Научная статья на тему 'ЛОКАЛИЗАЦИЯ МАЛОАМПЛИТУДНЫХ ТЕКТОНИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ ГОРИЗОНТАЛЬНО НАПРАВЛЕННЫМ БУРЕНИЕМ'

ЛОКАЛИЗАЦИЯ МАЛОАМПЛИТУДНЫХ ТЕКТОНИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ ГОРИЗОНТАЛЬНО НАПРАВЛЕННЫМ БУРЕНИЕМ Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
13
3
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
малоамплитудная тектоника / горизонтально направленное бурение / складки / флексуры / сбросы / взбросы / coalbed low-amplitude tectonic disturbance / horizontal directional drilling / folds / f lexures / faults / reverse faults

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Гриб Николай Николаевич, Колодезников Игорь Иннокентьевич, Качаев Андрей Викторович, Гриб Галина Владиславовна

При подготовке участка шахтного поля шахты «Инаглинская» к очистным работам был предложен новаторский способ изучения тектонических нарушений — горизонтально направленное бурение скважин в угольном пласте Д15 из вентиляционного штрека. Цель исследований — локализация малоамплитудных тектонических нарушений пласта и изучение изменения глубины залегания угольного пласта по про стиранию и падению на изучаемом участке. Основными факторами при локализации тектонических нарушений пласта являлись: вертикальные смещения кровли пласта, резкое изменение угла падения и мощности пласта, технологические факторы бурения (поглощение промывочной жидкости, прихваты бурового инструмента и т. д.). Скважина №1 горизонтально направленного бурения была заложена в вентиляционном вспомогательном штреке 22 ПК ш. «Инаглинская» и пересекла проектные выработки КСО-15−1-40, лавы 15-1-2 и 15-1-3. По результатам бурения установлено нарушение мор фологии угольного пласта Д15 на изучаемом участке шахтного поля складчатостью, малоамплитудными и безамплитудными разрывными нарушениями, послойными подвижками и деформациями во вмещающих породах и пластах угля, флексурными перегибами с возрастанием угла падения пласта до 100. На отдельных участках встречаются расщепления и размывы угольного пласта. Малоамплитудные нарушения с амплитудой от 0,1 до 1,6 м представлены сбросами, взбросами и пологими надвигами. Пликативные нарушения обуславливают локальные увеличения мощности пластов. Вследствие послойных подвижек уголь подвергся перераспределению, в результате чего возникли раздувы и пережимы в пласте Д15.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Гриб Николай Николаевич, Колодезников Игорь Иннокентьевич, Качаев Андрей Викторович, Гриб Галина Владиславовна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Coalbed low-amplitude tectonic disturbance detection by horizontal directional drilling

Low-amplitude tectonics investigations at Chulmakanskoye coal deposit have been studied from the beginning of the development phase. The first significant findings were obtained as a result of ground-based geophysical work in the central part of the Inaglinskaya mine field. However, the findings showed low reliability in terms of minor fault prediction within the mine field. According to check drilling data only 57% of the predicted faults were confirmed. An innovative technique of the horizontal directional borehole drilling from airway into the seam was proposed to study the minor faults of the D15 coal seam at Inaglinskaya mine field development. The main objective of the study was to spot low-amplitude tectonic dislocations and to study seam occurrence variations along the strike and down-dip within the surveyed section. The main factors in tectonic disturbance spotting were taken as follows: seam roof vertical shifts, drastic variations of seam dip and thickness, technological factors of drilling (fluid loss, drill sticking, etc.). HDD Borehole No.1 was sunk in the Inaglinskaya mine 2PK airway. It intersects the planned drifts of R&P-15−1-40, panels 15−1-2 and 15−1-3. Based on drilling results such D15 morphology disturbances were detected within the studied section of the mine field as folding, low-amplitude and no-amplitude faults, layer-by-layer movements and deformations in the host rocks and coal seams, flexure bends with up to 100 seam dip increase. Splitting and fault wash of the coal seam occur in some areas. Low amplitude disturbances with amplitudes from 0.1 to 1.6 m are represented by faults, reverse faults and overthrust faults. Plicative disturbances cause local seam thickness increases. As a result of layer-by-layer movements the coal redistributed resulting in D15 swelling and pinching.

Текст научной работы на тему «ЛОКАЛИЗАЦИЯ МАЛОАМПЛИТУДНЫХ ТЕКТОНИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ ГОРИЗОНТАЛЬНО НАПРАВЛЕННЫМ БУРЕНИЕМ»

ГИАБ. Горный информационно-аналитический бюллетень / MIAB. Mining Informational and Analytical Bulletin, 2023;(12-2):27—39 ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ / ORIGINAL PAPER

УДК 622.14 DOI: 10.25018/0236_1493_2023_122_0_27

ЛОКАЛИЗАЦИЯ МАЛОАМПЛИТУДНЫХ

ТЕКТОНИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ ГОРИЗОНТАЛЬНО-НАПРАВЛЕННЫМ БУРЕНИЕМ

Н. Н. Гриб1,2, И. И. Колодезников2, А. В. Качаев1, Г. В. Гриб1

1 Технический институт (филиал) Северо-Восточного федерального университета им. М. К. Аммосова, 678960, г. Нерюнгри, ул. Кравченко д.16, Е-mail: [email protected], Россия 2 Академия наук Республики Саха (Якутия), 677007, г. Якутск, пр. Ленина, 33, E-mail: [email protected], Россия

