Файл: Волков В.Н. Генетические основы морфологии угольных пластов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 08.07.2024

Просмотров: 145

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

скорости накопления биомассы, предельной глубины

произраста­

ния высшей наземной растительности в водной среде.

Разнообразие

пластовпо их мощности, строению, протяженности и изменчивости отражает тонкий и сложный механизм совместного проявления этих факторов во времени и пространстве. Элементы аллохтонии рас­ ширяют возможный диапазон условий формирования пласта, по­ могая осуществлению сбалансированных соотношений названных параметров.

• Большого внимания заслуживает вопрос об условиях и механизме формирования пластов на площади. Анализ многих признаков сви­ детельствует о том, что обычно принимаемая картина пластообразования, вследствие миграции узкой (по сравнению с общей площадью распространения пласта) углеобразующей зоны, нуждается в уточ­ нении. К числу таких признаков относятся: а) значительная про­ тяженность и выдержанность угольных пластов при относительномалой мощности; б) наличие в пластах тонких выдержанных пород­ ных прослоев, угольных горизонтов, а также тонштейнов, отлича­ ющихся громадной протяженностью п постоянством состава при очень малой мощности — в несколькосантиметров. Изучение ком­ плекса этих признаков, детальное расчленение разрезов угольных пластов и прослеживание выделенных слоев и горизонтов на пло­ щади (стратиграфия пласта) свидетельствуют в пользу одновремен­ ного образования залежей в пределах основной площади их перво­ начального распространения. Углеобразующая зона в процессе накопления основной части пласта занимала одновременно почти всю площадь его распространения. Пластообразующим фактором являлась не миграция береговой линии, а сам процесс слоеобразо­ вания, происходивший одновременно на большой площади в усло­ виях очень ровного рельефа, при котором трансгрессия и регрессии осуществлялись геологически очень быстро.

Более детальные стратиграфические исследования пласто-в по­ казали, что на фоне этой общей закономерности отмечаются признаки неодновременности начала и окончания накопления пласта. Про­ явление указанных элементов неодновременностп относительно ос­ новных направлений фациалвных зон углеобразования позволяет наметить несколько схем развития пласта, среди которых наиболее распространенной, видимо, является регрессивно-трансгрессивный тип. В этом случае пласт начинает формироваться при обмелении территории на участках, примыкающих чаще к континенту. Нако­ пление основной части разреза пласта происходит одновременно на всей территории. Конец накопления залежи связан с затоплением площади, которое может быть практически одновременным повсюду, или несколько запаздывать на участках, наиболее удаленных от водного бассейна (моря).

Характер движений, контролирующих формирование угольного пласта, лучше выявляется на фоне движений, связанных с накопле­ нием угленосной толщи в целом н ее отдельных частей, в частности циклотем. Так в зависимости от масштаба или ранга рассматри-

120


ваемых категорий (толща, циклотема, пласт) меняется соотношение и роль факторов, приводящих к одному и тому же эффекту относи­ тельного изменения уровня вод. ,

Накопление угленосной толщи, за редким исключением, связано с тектоническим погружением области осадконакопления. На фоне этого общего опускания необходимы дополнительные причины, ко­ торые способствовали бы многократному относительному сближению поверхности отложения осадков с уровнем вод. Механизм этого более или менее периодического приведения уровней может иметь разную природу.

Тектонический механизм формирования циклотем, связанный с движениями-дна торфяника, не является единственным и, скорей всего, характерен для менее выдержанных на площади циклотем, имеющих сложное изменчивое строение, так как трудно представить одновременные и однородные, по режиму движения огромных и не­ одинаковых по свойствам жестких массивов земной коры на боль­ шой территории. Такие движения носят скорей локальный, диффе­ ренциальный характер, не способствуя одновременному формиро­ ванию протяженных и выдержанных залежей.

Гипотеза колебания уровня вод легче объясняет возможности одновременного образования выдержанных циклотем и угольных пластов на большой площади. Колебания уровня вод в морях и тем более внутрпконтинентальных бассейнах могут связываться со М Н О Г И М И причинами. Так, согласно гипотезе тектоно-эвстатического контроля те же тектонические движения, но происходящие на дне морей и океанов за пределами области углеобразования, вызывают изменения уровня вод, которые при благоприятном рельефе могут обусловить одновременность и однородность условий формирования

циклотем и

угольных пластов.

Помимо этого,

следует учитывать

и собственно

эвстатические или

климатические

изменения уровня

вод вследствие чередования сухих и влажных периодов для усло­ вий замкнутых внутрпконтинентальных бассейнов углеобразования.

