Татауровское угольное месторождение

Общие сведения. Татауровское месторождение находится в северо-восточной части Улетовского административного района, в 60 км к юго-западу от г. Читы, в пределах центральной части Читино-Ингодинской депрессии, заключенной между Яблоновым и Черского горными хребтами. Ширина депрессии в районе месторождения колеблется от 8 до 18 км. Поверхность ее равнинная, слабо всхолмленная с отметками 682—694 м. Месторождение пересекается р. Ингодой и ее притоками (Жирноша, Каменка, Житкомым, Гнилушка, Haрымка и Красная).

В 0,5 км от восточной границы Татауровского месторождения проходит ширококолейная железнодорожная ветка, связывающая ст. Дровяную со ст. Лесной Забайкальской ж. д., а у западной границы — асфальтированная дорога Чита — Улеты. Вдоль этих путей сообщения расположены населенные пункты: Черемхово, Дровяная, Татаурово, Лесная, Старая и Новая Кука, Ингода и др.

Климат района резко континентальный; среднегодовая температура воздуха изменяется от минус 0,8 до минус 2,5°, максимальные температуры, достигающие плюс 38,2°, наблюдаются в июле, минимальные (минус 47,0°) — в январе. Среднегодовое количество атмосферных осадков составляет 338,6—364,6 мм, при этом около 95% осадков выпадает в теплый период года. Во время ливневых дождей (июль—сентябрь) в результате разлива рек поверхность месторождения нередко затапливается. Толщина снежного покрова незначительная и редко превышает 8—9 см, причем на открытых пространствах снег, как правило, отсутствует. Средняя скорость ветра составляет 0,9—2,9 м/сек, а в весенний период нередко достигает 17—20 м/сек.

Краткий обзор истории геологических исследований. Татауровское месторождение выявлено в 1963 г. В 1964—1966 гг. была детально разведана восточная часть месторождения, расположенная на правобережье р. Ингоды, и дана оценка остальной площади месторождения. Описание месторождения дается по материалам В.Ф. Королева, А.Г. Портнова, Г.Н. Герасименко, В.Л. Кокунова, Ф.П. Нифантова и др.

Стратиграфия. В геологическом строении Татауровского месторождения принимают участие осадочные отложения, нерасчлененные позднеюрского — раннемелового, раннемелового и четвертичного возраста (рис. 30).

Верхнеюрские — нижнемеловые отложения (нерасчлененные) залегают с редким угловым несогласием на размытой поверхности более древних интрузивных и вулканогенных образований. Они представлены, по Ю.П. Писцову, доронинской свитой, подразделяемой на три толщи (снизу вверх): конгломератовую, песчаниковую и алевролито-аргиллитовую. В пределах месторождения изучена только верхняя толща, в нижней части которой залегают серые алевролиты с прослоями песчаников, а верхняя часть представлена монотонной толщей серых и темно-серых аргиллитов и алевролитов. Мощность доронинской свиты, по данным геофизических исследований, оценивается в 700—800 м.

Нижнемеловые отложения (по Ю.П. Писцову) представлены тигнинской (угленосной) свитой алевролитов и песчаников, согласно залегающей на алевролитах и аргиллитах доронинской свиты. Возраст отложений тигнинской свиты по комплексу растительных остатков и палинологическим определениям относится к раннему мелу. Максимальная мощность свиты в центральной части Татауровского месторождения составляет 270 м.

По степени угленасыщенности в разрезе свиты выделяется два горизонта (снизу вверх): горизонт частого переслаивания и горизонт мощных угольных пластов. Первый сложен аргиллитами, алевролитами, разнозернистыми песчаниками с пластами и пропластками бурых углей, мощность его изменяется от 30 до 110 м, составляя в среднем 70 м.

Горизонт мощных угольных пластов характеризуется резким преобладанием песчаников над алевролитами и аргиллитами и присутствием угольных пластов большой мощности. Горизонт включает угольные пласты I, II, III, IIIa и IIIб, Фациально горизонт мощных угольных пластов не выдержан; в восточной части месторождения (участок детальной разведки) в горизонте существенное значение принадлежит алевропелитовым породам, в западной части он почти полностью сложен грубо-, средне- и мелкозернистыми песчаниками, С уменьшением в разрезе количества мелкозернистых пород наблюдается уменьшение угленосности. Максимальная мощность горизонта в центре месторождения достигает 160 м.