Аннотация: При подготовке участка шахтного поля шахты «Инаглинская» к очистным работам был предложен новаторский способ изучения тектонических нарушений — горизонтально направленное бурение скважин в угольном пласте Д15 из вентиляционного штрека. Цель исследований — локализация малоамплитудных тектонических нарушений пласта и изучение изменения глубины залегания угольного пласта по простиранию и падению на изучаемом участке. Основными факторами при локализации тектонических нарушений пласта являлись: вертикальные смещения кровли пласта, резкое изменение угла падения и мощности пласта, технологические факторы бурения (поглощение промывочной жидкости, прихваты бурового инструмента и т. д.). Скважина №1 горизонтально направленного бурения была заложена в вентиляционном вспомогательном штреке 22 ПК ш. «Инаглинская» и пересекла проектные выработки КСО-15-1-40, лавы 15-1-2 и 15-1-3. По результатам бурения установлено нарушение морфологии угольного пласта Д15 на изучаемом участке шахтного поля складчатостью, малоамплитудными и безамплитудными разрывными нарушениями, послойными подвижками и деформациями во вмещающих породах и пластах угля, флексурными перегибами с возрастанием угла падения пласта до 100. На отдельных участках встречаются расщепления и размывы угольного пласта. Малоамплитудные нарушения с амплитудой от 0,1 до 1,6 м представлены сбросами, взбросами и пологими надвигами. Пликативные нарушения обуславливают локальные увеличения мощности пластов. Вследствие послойных подвижек уголь подвергся перераспределению, в результате чего возникли раздувы и пережимы в пласте Д15.

Ключевые слова: малоамплитудная тектоника, горизонтально направленное бурение, складки, флексуры, сбросы, взбросы.

Для цитирования: Гриб Н. Н., Колодезников И. И., Качаев А. В., Гриб Г. В. Локализация малоамплитудных тектонических нарушений угольных пластов горизонтально-направленным бурением // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2023. — № 122. — С. 27—39. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_122_0_27.

© Н. Н. Гриб, И. И. Колодезников, А. В. Качаев, Г. В. Гриб. 2023

Coalbed low-amplitude tectonic disturbance detection by horizontal

directional drilling

N. N. Grib1,2, I. I. Kolodeznikov2, A. V. Kachaev1, G. V. Grib1

1 Technical Institute Neryungri Branch, 16 Kravchenko Str., Neryungri, 678960, Russian Federation, e-mail: [email protected] 2 Academy of Sciences of the Republic of Sakha (Yakutia), 677007, 33 Lenin Str., Yakutsk,

E-mail: [email protected]

Abstract: Low-amplitude tectonics investigations at Chulmakanskoye coal deposit have been studied from the beginning of the development phase. The first significant findings were obtained as a result of ground-based geophysical work in the central part of the Inaglinskaya mine field. However, the findings showed low reliability in terms of minor fault prediction within the mine field. According to check drilling data only 57% of the predicted faults were confirmed. An innovative technique of the horizontal directional borehole drilling from airway into the seam was proposed to study the minor faults of the D15 coal seam at Inaglinskaya mine field development. The main objective of the study was to spot low-amplitude tectonic dislocations and to study seam occurrence variations along the strike and down-dip within the surveyed section. The main factors in tectonic disturbance spotting were taken as follows: seam roof vertical shifts, drastic variations of seam dip and thickness, technological factors of drilling (fluid loss, drill sticking, etc.). HDD Borehole No.1 was sunk in the Inaglinskaya mine 2PK airway. It intersects the planned drifts of R&P-15-1-40, panels 15-1-2 and 15-1-3. Based on drilling results such D15 morphology disturbances were detected within the studied section of the mine field as folding, low-amplitude and no-amplitude faults, layer-by-layer movements and deformations in the host rocks and coal seams, flexure bends with up to 100 seam dip increase. Splitting and fault wash of the coal seam occur in some areas. Low-amplitude disturbances with amplitudes from 0.1 to 1.6 m are represented by faults, reverse faults and overthrust faults. Plicative disturbances cause local seam thickness increases. As a result of layer-by-layer movements the coal redistributed resulting in D15 swelling and pinching. Key words: coalbed low-amplitude tectonic disturbance, horizontal directional drilling, folds, flexures, faults, reverse faults.

For citation: Grib N. N., Kolodeznikov I. I., Kachaev A. V., Grib G. V. Coalbed low-amplitude tectonic disturbance detection by horizontal directional drilling. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2023;(12-1):27—39. [In Russ]. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_122_0_27.

Введение

При подготовке участка поля шахты «Инаглинская» к промышленному освоению и выборе наиболее рациональной системы отработки запасов угля пластов Д15 остро встал вопрос изучения малоамплитудной тектоники, т. к. тектонические нарушения угольных пластов усложняют планирование горных работ, удорожается проходка подготовительных горных выработок, увеличиваются потери угля в недрах

при добыче, усложняется обеспечение безопасности горных работ.

Чульмаканское каменноугольное месторождение, в границах которого выделено поле шахты «Инаглинская», расположено на территории Республики Саха (Якутия), в юго-восточной части Алдано-Чульманского угленосного района Южно-Якутского бассейна.

