Гусиноозерский угленосный район
Общие сведения. Гусиноозерский район составляет юго-западное окончание крупной Гусиноозерской-Удинской угленосной депрессии (см. рис. 2). Административно он относится к территории Селенгинского аймака Бурятии и расположен в 90—120 км к юго-западу от столицы республики г. Улан-Удэ и в 15—20 км к западу от районного центра г. Ново-Селенгинска.
Угленосный район вытянут в северо-восточном направлении; его длина равна 60 км, а максимальная ширина 15 км, значительную площадь занимает акваторий оз. Гусиного (рис. 4). Вдоль депрессии проложены асфальтированное шоссе г. Улан-Удэ — г. Кяхтя и железная дорога Улан-Удэ — Наушки — Улан-Батор.
Район окаймлен горными хребтами: Хамбинским (на западе-северо-западе), Моностойским (на востоке-юго-востоке) и Боргойским (на юге): на северо-востоке он полузамкнут сходящимися отрогами Хамбинского и Моностройского хребтов. Высотные отметки горного обрамления достигают 1100—1350 м, а пологохолмистой и равнинной поверхности депрессии — 551—700 м.
Кроме оз. Гусиного, в пределах района имеются озера меньших размеров: Суцагай, Щучье, Круглое, Камышиное, Соленое (сульфатное). На юге депрессии расположено еще два крупных проточных озера (Цайдам, Цаган-Нур) и несколько мелких. По историческим данным, оз. Гусиное возникло и развивалось в 1720—1778 гг. после прорыва в депрессию р. Темник.
Co склонов хр. Хамбинского (отрог массива хр. Хамар-Дабан) в оз. Гусиное стекают мелкие речки и ручьи. С северной стороны в озеро впадает р. Загустай, с юго-западной — р. Темник. Из озера вытекает единственная, периодически действующая речка — протока Баин-Гол, соединяющая озеро с р. Селенгой. В северной части депрессии протекает горная речка Убукун, образующая здесь петлю перед выходом в следующую Оронгойскую депрессию. Юго-восточный борт депрессии изрезан сетью лощин и оврагов, по которым в летнее время текут временные потоки.
Климат района резко континентальный; среднегодовая температура — 1,9° С, годовая сумма осадков 260—280 мм.
Район слабо населен. Имеется ряд населенных пунктов, рабочих поселков у железнодорожных станций Сульфат, Загустай и Гусиное озеро (Тамча) и город шахтеров — Гусиноозерск (б. Шахты) с населением 15 тыс. человек.
Краткий обзор истории геологических исследований. Наличие ископаемого угля в районе Гусиного озера установлено П.С. Палласом в 1778 г. Первые разведочные работы, проведенные И.А. Шейнцвитом на небольшом участке северо-западного побережья озера, где было выявлено семь пластов угля, относятся к 1896 г. В 1913—1914 и 1918 гг. C.A. Докторовичем и А.К. Мейстером в районе была проведена геологическая съемка.
В 1902—1932 гг. район посещается В.А. Обручевым, М.М. Teтяевым и другими исследователями Восточной Сибири. В своих работах, кроме общих вопросов геологии и полезных ископаемых Забайкалья, они касаются происхождения мезо-кайнозойских депрессий, включая и Гусиноозерский район.
В 1931—1936 гг. район Гусиного озера был охвачен геологической съемкой, выполненной П.М. Клевеиским, В.В. Белоусовым, Н.А. Флоренсовым, и разведочными работами, проведенными на юго-восточных и северо-западных участках побережья Гусиного озера В.П. Соколовым, И.Я. Сотниковым, А.Е. Потапенковым, В.И. Метлицким и др. П.М. Клевенским в 1933 г. была составлена первая систематизированная сводка данных по геологии и угленосности Гусиноозерского месторождения на основе геологической съемки. В 1937 г. Н.А. Флоренсов дал подробное описание района и месторождения с использованием данных съемки и разведки.
В 1936—1942 гг. были заложены наклонные шахты № 1 и 6 (в районе г. Гусиноозерска), № 3 (участок Тамча — юго-западная часть месторождения), № 4 и 6 (участок Муртой — западная часть месторождения). В ходе геологических исследований и разведочных работ 1936—1948 гг., проведенных при участии геологов Б.А. Иванова, М.П. Зенькова, Я.М. Черноусова, А.О. Станкевича и др., было установлено, что в пределах района имеется два самостоятельных угольных месторождения (мульды) — крупное Гусиноозерское и меньшее по размерам — Затустанское. Последнее находится в северной части района, в пределах Загустайской обособленной мульды, отделенной поднятием от Гусиноозерского месторождения.
