Составление плана разведочных выработок и построение геологических разрезов

Введение

Практические занятия по геологическим дисциплинам, а именно геологии и разведке месторождений полезных ископаемых, имеет целью закрепление теоретических знаний и приобретение навыков в построении геологических разрезов по разведочным линиям по результатам буровой разведки, проведении сгущения сети разведочных скважин для достижения необходимой достоверности данных разведки на определенной стадии, выделения подсчетных блоков и подсчета запасов полезных ископаемых ,а так же составлении стратиграфической колонки вмещающих полезные ископаемые пород в пределах разведуемого месторождения.

 

      ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

На шахтном поле Казахстанская скважинами колонкового бурения, условные координаты и абсолютные отметки устьев которых приведены в таблице 1, выявлены угольные пласты ашлярикской, карагандинской свит. Разведочные линии X, XV и XX ориентированы с севера на юг.

 

План:

1. Составление плана разведочных выработок и построение геологических разрезов.

 

1. Составление плана разведочных выработок и построение геологических разрезов.

 

Цель: По условным координатам разведочных скважин составить план расположения их в пределах шахтного поля и построить геологические разрезы по разведочным линиям по данным буровых разведочных скважин.

Теоретические предпосылки: При разведке месторождений полезных ископаемых буровые разведочные скважины располагают по определенной разведочной сетке с целью выявления закономерностей пространственного положения тел полезных ископаемых, его строения и качественных характеристик. В связи с этим определяются условные координаты мест заложения разведочных скважин, по которым их выносят на карту фактического материала (план) и при бурении разведочные скважины пересекают различные горные породы разного литологического состава тех или иных возрастов. По данным бурения геологический разрез отстраивается с земной поверхности на глубину с учетом абсолютной отметки точки заложения (расположения) скважины. Затем в соответствии с возрастом пород, индексом угольных пластов, занимающих определенное положение в разрезе угленосных свит, увязываются одновозрастные породы, угольные пласты.

Задание: Составить план разведочных скважин шахтного поля и построить геологические разрезы по разведочным линиям X, XV и XX.

Ход выполнения: Масштаб карты 1: 1000

 Из таблицы 1 находим максимальные и минимальные значения X и Y и определяем (разность) между этими значениями.

 

По оси X По  оси  Y

Максимальные 3560 Максимальные 14890

Минимальные 1120 Минимальные 11220

Разнос 2440 м Разность 3670 м

№	Номера развед. скважин	Номера развед. линий	Х	У	Z
1	2563	X	3560	11210	610.4
2	2584	X	1120	11210	592.7
3	2656	XV	3370	12990	608.2
4	2655	XV	2780	12990	615.4
5	2592	XX	3160	14890	612.8
6	2598	XX	1170	14890	620.0

 

Нанесение разведочных скважин осуществляется согласно их координат/ Скважины обозначаются кружками (диаметром 5 мм). Номера скважин надписываются сверху. С правой стороны в виде дроби приводятся абсолютная отметка почвы угольного пласта (числитель) и подсчетная мощность пласта (знаменатель), которые определяются при дальнейших построениях.

Геологические разрезы по всем 3 разведочным линиям, в принятом масштабе, могут размещены на бумаге размером 30x40 см.

Для построения, например, геологического разреза по разведочной линии X вначале, отступив, от нижнего края листа выше на один сантиметр проводим горизонтальную линию, правый конец которого не доходит до правого края листа тоже на один сантиметр. Окончание левого определяется при дальнейшем построении. После этого проводим еще две линии параллельные линии первой с расстояниями между ними в 5 мм.

На правом окончании горизонтальных линий восстанавливается перпендикуляр, проходящий в одном сантиметре от правого края листа. Затем проводим в одном миллиметре от него вторую параллельную линию, которая с первой линией составит шкалу превышения и оцифровывается с значениями кратными 100 м (т.к. Масштаб 1:10 000), а горизонтальные параллельные линии, проведенные через 1 см, будут означать соответствующие горизонты (-100, +0,-0, +100 и т.д.)

Построив таким образом основу будущего разреза начинаем наносить скважины в соответствии с их площадным и пространственным положением.

Так как при разведке известно общее площадное и пространственное положение структуры месторождения и поэтому зная, что скважина № 2584 на X разведочной линии вскрыла угольный пласт на большей глубине, чем скважина 2563, намечаем, что ствол этой скважины проходит в 200 метрах левее от шкалы превышения,т.е севернее ее (из условия задания знаем, что разведочные линии ориентированы север-юг). Для этого на горизонте 600 ставим точку, как говорилось выше, на расстоянии 200 м,т.е 2 сантиметра левее шкалы превышения и, поднимаясь выше 600 горизонта до отметки 652,3 м. т.е до абсолютной отметки устья скважины 2584 (таблица 1), находим поверхность Земли, где начато бурение разведочной скважины.