По результатам детальной разведки угленосные отложения и пласты угля имеют пологое залегание (1-3°) с моно-

клинальным падением в направлении запад — юго-запад и характеризуются относительно простым тектоническим строением. Моноклинальное залегание пород осложнено слабой волнистостью и тектоническими нарушениями разрывного, складчатого и флексурообраз-ного характера, а также послойными подвижками во вмещающих породах и пластах угля.

Крупноамплитудные разрывные нарушения выявлены детальной разведкой, но вследствие редкой сети буровых разведочных скважин малоамплитудные нарушения угольных пластов пропускаются и не фиксируются.

Малоамплитудную тектонику начали изучать на стадии освоения месторождения, и первые значимые результаты были получены после выполнения наземных геофизических работ в центральной части поля шахты «Инаглинская». Спрогнозировано 33 разрывных нарушения. При заве-рочном бурении геологоразведочных скважин были подтверждены только наиболее контрастно выраженные протяженные разрывные нарушения в геофизических полях. Из 33 спрогнозированных подтверждены бурением 19, что свидетельствует о невысокой достоверности прогноза малоамплитудных тектонических нарушений геофизическими методами на шахтном поле шахты «Инаглинская». Тем не менее, в ряде работ на других месторождениях эта задача успешно решалась [1]. Для условий Карагандинского угольного бассейна была использована сейсморазведка методом общей глубинной точки, по ее данным построены трехмерные модели, отражающие нарушение морфологии пластов тектоническими структурами. В работе [2] авторы представили возможности метода сейс-моакустического профилирования для детального изучения геологических

особенностей месторождений угля, выявления тектонической нарушен-ности углепородного массива, а также прогноза метаноносности угольных пластов. Также успешное применение геофизических методов при изучении малоамплитудной тектоники угольных пластов приведено в работах [3-6]. В работах [7-8] предложен комплексный подход, включающий геологические, горно-геометрические и геофизические методы, статистическую обработку и вероятностные методы прогноза, позволяющие получить более широкое представление о тектонической нарушенности углепородного массива шахтных полей. Применение способов изучения тектонических нарушений угольных пластов, основанных на использовании геологических данных геологоразведочных скважин, документации горных выработок шахтной геологической службой, горно-геологического анализа, рассматриваются и анализируются в работах [9-13].

Методика исследования

При подготовке участка шахтного поля шахты «Инаглинская» к очистным работам (угольный пласт Д15) был предложен новаторский способ изучения тектонических нарушений: горизонтально направленное бурение (ГНБ) скважин в данном угольном пласте из вентиляционного штрека. В настоящее время ГНБ скважин при разработке угольных месторождений подземным способом применяется в основном для дегазации угольных пластов и при проходке дренажных скважин для водоотлива и осушения [14-19].

Цель исследований — локализация малоамплитудных тектонических нарушений пласта и изучение изменения глубины залегания угольного пласта по простиранию и падению, на изучаемом участке.

Основными критериями при локализации тектонических нарушений пласта являлись: вертикальные смещения кровли пласта, резкое изменение угла падения и мощности пласта, технологические факторы бурения (поглощение промывочной жидкости, прихваты бурового инструмента и т. д.).

Опробование предложенного способа выполнялось бурением горизонтально направленной скважины с применением системы направленного бурения (DGS), которая используется для проведения подземных направленных буровых работ, фирмы Industrea Mining Technology Pty Ltd [https://www.bloomberg.com/profile/ company/637480Z:AU].

Система оснащена графическим пользовательским интерфейсом для управления забойными двигателями, а также средством проведения геофизических измерений в процессе бурения, реализованных на базе метода гамма-каротажа (ГК), основанного на изучении естественной радиоактивности углей и вмещающих пород. Данный метод прост в исполнении и обладает достаточной дифференцирующей способностью, так как разница в естественной радиоактивности между углем и вмещающими породами составляет 5-7 раз.

Скважина №1 (ГНБ) была заложена в вентиляционном вспомогательном штреке 22 ПК ш. «Инаглинская» и пересекла проектные выработки КСО-15-1-40, лавы 15-1-2 и 15-1-3.

Кроме основного ствола, пробурено 47 нисходящих и восходящих ответвлений. В задачи бурения ответвлений входили поиски угольного пласта, «потерянного» в зонах тектонических нарушений, определение мощности пласта.

Общий объем бурения составил 3500 погонных метров.

Забурка скважины проводилась с пространственными параметрами: по зенитному углу — (-10), по азимуту — 2250.

Результаты и обсуждение

Траектория основного ствола проходила по угольному пласту Д15 до расстояния 73 м от устья скважины, на этой отметке скважина вышла из угля, хотя её пространственные параметры изменились незначительно: зенитный угол составил -2,4°, азимут — 225,94° (рис. 1). До 181 м скважина проходила по углевмещаю-щим породам. В интервале 181-187 м скважина пересекла угольный пласт. Видимая мощность пласта составила 6 м. По данным гамма-каротажа пласт на данном интервале без породных прослоев. Далее траектория скважины проходила по углевмещающим породам до отметки 270 м от устья скважины.

В интервале геологического разреза 0-250 м кроме основного ствола скважины пробурено 12 ответвлений. Поиски пласта в безугольном интервале 73-181 м проводились восстающими ответвлениями 2, 4-8.

Ответвлением 2 пласт перебурен в интервале 57-66 м от устья скважины. Видимая мощность пласта составила 9 м, пласт на данном интервале имеет простое строение.