В 1948—1949 гг. Б.Д. Афанасьевым и И.Б. Булнаевым впервые была начата разведка Загустайского месторождения. Позднее с 1950 по 1957 г. выясняются детали структуры и угленосности на разных участках Гусиноозерского месторождения; определяются наиболее перспективные участки для освоения; подсчитываются запасы шахтных полей Гусиноозерского и Загустайского месторождений. Общие запасы угля на 1958 г. были оценены в количестве около 800 млн т. К началу 1959 г. были переданы в резерв промышленности подготовленные к освоению и частично освоенные шахтные и карьерные поля Гусиноозерского и Загустайского месторождений на общую производственную мощность до 4 млн. т в год, в том числе поле шахт Загустай 1—2 и Загустайского карьера — 1,2 млн. т/год; поле действующей шахты Тамча — 0,4 млн. т/год, поле Холбольджинского карьера — 1,5—2,5 млн. т/год, поле действующей с 1955 г. шахты 7/8 — 0,3 млн. т/год и др. Действующие шахты и карьеры Гусиноозерского рудоуправления дают хозяйству республики ежегодно до 1 млн. т угля.
В 1957—1959 гг. был пройден поперечный профиль поисковоструктурных скважин через всю впадину, от подножий хр. Хамбинского к предгорьям хр. Моностойского, позволивший впервые составить законченное представление о морфологии угольных залежей и угленасыщенности отдельных частей разреза (см. рис. 4).
В 1960 г. под руководством И.Г. Потамошнева было произведено обобщение геологических материалов по Гусиноозерскому району.
Стратиграфия. В геологическом строении Гусиноозерского района и его ближайшего горного обрамления участвует сложный комплекс метаморфических, магматических и осадочных пород, стратиграфическое взаимоотношение которых представляется по последним данным Д.Д. Салагцева, В.П. Плотникова и др. в следующем виде.
Допалеозой и палеозой: а) метаморфические породы протерозоя — нижнего кембрия (заганский интрузивный комплекс, хангар-ульская, иройская и боргойская метаморфическая толщи); б) джидинский комплекс магматических пород каледонской гранитной интрузии.
Мезозой: а) эффузивно-туфогенные породы петропавловской и цаганхунтейской свит раннего мезозоя, так называемый мелафировый комплекс (триас — средняя юра, до поздней юры); б) осадочные породы гусиноозерской угленосной серии позднего мезозоя (верхняя юра — нижний мел); в) кислые и щелочные интрузии малокуналейского и гуджирского жильно-интрузивных комплексов (верхний мел); г) средние и основные породы хурай-хамбинского дайкового комплекса и трахибазальты (верхний мел — палеоген).
Кайнозой: а) конгломераты, гравелиты, пески и глины плиоцен-миоценового возраста; б) базальты поздненеогенового раннечетвертичного возраста (нерасчлененные); в) осадочные породы четвертичного возраста.
Мезозой. В состав петропавловской свиты входит сложная группа эффузйвов, представленная мелафирами, базальтовыми порфиритами, андезитовыми порфиритами, туфоконгломератами, туфопесчаниками, туфосланцами и другими вулканогенными породами. Породы смяты в складки северо-восточного простирания с углами падения на крыльях складок до 45°, во многих местах разорваны.
Отложения петропавловской свиты залегают на размытой поверхности палеозойских гранитов и прорываются гранитами гуджирского и малокуналейского комплексов. Мощность свиты колеблется от 600 до 800 м.
Цаган-Хунтейская свита мощностью до 800 м состоит из кислых и щелочных эффузивов и других вулканогенных пород, которые переслаиваются между собой и с большим трудом поддаются расчленению.
В нижней части свиты обычно залегают ортофиры, кератофиры и их туфы, а верхнюю часть слагают щелочные, основные эффузивы и туфобрекчии.
Метаморфические и магматические породы протерозоя, палеозоя и раннего мезозоя составляют кристаллическое ложе — фундамент угленосных осадков Гусиноозерского района.
Угленосные отложения согласно схеме стратиграфического расчленения, принятой для листов Государственной геологической карты Западного Забайкалья (см. табл. 2), разделяются на тугнуйскую (букачачинскую) серию средней — верхней юры и гусиноозерекую — верхней юры — нижнего мела.
Тугнуйская серия в Забайкалье представлена озерными, болотными, реже аллювиальными отложениями и имеет ритмичное строение: внизу залегают конгломераты, в средней части — гравелиты и песчаники, вверху — песчаники, алевролиты, аргиллиты с пластами угля. Эта серия развита в Баянгольской, Тугнуйской, Букачачинской, Верхнекаларской и Чарской депрессиях, на Тарбагатайском месторождении (бассейн р. Хилок), а также предполагается в Чикайской депрессии в неугленосных фациях. В районе Гусиного озера возрастные аналоги тугнуйской серии не угленосны.
