаниками, извест-няками, аргиллитами, алевролитами, глинистыми, песчано-глинистыми и углистыми сланцами. Аргиллиты - уплотненные и сцементированные в процессе геологического изменения гли-нистые породы. Алевролиты - горные породы, сцементиро-ванные из мелких песчаных частиц размером до 0,1 мм. Васючков Ю. Ф.Горное дело; Учеб. для техникумов.- М.: Недра, 2000 С 13

Слан-цы - горные породы с почти параллельным расположением пластинчатых или вытянутых минералов и легко разделяю-щиеся по плоскостям наслоения. К осадочным породам относят также торф, нефть, твердые битумы, горючие сланцы, асфальт; в осадочных породах содержится природный газ.

В угольных месторождениях процесс диагенеза заканчи-вался образованием бурого угля. В дальнейшем происхо-дило изменение его химического состава, физических и техноло-гических свойств под влиянием повышенных температур и дав-ления. В результате из бурого образовался каменный уголь, а из каменного угля антрацит. Процесс изменения состава угля в недрах от бурого до антрацита называют его метаморфизмом.

Метаморфическими считают те из магматических или осадочных пород, которые под действием высоких температур и давления изменили свой первоначальный состав и строение. К ним относят кварциты, гнейсы, кристаллические (слюдяные) сланцы, мраморы и др. В метаморфических породах находят руды железа, меди, вольфрама, редких металлов и др. Васючков Ю. Ф.Горное дело; Учеб. для техникумов.- М.: Недра, 2000 С 14

Естественное скопление полезного ископаемого в земной коре называют месторождением полезного ископаемого. Часто бывает, что в одном месторождении сосредоточено несколько полезных ископаемых - хромо-никелевые, медно-цинковые, нефтегазовые и др. Угольный бассейн - площадь сплошного или островного развития угленосных отложений, характеризую-щаяся общностью условий образования на протяжении одного геологического отрезка времени. Угольный бассейн обычно при-урочен к крупной тектонической структуре.

Угленосный район - часть угольного бассейна, отличающаяся едиными гео-логическими условиями залегания угольных пластов.

Геолого-промышленный район - часть угольного бассейна, характери-зующаяся не только едиными геологическими условиями, но и общностью экономических, географических и исторических осо-бенностей развития. Приведенные определения применимы с соответствующей поправкой к другим полезным ископаемым. Уголь в недрах залегает в виде пластов, руды - в виде жил, линз, гнезд, пластов, а горючие сланцы, соли, торф - в виде пластов и линз (рис. 1.1). Пласт - скопление в недрах полез-ного ископаемого, ограниченное двумя близкими к параллель-ным плоскостями и имеющее значительную площадь распро-странения по сравнению с мощностью (толщиной накопления). Группа пластов, залегающих совместно в порядке их гене-тического образования, чередующихся с вмещающими пустыми породами и объединяющихся по единому геологическому при-знаку (чаще всего - по возрасту), представляет собой свиту пластов. Вмещающие породы и свита угольных пластов вместе образуют угленосную толщу. Вмещающие породы, залегаю-щие непосредственно выше пласта, называют кровлей, ниже пласта - почвой. Пластообразное скопление пустой однородной породы или часть пласта называют слоем.

Если угольный пласт состоит из одного угля, он имеет про-стое строение. В большинстве случаев пласт разделен прослойками - тонкими слоями пустой породы - на уголь-ные пачки, и имеет сложное строение. Число пачек в угольных пластах колеблется от единицы до десятков и со-тен. Плоскости, по которым отдельные пласты или слои пород соприкасаются друг с другом, называют плоскостями напла-стования.

В процессе образования угольных пластов органические осадки откладывались горизонтальными или слабо наклонными слоями. Однако при разработке месторождений находят пласты и слои различного угла наклона к горизонтальной плоскости. Это объясняется тем, что в ходе диагенеза и метаморфизма, в недрах возникали тектонические движения, которые привели к нарушениям (дислокациям) первоначального зале-гания пород. Геологические нарушения разделяют на пликативные (складчатые без разрыва сплошности массива) и дизъюнктивные (с разрывом сплошности).