Четвертичные отложения, представленные плохо отсортированным гравийно-галечным материалом и реже линзами суглинков, супесей и песков, залегают повсеместно на размытой поверхности отложений доронинской и тигнинской свит. Их мощность обычно колеблется от 4,6 до 13,4 м, достигая на участках древнего вреза русла р. Ингоды 42,7 м.

Тектоника. Татауровское месторождение располагается в северо-восточном окончании одноименной грабен-синклинали, ограниченной с северо-востока и юго-запада кукинским и черемховским антиклинальными выступами кристаллического фундамента. Протяженность ее 32 км, ширина 12 км. Эта грабен-синклиналь является структурой второго порядка по отношению к Читино-Ингодинской синклинали. Месторождение представляет собой брахисинклиналь северо-восточного простирания. Ширина складки центральной части месторождения (в контуре выхода пласта III) составляет 5,4 км, длина 14,0 км. Площадь ее в этом контуре равна 50,2 км2. Падение пород в восточном крыле структуры составляет 3—6°. В направлении к центру синклинали падение пород выполаживается до горизонтального. В западном крыле синклинали углы падения пластов равны 7—8°. Юго-восточная часть месторождения осложнена антиклинальным перегибом, причем режим осадконакопления по обе стороны перегиба был общим только в период формирования пласта 41. Нарушения дизъюнктивного характера при разведочных работах на месторождении не обнаружены.

Угленосность. Татауровского месторождения связана с отложениями тигнинской свиты, в которой выявлено свыше 15 угольных пластов и пропластков (рис. 31, 32). Промышленное значение имеют следующие пласты (сверху вниз): I, II, III, IIIa и Шб горизонта мощных угольных пластов, обладающие рабочей мощностью на значительной площади распространения и пригодные для отработки открытым способом. Эти пласты характеризуются спокойным залеганием и хорошо увязываются в разрезах.

Угольные пласты и пропластки, заключенные в горизонте частого переслаивания, количество которых достигает 12, маломощные (0,1—1,2 м), невыдержанные по мощности и площади, не увязываются в разрезах и не имеют промышленного значения.

Краткая характеристика основных рабочих пластов угля Татауровского месторождения следующая (сверху вниз).

Пласт III — основной рабочий пласт, заключающий 66,3% балансовых запасов угля месторождения, залегает на глубине от 6—12 м у выходов под четвертичные отложения до 150 м в оси синклинали. Площадь распространения пласта равна 50,2 км2. В восточной части месторождения пласт имеет простое строение или содержит 1—2, реже 3 породных прослоя мощностью до 0,7 м каждый. В западной и южной частях общая мощность пласта возрастает за счет увеличения количества (до 6) и мощности породных прослоев, в то время как суммарная мощность угольной массы резко сокращается. Мощность пласта изменяется от 1,8 до 19,8 м (средняя 7,6 м). Почва и кровля пласта в пределах участка детальной разведки представлены преимущественно алевролитами и аргиллитами, в других частях месторождения среди пород кровли и почвы значительное место занимают песчаники.

В центральной части месторождения от пласта III снизу отделяется пачка угля (0,2—3,6 м), которая на площади около 7 км2 приобретает характер самостоятельного пласта (пласт IIIб). Глубина залегания этого пласта изменяется от 135 у линии расщепления до 8 м на выходе под четвертичные отложения. Средняя мощность его равна 0,9 м. В пределах участка детальной разведки мощность пласта IIIб довольно выдержанная (1,0—1,5 м). Строение пласта в основном простое, кровля и почва представлены аргиллитами, алевролитами и реже песчаниками.

Пласт IIIa является верхней отщепившейся частью пласта III, распространен преимущественно в западной части месторождения, на площади 13,3 км2. Глубина залегания пласта от 6 до 126 м, расстояние от вышележащего пласта II от 7,0 до 60,0 м (по нормали), в среднем 30 м. Мощность пласта колеблется от 1,9 до 12 м, средняя мощность пласта на месторождении 4,8 м. Строение пласта сложное (количество породных прослоев достигает 7—10). Кровля, почва и породные прослои в пласте в основном представлены разнозернистыми песчаниками, реже алевролитами и аргиллитами.