Гусиноозерская угленосная серия подразделяется на Сангинскую (базальную) безугольную и гусиноозерскую угленосную свиты (рис. 5). В сангинской (базальной) свите (400—600 м) выделены снизу вверх следующие подсвиты: аромуртойская конгломератовая и песчано-алевролитовая. Отложения сангинской (базальной) безугольной свиты выходят на поверхность в узкой полосе вдоль северо-западного борта впадины у подножия хр. Хамбинского. Гусиноозерская угленосная свита (2000— 2300 м) подразделяется на селенгинскую (550—700 м), баин-зурхенскую. (450—500 м) и холболджинскую (1000—1100 м) подсвиты. Наибольшее площадное развитие имеют отложения селенгинской подсвиты (см. рис. 4), меньшее баин-зурхенской; отложения холбольджинской подсвиты сохранились от размыва только на южном и юго-восточном побережье озера, в ядре синклинали второго порядка.
Общая мощность гусиноозерской угленосной серии достигает 2400—3100 м; она в два-три раза больше обычной мощности угленосного мезозоя большинства других впадин Западного и Восточного Забайкалья. По данным геофизических работ, сохранившаяся мощность угленосных отложений (судя по глубине залегания пород кристаллического фундамента) изменяется в пределах от 500—1000 м на северной и южной окраинах впадины до 1500—2500 м под акваторией оз. Гусиного и на участке между Загустайской и Убукунской мульдами.
Угленосные отложения гусиноозерской серии представлены переслаиванием слабо-литифицированных пресноводно-континентальных обломочных пород различного гранулометрического состава от глыбовых и валунных конгломератов (предгорной группы делювиально-пролювиальных фаций) до разнообразных озерно-речных гравелитов, песчаников, алевролитов, озерноболотных аргиллитов и углей. В угленосной толще заключено до 55—70 пластов угля рабочей мощности и 30—40 пропластков и линз угля и углистых пород.
Конгломераты развиты в прибортовых частях депрессии в предгорьях Хамбинского и Моностойского хребтов. В одном случае они образуют оро-муртайскую подсвиту базальных конгломератов, в другом случае конгломераты стратиграфически относятся ко всем трем горизонтам продуктивной свиты, составляя предгорное фациальное замещение угленосных отложений и углей. Конгломераты слабо сцементированы глинистым или реже карбонатно-глинистым цементом и легко разрушаются.
Гравелиты почти не образуют заметных и выдержанных слоев. Их прослойки небольшой мощности известны только в полосах развития конгломератов. Чаще всего гравийный материал встречается в небольшом количестве в конгломератах и разнозернистых песчаниках пролювиального или речного происхождения.
Песчаники разнозернистые, среднезернистые до мелкозернистых, светло-серые, серые, реже желтовато- и буровато-серые, преимущественно косослоистые, озерно-речного происхождения. В конгломератах предгорий прослеживаются прослои пролювиальных разнозернистых и грубозернистых песчаников, плохо сортированных с неясной слоистостью. На Центральном и Холбольджинском участках песчаники составляют до 40—45% мощности угленосных отложений. Минеральный состав песчаников весьма разнообразный. В подавляющей массе он ар-козовый или полимиктовый. Цементация пород этой группы в большинстве случаев слабая; цемент глинистый и карбонатно-глинистый. Изредка слои песчаников юго-восточной части района (Загустай, Северный, Центральный и Холбольджинский участки) достигают мощности 18—25 м и более.
Алевролиты на некоторых участках составляют значительную часть (35—55%) отложений (Загустайская мульда, Тамча, Муртой). Это плотные серые и темно-серые тонкозернистые породы, дающие при выветривании комковатую или плитчатую отдельность. Текстура алевролитов часто грубо- или неяснослоистая, но нередко также встречаются слоистые разновидности озерного и озерно-болотного происхождения. Алевролиты сопровождают угольные пласты, образуя их кровлю и почву. Мощность большинства слоев алевролитов обычно не более 2—5 м, изредка 8—12 м. По простиранию алевролиты часто сменяются песчаниками.
Уплотненные глины или аргиллитоподобные породы составляют 10—12% (редко более) от общей мощности отложений, образуя обычно прослои и линзы средней и малой мощности, расщепляющиеся и выклинивающиеся на коротких расстояниях. На некоторых участках (Загустай, Тамча, Центральный Гусиноозерский) известны слои и линзы глин мощностью 18—25 м с тонкими песчаными и алевролитовыми прослойками. Породы этой группы обычно серые, темно-серые и буровато-серые, плотные и массивные, неясно- или тонкоотслоенные с угловато-раковистым изломом и комковатой отдельностью.
Углистые глины обогащены растительным детритом и имеют буровато-черный цвет. Они обычно встречаются в виде прослоев в почве и кровле угольных пластов. Породы этой группы, вследствие высокого содержания глинистых минералов группы монтмориллонита, интенсивно вспучиваются при увлажнении, как только освобождаются от давления слоев вышележащих пород, в частности при ведении горных работ и даже в буровых скважинах.
