Форми залягання родовищ корисних копалин

Форми залягання родовищ корисних копалин.

Поняття про пласт, елементи залягання пластів.

План:

1. Форми залягання родовищ корисних копалин.

2. Поняття про пласт, елементи залягання пластів.

3. Порушення в заляганні пластів.

Форми залягання родовищ корисних копалин.

Природне скупчення корисної копалини в земній корі називається родовищем. Якщо розміри родовища в горизонтальному напрямку приблизно дорівнюють розмірам району, то родовище носить названня того району, де воно знаходиться. Родовища великих розмірів, по території відповідні розмірам декількох районів, області або декількох областях, називають басейном. Наприклад, Донецький басейн знаходиться на території декількох областей. Родовище корисної копалини може бути різної форми. Залежно від форми родовища розрізняють пласти, пластообразні залежі, жили, штоки і гнізда.

Вугілля залягає у верхній частині земної кори, представленій осадковими гірськими породами, які ділять на корисні копалини та пусті породи. Корисні копалини — це природні мінеральні речовини, які можуть бути з достатнім економічним ефектом на даному етапі розвитку техніки використані в народному господарстві. Породи, витягання корисних компонентів, що не є об'єктом, при разробоці називають порожніми породами. Природні скупчення вугілля в земній корі, розробка яких економічна, називають вугільними родовищами. Вугілля залягає зазвичай пластами.

 

2. Поняття про пласт, елементи залягання пластів

 

Пласт — форма залягання осадових порід у вигляді плити, обмеженої двома більш менш паралельними поверхнями. Товщина плити незначна в порівнянні з шириною і довжиною.

Гірські породи, що безпосередньо примикають до поверхні пласта називають бічними породами. Породи, що залягають над вугільним пластом, називають п о крівлею; породи, залягаючі під пластом, — грунтом (мал. 1), а при крутому заляганні пласта відповідно висячим і лежачим боком.

Покрівлю пластів підрозділяють на несправжню, безпосередню і основну. Несправжня покрівля – шари порід невеликої потужності (0,5-0,7 м), що знаходяться безпосередньо над вугільним пластом і обвалюються одночасно з вийманням вугілля. Безпосередня покрівля – товща порід, що залягає безпосередньо над вугільним пластом або несправжньою покрівлею, обвалення яких в вибійному або відробленому просторі виникає слідом за зніманням кріплення або його пересуванням. Тривалість безпосередньої покрівлі невелика, тому без кріплення вона обвалюється протягом кількох годин на висоту до 10 м. Основна покрівля – товща міцних і тривких порід, що залягають над вугільним пластом або над безпосередньою покрівлею, і здатна зависати й обвалюватися при вийманні вугілля на значних площах.

Гірничо-геологічні властивості основної покрівлі виявляються у формі первісних і вторинних (періодичних) осадок після їх зависання при посуванні вибою. Чим більше міцність порід, тим більшим є шаг первинного і вторинного обвалення. Шаг обвалення крім міцності визначається також глибиною і величиною гірничого тиску попереду лави. На великих глибинах він визначається в основному величиною гірничого тиску і основна покрівля обвалюється у вигляді рівномірних осадок невеликих блоків.

Підошви вугільних пластів звичайно представлені різними породами (глинистими і піщано-глинистими породами, рідше піщаними і карбонатними різностями порід). Для більшості пластів характерні: відсутність шаруватості, неоднорідна грудкувата будова, наявність залишків коріння та інших залишків рослинності.

Із властивостями несправжньої та безпосередньої підошви пов’язані явища сповзання, здимання та вдавлювання в неї кріплення.

Стійкість гірських порід не може характеризуватись тільки показниками міцності, а знаходиться в залежності від цілого ряду факторів.

З точки зору технології, вміщуючі вугільний пласт породи характеризуються наступними властивостями:

обрушуваність (керованість) масиву гірських порід над пластом (умовне позначення категорій – А);

стійкість нижнього шару покрівлі (умовне позначення категорії – Б);

стійкість безпосередньої підошви (умовне позначення категорії – П).

 

 

Положення пластів в земної корі характеризується простяганням, падінням й міцністю.

Простягання пласта — це направлення пласта по лінії простягання. Лінією простягання називають лінію, утворену перекресленням пласта з горизонтальною плоскістю (мал. 2, лінія АБ).

Падіння пласта — це направлення пласта по лінії падіння. Лінією падіння називають лінію в площині пласта, перпендикулярну лінії простягання (лінія ВГ). Кут крізь лінії падіння та її проекції на горизонтальну площину називають к утом падіння пласта (кут).

По куту падіння пласти розподіляють на

пологі (0—18°),

похилі (19—35°),

крутопохилі (36—55°)

круті (56—90°).

Розрізняють пласти простої будови (мал. 1,a) і складної (мал. 1,б) — з порідними прошарками. При складному будуванні вугільний пласт розподіляють на частини — пачки.

