Разведка и геолого-промышленная оценка угольных месторождений - Миронов К.В.
Скачать (прямая ссылка):
Должны быть получены данные о наличии или отсутствии в пределах месторождения зоны выветривания, карстов, зон тектонического дробления пород и трещиноватости, а для района в целом — возможность проявления оползней, снежных лавин, селей и других явлений, могущих осложнить разработку месторождения.
Для районов развития многолетней мерзлоты должна быть получена характеристика пород в зоне многолетней мерзлоты, установлены степень их устойчивости при оттаивании в бортах карьеров и в подземных горных выработках; температурный режим пород, положение верхней и нижней границы мерзлотной зоны, дана характеристика таликов.
Инженерно-геологические исследования проводятся на всех стадиях разведочных работ. В начальном периоде предварительной стадии разведки производится обследование района месторождения для изучения возможности развития физико-геологических процессов — оползней естественных склонов, селей, снежных лавин. При наличии в районе действующих горных предприятий производится обследование выработок и документация инженерно-геологических условий. Фиксируются и документируются инженерно-геологические явления, установленные при проходке горно-разведочных и буровых выработок — выход керна, его трещиноватость, закарстованность, случаи оплывания и пучения пород. Путем сопоставления разведочных данных с фактическими инженерно-геологическими условиями работы шахт и карьеров могут быть сделаны общие выводы о степени устойчивости пород на площадях, не затронутых эксплуатацией, и определены вопросы, подлежащие изучению при разведке.
Изучение физико-механических свойств пород на стадии предварительной разведки ограничивается литолого-петрографическим описанием основных комплексов пород, отбором и исследованием образцов и монолитов из потенциально неустойчивых разностей.
На стадии детальной разведки производится массовый отбор проб и монолитов горных пород для производства исследований их физико-механических свойств, сопровождаемых детальным изучением литологических, структурных и текстурных особенностей, степени трещиноватости и других геологических характеристик. Отбор проб рекомендуется проводить с равно-
мерным рассредоточением точек отбора ио разведываемой площади с задачей выявления пространственных закономерностей в изменении геологических особенностей строения и сложения вскрываемых различных литологических горизонтов и их физико-механических свойств.
Как правило, образцы для исследований физико-механических свойств пород отбираются из обычных разведочных скважин. Бурение специальных инженерно-геологических скважин для этой цели производится на месторождениях, сложенных слабыми несвязанными и глинистыми породами; для отбора проб из таких скважин необходимо применение специализированных режимов бурения и подъема керна.
Необходимость в дополнительных исследованиях может возникнуть в процессе проектирования для пополнения и уточнения инженерно-геологических данных на первоочередных участках вскрытия и разработки месторождения. Для этой цели проходятся контрольные скважины в точках намеченных стволов шахт, рудных дворов, разрезных траншей.
Для сложных по инженерно-геологическим условиям месторождений проводятся специальные исследования, которые продолжаются и в процессе эксплуатации. В состав таких исследований входят: заложение наблюдательных станций на оползневых склонах, организация стационарных наблюдений за селями и снежными лавинами, определение углов сдвига пород, потенциально склонных к оползням, пробные нагрузки на грунты, проходка опытных горных выработок, контрольных скважин с детализированным изучением инженерно-геологических свойств разреза.
Густота сети отбора проб для изучения физико-механических свойств пород при разведке определяется степенью общей сложности инженерно-геологических условий месторождения, характером изучаемых разностей пород и степенью выдержанности их состава и свойств в разрезе вскрываемых пород.
При этом основное внимание должно уделяться изучению состава, строения, свойств и степени пространственной выдержанности наименее устойчивых компонентов разреза (песков, глинистых пород), с наличием которых обычно связаны осложнения горнотехнических условий при вскрытии и эксплуатации месторождений.
Для участков, намечаемых к отработке подземным способом, первоочередной задачей является прогноз устойчивости пород, вмещающих угольные пласты. Отбор проб для изучения физико-механических свойств рекомендуется производить для пород висячего бока в интервале, равном 10—15-кратной мощности угольного пласта, и не менее 5—6 м от почвы пласта; при наличии напорных подугольных вод мощность интервала инженерно-геологического изучения должна быть увеличена исходя из необходимости оценки экранирующего влияния (или возможности прорыва вод) подстилающих угольный пласт отложений.
При исследованиях изучаются гранулометрический состав пород, фильтрационные свойства, естественная И максимальная влажность, объемная масса, пористость, содержание растворимых составляющих, водоотдача. Для глинистых пород, способных к пучению, определяются минеральный состав, состав обменных катионов, содержание гумусовых частиц, показатели пластичности; для тонкозернистых пород, с которыми связаны прорывы плывунов, — механический состав, содержание коллоидных частиц, гумусовых веществ, минеральный состав глинистых фракций, максимальная влагоемкость, высота капиллярного поднятия.