Фациальный состав отложений в целом характеризуется исключительной невыдержанностью. Несмотря на высокую плотность разведочной сети на участках детальной разведки отдельные пласты пород трудно поддаются увязке, а чаще всего вовсе не увязываются даже по соседним скважинам. В этих условиях маркирующими являются практически только угольные пласты, как наиболее выдержанные по мощности, строению и площади распространения. В отдельных случаях увязка разрезов производится по группе сближенных пластов или характерным пачкам разделяющих их пород.
Тектоника. Гусиноозерский район является примером межгорного прогиба, развившегося на платформе в зоне крупных разломов доме-зозойского заложения и осложненного мезо-кайнозойскими разломами.
Угленосные отложения залегают с пологим наклоном на восток-юго-восток (от Хамбинского хребта к Моностойскому), образуя псевдомоноклиналь север-северо-восточного простирания или синклиналь первого порядка с недоразвитым юго-восточным крылом, разорванным надвигом и сбросами в предгорьях Моностойского хребта.
Общее псевдомоноклинальное залегание угленосной толщи осложнено пологой складчатостью второго и более мелких порядков западного и запад-северо-западного простирания. Наиболее интенсивно смята моноклиналь, близ юго-восточного борта впадины, тогда как на противоположном борту ее наблюдается едва выраженное волнообразное залегание угленосных отложений.
На юго-восточном побережье оз. Гусиного, в направлении с юга на север, выделяются синклиналь Центрального Холбольджинского участка с оборванным юго-восточным крылом, антиклиналь Центрального Гусиноозерского участка (Баин-Зурхенская) и синклиналь, заключенная между оврагом Мал. Хаян и г. Гусиноозерском. К северному крылу последней приурочен Северный участок Гусиноозерского месторождения. Далее на север на отрезке г. Гусиноозерск — улус Загустай развита Загустайская антиклиналь с обнажающимися в ядре отложениями сангинской безугольной свиты. На севере Гусиноозерского района выделяются Загустайская и Убукунская мульды северо-западного простирания, разделенные пологим антиклинальным поднятием того же простирания. В своде этой антиклинали пласты угля, согласно последним данным, лишь несколько приподняты, но не прерываются.
Угленосная толща падает на восток-северо-восток в южной части впадины, на восток-юго-восток — на участке Тамча — ст. Гусиное озеро и на юго-восток — в пределах участка Муртой — Ацап — Борота. Углы падения достигают 10—12°. В пределах Загустайской и Северной синклиналей углы падения пород колеблются от 12 до 18°, а в Холбольджинской мульде близ зоны Моностойского надвига они достигают 25—32°. На рис. 4 показаны наиболее крупные разрывные нарушения. В угленосной толще отмечается множество мелких и мельчайших разрывов меридионального простирания с небольшими отклонениями на восток и реже на запад. Углы наклона сбрасывателей составляют обычно 70—85°; амплитуды главных разрывов достигают 120—240 м, а мелких разрывов и микросбросов измеряются величинами от 2—3 м до нескольких сантиметров.
Гусиноозерская структура представляет собой результат последовательной конседиментационной миграции оси прогиба с запада на восток, от запад-северо-западного борта к восток-юго-восточному, с максимумом опускания вдоль последнего в раннемеловое время. Формирование прогиба относится, очевидно, ко времени от позднего триаса до раннего мела включительно. Образование складок второго и более мелких порядков и разрывных нарушений, развитых в угленосных отложениях депрессии и в породах ближайшего горного обрамления, относится, очевидно, ко времени поздний мел — палеоген, часть их появилась позднее. Поздние разрывные нарушения явились каналами для проникновения послемезозойских интрузий Курай-Байбинского жильнодайкового (лампрофирового) типа и излияний молодых базальтовых лав.
Угленосность. В гусиноозерской свите содержится до 110 пластов, пропластков и линз угля, в том числе до 70 пластов рабочей мощности от 1—2,8 до 12,6—20,4 м (см. рис. 5) и в несколько раз превышает число угольных пластов других месторождений Западного и Восточного Забайкалья.
Пласты средней и малой мощности чаще имеют простое строение или содержат не более 1—3 тонких линзовидных породных прослойков. Мощные пласты угля, как правило, сложные и содержат от 3—5 до 25—30 породных прослойков (Загустайская мульда — пласты Ceленгинские I и II, Холбольджинский участок — пласты III—VII). Максимальная мощность угольных пластов сложного строения достигает 43—46 м (пласт III+IIIб на Центральном и Холбольджинском участках Гусиноозерского месторождения).