Рис. 1. Форма залегания полезных ископаемых в недрах:

а - пласт; б - линза; в - гнездо; г - жила

§ 3.1. Общая характеристика свойств и состояния массива

Свойство горной породы - присущее ей качество, которое ха-рактеризует ее структуру или реакцию на внешнее воздействие. Васючков Ю. Ф.Горное дело; Учеб. для техникумов.- М.: Недра, 2000 С 38

Свойство может выражаться численным показателем, т. е. свой-ство имеет меру. В поиске, разведке, добыче и обогащении по-лезных ископаемых наиболее широко используют плотностные, коллекторские, механические, электрические, электромагнитные и акустические свойства.

Плотностные свойства характеризуют вещества в каком-либо объеме. Их используют при учете добычи полезных иско-паемых, в расчетах транспортирования угля и горных пород, а также обогащения.

Знание механических свойств горных пород позволяет пра-вильно выбрать технологию и средства механизации процессов добычи и обогащения полезных ископаемых. От механических свойств горных пород зависит выбор способа крепления и уп-равления кровлей в очистном забое или проведения горной вы-работки.

Электрические свойства горных пород используют для раз-ведки полезных ископаемых. Для этого в разведочных скважи-нах помещают электроды и пропускают через них электрический ток. По его величине рассчитывают удельную электриче-скую проводимость горной породы и по ней определяют тип горной породы. Так получают разрез горных пород по скважине. По замерам в нескольких скважинах определяют структуру за-легания пластов и пород на данном месторождении. Электриче-ские свойства горных пород используют также при стимулиро-вании осушения водоносных слоев, оттаивании мерзлых пород на карьерах.

Электромагнитные свойства пород используют для установ-ления границ рудных тел, полостей скопления соляного ра-створа, границ зон, опасных по горным ударам. Васючков Ю. Ф.Горное дело; Учеб. для техникумов.- М.: Недра, 2000 С 39

Акустические свойства горных пород используют для опре-деления зон, опасных по внезапным выбросам угля и газа, устойчивости целиков, границ между угольным пластом и вмещающими породами, трещиноватости и нарушенности мас-сива.

Термические (тепловые) свойства влияют на теплообмен по-род с шахтным воздухом, а, следовательно, на климатические условия в горных выработках. Они используются в термическом бурении скважин на карьерах, при подземной газификации угля.

При разработке полезных ископаемых те или иные свойства горных пород проявляются в сочетании друг с другом. Комплекс свойств и технология ведения горных работ обусловливают со-стояние массива горных пород. В таких случаях говорят о про-явлении технологических свойств массива.

Состояние массива горных пород характеризуется напряже-ниями, массами пород, воды и газов, содержащихся в единице объема горных пород, и температурой. Напряжение горной по-роды - сила, действующая на единицу площади какого-либо сечения породы. Если сила направлена перпендикулярно к рас-сматриваемой плоскости сечения, то напряжение называют нормальным. В случае действия силы в плоскости сечения напряжение считают касательным.

Напряжения в массиве возникают по различным причинам. Основная из них - вес вышележащих пород. Сила, вызываемая весом вышележащих пород, называется горным давлением. На-пряжения в массиве от действия веса вышележащих горных по-род на глубинах 800-1200 м достигают 20-30 МПа и более. Васючков Ю. Ф.Горное дело; Учеб. для техникумов.- М.: Недра, 2000 С 40

Такие значительные напряжения обязательно учитывают при выборе технологии ведения горных работ.

Напряжения в массиве горных пород формируются также в результате тектонических движений земной коры, землетря-сений, давления газа и т. д.

На современных глубинах разработки давление метана в угольных пластах редко превышает 5-7 МПа. Наиболее вы-сокие давления метана зарегистрированы на шахтах Донбасса (12 МПа).

Давление углекислого газа, содержащегося в угольных пла-стах шахт Подмосковного бассейна и Восточного Донбасса, меньше, чем давление метана. Измеренные давления углекис-лого газа в пластах не превышают 3,5 МПа.

С увеличением глубины залегания угольных пластов их тем-пература возрастает по закону, близкому к линейному. В обыч-ных условиях, где отсутствуют термические аномалии, темпера-тура горных пород, начиная с пояса постоянных температур, которые равны среднегодовым на поверхности, увеличивается примерно на 3 °С через каждые 100 м глубины. Поэтому темпе-ратура пород, например, на глубине 1000 м достигает 38-42 °С. Изменения температуры пород создают в них дополнительные напряжения. Васючков Ю. Ф.Горное дело; Учеб. для техникумов.- М.: Недра, 2000 С 41

Страницы: 1, 2, 3