Причины относительного изменения уровня вод при формировании самого угольного пласта еще более разнообразны, так как в этом случае сказываются малейшие нарушения режима. К числу ведущих факторов, контролирующих указанный режим, относятся: тектони­ ческие движения дна торфяника, тектоно-эвстатические и эвстати­ ческие (климатические) движения уровня вод, процессы уплотнения подстилающих осадков и отлагающейся биомассы, движения дна торфяника, вызванные нетектоническими причинами (проседания соляных куполов, карст и др.), изменения во времени и на площади скорости накопления растительной массы и типа растительности, различные соотношения названных факторов. Перечисленные при­ чины неодинаково влияют на характеристику условий формирова­ ния пластов. Элементы выдержанности и одновременности скорей ' обусловлены эвстатическнми причинами (в обстановке ровного рель­ е ф а ) ^ то время как остальные факторы действуют в направлении осло­ жнения и нарушения первичной генетической выдержанности условий.»


Изменчивость мощности и строения пластов на площади является одним из ведущих факторов при решении вопросов разведки, про­ гнозов и эксплуатации. Причины изменчивости многочисленны и неодинаковы по своей природе, времени н степени проявления. Первичные генетические факторы являются главными, определяя основные особенности поведения пластов. Эти факторы связаны с неодинаковым проявлением на площади условий, контролирующих накопление пластов. Изучение пластов показывает, что, несмотря на сильное порой проявление осложняющих факторов, почти всегда фиксируется синхронность основных горизонтов залежи на большой площади, что свидетельствует о том, что тенденция одновременно­ сти и выдержанности (эвстатические причины) является сильной н распространенной. Все основные виды первичной генетической нарушенное™ морфологии пласта (изменение мощности, расщепле­

ние

и

др.)

проявляются на фоне заказанной тенденции, осложняя

ее,

но

не

уничтожая полностью.

Первичная генетическая изменчивость пластов в разной степени может быть осложнена и нарушена вторичными наложенными фак­ торами, имеющими самое разное происхождение (размывы, внедре­

ния

боковых пород,

тектонические

и атектонпческие нарушения

и др.). В итоге можно

выделить несколько основных геологических

типов

наблюдаемой изменчивости: 1)

в условиях относительно ста­

бильного накопления, 2) расщеплений и выклиниваний, 3) размывов и внедрений боковых пород, 4) тектонической и 5) атектонической нарушенное™.

Первые два типа изменчивости связаны с проявлением первичных генетических факторов, имеют широкое распространение, а первый — наибольшую промышленную ценность. Остальные типы изменчиво­ сти обусловлены проявлением главным образом разнообразных вторичных факторов. Они чаще определяют облик пластов в пре­ делах отдельных площадей, участков и реже целых месторождений.

Чередование разных типов изменчивости пластов на площади создает одну нз главных ее особенностей — зональность, которая выражается в смене участков или зон с неодинаковым типом стро­ ения пласта, разной мощностью и полнотой стратиграфического разреза. Размеры и форма этих зон различны, начиная от более или менее правильных полос до пятнистой, блоковой структуры.

Сзональностью тесно связана другая особенность изменчивости —

ееанизотропия по отношению к ориентировке основных фациальных зон. Детальные исследования пластов донецкого типа выявили,* кроме того, сложный волнообразный характер изменчивости мощ­ ности пластов. Выделяется до трех составляющих компонентов изменчивости, отличающихся длиной полуволны, амплитудой и градиентом мощности. Сложный многопорядковый характер измен­ чивости отчетливо указывает на зависимость ее оценки от размера рассматриваемой площади.

Прогнозы поведения конкретных угольных пласто в являются детальной формой прогноза угленосности, отвечающей условиям

122'


сравнительно высокой степени изученности месторождения. В ос­ нове таких прогнозов лежит изменчивость пласта и, в частности, зональность как главная ее особенность. Помимо этого условия прогноза определяются соотношением изученности прогнозируемого участка и прилегающей площади, их расположением, размерами, общей изученностью бассейна.

Основным принципом прогноза является принцип аналогии, в рамках которого можно выделить несколько способов: 1) на основе общих геологических предпосылок; 2) путем простой аналогии (перенесение выявленного облика пласта на прогнозируемый уча­ сток); 3) путем сложной аналогии (перенесение облика пласта на прогнозируемый участок контролируется дополнительными факто­ рами, в частности совместным анализом зональности пласта и вме­ щающих пород; 4) прогноз, основанный на знании строгих коли­ чественных закономерностей изменчивости (с учетом четких корреля­

ционных связей

между параметрами пласта и признаками толщи).