Селенгинская подсвита. Пласты угля этой подсвиты имеют наибольшее распространение. Они выходят на поверхность в пределах Убукунской и Загустайской мульд, Северного участка Гусиноозерского месторождения, всего северо-западного побережья озера, в Тамчинской долине, развиты под акваторией оз. Гусиного. На площади юго-восточного побережья этого озера они перекрыты баин-зурхенской и холбольджинской подсвитами.
В загустайской мульде в селенгинской подсвите заключены 22 пласта рабочей мощности, в том числе пласты № 8—13 (бывшие VI—I) нижней Загустайской группы, пласты № 14—17 Селенгинской группы (Селенгинские I—III и пласт Малый), девять пластов Средней группы № 18—27 (Безымянный, Неожиданный, Увальный, Чистый, Колхозные I—II, Убукунские I—II—III), и три пласта Верхней группы № 28— 30 (Верхние I—II—III). Наибольшую промышленную значимость имеют пласты № 14 и 15 (Селенгинские I и II), частично пригодные к разработке открытым способом в зоне выходов их на поверхность по южной окраине мульды, где их мощность достигает 6—8 м. Пласты нижней Загустайской группы могут частично также отрабатываться открытым способом (в локальных рабочих контурах) по выходам, но основная масса угля может быть добыта только подземным способом; пласты средней и верхней групп подготовлены к подземной отработке двумя шахтами мощностью по 600 тыс. т угля в год каждая. Самый верхний пласт № 30 (б. Верхний II) пригоден к частичной разработке небольшим карьером. Мощность каждого из пластов в пределах Загустайской мульды (кроме пластов Селенгинский I и II в юго-восточной части) колеблется в пределах от 1—1,3 до 2,5—3,0 м. Средняя суммарная мощность угольных пластов Загустайской мульды составляет 35—38 м, или 5—5,4% от общей мощности подсвиты (700 м). Средняя углеплотность подсвиты составляет около 9,6 млн. т на 1 км2. Юго-восточная окраина мульды, составляющая около 26% всей площади, является непродуктивной вследствие утонения и выклинивания пластов.
На Северном участке Гусиноозерского месторождения селенгинская подсвита содержит 32 пласта угля, в том числе 18—19 пластов выдержанной рабочей мощности, пригодных как к шахтной разработке, так и частично к разработке открытым способом с помощью малых углекарьеров (пласты 24 и 25 — восточная часть участка). Суммарная мощность угольных пластов на участке составляет 40—42 м (до 46 м), в том числе пластов с выдержанной рабочей мощностью 35—37 м, или около 6—7% от общей мощности подсвиты. Средняя углеплотность составляет 25—30 млн. т на 1 км2. Действующие шахты с углекарьерами выдают в год 1 млн. т бурого угля. Восточная половина Северного участка, прилегающая к Моностойскому хребту, сложена безугольными отложениями; здесь угли фациально замещены отложениями предгорного шлейфа.
На Тамчинском участке (район ст. Гусиное озеро — пос. Тамча, юго-западная часть Гусиноозерского угленосного района), в пределах детально разведанной его части (Томча 1—2) отложения селенгинской подсвиты содержат до 32 пластов и пропластков угля, в том числе (сверху вниз) три пласта № 18 (б. 16), 15 (б. 19) и 14 (б. 20), имеющие промышленное значение. Наиболее выдержанным является пласт № 18 (б. 16) мощностью 1,3-2,5 м. Он разрабатывался малой шахтой № 3 (до 70—100 тыс. т в год), законсервированной в конце 1958 г. Пласты № 15 (б. 19) и 14 (6.20) менее выдержаны, имеют линзовидный характер и мощность около 1,2—1,5 м. Средняя суммарная мощность всех пластов угля на этом участке не превышает 16—17 м, что составляет около 3,5% от мощности горизонта, в том числе по трем рабочим пластам № 18 (б. 16), 15 (б. 19) и 14 (б. 20) около 4,2 м, или менее 1 %.
На северо-западном побережье озера (участки Намаг, Муртой, Борота), по данным поисковых разведок прошлых лет, в разрезе селенгинской подсвиты встречено от 6 до 12 тонких и средней мощности пластов угля, пригодных к шахтной разработке. Некоторые из них на выходах имеют повышенную мощность и могут в будущем быть отработаны малыми углекарьерами. Средняя суммарная мощность рабочих пластов угля составляет 12—14 м. Прочие пропластки и линзы (до 10—15) не рабочие, распространены на небольших площадях.
Под акваторией оз. Гусиного до глубины 200—300 м вскрыта верхняя часть селенгинской подсвиты. На этой площади, по данным магистрального профиля (мыс Чана — участок Холбольджин), распространение имеют от 2 до 5 пластов угля малой и реже средней мощности (до 2—2,5 м). Установлено до 5—8 маломощных пропластков и линз угля, не имеющих промышленной ценности.