Ответвление 4 забурено в угольном пласте Д15 и пошло по углю в интервале 54-136 м, далее — по породе. Ответвление 5 пересекло угольный пласт на отметках 128-138 м от устья скважины, далее, до отметки 144 м, скважина прошла по породе. Пласт в данном интервале простого строения, видимая мощность составила 12 м.

Ответвление 6 забурено из пласта и вышло из угля на расстоянии 138 м от устья скважины, далее (до расстоя-

Рис. 1. Проекции на вертикальную плоскость траектории бурения основного ствола

и ответвлений №1 — №12, скважины 1 (в интервале 0-250 м):---------проектная

траектория пласта; — - — — фактическая траектория пласта;____тектонические

нарушения;____4 траектории скважин и ответвлений

Fig. 1. Drilling course longitudinal sections for Borehole 1 and its side holes No.1 to 12 within the

0-250 m interval: — —---------design seam;---— actual seam;____tectonic

disturbance;____4 boreholes/side holes course

ния 171 м) бурилось по углевмещаю-щим породам.

Ответвлением 7 почва угольного пласта была встречена на расстоянии 142 м, кровля — на расстоянии 151 м от устья скважины. Видимая мощность пласта в данном интервале составляет 9 м, пласт простого строения.

Таким образом, по результатам бурения ответвлений 4-8 установлено малоамплитудное тектоническое нарушение сбросового типа в интервале 138-142 м с амплитудой смещения 1,6 м и углом падения 70-75° (рис. 1).

С отметок от 142 м до 210 м наблюдается резкое увеличение угла падения пласта, до 45°. Смешение кровли пласта в данном интервале составляет 7,6 м. На расстоянии 210 м от устья скважины угол падения пласта принимает значение 0°. Резкое изменение угла падения свидетельствует о нали-

чии пликативной тектонической структуры (рис. 1).

Ответвлением 10 пласт пересечен в интервале 245-251 м. Строение простое, мощность и угол падения выдержаны. Аналогичные результаты получены по ответвлениям 11 и 12.

В интервале отметок 250-500 м морфология пласта изучалась как горизонтальными, так и восстающими ответвлениями. Ответвление 13 пробурено по пласту, в интервале 237-309 м отмечено увеличение мощности пласта до 2,4 м. Породных прослоев и смещений не встречено. При проходке ответвлений14-17 и 44, 45 в интервале 350-400 м, установлено уменьшение мощности пласта до 0,8 м. Это можно объяснить зоной размыва пласта (рис. 2).

В интервале 390 — 500 м пласт Д15 изучался ответвлениями 44 — 47.

Рис. 2. Проекции на вертикальную плоскость траектории бурения ответвлений скважины 1 в интервале 250-500 м. Условные обозначения представлены на рис. 1 Fig. 2. Drilling course longitudinal sections for Borehole 1 side holes within the interval of250-500 m. For the legend see Fig.1

Ответвление 44 пересекает пласт в интервале 452-474 м, в этом интервале неоднородностей не установлено, но при выходе ответвления из кровли пласта скважина вошла в зону разрушенных пород, отмечено интенсивное поглощение промывочной жидкости. По результатам бурения ответвления 46 кровля пласта встречена на отметке 492 м, со смещением относительно ответвления 44, локализовавшего ее на отметке 474 м на (-1,8 м) без разрыва сплошности. Данное явление свидетельствует о встрече скважиной на отметке 474 м тектонического нарушения углепородного массива (рис. 2).

Еще одно нарушение морфологии пласта Д15 — это расщепление его на пачки, которое было зафиксировано восстающим ответвлением 45. Ответвление забурено из угольного пласта с отметки 394 м, и на отметке 402 м подсекло породный прослой, далее в интервале 409-420 м скважина пересекла верхнюю пачку пла-

ста с породным прослоем, что хорошо отражено по данным гамма-каротажа (рис. 3). На рисунке приведен пример документации строения пласта методом гамма-каротажа, указана видимая мощность угольных пачек и породных прослоев. Нарушение морфологии пласта как пликативной, так и дизъюнктивной малоамплитудной тектоникой, можно наблюдать в интервале разреза 500-750 м (рис. 4). Изучение морфологии пласта Д15 в интервале отметок 500-750 м от устья скважины проводилось как нисходящими, так и восходящими ответвлениями с высокой детальностью (рис. 4). Ответвлениями 18-22 были выявлены: размыв пласта в интервале 544-552 м, послойная подвижка пласта — 564-588 м, пласт на отметке 588 м — «потерян». Бурением восходящих ответвлений 23-26, пласт Д15 был перебурен в интервале отметок 660-712 м со смещением по вертикали от (+1 м), относительное смещение отметок кровли пласта между

ответвлениями 24 и 26 составило (-4 м). Установлен разрыв угольного пласта в интервале отметок 588-660 м (рис. 4). С целью поиска и локализации пласта угля в этом интервале были пробурены 4 восходящих ответвления: 39, 40, 42, 43. Пространственное положение по азимуту и зенитному углу для каждого ответвления изменялось в незначительных пределах: по азимуту 218-228°, по зенитному углу (-5°) — (+10°).

По результатам бурения данных ответвлений в интервале отметок 568-660 м локализована складка (рис. 4) с вершиной в отметке 620 м. Превышение вершины над кровлей ненарушенной части пласта — в пределах 4,5 м.

Ответвлениями 36 и 37 в интервале отметок 750-754 м выявлено дизъюнктивное нарушение угольного пласта сбросового типа, с амплитудой смещения 1,5 м (рис. 4).