Пласт II залегает стратиграфически выше пласта III на глубине от 6—13 до 95 м. Расстояние между ними изменяется от 1 (в месте слияния пластов) до 68 м и составляет в среднем 44 м. Площадь распространения пласта II 22,5 км2. В восточной части месторождения пласт сливается с пластом III, в центральной, в полосе шириной 0,2— 0,6 км, совпадающей с простиранием оси Татауровской синклинали, пласт II размыт. Промышленное значение имеет только часть пласта, залегающая к северо-востоку от этой полосы размыва. Здесь пласт имеет чаще простое строение. Мощность его колеблется от 0,2—0,5 (у линии размыва) до 8,7 м (вблизи восточного выхода на поверхность); средняя мощность пласта составляет 3,5 м. В кровле пласта залегают преимущественно песчаники, реже алевролиты и аргиллиты; в почве встречаются как песчаники, так и глинистые породы примерно в одинаковых количествах.

Пласт I расположен в 23—50 м выше пласта II по нормали. Он занимает самое верхнее положение в разрезе горизонта, залегая на глубине до 42 м непосредственно под четвертичными отложениями. Площадь распространения пласта составляет 12,3 км2. Пласт наиболее устойчив по мощности и строению в северо-восточной части месторождения; на остальной площади он характеризуется большой мощностью, сложным строением. Количество породных прослоев составляет 6—14. В целом мощность пласта изменяется от 1,5 до 17,1 м (средняя 8,5 м). Кровля пласта сложена песчаниками, алевролитами, аргиллитами, реже углистыми аргиллитами. Почва представлена аргиллитами, алевролитами и реже песчаниками.

Характеристика качества углей. В вещественном составе углей преобладают гелифицированные компоненты, представленные структурными (коллинит) и бесструктурными (телинит) разновидностями витринита (78—85%). Подчиненное значение имеют микрокомпоненты группы семивитринита (5—7%), фюзинита (4—12%) и лейптинита (не более 2%). Количество минеральных включений, представленных обломками кварца, полевых шпатов, глинистыми минералами и концентрациями кальцита, составляет около 4%.

В.Л. Кокунов выделил в составе татауровских углей клареновый, дюрено-клареновый, кларено-дюреновый и дюреновый типы.

Клареновый уголь, состоящий на 85% из гелифицированных компонентов, образует слои мощностью 0,5—3,5 м. Этот тип угля составляет от 33 (пласт II) до 65% (пласт III) суммарной мощности угольной массы пластов. Уголь преимущественно матовый, реже полублестящий и блестящий штриховато-полосчатый темно-бурого и черного цвета.

Дюрено-клареновый тип, образующий прослои мощностью 0,5—2,0 м, составляет от 23 до 67% (пласт III) от общей мощности угольной массы в пласте. Эти матовые и полублестящие угли содержат 50—75% элементов группы витринита.

Кларено-дюреновый тип угля образует прослои в пластах I и III мощностью от 1 до 5 м. В пласте I он составляет 9%, в пласте III — 8% общей мощности угольной массы. Макроскопически уголь матовый, черный, с буроватым оттенком и штриховато-полосчатый за счет тонких штрихов витринита в фюзенизированной основной массе угля. Содержание коллинита или семиколлинита чаще колеблется в пределах 25—30%.

Дюреновый тип угля имеет матовый блеск и очень низкую прочность. Отличительной особенностью является резкое преобладание фрагментов растений над бесструктурной коллинитовой массой, количество которой не превышает 25%. Угли этого типа распространены только в пластах I и III, их содержание соответственно составляет от 4 до 9% угольной массы пластов. Угли Татауровского месторождения бурые, группы Б2.

Средние показатели качества углей Татауровского месторождения следующие: Wp 30,7—33,5%; Wа 7,1—8,7%; Aс 12,1 —15,7%; Vг 41,9— 43,8%; Sобс 0,2—0,4%; Pс 0,004—0,006%; Qбг 6774—6791 ккал/кг; Qнр 3438—3710 ккал/кг; Cг 73,2—73,8%; Hг 4,9-5,0%; Nг 1,0—1,3%; Oг 20,1—20,8%; гуминовых кислот 13,2—14,9%.