Міцністю пласта т називають відстань між крівлею та грунтом його, вимірюване по нормалі (мал. 1). Розрізняють слідуючи міцності пласта:

- повну (загальну), вимірюємо від покровлі до грунту пласта зі всьома породними прошарками, - корисну, що дорівнює сумарній міцності усіх вугільних пачок пласта, - виймаєму, що дорівнює сумарній міцності вугільних пачок та порідних прошарків, витягнутих при розробці.

По міцності пласти розподіляють на:

- дуже тонкі (до 0,7 м),

- тонкі (0,71—1,2 м),

- середньої потужності (1,21—3,5 м)

- потужні (більше 3,5 м).

Масу вугілля, що доводиться на 1 м² площини пласта, називають про-дуктивністю пласта р, яку визначають по формулі

р = ту

де т — міцністьпласта, м; y — щільність вугілля, т/м³.

 

3. Порушення в заляганні пластів

 

Переважна більшість осадових порід формується на рівній поверхні дна морів і океанів, тому спочатку вони залягають горизонтально або майже горизонтально. Таке первинне горизонтальне залягання шарів називають непорушеним. Під дією тектонічних рухів шари гірських порід деформуються, первинні умови їх залягання порушуються, і виникають вторинні структурні форми. Таке вторинне залягання шарів називають порушеним.

Тектонічні порушення:або дислокації є двох типів

складчасті, або плікативні (пластичні), суцільність шарів при яких не порушується, а змінюється лише форма їх залягання;

розривні, або диз’юнктивні, коли суцільність шарів порушується і утворюються різні розриви.

Складки – це хвилеподібні згини шарів гірських порід. Розрізняють два типи складок: випуклі – антиклінальні і ввігнуті – синклінальні (рис. 1-4).

Розривні порушення утворюються тоді, коли напруження, що виникають у земній корі, досягають величин, які перевищують межу міцності гірських порід. виділяють дві групи розривних порушень: розриви без зміщення гірських порід і розриви зі зміщенням гірських порід.

Рис. ‑1 – Складки: а – антиклінальна; б – синклінальна

Розриви зі зміщенням характеризуються зміщенням гірських порід уздовж тріщини розриву. В них виділяють зміщувач – тріщину, якою відбувається зміщення, і крила – зміщені блоки гірських порід, розташовані по обидва боки від зміщувача. Крило, розташоване вище площини зміщувача, називають висячим, а протилежне – лежачим. Відстань між висячим і лежачим крилами називають амплітудою зміщення.

До розривних тектонічних порушень зі зміщенням належать скиди, підкиди, насуви (рис. 1-5), зсуви та складніші порушення – скидо-зсуви, східчасті скиди, грабени, горсти (рис. 1-6).

Скид – це порушення в масиві, коли висяче крило зрушилося вниз відносно лежачого крила.

Підкид – розрив з крутоспадним (понад 45°) зміщувачем. по якому висяче крило підняте відносно лежачого.

 

Рис. 2 – Типи розривних порушень:

а – скид; б – підкид; в – насув; 1 – лежаче та 2 – висяче крило

Насув – розривне порушення з пологим (до 45°) нахилом зміщувача, при якому висячий бік піднятий відносно лежачого і насунутий на нього. Насуви розвиваються при утворюванні складок в процесі пластичних деформацій. Зсув – переміщення масиву в горизонтальному напрямку.

Рудні родовища за формою відрізняються від вугільних. часто вони трапляються в формі пластоподібних покладів, жил, штоків, штокверків, трубоподібні.

 

2.Завдання для самостійного опрацювання матеріалу студентами

Початковий рівень:

Усно відповісти на одне з наступних питань:

1. Що таке пласт? Лінія падіння? Лінія простягання?

2. Як класифікують пласти за кутом падіння?

3. Що таке потужність пласта яка вона буває?

4. Як класифікубть пласти за потужністю?

 

Достатній рівень:

Письмово відповісти на питання технічного диктанту

 

1. Природне скупчення корисної копалини в земній корі називається?

2. Родовища великих розмірів, по території відповідні розмірам декількох районів, області або декількох областях, називають?

3. Форма залягання осадових порід у вигляді плити, обмеженої двома більш менш паралельними поверхнями – це …\

4. Лінія перетину пласта з горизонтальною площиною носить назву лінії...

5. Лінія, що лежить в площині пласта та перпендикулярна лінії простягання зветься лінією...

6. Вугільні пласти товщиною 3.0 м віднесено до..

7. Кут, що утворюється площиною пласта та її горизонтальної проекцією зветься кутом...

8. Вугільні пласти з кутом падіння 400 віднесено до …

9. Відстань від покрівлі до підошви пласта за нормаллю зветься...

10. Масу вугілля, що доводиться на 1 м2 площини пласта, називають …

 

 

Високий рівень- творча робота

Підготувати до даної теми (за вашим вибором):

- реферат,

- комплект тестів (7-10 питань),

- кросворд,

- мультимедійну презентацію

- підготувати з мережі Інтернет фото та відео матеріали, які ілюструють зміст теми

- тощо.