Баин-Зурхенская подсвита развита на ограниченной площади Центрального Гусиноозерского участка, под акваторией оз. Гусиного, на юге Холбольджинской площади и в восточной части Тамчинской степи (район оз. Цайдам, р. Цаган-Нур, проток Баин-Гол).
Алеврито-песчаниковые отложения рассматриваемой подсвиты содержат 6—7 невыдержанных по мощности пластов угля, пригодных к подземной разработке. Пласты тонкие, средней мощности, с местными утонениями до нерабочей мощности и раздувами на отдельных участках до 5—7 м: пласты № 45 (б. XII), 43 (б. XIII) и 39 (б. XV). Средняя суммарная мощность пластов этого горизонта на Центральном участке составляет около 18—20 м, или 4% от мощности разреза. На юге Холбольджинской площади пласты № 46—38 (б. XI—XVI) отстоят друг от друга на расстоянии до 80—120 м при очень пологом (6—8°) падении и пригодны только для шахтной разработки. То же наблюдается на площади, занятой водами оз. Гусиного. С приближением к предгорьям хребта Моностойского пласты угля расщепляются, выклиниваются и замещаются предгорными отложениями песчано-конгломератовых фаций. Разрезы южной части Холбольджинского участка и акватории оз. Гусиного практически схожи с Центральным участком.
Холбольджинская подсвита распространена на ограниченной площади Центрального, Северного и Южного Холбольджинского участков.
В предгорьях хр. Моностойского, к востоку от линии главного восточного сброса, подсвита не угленосна. Она представлена песчаниками и конгломератами, фациально замещающими угленосные осадки. Подсвита угленосна на участке между восточным сбросом и берегом оз. Гусиного. Здесь в разрезе ее установлено до 17 пластов и пропластков угля (№ 54—70) преимущественно сложного строения, со средней суммарной мощностью около 110—114 м, составляющей около 10—11% от общей мощности подсвиты. Это характеризует холбольджинскую под-свиту как наиболее высокоугленасыщенную часть разреза гусиноозерской серии.
Пласты угля делятся на три группы: нижнюю (№ 56, 55, 54, б. VIII—IX—X) средней мощности, среднюю (№ 65—57, б. III—VII) большой мощности и верхнюю (№ 70—68 и 67—66, б. Верхние I—II—III, пласты I и II) малой и средней мощности. Пласты нижней и верхней группы пригодны только для подземной разработки. Наибольший практический интерес в настоящее время представляют мощные пласты угля средней группы, пригодные для открытой разработки до глубины 200—300 м с помощью крупного многотраншейного угольного карьера. В табл. 9 приводится характеристика угольных пластов нижней, средней и верхней групп.
Пласты угля 63, 64, 65 (б. Шб + Ш + Ша) местами сливаются, образуя пласт общей мощностью до 46 м. Наиболее простыми и выдержанными являются пласты 58 б. VI) и 57 (б. VII).
По падению, по мере приближения к предгорьям Моностойского хребта, наблюдается постепенное расщепление и выклинивание пластов, сопровождаемое появлением в разрезе более мощных и многочисленных слоев конгломератов. Подобное расщепление и уменьшение мощности пластов № 63—60 (б. III—IV—V) наблюдается и по простиранию на северном крыле синклинали, пластов № 58—57 (б. VI—VII) — на южном крыле, что также связано с приближением к области предгорья и фациальным замещением углей грубообломочными породами.
Наиболее обычными породами кровли и почвы являются алевролиты, реже плотные глины, нередко кровля пластов представлена песчаниками.
Характеристика качества углей. Угли Гусиноозерского района отнесены Ю.А. Жемчужниковым к классу гумолитов и охарактеризованы в качестве образца классических полосчатых бурых углей на стадии переходных к длиннопламенным. В плотном куске это черные, в порошке буровато-черные угли удельного веса 1,3—1,4 и объемного 1,24—1,25 т/м3. Преобладают полублестящие и смоляно-блестящие кларены, в которых заключены пачки и полоски полуматовых и матовых дюреновых и переходных типов; витрены образуют тонкие полоски и штрихи, а фюзены — прослои, полоски и примазки. Средние показатели качества углей действующих шахт Гусиноозерского района следующие: Wa 7,7-17,7/9%; Wp 15,5-28,6/25%; Ас 10,5-40,0/17%; Vг 40,5-56,0/44%; Scоб 0,3-2,5/0,8%; Сг 69,1-81,8/75%; Нг 4,3-6,8/5,3%; Ог 14,3-23,9/18%; Nг0,4-2,2/15%; Qгб 6620-7950/7200 ккал/кг; Qрн 3700-4600/4450 ккал/кг.
Угли Гусиноозерского района по выходу летучих, содержанию влаги на рабочее топливо, гуминовых кислот и теплотворной способности должны быть отнесены к бурым группы Б3 и переходным к каменным марки БД.