Ответвлениями 36 и 29 установлено смещение пласта на 1,6 м взбросового типа в интервале отметок 750-768 м от устья скважины. Ответвление 36 пересекло угольный пласт: вначале на отметках 758-769 м (снисходящей веткой), а затем восходящей — в интервале отметок 788-796 м от устья скважины (рис. 5). Угол падения пласта в этом интервале стремится к 0°, строение пласта по данным гамма-каротажа — простое.

Ответвление 30 забурено в угольном пласте с отметки 816 м и на отметке 834 м скважина вошла в непосредственную кровлю, пройдя по ней до отметки 848 м, далее с отметки 892 до 898 м скважина пробурена по раздробленным углевмещающим породам, в процессе бурения наблюдалось интенсивное поглощение промывочной жидкости. Данные факторы указывают, что скважина в указанном выше интервале пересекла тектониче-

ское нарушение. Бурением ответвлений 31-34, подтверждена тектоническая структура, подсеченная бурением ответвления 30, в интервале отметок 896-902 м. В данном интервале ответвления 31- 33 вышли из угольного пласта и подсекли углевмещающие породы (рис. 5). В интервале отметок 900-970 м установлено: расщепление пласта на 2-3 пачки, уменьшение его мощности и выклинивание пласта Д15 на отметке 970 м, от устья скважины (рис. 5). При бурении ответвления 33 наблюдается сложная морфология пласта с выклиниванием угольных пачек, а также выклиниванием самого пласта, что подтверждаются данными гамма-каротажа. По результатам направленного бурения основного ствола и 47 ответвлениям скважины 1 установлена сложная структура угольного пласта Д15 в районе расположения горных выработок КС0-15-1-40, лавы 15-1-2 и 15-1-3. Осложнения представлены: дизъюнктивными нарушениями, флексурами, складками, размывами и расщеплением пласта на пачки.

Проектное положение пласта, в вертикальном разрезе построенное по данным детальной геологической разведки, и фактическое, полученное по данным ГНБ, совпадают лишь фрагментарно (рис. 1-2, 4-5). Это свидетельствует о том, что сеть геологоразведочных скважин при детальной геологической разведке не обеспечивает необходимой информативности для получения достоверных данных о морфологии угольного пласта. В работе [20] представлено применение кластерного подхода при исследовании угольного месторождения с целью прогнозирования оптимальной плотности сети скважин при эксплуатационной разведке месторождения. На основе рассмотренного подхода можно обеспечить оптимальную сеть разведочных скважин

s nsl

8

LTJ &

1 g 1 8

*-1 1 Л

1 \ /;

1 j

\ / V

\ /

\

ТЗГ OO ГЧ со о ^ OO ONI

as a S

"e

H

з я

x о н К К

Интервал длины скважины, м

Рис. 3. Интерпретация диаграмм ГК с выделением границ пласта: - угольный пласт; — углевмещающие породы

Fig. 3. Gamma-ray logging interpretation and seam delineation: - coal seam; — host host rock

Рис. 4. Проекции на вертикальную плоскость траектории бурения ответвлений скважины 1 в интервале 500-750 м. Условные обозначения представлены на рис. 1 Fig. 4. Drilling course longitudinal sections for Borehole 1side holes within the interval of500-750 m. For the legend see Fig. 1

5

4 3

0 • 1

-3 1 Л И 1 2 -11 " 12 1 14 If И» IS Tpf щ]|Пп [tttt IP! u'' ¡{IMMjI j --U4

Сме1 g 11| - 790 810 __-n 830 850 Дли —■—■--■"H- __ 30 870 890 91 на скважины (m) ::::::::: ::::: 0 930 - - - ill! III! 950 -Hit 9" 0 9! a- 0

Рис. 5. Проекции на вертикальную плоскость траектории бурения ответвлений скважины 1 в интервале 750-1000 м. Условные обозначения представлены на рис. 1 Fig. 5. Drilling course longitudinal sections for Borehole 1side holes within the interval of 750-1000 m. For the legend see Fig. 1

для каждой кластерной зоны, составляющих месторождение, и повысить точность и достоверность изучения угольных месторождений.

Выводы

Таким образом, морфология угольного пласта Д15 на изучаемом участке шахтного поля осложнена складчатостью, малоамплитудными и безамплитудными разрывными нарушениями, послойными подвижками и деформациями во вмещающих породах и пластах угля, флексурными перегибами с возрастанием угла падения пласта до 10°. На отдельных участках встречаются расщепления и размывы угольного пласта.

Малоамплитудные нарушения с амплитудой от 0,1 до 1,6 м представлены сбросами, взбросами и пологими надвигами. Пликативные нарушения обуславливают локальные увеличения мощности пластов. Породы и уголь в зонах нарушений раздроблены, а в пластах наблюдаются зеркала скольжения и включения мелких обломков. Вследствие послойных подвижек уголь подвергся перераспределению, в результате чего возникли раздувы и пережимы в пласте Д15.

В зонах нарушений породы интенсивно раздроблены, иногда перетерты до глинистого состояния, с многочисленными зеркалами по плоскости трещин. Мощность зон дробления пород колеблется от первых метров до 10-15 м.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Байкенжина А. Ж. Выявление и картирование тектонических нарушений как индикаторов выбросоопасных зон методом МОГТ-3D в условиях Карагандинского

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

угольного бассейна //Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов. - 2018. - Т. 329, № 8. - С. 145-155. http://earchive. tpu.ru/handLe/11683/50264.