Затем, замерив на плане расстояние между скважинами № 2563 и 2584 по полученному расстоянию на горизонте +600 определяем место ствола скважины № 2563 и по абсолютной отметке ее устья обозначаем поверхность Земли в месте забурки данной скважины. Соединив две точки абсолютных отметок устьев скважин № 2563 и 2584 получаем поверхность Земли по разведочной линии Х.

После того как найден рельеф (поверхность Земли) по разведочной линии начинаем отстраивать геологический разрез. Для этого начинаем «бурить» скважину, используя данные табл. 2 и 3. Вначале от поверхности Земли откладываем вниз в масштабе (например, по скважине 2563) мощность неогеновых глин 22 метра (2,2 мм), а по второй —18м (тоже около 2 мм). Соединив полученные точки получаем линию нижней границы (почвы) глин неогенового возраста. Затем по данным таблицы 3 откладываем отложения каменноугольного возраста до почвы заданного (целевого) угольного пласта. По первому варианту по разведочным скважинам 2563 и 2584 (по табл. 3) мощность части угленосных свит каменноугольного возраста составляет соответственно 163,0 и 612 метров, поэтому от почвы неогеновых глин по скважине 1 вниз откладываем 1 см 6,3 мм, а по скважине 2 - 6 см 1,2 мм. Соединив полученные точки получаем линию залегания в разрезе угольного пласта. Индекс пласта (ki или другого пласта) показывается в месте разрыва пласта на разрезе (см. рис. 8). Следует помнить о том, что ранее образовавшийся (в каменноугольное время) угольный пласт, как бы упирается в почву неогеновых глин, а правильнее сказать, перекрывается, образовавшимися позже в неогеновое время, более молодыми по возрасту глинами.

Разведочные скважины при разведке угольных пластов, как правило, останавливаются бурением глубже почвы угольных пластов на 5 — 10 м.

При вычерчивании геологического разреза по разведочной линии в месте пересечения ствола разведочной скважины и угольного пласта левее ствола скважины под угольным пластом проставляется абсолютная отметка почвы угольного пласта, внизу - глубина скважины (забой) — правее ствола скважины под угольным пластом проставляется подсчетная мощность угольного пласта.

Абсолютная отметка почвы угольного пласта по скважине №2563 определяется как разница между абсолютной отметкой устья скважины (абс. отм. устья скв. - 645,7) и суммой мощностей неогеновых глин (22 м) и каменоугольных отложений до почвы целевого пласта (163,0) т.е

Абс. отм. почвы пласта = 638,4- (35+156,4) = 447 м

Глубина (забой) скважины № 2563 с учетом глубины перебурки угольного пласта в 5 м, будет равна сумме мощностей неогеновых глин и каменоугольных отложений с учетом, указанной выше, перебурки почвы пласта, а именно:

35+156,4+5=196,4м

Геологический разрез считается полностью вычерченным после оцифровки шкалы превышения с обоих сторон разреза, подписания значений абсолютных отметок устья скважин и расстояний между скважинами под разрезом и ориентации по странам света Север и Юг, начальные буквы которых, проставляются выше линии поверхности Земли над шкалой превышений (см. рис. 8)

Так как было показано выше, отстраиваются геологические разрезы по X и XX разведочным линиям, на которых нет разрывных нарушений.

Разница в построении геологического разреза по разведочной линии XV от разрезов построенных по разведочным линиям X и XX заключается в том, что по разведочным скважинам 2656 и 2655 угольный пласт встречается дважды (что бывает при взбросе), поэтому необходимо значения мощностей отложений каменноугольного возраста по скважинам отложить дважды от почвы неогеновых глин и соединить верхнее положение почвы угольного пласта по одной скважине с верхним положением почвы угольного пласта по другой скважине. С нижним положением угольного пласта в двух скважинах следует поступить также. От места соединения верхнего и нижнего крыльев пласта после окончания (затухания) взброса, пласт без разрыва идет единым пластом по линии, являющейся продолжением линии плоскости смесителя взброса, которая делит образовавшийся от раздвоения пласта «ласточкин хвост», как показано на рисунке 9.

