Пласт 6 имеет среднюю крепость. Верхняя пачка пласта содержит в себе 2-3 тонких (суммарной мощностью 0,1-0,2 м) прослойки аргиллита, мощность её меняется от 1,8 до 3 метров, за счёт изменений мощности прослойка. В горных выработках по пласту 6 прослеживаются трещины кливажа. Трещины развиты в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, плотно притёртые имеют несколько ограниченное распространение. Расстояние между трещинами колеблется от 0,1 м до 0,5 м. Кровля пласта сложена среднезернистыми песчаниками. Породы кровли сильно трещиноватые. В породах кровли пласта трещины развиты, в основном, по трём плоскостям, однако на 6,8 м выше пласта наблюдаются сложные трещины с шаровой отдельностью. Песчаники кровли пласта крепкие, с коэффициентом до 8. Почва пласта сложена алевролитом средней крепости, трещеноватость та же, что и у пласта. Таблица 2.2.1
1.2.4 Характеристика качества углей
В настоящее время производится добыча окисленных, тощих и коксовых углей. Все угли отгружаются на энергетические цели марки СС. Пласт 3 по петрографическому составу разделяется на 4 основные пачки. Верхняя пачка мощностью 0,3-0,5 м, представлена, матовым углём. Следующая пачка мощностью 3 -3,7 м, состоит из однородного полуматового угля. Третья пачка мощностью 1-1,2 м, представлена полублестящим углём. Самая нижняя пачка сложена часто чередующимися слоями полуматового и полублестящего угля с редкими тонкими прослойками блестящего угля. По пласту из горных выработок отобрано 65 пластово-промышленных и пластово-дифференциальных проб. Зольность пласта по этим пробам колеблется от 8,1 до 21,8% , средняя зольность 17,5% . Зольность чистых угольных пачек колеблется в пределах 6,2-10,4%. Зольность отгружаемого угля пласта 3 -16,6%. Содержание влаги - 8,7%. Выход летучих - 24,5%. Калорийность отгружаемого угля Qб = 35,868 МДж/кг. При приближении к дайке горными работами по пласту 3 были встречены многочисленные внедрения диабаза в уголь пласта, что отрицательно повлияло на его зольность.
Пласт 4-5. Петрографический состав угля данного пласта отличается наиболее частой разновидностью. Зольность угля по пластовым пробам колеблется в пределах от 15,5 до 22,4%. Средняя зольность 17,5%. Уголь пласта, отгруженный потребителям, характеризуется следующими данными А-16,3%, W = 10,0%, V = 19,2%,Qб = 35,935 МДж/кг.
Пласт 6 по петрографическому составу, в основном, однородный. Представлен полосчатыми углями и только в верхней пачке пласта прослеживается две пачки матового угля мощностью 0,3 и 0,18 метров. Пласт характеризуется повышенной зольностью из-за большого наличия породных прослойков, которая колеблется от 21,4 до 28,1%, при средней зольности 22,1%. Зольность отгружаемого угля данного пласта 22,8%, W = 9,9%, V = 24,8%, Qб =35,839 МДж/кг.
1.2.5 Гидрогеологические условия
На поле разреза выделяется два горизонта грунтовых вод. Первый горизонт верховодка, выражен слабо, приурочен к лёгким суглинкам. Второй водоносный горизонт характеризуется более постоянным режимом и приурочен к слоям, перекрывающим основные породы. Притоки грунтовых вод в горные выработки не превышают 30 м3/ч.
Коренные породы обводнены повсеместно. Наибольшую обводнённость имеют конгломераты и песчаники, а также зоны тектонических нарушений. Все прочие менее выражены, а слой аргиллитов водоупорны. Водоносные горизонты подтапливаются за счёт атмосферных осадков. Массив коренных пород значительно нарушен горными выработками шахты «Томская», вследствие этого значительная часть грунтовых вод дренирует в шахту. Приток воды в разрез сейчас не превышает при полном развитии разреза 400 м3/ч. Коэффициент фильтрации колеблется от 0,000125 до 3,264 м/сут. (при среднем значении 0,07-0,18 м/сут.). Санитарно-бактериальные свойства вод первого горизонта удовлетворительны. По химическому составу и санитарным свойствам вода вполне пригодна для питьевых целей и отвечает всем требованиям ГОСТов. Подземные воды являются гидрокарбонатнокальциево-магниевыми, минеральный осадок колеблется от 300 до 880 мг/л, агрессивной углекислоты в этих водах не отмечено. Вода имеет слабощелочную реакцию, содержание фенолов до 0,001 мг/л.
1.2.6 Разведанность, подготовленность поля к эксплуатации и запасы угля
Геологическая работа в пределах поля разреза «Томусинский» проводилась в течение 20 лет, начиная с 1948 года. Основным видом геологической разведки выработок являлись на всех стадиях и периодах разведки скважины механического колонкового бурения, расположенных по разведочным линиям в крест простирания угольных отложений. Каждая скважина на разведочной линии пробурена с целью получения максимальных геологических данных, чтобы в комплексной интерпретации с данными других скважин можно было ясно представить тектоническое строение участка и поведения каждого угольного пласта. Совместно с этим и с учётом поверхности участка (выемок, уступов, отвалов, карьеров) определённо расстояние между разведочными линиями и скважинами в линиях.
