Торезско-Снежнянский угленосный район

Общие сведения. Торезско-Снежнянский угленосный район расположен в восточной части Донецкой области. На юго-западе он сочленяется с Донецко-Макеевским и северо-западе с Центральным угленосным районами. Протяженность района 55 км, ширина до 15 км.

Рельеф местности представляет собой всхолмленную равнину. Основными элементами орогидрографической сети являются балки, принадлежащие к системам рек Крынки и Миуса. Максимальная отметка +325 м расположена в восточной части района возле ст. Софьино-Бродская, минимальная +125 м – при впадении балки Харцызской в р. Ольховую. Наиболее крупными населенными пунктами являются города Снежное, Торез, Шахтерск, Кировск.

Геологическая изученность. Начало развития угольной промышленности в районе относится к первым годам ХХ столетия. С этого же времени геологами б. Геологического комитета под руководством Л.И.Лутугина начинает проводится геологическая съемка масштаба 1:42000. Систематические геологоразведочные работы проводятся с 1929 г и по настоящее время большим коллективом геологов.

Геологическое строение. Торезско-Снежнянский угленосный район приурочен к крупной Чистяковской синклинали, в пределах которой широкое развитие получили каменноугольные отложения. На значительных площадях обнаженность их прекрасна. Четвертичный покров развит неповсеместно (рис.В.6).

В северной части, в районе ст. Рассыпная, между карбоном и четвертичным покровом появляются небольшие линзы неогеновых отложений.

Каменноугольная система представлена средним и верхним отделами от свиты С₂² до свиты С₃¹ включительно. Разрез карбона состоит из перемежающихся слоев глинистых и алевритовых сланцев песчаников, известняков и углей. Преобладают сланцы, которые составляют 54,8 - 72,2 % от мощности каждой свиты, песчаники составляют 24 - 41 %, известняки и угли имеют подчиненное значение. Мощность свит карбона закономерно увеличивается с запада на восток. Например, свита С₂³ на западе, на участке Ольховом, имеет мощность 750 м, а на востоке, в районе Снежнянской группы шахт 900 м. Общая мощность среднего карбона по району (без свиты С₂¹) составляет в среднем 3760 м.

Характеристика литологического состава свит каменноугольных отложений представлены в таблице В.7.

Свита С₂² имеет мощность от 806 до 820 м. Основными маркирующими горизонтами в ней являются известняки G₁, G₁⁴, G₂, G₃ и G₄.

Таблица В.7

Свита С₂³ по мощности изменяется от 740 до 900 м. Ее маркирующими горизонтами являются известняки Н₃ и Н₄, а также мощные (50-60 м) толщи песчаников h₂¹Sh₃, h₄Sh₅, h₆Sh₇, h₁₀Sh₁₁.

В свите С₂⁴ преобладают сланцы (68%). Общая мощность свиты 375 – 415 м. Маркирующими в свите являются известняки I₂, I₂¹, I₃.

В свите C₂⁵ содержание сланцев уменьшается до 60,2%, песчаников увеличивается до 36%. Общая мощность свиты 630-665 м. Маркирующие горизонты свиты – известняки К₁, К₂, К₃¹, К₄, К₅, К₆, К₇, К₈, К₉.

Свита С₂⁶, сохраняющаяся только в западной части района, отличается минимальным содержанием сланцев (54,8%) и самым высоким содержанием песчаников (41%). Общая мощность свиты 355-375 м. Маркирующими горизонтами в ней являются известняки L₁, L₅, L₆, L₇.

Свита С₂⁷ сохранилась в западной части района. В разрезе преобладают сланцы (72,2%). Мощность свиты 685 – 730 м. Маркирующими горизонтами являются известняки М₁, М₂, М₃, М₄¹, М₅, М₆, М₆¹, М₇, М₁₀¹.

Отложения свиты С₃¹ распространены лишь в крайней северо-западной части района. Мощность свиты 470 м. Маркирующими горизонтами в ней являются известняки N₁⁴, N₁⁶, N₂^н, N₂^в.

Неогеновые отложения представлены глиной мощностью 3-19 м и желтыми глинистыми песками мощностью 2-5 м.

Четвертичные отложения развиты повсеместно. Среди них встречаются глины, лессовидные суглинки. Максимальная их мощность 35 м.

Торезско-Снежнянский угленосный район приурочен к крупной Чистяковской синклинали, которая является обособленной структурой на восточном замыкании Кальмиус-Торецкой котловины. С севера синклиналь примыкает к Главной антиклинали Донбасса, с юга – к Южной антиклинали, представленной Зуевским и Амвросиевским куполами. Строение синклинали ассиметрично: углы падения северного крыла изменяются от 25-35 до 50-60⁰, южного – от 10-25⁰.

Спокойное залегание пород карбона осложняется рядом мелких дизъюнктивных нарушений. Крупные разрывы проходят только на северо-западе и юго-востоке у границ района.

В распространении мелких дизъюнктивных смещений в Чистяковской синклинали отчетливо проявляется приуроченность надвигов к западной ее части и нормальных сбросов к восточной.

В западной части южного крыла отложения свит С₂³-С₂⁶ пересечены рядом мелких надвигов северо-восточного простирания. Падение сместителей надвигов северо-западное под углом до 45⁰. Стратиграфическая амплитуда 3-50 м. В средней части северного крыла и в приосевой части проходит

Рис.В.6 Геологическая карта Торезско-Снежнянского угленосного района

1 – граничные известняки свит карбона; 2 – выходы свиты С₂³; 3 – разрывные нарушения; 4 – шахты наклонные; 5 – шахты вертикальные

ряд субмеридиональных сбросов с амплитудами 10-50 м. Сместители их падают, как правило, на восток и только крайнего восточного – на запад под углом 80-85⁰, образуя грабен.

