Красноармейский угленосный район

Общие сведения. Район вытянут в северо-западном направлении на 100 км при средней ширине угленосных отложений 20-25 км. Площадь его составляет около 1900 км².

В административном отношении район находится в пределах Донецкой области. Наиболее крупными населенными пунктами на его территориях являются Кураховка, Красноармейск, Селидовка, Гродовка, Доброполье. На западе район граничит с Днепропетровской областью.

Территория района расположена на западном склоне водораздельной возвышенности между реками Днепр и Северский Донец.

Район пересекается железнодорожными магистралями и автомобильными дорогами.

Геологическая изученность. Первые сведения о разработке угольных пластов мелкими шахтами в районе относятся ко второй половине ХIХ столетия. Планомерные геологические работы начались после геологической съемки территории в масштабе 1:125000, выполненной в 1911-1924 годах А.А.Гапеевым. Первая крупная шахта в районе №1-1-бис «Центральная» была заложена в 1916 году. К 1954-1956 годам практически была закончена разведка верхних горизонтов основных угленосных свит по всему простиранию.

Геологическое строение.Район сложен каменноугольными отложениями, которые перекрыты: в южной и центральной частях четвертичными и палеоген-неогеновыми образованиями, а в северной - триасом и юрой (рис.В.4). В связи с чем, мощность покрова возрастает с 25-50м на юге до 520м на севере.

Каменноугольные отложения представлены всеми свитами среднего и нижними свитами верхнего карбона. Литологический их состав приведен в таблице 3.

Мезозой представлен отложениями триасовой и юрской систем, развит в северной части района. Для триаса характерны песчаники и глины мощностью до 190м. Юра представлена в основном глинистыми образованиями суммарной мощностью до 150-300м.

Палеогеновые отложения залегают на породах карбона или мезозоя с угловым несогласием, отложены кварцевыми песками, глинами, опоками, с линзами железистых песчаников и сливных кварцитов. Суммарная их мощ­ность свыше 50-70м.

Неогеновые отложения встречаются в виде островков в западной и юго-западной частях района. Обычно это глины и пески.

Таблица В.3.

Четвертичные отложения представлены глинами и суглинками мощностью от 10-20 до 50м, распространены практически повсеместно.

В тектоническом отношении район расположен в пределах обширной моноклинали, юго-западного крыла Кальмиус-Торецкой котловины. Основное простирание пород северо-западное, падение изменяется от восточного на юге до северо-восточного в центральной и северной частях района. Углы падения обычно от 3-4 до 12-15°.

Моноклиналь Красноармейского района относится к наиболее спокойным крупным структурным элементам Донбасса. Дополнительные складки второго порядка получили здесь незначительное развитие (Волчанский купол, Новогродовская флексура и др.).

Значительно более интенсивны проявления в районе разрывной тектоники. Основными нарушениями в районе являются надвиги субмеридионального направления (Селидовский, Центральный, Красноармейский, Самарский). Все они секут породы карбона в направлении, диагональном по отношению к простиранию пород, падают на восток под углами 20-40° с вертикальной амплитудой смещения до 150-300 м. Кроме надвигов, в районе выявлены нормальные сбросы (Добропольский, Новогродовский), мелкоамплитудные разрывы. Амплитуды сбросов достигают 0-80м. Исключением является Криворожско-Павловский сброс, который в пределах района имеет амплитуду до 400м.

Угленосность.Все отложения карбона в пределах района в той или иной степени угленосны. Данные приведены в таблице В.4.

В районе выявлено 52 угольных пласта, достигающих рабочей мощности (табл. 3). Основная угленосность связана с отложениями свит С₂⁵- С₂⁷, содержащих 32 рабочих пласта, из которых 11 - к₅, к₇, к₈, l₁,l₃, l₆, l₈, m₃, m₄⁰,m₄²-распространены на значительных площадях имеют относительно большую мощность -(0,7-1,6м), мощность остальных пластов не превышает 0,65м. Отложения свит С₂¹, С₂², С₂³, С₂⁴ и С₃¹ содержат 20, большей частью не устойчивых по мощности и площади распространения угольных пластов, из которых только 4 сохраняют рабочее значение в пределах определенной части района.