Характеристика качества углей селенгинской и холбольджинской подсвит приведена в табл. 10.
Химический состав и плавкость золы углей Гусиноозерского района приведены в табл. 11.
Товарный уголь действующих шахт № 2/5 и 7/8 используется только как энергетическое топливо. Специальными исследованиями, проведенными в 1940—1958 гг. Иркутским государственным университетом, Московским горным институтом, ВНИГРИ, ВУХИИ, установлена пригодность углей для полукоксования и особенно для газификации в стационарных генераторах.
Угли Гусиноозерского района легко самовозгораются. Температура воспламенения их 185—350° С. В связи с этим на месторождениях проводится постоянная профилактическая борьба с возникновением подземных пожаров и их тушением (пожары изредка возникают на шахтах № 2 и 5). Известны также пожары угля в штабелях. Угли не выдерживают длительного хранения на поверхности; они высыхают и рассыпаются в мелочь и пыль. Окисление углей достигает глубины 12—15 м от поверхности, ниже которой угли практически считаются крепкими, неокисленными.
Обогатимость углей в общем средняя; высокозольные угли в пределах участков предгорья хр. Моностой, Загустая, Северного, Центрального и Холбольджинского труднообогатимы в результате тонкой дисперсности минеральных примесей в органической массе углей.
Гидрогеологические условия. Гусиноозерский угленосный район представляет собой артезианский бассейн местного значения, с этажным расположением водоносных горизонтов, приуроченных к пескам, песчаникам и пластам угля. Водоносные горизонты находятся в тесной гидравлической взаимосвязи друг с другом, образуя водоносные зоны.
В бассейне выделяются грунтовые порово-пластовые воды четвертичных отложений; порово-пластовые и трещинно-пластовые напорные воды мезозойских угленосных отложений, а также напорные трещинные воды кристаллических пород фундамента и горного обрамления впадины.
Все типы грунтовых и подземных вод относятся к разряду инфильтрационных и запасы их возобновляются и поддерживаются на том или ином уровне за счет атмосферных осадков. Поскольку атмосферные осадки весьма незначительны (260—320 мм в год), динамические притоки воды в бассейне составляют небольшую часть массы подземных вод (порядка 8—10%). Основная часть запасов подземных вод относится к разряду статических, накопленных за длительное время существования бассейна.
Основной областью питания является горное обрамление впадины. Трещинные воды кристаллических массивов служат постоянным источником пополнения запасов пластовых вод угленосных отложений. Величина напора пластовых вод достигает 80—120 м; на ряде участков (Тамча, Загустай) отметки пьезометрического уровня подземных вод находятся на 3—5 м выше отметок поверхности и ряд пробуренных скважин годами фонтанирует.
По данным опытных откачек, на участках детальной разведки (Загустай, Северный, Тамча, Холбольджино и др.) коэффициенты фильтрации песков и песчаников составляют от 0,003 до 0,1—0,3 м/сутки, коэффициенты фильтрации углей 0,5—3,5 м/сутки. Дебит водоснабженческих скважин достигает 8—15 м3/час. Водоприток на действующей шахте № 2/5 при одновременной работе двух нижних эксплуатационных горизонтов и при осушенных верхних горизонтах колеблется в пределах 120—150 м3/час. Две гидроскважины, пробуренные у берега озера, дали высокосульфатную минерализованную воду (при пресном характере вод озера) из горизонтов песчаников, падающих в сторону Моностойского хребта. Заиленный песчаный грунт дна озера и небольшая толща четвертичного аллювия препятствуют проникновению воды в мезозойские угленосные отложения, слагающие коренное дно озера.
Подземные воды бассейна в массе относятся к группе пресных, средней и малой жесткости вод гидрохимической зоны А. По данным скважин, пройденных до глубины 550—600 м от поверхности и ниже зоны пресных гидрокарбонатно-магний-кальциевых вод (до 300—400 м), наблюдается небольшое засоление, вод хлоридами и сульфатами натрия, т. е. переход к гидрохимической зоне В солоноватых вод. Жесткость вод достигает 13—18%; устранимая жесткость составляет 70—80% от общей.
В целом гидрогеологические условия угленосных отложений впадины следует по сложности относить к разряду легких и средних. Приток вод в шахты и углекарьеры (даже при широком развитии горных работ) по расчетам не превысит 500—600 м3/час. В этих условиях оказывается вполне достаточной организация обычного водоотлива с применением автоматики.
В районе Гусиного озера подземные воды угленосной толщи для питьевого и хозяйственно-технического водоснабжения не используются в связи с наличием достаточных запасов мягких пресных вод озера и рек Загустай, Темник, Убукун и др.
