Прогноз малоамплитудной разрывной нарушенности шахтных полей угольных месторождений геолого-математическими методами

2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ................................................ 5
Глава 1. МАЛОАМПЛИТУДНЫЕ РАЗРЫВНЫЕ НАРУШЕНИЯ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ.......................................... 10
1.1. Краткая характеристика геологического строения Кузнецкого бассейна....................................... 10
1.2. Общая характеристика малоамплитудных разрывов и содизьюнктивных зон....................................... 14
1.3. Связь малоамплитудных дизъюнктивов с крупными и средними разрывами пластов угля........................... 21
1.4. Информационное и программное обеспечение для целей прогноза дизъюнктивной нарушенности при эксплуатационной разведке шахтных полей............................... 25
1.5. Целевая постановка исследований................. 30
Глава 2. ГОРНО-ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ И СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК МАЛОАМПЛИТУДНЫХ РАЗРЫВНЫХ НАРУШЕНИЙ ШАХТНЫХ ПОЛЕЙ............................................. 33
2.1. Типы и параметры зон концентрации малоамплитудных разрывов угольных пластов................................. 33
2.2. Связь между параметрами зон разрывных нарушений 38
2.3. Гипсометрический контроль пространственного распределения дизъюнктивных зон в пределах шахтных полей................................................ 43
2.3.1. Особенности горногеометрических моделей скрытых складчатых структур....................................... 44
2.3.2. Применение метода тренд-анализа для выявления дизъюнктивных зон на примере месторождения Кок-Янгак 48
3
2.3.2.1. Выявление закономерной составляющей складчатой структуры..................................................
2.3.2.2. Анализ отклонений закономерной составляющей тсктонической структуры....................................
2.4. Анизотропия размещения разрывных нарушений пластов угля
Выводы по главе 2.....................................
Глава 3. ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ГОРНЫХ ПОРОД И УГЛЕЙ В ПРЕДЕЛАХ ЗОН РАЗВИТИЯ МАЛОАМПЛИТУДНЫХ РАЗРЫВОВ...................................................
3.1. Общие закономерности изменения прочностных свойств угля у разрывных нарушений.................................
3.2. Оценка прочностных свойств углей и вмещающих пород в точке наблюдения и по профилю............................
3.3. Статистический способ определения границ зон влияния разрывных нарушений........................................
3.4. Применение .метода статистического выявления границ участков содизъюнктивного изменения пластов угля...........
3.5. Характер размещения разрывов пластов угля в зависимости от крепости вмещающих пород....................
Выводы по главе 3.....................................
Глава 4. ПРОГНОЗНАЯ ОЦЕНКА МАЛОАМПЛИТУДНОЙ ДИЗЪЮНКТИВНОЙ НАРУШЕННОСТИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ..........................................
4.1. Реконструкция тектонических условий формирования структур угольных месторождений..................
50
54
58
65
68
69
70
72
77
85
91
93
93
4.2. Изучение эмпирических функций распределения нарушений по величине............................................... 96
17
имеют повышенную плотность и пористость, а также скорости продольных волн, внутренний слой пониженные [22].
Строение дизъюнктивных зон. Узгенский бассейн. Шахта Кок-Янгак.
Пласт Тюлскский
а) схематический разрез сложной зоны с перекрывающимися подзонами аномальной трещиноватости в районе лавы 512
20 1 1000
б) строение зоны среднего нарушения в плане и разрезе
Разрез по 1-»
О 20 40 м
■ » 1 I ■
Рис. 1.3
N=2.6
18
Дизъюнктивные нарушения и признаки их существования увязываются в единые дизъюнктивные зоны, в которой смсстители разрывов являются наиболее выраженными и легко распознаваемыми элементами. Строение разрыва определяется особенностями его развития и может быть представлено в виде различных моделей. Представление дизъюнктива в виде одной своеобразной поверхности разрушения или в виде сложной системы, включающей ряд поверхностей и зон содизъюнктивных изменений массива, зависит от существа решаемой задачи и детальности исследования. Любая из предлагаемых аппроксимаций схематична и отличается только степенью упрощения.
Наиболее простая модель одиночного дизъюнктива - представление разрыва в виде эшоры смсстителя предложена Забродиным A.C. и развита Мишиным Н.И., Дупаком Ю.Н., Тихоновой С.Д., Никулиным М.В. [19]. Согласно теории сместнтель нарушения образует поверхность, которая может быть оконтурена нулевой изоамплитудой. Полученная таким образом фигура приближается к эллипсу (рис. 1.4). Размеры эллипса определяются длиной осей, пропорциональных максимальной (полной) амплитуде смещения. Под полной амплитудой нарушения понимается расстояние до смсстителя между двумя точками в крыльях дизъюнктива, совпадавшими до образования разрыва. Полная амплитуда является максимальной из всех других замеров смешения пласта. Величина полной амплитуды смещения пропорциональна количеству энергии, затраченной на деформацию угленосной толщи при формировании дизъюнктива, и поэтому тесно коррелирует с шириной зоны структурного ослабления горных пород.
Ориентировка смсстителя в пространстве устанавливается по штрихам скольжения параллельным короткой оси эпюры. Максимальная полная амплитуда разрыва (R) приурочена к центру эпюры сместителя. В породах угленосной толщи для одиночных разрывов установлена