2. Tailakov O. V., Sokolov S. V., Makeev M. P., Kormin A. N. SeismoLogicaL survey of the coaL fields based on the applying of the Low-power sources of oscillation // 3rd International Innovative Mining Symposium, IIMS 2018. - ArticLe No. 01029. https://doi.org/10.1051/ e3sconf/20184101029.

3. Анциферов А. В., Глухов А. А., Анциферов В. А. Шахтный сейсмический прогноз тектонических нарушений по отраженным волнам методом локации // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 6. — С. 131-139. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-6-0-131-139.

4. Гайсин Р. М., Цариков А. Ю. Определение положения зон нарушенности угольных пластов по данным подземной электроразведки // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2019. - № 6. - С. 19-26. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-06-0-19-26.

5. Akos GYULAI, Mihaly DOBROKA, Tamas ORMOS, Endre TURAI, and Tibor SAVARI. In-mine GeoeLectric Investigations for Detecting Tectonic Disturbances in CoaL Seam Structures // Acta Geophysica. 2013. VoL. 61, no. 5, Oct. - pp. 1184-1195. https://doi. org/10.2478/s11600-013-0112-6.

6. Nan Wang, Zijian Wang, Qianhui Sun and Jian Hui. CoaL Mine Goaf Interpretation: Survey, Passive ELectromagnetic Methods and Case Study // MineraLs 2023, 13 (3), 422. https://doi.org/10.3390/min13030422.

7. Писаренко М. В., Тайлаков О. В., Соколов С. В., Колмакова А. А. О прогнозировании малоамплитудной нарушенности угольных пластов //Известия ТулГУ. Науки о Земле. - 2022. - Вып. 2. - С. 356-366. DOI 10.46689/2218-5194-2022-21-356-366.

8. Prykhodchenko V. F., Shashenko O. M., Sdvyzhkova O. O., Prykhodchenko O. V., Pilyugin V. I. PredictabiLity of a smaLL-ampLitude disturbance of coaL seams in Western Donbas // Scientific BuLLetin of NationaL Mining University. 2020, Iss. 4, p. 24-29. D0I:10.33271/nvngu/2020-4/024.

9. Шабельников С. И. Прогноз малоамплитудных тектонических разрывов угольных пластов в условиях проведения подземных горных выработок при подготовке лав // Форум прнимв. - 2013: матерiали мiжнар. конф., 2-5 жовтня 2013 р. -Днтропетровськ, 2013. - Т. 4. - С. 32-37. http://ir.nmu.org.uaAiandLe/123456789/150154.

10. Шабельников С. И. Прогноз мест проявления малоамплитудных тектонических разрывов угольных пластов при проходке горных выработок // Горный журнал. -2017. - №12. - С. 21-24. DOI 10.17580/gzh.2017.12.04

11. Родивилов Д. Б., Нежданов А. А., Штоль А. В. Идентификация малоамплитудных тектонических нарушений в процессе бурения горизонтальных стволов скважин в интервале нижнеберезовской подсвиты Медвежьего месторождения (Западная Сибирь) // Экспозиция Нефть Газ. - 2021. - № 2. С. 17-20. DOI: 10.24412/2076-6785-2021-2-17-20.

12. Malinnikova Olga, Uchaev Dmitry, Uchaev Denis and Malinnikov Vasiliy. The study of coaL tectonic disturbance using muLtifractaL anaLysis of coaL specimen images obtained by means of scanning eLectron microscopy // E3S Web of Conferences 2019. 129. 01017. 1st InternationaL Scientific Conference "ProbLems in Geomechanics of HighLy Compressed Rock and Rock Massifs": VoLume 129. https://doi.org/10.1051/e3sconf /201912901017.

13. Калинченко В. М., Шурыгин Д. Н., Ефимов Д. А. Прогнозирование мелкоамплитудной нарушенности угольных пластов: монография. - Новочеркасск: ЮРГПУ (НПИ), 2013. - 131 с.

14. Tianshou Ma, Jinhua Liu, Jianhong Fu, Bisheng Wu. DriLLing and compLetion technoLogies of coaLbed methane expLoitation: an overview // InternationaL JournaL of CoaL Science & TechnoLogy. 2022. № 9. P. 27. of 31. https://doi.org/10.1007/s40789-022-00540-x.

15. Lesniak G., Brunner D. J., Topor T., Grzegorz, Siota-Valim M., Cicha-Szot R., Jura B., Skiba J., Przystolik A., Lyddall B., Grzegorz Plonka G. AppLication of Long-reach directionaL driLLing borehoLes for gas drainage of adjacent seams in coaL mines with severe geoLogicaL conditions // InternationaL JournaL of CoaL Science & TechnoLogy 2022. № 9. 88. https://doi. org/10.1007/s40789-022-00553-6.

16. Gennadii Rout, Oleg Tailakov, Denis Zastrelov, Sergey Kolesnichenko. To the issue of monitoring the Length of degasification borehoLes // E3S Web of Conferences. 2021. 315. 01020. VIth InternationaL Innovative Mining Symposium. https://doi.org/10.1051/ e3sconf/202131501020.