Восточная часть синклинали осложнена рядом сбросов, пересекающих оба крыла складки. Падение сместителей крутое, до 80⁰ на северо-запад и лишь один из сбросов падает на юго-восток. Стратиграфическая амплитуда каждого из этих нарушений составляет до 10-25 м, а одного из них – до 50 м.

Угленосность. На площади Торезско-Снежнянского угленосного района в каменноугольных отложениях выявлено 114 угольных пластов и прослоев, из которых 43 рабочих. Характеристика угленосности отдельных свит приведена в таблице В.8.

Таблица В.8

Наиболее высоким коэффициентом угленосности характеризуется свита С₂⁶, меньше – свиты С₂³, С₂⁵ и С₂⁷. Однако, основное промышленное значение в районе имеют свиты С₂³ и С₂⁵, содержащие пласты высокосортных антрацитов. Свиты С₂⁶ и С₂⁷ имеют меньшее площадное распространение и содержит пласты с тощими углями. Свиты С₂², С₂⁴ и С₃¹ содержат по одному пласту с предельной рабочей мощностью на ограниченных участках и практически промышленного значения не имеют.

Мощности рабочих пластов колеблются в пределах 0.45-1.3 м. Пласты сложного строения, нередко расщепляются. По пластам h₃, k₇ и m₃ установлены размывы и замещения их вышележащими песчаниками.

Качество углей. В Торезско-Снежнянском угленосном районе распространены главным образом антрациты. Тощие угли сосредоточены в северо-западной части района. Угли марки ОС представлены единственным пластом m₉ на незначительной площади у западной границы района. Степень метаморфизма углей возрастает с севера-запада на юго-восток, а также от верхних стратиграфических горизонтов к нижним. Так, в северо-западной части района тощие угли приурочены к верхним свитам – С₂⁷, С₃⁶. В юго-восточной части угли разрабатываемых пластов свит С₂⁵ и С₂³ относятся к антрацитам.

Все угли района гумусовые. Сапропелевые разности встречаются редко и преимущественно в виде маломощных прослоев в верхней части некоторых пластов (h₈, k₂).

Влажность углей незначительна (2,1 – 6,5 %), средняя зольность в пределах 13 - 17 %, хотя и возрастает в отдельных пластах до 27 %. Содержание серы достигает 4,0 %, колеблясь в пределах от 0,6 до 3,0 % в среднем. Выход летучих веществ изменяется от 1,5 до 11 %, удельная теплота сгорания по бомбе составляет 8100 – 8700 ккал/кг.

Гидрогеологические условия. Основными водоносными горизонтами в районе являются толщи мощных выдержанных песчаников и пласты известняков каменноугольного возраста. В четвертичных отложениях воды приурочены к аллювию и прослоям песчаных суглинков, площадное распространение которых незначительно. И совсем ничтожное значение имеют в этом отношении неогеновые пески, встречающиеся небольшими пятнами на северном крыле синклинали.

Водообильность каменноугольных песчаников и известняков зависит от их мощности и трещиноватости. Среднее значение коэффициента фильтрации для каменноугольных пород составляет 0,001 – 0,4 м/час. Воды в поверхностной зоне каменноугольных отложений преимущественно слабоминерализованные с содержанием сухого остатка до 1 г/л. С востока на запад наблюдается постепенное увеличение минерализации до 1,5 – 2 г/л и в единичных случаях до 3 – 3,6 г/л. Общая жесткость изменяется: подземных вод верхней зоны активного водообмена до 5 – 10 мг∙экв; шахтных вод от долей до 60 мг∙экв.

Тип подземных вод изменяется от гидрокарбонатно-кальциевого в замковой части синклинали до сульфатно-кальциево-натриевого в западной. На глубинах 100 – 300 м почти по всей площади синклинали четко прослеживается зона чистых гидрокарбонатно-натриевых щелочных вод с минерализацией 1 – 2,5 г/л. Мощность зоны до 200 м. Глубже наблюдается переход к хлоридно-гидрокарбонатно-натриевым водам.

Нормальные притоки в шахты колеблются в пределах от 10 – 15 до 120 м³/час.

Горнотехнические условия эксплуатации.В Торезско-Снежнянском угленосном районе шахты преимущественно наклонные, лишь в приосевой части вертикальные. Наиболее интенсивно разрабатываются пласты свит С₂³ и С₂⁵.

Глубина зоны выветривания углей колеблется от 20 до 45 м. Вмещающие боковые породы относительно устойчивые, за исключением ложной кровли пластов l₇, k₇ и др.

Степень газообильности угленосной толщи высокая и распределяется в районе неравномерно. Крылья синклинали и ее восточное замыкание по пластам свиты С₂³ дегазированы на глубину до 500 м. В западном направлении и к оси синклинали граница метановой зоны подымается до горизонта 50 – 80 м от поверхности. По газообильности шахты в большинстве случаев относятся к сверхкатегорийным, реже к I, II или III категориям.

В первой группе шахт отмечены случаи суфлярного выделения газа, а по группе шахт на пласте h₈ имели место внезапные выбросы угля и пород.

Геотермальные условия неравномерные. Наблюдается понижение геотермического градиента по направлению к осевой части синклинали. Температура горных пород на горизонте минус 1000 м составляет 31,8 – 47,9⁰.