Таблица В.4

Качество углей.Район характеризуется широким распространением газовых углей. По простиранию пластов на север и юг угли постепенно переходят в газовые пониженной спекаемости и длиннопламенные. Угли, переходные от газовых к жирным, и жирные, установлены в центральной части на глубине 500-800 м.

Угли в основном гумусовые. Гумусово-сапропелевые и сапропелевые угли встречаются в виде

Рис. В.4 Геологическая карта Красноармейского угленосного района (отложения кайнозоя сняты)

1- верхний мел; 2 – юра; 3 – триас; 4 - граничные известняки свит карбона (а – под кайнозоем; б – под мезозоем); 5 – надвиги и сбросы; 6 - шахты

линзообразных прослоев мощностью 0,05-0; 15м в кровле пластов - к₈, l₂, l₆, m₃, m₄ и n₁. Изредка они образуют целые пласты (m₃ в районе Кураховки и m₄⁰ в северной части района).

Зольность углей района изменяется в широких пределах - от 2,0 до 3,0 % до 20-25%, в среднем составляя 9-10%. Содержание серы колеблется от 0,6-0,8 до 4,0-5,0%. Как и в других районах бассейна, в малосернистых углях преобладает органическая сера, а в многосернистых - колчеданная.

Влажность рабочего топлива для углей марки Д составляет 10,7-17,5%, для марки Г - 4,5-9,0%. Угли характеризуются высоким выходом летучих (32-46%) и удельной теплотой сгорания в пределах 5480-6150 ккал/кг.

Глубина зоны окисленных углей находится в 20-30м ниже поверхности карбона.

Гидрогеологические условия.Подземные воды в районе приурочены к каменноугольным, мезозойским, палеоген-неогеновым и четвертичным отложениям.

Каменноугольные водоносные горизонты связаны с песчаниками и известняками, фильтрационные свойства которых находятся в прямой зависимости от их трещиноватости. Одним из наиболее водообильных является закарстованный известняк L₁. В отдельных выработках шахт кратковременные притоки из него достигали 200 м³/ч, а в одном случае (шахта 2 «Новогродовка») даже 2000 м³ /ч.

В отложениях триаса водоносными являются галечники и песчаники. Водообильность их высокая. Юрские отложения, как правило, маловодоносны.

Воды каменноугольной и перекрывающей ее толщи пород характеризуются высокой общей минерализацией (в среднем 2,0-2,5г/л), большой жесткостью (в среднем 15-20, а иногда до 40 мг/экв). Засолоненность суглинков и глин обусловливает преобладание в верхней зоне всех распространенных в районе водоносных горизонтов сульфатно-хлоридно-натриевых или натриево-кальциевых вод.

Горно-геологические условия эксплуатации.Вскрытие шахтных полей в районе производится в основном вертикальными стволами. В связи с этим при проходке водонасыщенных песков палеогена, обладающих плывунными свойствами, приходится применять специальные способы. Породы кровли почти всех пластов, представленные аргиллитами и алевролитами, являются неустойчивыми: обнажение забоя допускается на расстояние не более 1,5-2,0м. Только пласт k₈, над которым залегает известняк L₁, образует устойчивую кровлю, допускающую обнажение очистного пространства до 8-10м.

Почвой пластов служат аргиллиты и алевролиты, местами пучащиеся.

Геотермический градиент в районе изменяется от 21,0 до 29,8° на км, а температура пород на глубине минус 1000м составляет 30-45°. Уменьшение геотермического градиента происходит в направлении с юго-запада на северо-восток.

Распределение природных газов в угленосной толще района весьма неравномерное. В северо-западной части глубина залегания метановой зоны изменяется от 100-150м до 250м в лежачем крыле Центрального надвига. В висячем крыле Центрального надвига метановая зона залегает на глубине 100-120 м. К юго-востоку по простиранию пород поверхность метановой зоны погружается до 350-400м и, южнее с. Селидовки до 700-800м. Разрабатывающие в этой части района угольные пласты шахты на глубинах 400м и более относятся к негазовым или I и II категориям по газу с метанообильностью 5-7 м³/т.