17. Houben G. J., Collins S., Bakker M., Daffner T., Triller F. Review: HorizontaL, directionaLLy driLLed and radiaL coLLector weLLs // HydrogeoL JournaL. 2022. 30. P. 329-357. https://doi.org/10.1007/s10040-021-02425-w.

18. Ремезов А. В., Торро В. О. Анализ развития технологии и способов направленного бурения дегазационных скважин: вертикальных, наклонных и горизонтальных // Вестник Научного центра ВостНИИ по промышленной и экологической безопасности. - 2019. - № 1. - С. 53-74. DOI: 10.25558/V0STNII.2019.20.86.006.

19. Сластунов С. В., Садов А. П., Хаутиев А. М.-Б., Комиссаров И. А. Результаты апробации технологии гидрорасчленения угольного пласта через скважины с поверхности на шахте Кирова // Горный информационно-аналитический бюллетень. -2022. - № 11. - С. 121-132. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_11_0_121.

20. Гриб Н. Н., Кузнецов П. Ю. Прогноз оптимальной плотности сети разведочных скважин опережающей эксплуатационной разведки на основе кластерной организации угольных месторождений // Уголь. - 2019. - № 4 - С. 96-100. DOI: http://dx.doi. org/10.18796/0041-5790-2019-4-92-96. EES

REFERENCES

1. Bajkenzhina A. Zh. Detection and mapping of tectonic disturbances as indicators of outburst hazard zones by MOGT-3D method detaiLed prospecting in the conditions of the Qaraghandy coaL basin. Izvestija Tomskogo poLitehnicheskogo universiteta [Izvestija TPU]. Inzhiniring georesursov. 2018. VoL. 329, No. 8. p. 145-155. http://earchive.tpu.ru/ handLe/11683/50264. [In Russ].

2. TaiLakov O. V., SokoLov S. V., Makeev M. P., Kormin A. N. SeismoLogicaL survey of the coaL fieLds based on the appLying of the Low-power sources of osciLLation. 3rd InternationaL Innovative Mining Symposium, IIMS 2018. ArticLe No. 01029. https://doi.org/10.1051/ e3sconf/20184101029.

3. Antsiferov A. V., GLukhov A. A., Antsiferov V. A. Mine seismic prediction of tectonic fauLts by reflected waves using the method of Location. MIAB. Mining Inf. AnaL. BuLL. 2020;(6):131-139. [In Russ]. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-6-0-131-139.

4. Gaysin R. M., Tsarikov A. Yu. Location of damage zones in coaL seams by underground resistivity prospecting. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2019. No. 6. p. 19-26. [In Russ]. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-06-0-19-26.

5. Akos GYULAI, MihaLy DOBROKA, Tamas ORMOS, Endre TURAI, and Tibor SAVARI. In-mine GeoeLectric Investigations for Detecting Tectonic Disturbances in CoaL Seam Structures. Acta Geophysica. 2013. VoL. 61, no. 5, Oct. pp. 1184-1195. https://doi. org/10.2478/s11600-013-0112-6.

6. Nan Wang, Zijian Wang, Qianhui Sun and Jian Hui. CoaL Mine Goaf Interpretation: Survey, Passive ELectromagnetic Methods and Case Study. MineraLs 2023. 13 (3). 422. https://doi.orgA0.3390/min13030422.

7. Pisarenko M. V., TajLakov O. V., SokoLov S. V., KoLmakova A. A. About forecasting Low ampLitude disturbances of coaL seams. Izvestija TuLGU. Nauki o ZemLe. 2022, No. 2, p. 356-366. [In Russ]. DOI 10.46689/2218-5194-2022-2-1-356-366.

8. Prykhodchenko V. F., Shashenko O. M., Sdvyzhkova O. O., Prykhodchenko, O. V., PiLyugin V. I. Predictability of a smaLL-ampLitude disturbance of coal, seams in Western Donbas. Scientific Bulletin of National Mining University. 2020, Iss. 4, p. 24-29. DOI:10.33271/ nvngu/2020-4/024.

9. ShabeL'nikov S. I. Prediction of Low-ampLitude tectonic fissures of coal seams in the conditions of underground mine workings in the preparation of panels. Forum girnikiv, 2013: materiaLi mizhnarodnoi konferencii, 2-5 zhovtnja 2013. Dnipropetrovs'k, 2013. Vol. 4. p. 32-37. http://ir.nmu.org.ua/handLe/123456789/150154. [In Russ].

10. ShabeL'nikov S. I. Prediction of Low-ampLitude tectonic ruptures of coal seams at mine workings drivage. Gornyj zhurnaL. 2017, no. 12. p. 21-24. [In Russ]. DOI 10.17580/ gzh.2017.12.04 DOI 10.17580/gzh.2017.12.04.

11. RodiviLov D. B., Nezhdanov A. A., ShtoL' A. V. Identification of Low-ampLitude tectonic faults in the process of drilling horizontal weLLbores in the interval of the Lower Berezovskaya subformation of the Medvezhye field (Western Siberia). Jekspozicija Neft' Gaz. 2021, No. 2, p. 17-20. DOI: 10.24412/2076-6785-2021-2-17-20.

12. MaLinnikova OLga, Uchaev Dmitry, Uchaev Denis and MaLinnikov VasiLiy. The study of coal tectonic disturbance using muLtifractaL analysis of coal specimen images obtained by means of scanning electron microscopy. E3S Web of Conferences. 2019. 129, 01017. 1st International Scientific Conference "Problems in Geomechanics of Highly Compressed Rock and Rock Massifs": Volume 129. https://doi.org/10.1051/e3sconf /201912901017.

