Печёрский угольный бассейн

     Угли  месторождения являются весьма устойчивыми  к окислению, но на выходах пластов  под наносы отмечаются локальные  зоны окисленных углей. Нижняя граница зоны окисления на участке «Восточный» не превышает 10-12м.

     По  показателям опасности самовозгорания характеризуемые угли разделились почти поровну между мало- и умеренноопасными. Но при этом надо учесть, что юньягинские угли весьма стойки к окислению, они неактивно поглощают кислород из воздуха, поэтому их опасность к возгоранию уменьшается. Кроме того, за весь период эксплуатации месторождения, не было случая самовозгорания углей в горных выработках. Всё вышесказанное позволяет отнести юньягинские угли к малоопасным по самовозгоранию.

     Исследования  обогатимости керновых проб проводилось  в лаборатории ВКГРЭ в 1970-1972 гг., а пластово-промышленных и валовых проб – лабораторией обогащения ПечорНИИпроекта в период 1960-1964 гг. Правильность выводов подтверждена при фактическом промышленном обогащении углей в период длительной эксплуатации месторождения.

     Угли  Юньягинского месторождения являются очень хрупкими в силу своей повышенной эндогенной трещиноватости, вследствие чего при добыче образуется значительное количество мелочи. В свежедобытом угле пластов n₁₄ и n₁₁ содержится до одной трети крупных классов (+13 мм), остальной уголь представлен мелочью (-13 мм), в том числе в нем содержится около 20 % класса 0-1 мм.

     Гравитационный  процесс обогащения обеспечивает высокий  выход малозольных концентратов по всем оцениваемым пластам. Из рядовых углей пластов n₁₄, n₁₂, n₁₁ участка «Восточный» выход малозольного концентрата по плотности 1,5 т/м³ составляет 89-93 % при зольности 7,6-8,4 %. Угли пластов n₁₄, n₁₂, n₁₁, характеризуются, в основном, трудным характером обогатимости и только по пласту n₁₂ отмечается очень трудная обогатимость углей (скважина ПК-2410), выход концентрата здесь несколько снижен и доходит до 85 % при повышении зольности 8,7 %.

     При лабораторном индивидуальном коксовании из углей Юньягинского месторождения получается кокс, отличающийся высокими показателями прочности (М25=89-91 %) и низким содержанием мелочи (М10=8-10 %). Кокс, полученный в промышленных и полупромышленных условиях, имеет остаток в барабане Сундгрена от 328 до 365 кг при содержании класса 0-10 мм в провале - 25-50 кг. Присадка углей шахты «Юнь-Яга» к жирным углям Воркутского месторождения улучшает качество кокса.

     Угли  Юньягинского месторождения являются высококачественным технологическим  сырьём, используются для слоевого коксования, в основном, на АО «Северсталь» и других металлургических и коксогазовых заводах России. Оптимальной шихтой для коксохимического потребления углей на АО «Северсталь» является следующее марочное соотношение: 80 % печорских  углей, в том числе 50 % - технологической группы 1Ж, 20 % - 2Ж,       10 % - марки «К»; 20 % кузнецких углей, в том числе 15 % - марки «ОС», 5 % - «К». Причем, уменьшение в шихте содержания печорских углей марки «К» приводит к существенным изменениям реакционной способности кокса в доменном процессе и снижает его качество.

     Весь  объём добываемого открытым способом угля в 2001-2007 гг. использовался для технологических нужд. Единственное требование к отгружаемой товарной продукции – соблюдение пропорции шихтования с окисленными углями (не более 1:9).

     Многолетний опыт эксплуатации Юньягинского месторождения доказал, что угли месторождения являются ценнейшим технологическим сырьём и, несмотря на некоторое снижение теплотехнических свойств и толщины пластического слоя при отработке запасов угля вблизи эрозионного среза, эти угли могут использоваться исключительно в коксохимическом производстве.

     По  показателю отражения витринита  стадии метаморфизма юньягинских углей определены как III, III-IV и IV. В соответствии с ГОСТ 25543-88 в основной массе угли Юньягинского месторождения относятся к углям марки «К», технологической группе 1«К», подгруппе – первый коксовый витринитовый (1«КВ»). Не исключено, что по своим качественным характеристикам угли могут приближаться к более технологически ценной марке «КЖ». Кодовый номер по результатам анализов углей оцениваемых пластов участка «Восточный» в соответствии с классификационным ГОСТом по генетическим и технологическим параметрам определён значением 1212419. По международной системе кодификации углей среднего и высокого рангов (ГОСТ 30313-95) эти угли имеет код 12020824150736.

