Вы здесь

Тектонічні основи прогнозу гірничо-геологічних умов розробки вугільних родовищ Донбасу

Автор: 
Пимоненко Людмила Іванівна
Тип работы: 
Дис. докт. наук
Год: 
2005
Артикул:
3505U000283
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

Раздел 2
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
Для исследования условий образования современной структуры бассейна,
взаимосвязи дислоцированности и физико-механических свойств пород и углей,
определения генезиса и закономерностей расположения тектонических нарушений
необходимо нахождение количественных показателей, характеризующих степень
изменения тектонических условий, и разработка методов построения карт,
раскрывающих тенденцию изменения этих условий по площади. Размеры объекта и
цель исследований определяют морфогенетические типы и параметры структур, по
которым рассчитываются показатели, характеризующие нарушенность пластов.
Методика построения карт, характеризующих региональную тектоническую
дислоцированность. Современная структура бассейна является результатом
воздействия тектонических сил на характеризующиеся локальными
физико-механическими свойствами угленосные отложения, вследствие которого
сформировались региональные закономерности и локальные особенности расположения
дислокаций различных масштабов. Об интенсивности и направлении действовавших
региональных сил в пределах бассейна можно косвенно судить по параметрам
крупно- и среднеамплитудных дислокаций: величине углов падения пород,
амплитудам и протяженности складок и разрывов. При исследовании структуры
юго-западной части бассейна нами разработан метод комплексной оценки
региональной тектонической дислоцированности [94]. Комплексность заключалась в
создании показателя общей тектонической дислоцированности, учитывающего: углы
падения пород, величины складчатых и разрывных дислокаций.
Для оценки разрывной нарушенности был выбран коэффициент (Ю.Н. Нагорного, В.Н.
Нагорного [188]):
(2.1)
где Нi - амплитуда разрывного нарушения, км;
Li - протяженность разрывного нарушения, км;
Si - площадь исследуемого участка, км;
В основу расчета показателя складчатой дислоцированности положен принцип оценки
деформации горных пород [348]. Коэффициент складчатой нарушенности
характеризует относительное изменение протяженности изогипсы в пределах
структуры и определяется по формуле:
(2.2)
где l1 - длина i-той изогипсы в пределах структуры, км;
l0 - расстояние между концами i-той изогипсы в пределах структуры, км;
hi - количество структур в пределах исследуемой площади.
Коэффициент изменчивости углов падения пород на участке (Ку) рассчитывался по
формуле:
(2.3)
где a0мах. и a0мin. - соответственно максимальный и минимальный углы падения
пород на исследуемом участке.
Все показатели безразмерные.
На основе типизации элементарных тектонических структур угольных пластов [303],
а также с учетом размеров объекта исследований предложены параметры складчатых
и разрывных структур, также площади квадратов, по которым необходимо проводить
расчеты (табл. 2.1).
Приведенные данные будут применяться в дальнейших исследованиях для обоснования
и выбора параметров дислокаций и размеров сторон квадратов на различных
масштабных уровнях.
Показатели – Кр, Кс, Ку - рассчитываются для центров квадратов, размеры которых
определяются кондиционностью карты, и по полученным данным методом интерполяции
строятся карты различных видов дислоцированности.
Таблица 2.1
Соотношения параметров тектонических структур и масштабов
их обобщения
Объект исследований
Размер структур
Параметры структур
Размеры сторон квадратов
складчатые
разрывные
протяженность
амплитуда
протяженность
ампли-туда
Месторождение
Крупные
10 км
2 км
10 км
1 км
20 км
Тектоническая
область
Средние
1 - 10 км
0,1-2 км
1 - 10 км
0,1-1 км
10 км
Район
Мелкие
0,1 -1 км
Десятки - сотни
метров
От сотен метров до 1 км
10-100 м
5 км
Шахто-
пласт
Очень
мелкие
Метры-
десятки
метров
Метры-
десятки
метров
Десятки
метров
до 100 м
до 10 м
0,5 км
Такой подход позволяет сравнивать различные участки, как по видам дислокаций,
так и по их количеству.
При выборе показателя суммарной тектонической дислоцированности (Кт)
рассматривался ряд формул. Наиболее оптимальная формула выбирается в результате
сопоставления значений всех формул с величиной, также характеризующей
тектоническую дислоцированность, но не в геометрическом аспекте (как Кс, Ку,
кр), а в физическом. Эта величина отражает степень влияния процессов
тектогенеза на свойства пород.
Выполненный анализ статистических зависимостей между предлагаемыми показателями
и скоростью продольных волн (Vр), косвенно отражающей плотность пород, показал,
что наибольшие значения коэффициента корреляции равные 0,64 принадлежат
показателю, который рассчитывается по формуле:
(2.4)
где Ку - показатель изменчивости угла падения;
Кр - показатель разрывной дислоцированности;
Кс - показатель складчатой нарушенности.
Наиболее эффективно применение этой методики в пределах отдельных районов, при
крупных масштабах карт, детально учитывающих параметры нарушений.
Однако, при расчете тектонической дислоцированности Донецкого бассейна на
основе «Геолого-структурной карты доверхнепермских отложений Донецкого
угольного бассейна» масштаба 1:200000 (под редакцией И.А. Очеретенко, 1980 г.)
выяснилась невозможность применения этого показателя по нескольким причинам:
* амплитуда среднеамплитудных нарушений, в подавляющем большинстве, не вынесена
на карту, что значительно усложняет расчет Кр; крупноамплитудных – существенно
изменяется по простиранию сместителя;
* величина Кс, которая зависит от количества структур (n), входящих в квадрат,
возрастает и приобретает решающий вес при расчете Кт.
Перечисленные недостатки привели к необходимости усовершенствования метода для
оценки региональной тектонической дислоцированности