13. KaLinchenko V. M., Shurygin D. N., Efimov D. A. Prediction of smaLL-ampLitude disturbance of coal seams: monograph, Novocherkassk, JuRGPU (NPI), 2013, 131 p. [In Russ].

14. Tianshou Ma, Jinhua Liu, Jianhong Fu, Bisheng Wu. Drilling and completion technologies of coaLbed methane exploitation: an overview. International Journal of CoaL Science & Technology. 2022. no. 9. P. 27 of 31 https://doi.org/10.1007/s40789-022-00540-x.

15. Lesniak G., Brunner D. J., Topor T., Grzegorz, Stota-VaLim M., Cicha-Szot R., Jura B., Skiba J., PrzystoLik A., LyddaLL B., Grzegorz PLonka G. Application of Long-reach directional drilling boreholes for gas drainage of adjacent seams in coal mines with severe geological conditions. International Journal of CoaL Science & Technology. 2022. no. 9. 88. https://doi. org/10.1007/s40789-022-00553-6.

16. Gennadii Rout, OLeg TaiLakov, Denis ZastreLov, Sergey KoLesnichenko. To the issue of monitoring the Length of degasification boreholes. E3S Web of Conferences. 2021. 315, 01020. VIth International Innovative Mining Symposium. https://doi.org/10.1051/ e3sconf/202131501020.

17. Houben G. J., Collins S., Bakker M., Daffner T., TriLLer F. Review: Horizontal, directionaLLy drilled and radial collector weLLs. HydrogeoL Journal 30, 329-357 (2022). https://doi.org/10.1007/s10040-021-02425-w.

18. Remezov A. V., Torro V. O. Development analysis of technology and methods for controlled drilling of degassing, vertical, slant and horizontal weLLs. Vestnik Nauchnogo centra VostNII po promyshLennoj i jekoLogicheskoj bezopasnosti. 2019, No.1, p. 53-74. [In Russ]. DOI: 10.25558/VOSTNII.2019.20.86.006.

19. SLastunov S. V., Sadov A. P., Khautiev A. M.-B., Komissarov I. A. The results of testing the technology of hydraulic fracturing of the coal seam through weLLs from the surface at the kirov mine. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2022, No. 11, p. 121-132. [In Russ]. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_11_0_121.

20. Grib N. N., Kuznetsov P. Yu. Optimal density planning of exploratory weLLs network during pre-mining grade control drilling based on cluster arrangement of coal deposits. UgoL'. 2019, No. 4. p. 96-100. [In Russ]. DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2019-4-92-96.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

Гриб Николай Николаевич — докт. техн. наук, профессор, заместитель директора по научной работе, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9237-0292, Технический институт (филиал) Северо-Восточного федерального университета им. М. К. Аммо-сова, 678960, г. Нерюнгри, ул. Кравченко, 16, Россия, е-maiL: [email protected], Scopus ID: 55769374800;

Колодезников Игорь Иннокентьевич — докт. геол.-минерал. наук, профессор, советник Президента академии наук Республики Саха (Якутия), ORCID: https://orcid. org/0009-0003-7227-7228677007, г. Якутск, пр. Ленина, 33, Россия, е-maiL: i-i-koL@ yandex.ru, Scopus ID: 347818;

Качаев Андрей Викторович — заведующий лабораторией Технического института (филиала) Северо-Восточного федерального университета им. М. К. Аммосова, 678960, г. Нерюнгри, ул. Кравченко, 16, Россия, [email protected], Scopus ID: 495217;

Гриб Галина Владиславовна — канд. геол.-минерал. наук, заведующая лабораторией Технического института (филиала) Северо-Восточного федерального университета им. М. К. Аммосова, 678960, г. Нерюнгри, ул. Кравченко, 16, Россия, е-maiL: [email protected], Scopus ID: 880120. Для контактов: Гриб Н. Н., e-maiL: [email protected].

INFORMATION ABOUT THE AUTHORS

Grib N. N., Dr. Sci. (Eng.), Professor, Deputy Director for Research, ORCID: https://orcid. org/0000-0001-9237-0292, NEFU TechnicaL Institute Neryungri Branch, 16 Kravchenko Str., Neryungri, 678960, Russian Federation, e-maiL: [email protected], Scopus ID: 55769374800;

Kolodeznikov 1.1., Dr. Sci. (GeoL. MineraL.), Professor, Advisor to the President of the Academy of Sciences of the RepubLic of Sakha (Yakutia), 677007, 677007, 33 Lenin Str., Yakutsk, е-maiL: [email protected], Scopus ID: 347818;

Kachaev A. V., head of Laboratory, NEFU TechnicaL Institute Neryungri Branch, 16 Kravchenko Str., Neryungri, 678960, [email protected], Scopus ID: 495217; Grib G. V., Cand. Sci. (GeoL. MineraL.), head of Laboratory, NEFU TechnicaL Institute Neryungri Branch, 16 Kravchenko Str., Neryungri, 678960, е-maiL: [email protected], Scopus ID: 880120.

Corresponding author: Grib N. N., e-maiL: [email protected].

Получена редакцией 05.10.2023; получена после рецензии 26.10.2023; принята к печати 10.11.2023. Received by the editors 05.10.2023; received after the review 26.10.2023; accepted for printing 10.11.2023.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.