     По  своим параметрам угли месторождения  являются высококачественным сырьём для коксохимического производства и полностью пригодны для слоевого коксования.

6. Горно-технические  условия разработки

     Проектом  предусматривается разработка выходов  угольных пластов n₁₄, n₁₂ и n₁₁ открытым способом. Вмещающие угольные пласты породы представлены полимиктовымим песчаниками, алевролитами и аргиллитами.

     Основная  кровля верхнего пласта n₁₄ представлена переслаиванием песчаников и алевролитов общей мощность до 10 м. Непосредственная кровля сложена алевролитами и аргиллитами общей мощностью до 6 м. Непосредственно на пласте угля практически повсеместно залегает слой весьма слабого аргиллита мощностью 0,1-0,4 м. Этот слой характеризуется как неустойчивая легко обрушающаяся ложная кровля. Наличие ложной кровли характерно для всех предусмотренных к отработке пластов угля.

     Почва пластов, в основном, сложена аргиллитами, ниже алевролитами и песчаниками. Породы почвы достаточно устойчивы и  не обладают пучащими свойствами.

     Угленосная  толща перекрыта неоген-четвертичными  отложениями, представленными суглинками и супесями.

     Юньягинское месторождение находится в зоне развития многолетней мерзлоты. В  ненарушенном состоянии площадь  распространения мерзлых пород  составляла 50-60 %. По данным горных и разведочных работ мощность многолетне - мерзлых пород (ММП) до начала эксплуатации месторождения изменялась от 10 до 180 м и, в среднем, составляла 50-70 м с преимущественными величинами 20-30 м. Сплошность мёрзлых пород нарушалась  сквозными таликами и псевдоталиками,  приуроченными к термокарстовым озёрам, заболоченным котловинам. Под долиной реки Юнь-Яга и под руслами ручьёв многолетняя мерзлота отсутствовала.

     Верхняя граница ММП на большей части  месторождения, в основном, сливалась  с деятельным слоем. В полосах стока, понижениях, заросших кустарниками, под небольшими озёрами и ручьями верхняя граница была заглублена на 10-15 и более метров. Контуры нижней границы мерзлоты имеют сложную конфигурацию, и в ненарушенном состоянии располагались, как правило, в пермских отложениях, захватывая иногда их до глубины 180 м. Температура мёрзлых пород не превышала минус 1- 2,5 ºС.

     В результате отработки угольных пластов  на территории шахтного поля произошло оседание дневной поверхности на 1,5 – 3,0 м, а площадь поверхностных водоёмов увеличилась примерно в два раза. После отработки угольных пластов мерзлотная обстановка изменилась за счёт отепляющего воздействия подземных вод, циркулирующих в горных выработках и в обрушенном пространстве. После закрытия шахты Юнь-Яга в 2000 году, уровень подземных вод установился на отметке +168 м. Площадь таликов увеличилась до 60-80 %, что позволяет проводить вскрышные работы по неоген-четвертичным отложениям без применения взрывных работ.

     В связи с особыми свойствами мерзлых тонкодисперсных пород (глины и суглинки) буровзрывные работы затруднены, т.к. эти породы являются упруго-пластично-вязкими.

     Мощности  неоген-четвертичных отложений на участке  «Восточный» изменяются от 2,1 до 10,8 м, при средних значениях 5,3 м, породы, в основном, находятся в слабо промороженном состоянии. По опыту работы на углеразрезе «Юньягинский» сложностей при вскрышных работах по слабо мёрзлым суглинкам небольшой мощности не возникает.

     Оттаивание  четвертичных пород и оползание  бортов углеразреза в летний теплый период работ по вскрыше, при относительно быстром подвигании очистного забоя, не создает каких-либо трудностей.

     Как показывает опыт вскрышных работ, приповерхностная (до 2 м) часть разреза перми представлена сильно выветрелыми, слабыми породами. Особенно это характерно для аргиллит-алевролитового комплекса. Выветрелая пачка может быть выбрана экскаватором без проведения буровзрывных работ. Карбонатные песчаники и гравелиты менее подвержены выветриванию, вскрышные работы по ним, а также по всему разрезу коренных пород ниже выветрелой аргиллит-алевролитовой пачки производятся только после их предварительного рыхление буровзрывным способом.

     Основная  кровля пласта n₁₁ сложена песчаниками. Непосредственная кровля представлена неустойчивыми алевролитами. На контакте с углем залегает слабый аргиллит мощностью до 2,90 м. В единичных пластопересечениях выделяется аргиллит углистый мощностью 0,11-0,14 м. Непосредственная почва, большей частью сложена слабыми аргиллитами, редко отмечается близкое залегание под пластом алевролита крупнозернистого и песчаников.