Рис. 9 Геологический разрез по разведочной линии XV

 

Тема: Построение гипсометрического плана угольного пласта и структурных колонок угольного пласта 2 часа.

Цель: Показать пространственное положение почвы и строение угольного пласта в зависимости от мощности и чередования отдельных слоев пород и угля.

Теоретические предпосылки: Пространственное положение угольного пласта отстраивается по кровле или почве его используя абсолютные отметки пласта по кровле или почве. Это по существу подземные горизонтали пласта, которые знакомы студентам из школьной программы» по географии, где изображалось сечение возвышенностей или пониженных форм рельефа. В данной работе находится линия пересечения плоскости пласта с плоскостью того или иного горизонта принятого в зависимости от масштаба построения и изображаются в виде линий равных отметок спроектированных на горизонтальную плоскость. В зависимости от условий накопления растительных остатков обусловленного тектоническим и гидрохимическим режимом угленакопления, изменяется не только порядок чередования угольных пачек и породных прослоев, но и мощность, составляющих угольный пласт слоев. В связи с этим для определения качества (прежде всего зольности угольных пластов) отстраивается структурная колонка пластов в определенном масштабе зависящем от общей мощности угольного пласта. Зольность пласта - это количество негорючей части пласта (%), которая зависит от мощности и зольности составляющих угольный пласт угольных пачек и породных прослоев между ними. В зависимости от указанных величин определяется мощность пласта, включаемых в подсчет запасов. Земность угольных пачек и породных прослоев включаемых в подсчет балансовых запасов не должна превышать 40% для каменных углей.

Задание: Построить гипсометрический план и структурную колонку угольного пласта по данным бурения разведочных скважин и рассчитать рабочую зольность пласта по результатам анализа зольности угольных пачек и породных прослоев по керну разведочных скважин.

Ход выполнения: В результате выполнения практических заня- ти1 № 1 и 2 построены: план расположения разведочных скважин и геологические разрезы по трем разведочным линиям.

Гипсометрический план угольного пласта представляет собой проекцию линий равных абсолютных отметок (изогипс) почвы угольного пласта (подземные горизонтали почвы пласта) на горизонтальную плоскость. В зависимости от масштаба плана изогипсы проводятся кратными 100 м при масштабе плана 1:10 ООО; 50 м при масштабе 1:5 000.

Известно, что линии равных отметок есть линии пересечения какой-то поверхности (в данном случае поверхность почвы пласта) с горизонтальной плоскостью того или иного горизонта отстоящего на том ином расстоянии от уровня мирового океана. В связи с этим на разведочных линиях линии пересечения поверхности почвы пласта с линией горизонтов (кратные 100 м) будут представлены точками б, в, г, д, е, и, к, л (см. рис. 10).

 

 

Рис. 10 Геологический разрез по разведочной линии X

Для построения гипсометрического плана угольного пласта, вначале найдем на разведочной линии X (см. рис. 10) местоположение точек пересечения поверхности почвы угольного пласта с линией горизонте», или иначе изолиний угольного пласта, т.е. точки б, в, г, д. е, м. к. я. Для этого на разрезе (см. рис. 10) спроектируем, указанные выше точки на горизонтальную плоскость (на линию горизонта ± 0) и обозначим проекции точек соответственно б1, в1, г , д , е , и1. Проекцию выхода пласта под неогеновые глины (наносы) соответственно обозначим а1. Проекцию стволов разведочных скважины 2563 и 2584 на горизонт ± 0 обозначим соответственно 0 и С. Так как план расположения разведочных скважин (см. рис. 11) представляют собой горизонтальную плоскость, на которую спроектированы приведенные разведочные скважины, мы вправе точки изолиний угольных пластов с разведочной линии (см. рис. 10) перенести на план расположения скважин (см. рис. 11). Для этого достаточно, замерив расстояние точек а,6, а,г,д ,е,н! от точек 0 и С на горизонте ± 0 с разведочной линии X (см. рис. 10), перенести на линию разведочной линии X, на план (см. рис. 11), на который расположены скважины 2563 и 2584.

Затем, последовательно найдя аналогичные точки изолиний почвы пласта на соседних разведочных линиях и соединив линии равных отметок, получим гипсометрический план угольного пласта.

На геологическом разрезе XV (скважины 2656 и 2655) на котором • скважинах встречено разрывное нарушение (взброс), угольный пласт встречается дважды и поэтому точки изогипс пласта на разрезе (см. рис. 12) тоже встречаются дважды. Для увязки изогипс пласта нам необходимо определить какое крыло поднято, а какое опущено.