В настоящее

время наиболее детальным из возможных является

способ сложной

аналогии, при котором "используются выявленные

генетические и пространственные связи между обликом угленосности и вмещающими осадками. Анализ данных свидетельствует о слож­ ности проблемы. Полученные связи не всегда имеют желаемый четкий характер. Закономерности изменчивости пластов выяснены недостаточно. Все это ограничивает возможности прогнозов пласта, ставит их в зависимость от размеров и расположения прогнозируемого участка относительно прилегающей изученной площади иди, точ­ нее, от положения, размеров и ориентировки зон распространения однородного типа строения пласта.

Для условий донецкого типа можно наметить следующие уровни возможных прогнозов поведения конкретных пластов: 1) наивыс­

ший — в

пределах участков эксплуатационной разведки (детальный

прогноз,

включающий мелкие

формы);

2) высокий — в

пределах

участков

детальной разведки

(полная

характеристика

поведения

пласта, исключая детали); 3) средний — в пределах участков пред­ варительной разведки и с меньшей надежностью—на участках, прилегающих к детально изученной площади (прогноз типов стро­ ения и зональности пласта); 4) низкий — на участках поисковой разведки и площадях с единичными пересечениями разреза (прогноз общего облика пласта).

Характеристика морфологии пластов с П О З И Ц И Й разведки свя­ зана с рядом особенностей, главной из которых является оценка так называемой устойчивости залежей, включающей элементы об­ щей геологической изменчивости и кондиционности. Устойчивость пластов во многих случаях служит основным фактором, определя­ ющим систему расположения и плотности сети. Исследование этих

вопросов приобрело

особую

важность

в последнее время в связи

с повышением требований к

точностн

разведки.

 

С

точки зрения

условий

геометрпзации разведка

отдельного

пласта

может осуществляться способом оконтуривання

однородных


блоков путем прослеживания так называемых граничных линий. В этом смысле принцип неравномерного расположения выработок геологически оправдан. Однако разведка обычно ведется на несколько пластов, морфологическая и другого типа зональность которых, как правило, не совпадает. Кроме того, на ранних этапах разведки положение самих зон остается не выясненным. Поэтому в реальных условиях до стадии детальной разведки единственно возможной остается система расположения выработок по Л И Н И Я М И Л И сетке. В детальную стадию, в случае однопластового месторождения с ясно выраженной зональностью, разведка может вестись путем прослежи­ вания граничных линий. При многопластовом разрезе детальная разведка осуществляется по правильной системе Л И Н И Й И Л И сеток с возможным сгущением или разрежением на отдельных участках.

Плотность сети выработок, помимо изменчивости пластов, зависит от требований к точности результатов разведки и является категорией переменной. При разработке этих вопросов С Л О Ж И Л И С Ь два направле­ ния: эмпирическое и аналитическое. Количественная оценка плотности сети определяется условиями и возможностями существующих стати­ стических и аналитических прпемов изучения изменчивости.

Используемые количественные способы дают надежные резуль­ таты в условиях геологически однородных полей. В случае неодно­ родных по геологическому строению залежей возможности аналити­ ческих приемов пока ограничены и большее значение приобретают геолого-эмшірическпе способы. Основная проблема методики раз­ ведки состоит не сюлько в разработке самих прпемов определения плотности сети, сколько в изучении и выявлении закономерностей изменчивости пластов, в первую очередь—их зональности.

Научное и практическое значение геолого-генетпческпх вопросов морфологии угольных пластов, а также недостаточная изученность закономерностей их изменчивости требуют продолжения и расши­ рения подобных исследований. При изучении пластов с рассматрива­ емых позиций необходимо выполнение определенных условий, глав­ ными из которых являются: размер и изученность площади (чтообуславливает характер и детальность выявляемых особенностей морфологии); надежность синонимики пласюв; высокое качество первичной документации пластов по горным выработкам и главным

образом буровым скважинам.

 

 

 

Основные положения методики исследований

включают: а)

мно­

гоплановость (изучение пласта

в пределах бассейна, месторождения

И Л И площади, шахтного поля

и отдельных его

участков, что

дает

возможность выявить комплекс общих и частных особенностей мор­ фологии залежи); б) комплексность (привлечение данных геологии, литологии, углепетрографии, углехимии и др.); в) направленность на решение вопросов прогноза поведения пласта за пределами изу­ ченного контура; г) широкое использование графических построе­ ний, позволяющих получить наглядную пространственную картину морфологического строения пласта (серия общих и специальных пластовых карт, профилей, разрезов и др.).