     Для пласта n₁₂  характерна неустойчивая непосредственная кровля; основная кровля средне- и труднообрушаемая (в северо-восточной части участка «Восточный»). Почва представлена слабыми аргиллитами и среднеустойчивыми алевролитами.

     Непосредственная  кровля угольного пласта n₁₄ сложена алевролитами среднеустойчивыми и аргиллитами слабыми и неустойчивыми, редко на пласте залегают песчаники, сильно трещиноватые. Основная кровля представлена алевролитами и песчаниками. Почва большей частью сложена аргиллитами и алевролитами.

     В скважинах и горных выработках метана не отмечено, что объясняется малой мощностью покровных отложений и наличием таликов в многолетнемёрзлых породах. До горизонта +/- 0 м шахта «Юнь-Яга» относилась к 1 категории по метаноносности. Содержание свободной кремнекислоты во вмещающих породах  колеблется в пределах 20-30 %, породная пыль является силикозоопасной. Уголь в отвалах умеренно опасный по самовозгоранию.

     Каменный  уголь по трудности экскавации относятся к III категории, рыхлые вскрышные породы – ко II, скальная вскрыша – к IV. Коэффициент разрыхления каменного угля- 1,35, скальных пород 1,5, рыхлой вскрыши - 1,25. Кажущаяся плотность скальной вскрыши составляет 2,47 т/м³, рыхлых пород – 1,8 т/м³, угля 1,3 т/м³.

     Размеры месторождения, необходимость удаления вскрышных пород обуславливают  применение транспортной системы разработки с размещением основного объёма вскрышных пород в основном во внутренних отвалах. Часть вскрышных пород предусматривается использовать на отсыпку промежуточного отстойника и рекультивацию отработанной площади Восточно-Юньягинской мульды.

     Объём вскрышных работ увеличивается  в северном направлении. Для погрузки горной массы проектом предусматривается  использовать экскаваторы типа ЭКГ-5А «прямая лопата», оборудованные ковшом емкостью 5 м³.

     Для транспортирования вскрышных пород и полезного ископаемого из забоя к местам складирования или переработки принимаются автосамосвалы типа БелАЗ-7555 грузоподъемностью 55т.

     Зачистка  подъездных дорог, отсыпка отвалов, удаление плодородного слоя почвы (ПСП) выполняется бульдозерами типа Т-35.01.

     Дополнительные  сложности при производстве горных работ на участке «Восточный борт» созданы наличием на отрабатываемой площади подземных горных выработок погашенной шахты «Юнь-Яга».

     При производстве горных работ в районах, где имеются горные выработки погашенной шахты «Юнь-Яга», должны соблюдаться мероприятия по безопасной работе в опасных зонах, утверждённые техническим руководителем предприятия.

     Буровзрывные  работы предполагается производить  с применением буровых станков типа СБШ-250 и Atlas Сорсо L80.

     Основной  объем полезного ископаемого  залегает ниже уровня грунтовых вод, поэтому проектом предусматривается организация водоотлива.

7.   Гидрогеологические условия

     Юньягинское месторождение расположено в  понижении рельефа с многочисленными  торфяниками и термокарстовыми  озерами. На его площади находится 2 водотока – река Юньяха и ручей Безымянный.

     Подземные воды месторождения приурочены, в  основном, к песчаникам пермского возраста, залегающим в кровле угольных пластов. По условиям циркуляции относятся к типу трещинных и трещинно-пластовых, по условиям залегания – к межмерзлотным и подмерзлотным. Подземные воды обладают незначительным напором.

     Начиная с 2001 года, месторождение отрабатывается открытым способом разрезом «Юньягинский». Водопритоки в разрез формируются за счет атмосферных осадков, оттаивания мерзлых пород, поступления воды из поверхностных водотоков и затопленной шахты. Наличие выработанного пространства и развитие интенсивной трещиноватости над ним, значительно увеличивают проницаемость пород. В результате площадь, ограниченная контуром горных работ, становится зоной интенсивной фильтрации поверхностных вод в подземные горные выработки. С учетом данной особенности была устроена система водоотведения при отработке угольных пластов открытым способом. Вся вода, поступающая в углеразрез, фильтруясь, дренируется в шахтные выработки и собирается в водоотливной котлован. Откачка воды из котлована производится насосами по напорному трубопроводу на рельеф, за пределы горной выработки. С целью избежания поступления шахтных вод в рабочий забой карьеров, уровень воды в котловане понижен до отметки +137 м. При круглогодичном ведении горных работ на отметке выше 140 м, поступления воды в действующие забои углеразреза ни на западном, ни на восточном борту не наблюдались.