Складки в центре горного отвода. Геометрически карстовые нарушения, страница 2

Рис.П.10. Формы карстовых нарушений

Таблица П.3. Типизация карстовых нарушений по горизонту горных выработок по морфологическим признакам.

М.С. Газизовым было выделено 5 типов карстовых нарушений, которые включают 11 подтипов. Более детализированы карстовые типы часто встречающиеся на уровне промышленного пласта. 1-й на высоте 8-16 метров выше промпласта, 2-й в непосредственной кровле, 3-й в промпласте и кровле, 4-й в промпласте и подошве и 5-й на глубине 10-12 м ниже промпласта.

Каждый тип характеризуется своими влияниями на условия отработки сланца. Карсты на уровне промпласта лучше изучены, так как чаще вскрываются, доступны осмотру, в то время как выше и ниже расположенные карсты выявляются главным образом при бурении скважин, проходке стволов и водосборников, поэтому они менее изучены. Но игнорировать их нельзя, поскольку также карсты находятся в сфере влияния нарезных и очистных работ.

Тип 1

Характеризуется развитием полых карстов, преимущественно развитых по трещинам напластования в известняках кукерского и низах идаверского горизонтов, в интервале 8-16 м выше промпласта. Все карсты этого типа вскрывались во время проходки шахтных стволов, что вызывало увеличение водопритока до 400 м^З/час и необходимости тампонажа карстовых пустот. В некоторых случаях полости, образовавшиеся в начальной фазе карстового процесса, впоследствии частично дополнялись обломками доломитизированных пород и рыхлыми продуктами разрушения коренных пород. Стенки полости обычно кавернозны, породы трещиноваты и доломитизированы, но четко выраженной зональности установить невозможно, так как горными выработками эти полости вкрываются редко, а по скважинам морфология таких карстовых нарушений не устанавливается. Размеры карстовых полостей 0,2-0,7 м.

Тип 2

Развит преимущественно в непосредственной кровле на высоте 4-6 м от промпласта и связан с закарстованностью пород по тектоническим трещинам северо-восточного простирания. Полые формы встречаются реже. Чаще преобладают скопления продуктов «карстового элювия» среди измененных пород, приуроченные в основном, к водоподводящим трещинам. Роль горизонтальных «водоносных плоскостей» здесь весьма важна. Закарстование тонкослоистой кровли привело к частому чередованию пород, резко отличающихся по физико-механическим свойствам и составу: от весьма слабых разновидностей пластичной конструкции или находящихся в «раскисшем» состоянии до крепких доломитизированных, разобщенных на отдельные мелкие блоки. Такой «слоистый пирог» неустойчивых пород получил название «гнилой кровли». Коренного преобразования пород в промпласте не произошло, поэтому зона замещения в нем отсутствует. Около типа 2 целиков не оставляют, но очень часто приходится останавливать нарезные и очистные работы. Признаком наличия карста выше промышленного пласта служит лишь несколько повышенная доломитизация первого слоя сланца или известняка «плита». В контуре горной выработки, в основном по ее кровле, может быть обнаружена только зона трещиноватости или обе зоны (трещиноватости и дробления) без ясной границы между ними. Общая протяженность этих зон колеблется от 5 до 56 м.

Тип 3

Развит в породах промпласта и кровли. В отличие от предыдущего в период образования этого типа карстов инфильтрационные воды, преодолев водоупорные слои в кровле, проникали по трещинам северо-восточного простирания в промпласт и производили в нем существенные преобразования пород, в результате чего сформировалась зона замещения и окаймляющие ее другие структурные зоны. Такое проникновение карстовых вод было возможно при более низком положении местного базиса эрозии, обеспечивавшем неинтенсивный водообмен лишь частично выносящий продукты разложения за пределы формирующегося карстового нарушения. Одновременно происходили изменения в структуре и условиях залегания пород. В зависимости от геохимической активности и длительности воздействия карстовых вод структурные зоны приобрели различные размеры на отдельных участках закарстования. Зона замещения у этого типа карста колеблется от нескольких дециметров до 10-18 м. В связи с этим тип 3 подразделяется на 3 подтипа:

Подтип 3а

Характеризуется величиной зоны замещения от нескольких дециметров до 1-2 метров. Подтип относительно легок по условиям проходки. Зоны дробления в среднем имеют протяженность около 1,5 м, а зоны трещиноватости- 2-3 м.

Подтип 3б

Характеризуется более мощной зоной замещения, в среднем 5-6 м, а иногда до 8-10 м, соответственно большими изменениями в условиях залегания слоев и понижении общей устойчивости пород кровли. Ширина зон дробления в среднем 5,5-6 м, причем в данном подтипе уже заметна асимметрия строения карстового нарушения. Величина зон трещиноватости ориентировочно 9-11 м, а общая ширина карстового нарушения в среднем около 37 м.

Подтип 3в

Отличается от предыдущего большим развитием зоны замещения, ширина ее варьирует 8,5 до 18,2 м. Зона дробления от 1,5 до 16 м, в среднем 7 м, зона трещиноватости 14-16 м. Нарушения имеют асимметричное строение. Данный подтип мало распространен, так как при широкой зоне замещения чаще всего нарушается почва промышленного пласта, и этот подтип переходит в другой подтип.

Тип 4

Обусловлен проникновением инфильтрационных вод в нижний этаж закарстованности, вследствие чего преобразованию подверглись породы нижней части кукерского горизонта (преимущественно по керогеносодержащим прослоям и прослоям серого известняка) и верхней части карбонатных пород таллинского горизонта. Изменение пород происходило в сфере влияния закарстованных северо-восточных тектонических трещин, в том числе и трещин-жил 2-го типа (Рис. П.9), рассекавших весь массив. Поэтому закарстованными в той или иной степени являются не только нижние, но и верхние ритмы, а также породы вышележащих горизонтов, включая везенбергский. В типе 4 степень карстовой трещиноватости, обводненности и нарушенности в залегании слоев также выше. Таким образом, горнотехнические условия для данного типа сложнее, чем для рассмотренных выше.

Подтип 4а

Как и его аналог 3а. Характеризуется узкой вертикальной зоной замещения и менее развитыми зонами дробления и трещиноватости, но в отличие от подтипа 3а зоны уходят в почву промышленного пласта. Почва обычно приподнята, кровля промпласта опущена. В этом подтипе четко прослеживается основная трещина-жила, от которой развивался карст. При этом никаких полых форм обычно не образовывалось. Подтип 4а в горнотехническом значении не сложен. Ширина зоны замещения всего 0,5 м.

Подтип 4б

Отличается от предыдущего большим развитием структурных зон (по ширине и интенсивности изменения) и усложнением условий залегания закарстованных пород в слоях кровли промпласта и почвы. Зона замещения имеет более сложную конфигурацию, что нередко связано с закарстованием двух более сближенных северо-восточных трещин.

Подтип 4в

Характеризуется наиболее сложными условиями. Для него характерна широкая зона замещения весьма сложного строения, значительные деформации в слоях кровли и почвы. Из-за интенсивного преобразования пород карстовыми процессами, смещение слоев в кровле достигло наибольших размеров. Максимальное прогибание в кровле отмечается в пределах зоны замещения, иногда дробления. Чаще карст имеет асимметричное строение. Характерным для подтипа является групповое расположение (Табл. П.3) сближенных карстовых нарушений (двойные, тройные). С этим подтипом связываются наибольшие осложнения при разработке месторождения. Почти во всех отработанных участках оставлялись целики, близкие по размерам к зоне дробления.