Кроме того, густота разведочной сети определялась еще и условными назначениями скважин при различных стадиях разведки. Всего пробурено 21 разведочная линия. В период до разведки поля разреза «Томусинский» проводимых во время эксплуатации в 1996г, было выявлено много тектонических нарушений. Запасы основного поля разреза «Томусинский» определены в пределах 120 млн. тонн. Срок службы разреза составляет 60 лет. Промышленные запасы угля с учётом эксплуатационных потерь и загорания прослойками породы составляет на 01.01.00 - 37 млн. тонн угля. По рабочим пластам оставшиеся промышленные запасы следующие: пласт 3-10 млн. тонн, пласт 4-5 - 15млн. тонн, пласт 6 -12 млн. тонн угля.
1.2.7 Физико-механические свойства горных пород
Физико-механические свойства пород представлены в таблице 1.2.
Таблица 1.2- физико-механические свойства горных пород
| Наименование породы | Временное сопротивление сжатию, МПа | Временное сопротивление растяжению, МПа | Коэф-т крепости по шкале Про-тодьяконова | Сцепление МПа | Контактная прочность, МПа | Абразив- ность,м |
| Алевролит | 31,1-50,3 | 3-5,03 | 43,5-72,5 | 26,8-68, | 8-5,25 | |
| Песчаник | 68,6-83,6 | 6,38-6,93 | 6,36-8,36 | 113,5-165 | 58,5-77,5 | 36,7-24,3 |
| Конгломерат | 106,4 | 8,04-19,3 | 10,64 | – | 157 | 22,1 |
| Диабаз | 175 | 19,8 | 17,5 | – | 129 | 44,8 |
1.2.8 Горнотехнические условия
Угли оцениваемых пластов и вмещающих их пород в выветренном состоянии довольно крепкие, плотные и при открытой разработке требуют предварительного рыхления с помощью Б.В.Р. Развитие оползней при введении горных работ не отмечается. В пониженных слоях разреза, где обводненность горных пород в приповерхностной части очень высока, возможны оползни наносов и коренных пород в зоне интенсивного выветривания.
Выгорание пластов на западном и восточном водоразделах на значительную глубину ограничивает развитие добычного фронта. Ведение горных работ взрывоопасно по угольной пыли и силикозоопасно по содержанию свободной двуокиси кремния во вмещающих породах. Угли рабочих пластов склонны к самовозгоранию. На поле разреза выделяют два горизонта грунтовых вод. Породы, вмещающие угольные пласты, представлены чередующимися слоями песчаников и алевролитов с прослойками аргиллитов и конгломератов.
Глава 2 ВСКРЫТИЕ КАРЬЕРНОГО ПОЛЯ
2.1. Общие сведения о вскрыши
При разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом горная масса перемещается (транспортируется) от забоев, расположенных на рабочих горизонтах карьера, до пунктов ее приема на поверхности или в карьере.
Пунктами приема являются внутренние или внешние отвалы для вскрышных пород и склады, и обогатительные фабрики для полезного ископаемого. Рабочие горизонты в карьере пункты приема горной массы на поверхности в большинстве случаев имеют различные высотные отметки. Таким образом, при проектировании транспортных коммуникаций в карьере, обеспечивающих надежную и экономичную работу карьерного транспорта, возникает задача оптимального их размещения не только в плане, но и в профиле. Эта задача решается при проектировании вскрытия карьерного поля. Вскрытие карьерного поля осуществляется горными выработками, обеспечивающими транспортный доступ с земной поверхности к рабочим горизонтам карьера с целью доставки вскрышных пород на отвалы, а полезного ископаемого к пунктам их приема на поверхности. Вскрывающие горные выработки начинаются с поверхности или уже с вскрытого промежуточного рабочего горизонта и заканчиваются на отметке рабочей площадки вскрываемого горизонта.
Различают способ, схему и систему вскрытия.
Способ вскрытия характеризуется типом вскрывающих выработок. В большинстве случаев для вскрытия рабочих горизонтов карьера применяют открытые горные выработки. Реже вскрытие осуществляется подземными горными выработками, а также сочетанием открытых и подземных горных выработок. В некоторых случаях вскрытие отдельных горизонтов карьера может осуществляться и без проведения горных выработок.
Схема вскрытия - это совокупность всех вскрывающих горных выработок, обеспечивающих в данный период грузотранспортную связь рабочих горизонтов карьера с горизонтами доставки горной массы. Схема вскрытия характеризуется типом, числом и пространственным положением вскрывающих выработок при фактическом положении горных работ.
Система вскрытия - это последовательность изменения схем вскрытия за период существования карьера.
Система вскрытия характеризует совокупность применяемых способов и схем вскрытия рабочих горизонтов карьерного поля за период разработки месторождения в целом.