Вечная мерзлота в районе почти отсутствует. Известны лишь небольшие островки мерзлоты только в Загустайской и Тамчинской долинах. Последние отмечаются заболоченностью и установлены бурением.
Горнотехнические условия эксплуатации. Условия разработки пластов угля на Гусиноозерском и Загустайском месторождениях, как показывает опыт многолетней работы действующих шахт, а также данные геологоразведочных работ, следует признать сравнительно легкими, а на отдельных площадях (Холбольджино) — благоприятными для развития открытых горных работ.
Угольные пласты характеризуются относительной выдержанностью и при ведении горных работ осложнения встречаются редко, если не считать явлений самонагрева и самовозгорания углей.
Вмещающие породы характеризуются достаточной устойчивостью; явления пучения и внезапных обрушений кровли очистных выработок сравнительно редки и невелики по масштабу. Местные выделения метана и окиси углерода незначительны и носят эпизодический характер, поэтому шахты не опасны по газу. Взрывчатость угольной пыли, установленная опытами МакНИИ в 1948—1949 гг., требует постоянного соблюдения правил безопасности, проведения осланцевания выработок и орошения мест концентрированного пылеобразования в подземных выработках.
Силикозоопасность в угольных забоях не установлена; в смешанных забоях (по углю, с подрывкой боковых пород) содержание кремнезема ниже 10%, а в породных забоях требуется проведение мероприятий по борьбе с пылеобразованием.
Гидрогеологические условия легкие, необходима только организация обычного, постоянного и безотказно действующего водоотлива.
Из общей площади Гусиноозерского района должны быть исключены, как опасные для ведения горных работ, оползневые участки юго-восточного побережья оз. Гусиного (Центральный участок — районы оврагов Ара-Ганга, Мал. Хаян и Ашту-Ташир) с периодически действующими оползнями.
Горная часть Центрального и Холбольджинского участков, отводимая для закладки и строительства углекарьера большой мощности, благоприятна для разработки. Наклонное залегание пластов угля, падающих на восток и юго-восток (к хребту Моностойскому), а значительная мощность разделяющих их пород (100—120 м) позволяют вести одновременную вскрышу и угледобычу в нескольких траншеях по таким основным угольным пластам, как пласты № 64 (б. III), 60 (б. V), 58 (б. VI) и 57 (б. VII) без взаимной подработки. Это позволяет развить фронт горных работ карьера от 1,5 до 4—4,5 млн. т/год в зависимости от потребности в угле. Небольшая крепость и связанность вмещающих пород, а также наличие неограниченных запасов воды в оз. Гусином позволяют использовать гидравлический способ вскрыши. Относительно малая твердость углей (VI—VII категории по шкале Протодьяконова) позволит, очевидно, применить гидродобычу и на карьере. Для размещения гидроотвалов может быть использована полоса прибрежных целиков у оз. Гусиного, а также часть его акватории.
Отвальные грунты экскаваторной вскрыши, как показывает опыт работ, имеют коэффициент разрыхления порядка 1,2—1,4 и образуют отвалы с углами откоса 35—40° до высоты 25—30 м. Дальнейшее поднятие отвалов может, по-видимому, приводить к оползанию грунта.
Углы откоса пород в бортах траншей карьеров составляют 60—75°, а угля 80—85°. Оползание бортов карьеров пока не наблюдалось, хотя траншеи старых карьеров шахты № 2/5 не освежаются уже более 3—4 лет.
Запасы углей. По подсчету на 1/1 1956 г. общие геологические запасы углей района составляют 4,9 млрд. т, в том числе балансовые запасы категорий A1 + В + С1 + С2 + С3 3,8 млрд. т по пластам от 0,5 и более 1 м, с зольностью угля до 50%. Распределение запасов угля по степени разведанности и глубинам залегания приведено в табл. 12.
На 1/I 1967 г. запасы углей Гусиноозерского угленосного района учтены в общем количестве 3,58 млрд. т по пластам 1 м и более с зольностью угля до 30%. Распределение их по Гусиноозерскому и Загустайскому месторождениям приведено в табл. 13.
Разведанные запасы обеспечивают работу действующих шахт и строительство новых шахт и углекарьеров на общую производственную мощность свыше 5—6 млн. т угля в год с нормальными амортизационными сроками. Разведанные запасы для открытой разработки составляют 130 млн. т (в том числе по участку Холбольджинскому 130 млн. т, по Загустайской мульде около 25 млн. т). В дальнейшем, при развитии техники открытой угледобычи, эти запасы могут быть практически удвоены за счет увеличения предельной глубины открытой разработки против принимаемых ныне предельных глубин в 100—200 м.
Остальная часть балансовых запасов углей Гусиноозерской депрессии на 70—75% относится к пластам угля средней мощности и на 25—30% — к тонким пластам, пригодным для шахтной разработки.