Химический состав золы углей Татауровского месторождения характеризуется следующими средними показателями: SiO2 47,5%; Al2O3 17,2%; CaO 15,7%; Fe2O3 7,9%. О плавкости и вязкости золы можно судить по следующим данным: температура начала деформации золы (t1) 1140°; температура размягчения золы (t2) 1160°; температура плавления золы (t3) 1180°; температура вытекания шлака (t4) 1350— 1575° С.

Насыпная масса угля фракции 0,15 мм при общей влажности 33% составляет 725 кг/м3, кажущаяся удельная плотность 1030 кг/м3. Безопасная влажность, при которой уголь не будет смерзаться, 28,5%. Среднее значение коэффициента размолоопособности составляет 1,1.

Зона окисления углей на месторождении не установлена. При хранении на воздухе угли быстро распадаются по трещинам усыхания на тонкие пластинки. Как и все забайкальские бурые угли, они способны к самовозгоранию.

Гидрогеологические и горнотехнические условия. Гидрогеологичеческие условия месторождения наиболее полно изучены в восточной части (участок детальной разведки). На этой площади установлено наличие Вечной мерзлоты островного характера мощностью 60—80 м; мерзлота вблизи русла р. Ингоды деградирует.

На Татауровском месторождении выделяются три водоносных комплекса; 1) четвертичных отложений; 2) угленосной толщи; 3) подугольной толщи. Водоносными породами являются немерзлые песчано-гравийно-галечные аллювиальные отложения, песчаники и угли тигнинской свиты, водонепроницаемыми — алевролиты, аргиллиты, а также все породы, находящиеся в мерзлом состоянии. Характеристика водоносных комплексов Татауровского месторождения приведена в табл. 57.

Гидрогеологические условия месторождения сложные; ожидаемые максимальные притоки в карьер подземных вод при отработке пластов (в том числе четвертичного комплекса) составят 650 м3/ч. Дополнительными источниками поступления воды в карьер являются атмосферные осадки и р. Ингода, нередко затапливающая в период летних дождей Поверхность месторождения. Максимальный приток за счет этих вод возможен в количестве 2170 м3/ч.

Для технического и хозяйственно-бытового водоснабжения в районе используются подземные воды всех охарактеризованных комплексов.

Наиболее рентабельным способом отработки детально разведанной восточной части Татауровского месторождения является открытый. Этому способствует простая структура месторождения, небольшая глубина залегания угольных пластов, их значительная мощность, относительно невысокий линейный коэффициент вскрыши (от 1,4 до 11,1 в среднем 5,4), а также сравнительно высокая устойчивость вмещающих пород и углей в бортах карьера.

Освоение месторождения в значительной степени затруднится сложностью гидрологических и гидрогеологических условий. Эксплуатация месторождения может осуществиться без осложнений при выполнении следующих мероприятий.

1. С целью предохранения площади карьера от затопления поверхностными водами необходимо сооружение защитной дамбы вдоль правого берега р. Ингоды и отвод с территории месторождения правых притоков р. Ингоды.

2. Для избежания прорывов в бортах и полотне карьера напорных вод водоносных комплексов угленосной и подугольной толщ и выпирания пород дна карьера рекомендуется полное осушение углесодержащей толщи и снижение напора вод подугольной толщи.

3. В целях предупреждения оползневых и обвальных явлений в бортах карьера углы откоса в талом осушенном состоянии не должны превышать 33°.

Все породы месторождения (кроме очень крепких песчаников, долевое участие которых не превышает 0,7%) в талом состоянии хорошо поддаются прямой экскавации без предварительного рыхления. Очень крепки песчаники, а также все породы, находящиеся в мерзлом состоянии, могут разрабатываться при обязательном применении буровзрывных работ.

Запасы углей. Учтенные запасы углей Татауровского месторождения до глубины 130 м на 1/I 1967 г. составили 609,8 млн т. В подсчет приняты пласты угля мощностью более 1,5 м и зольности менее 30%. Распределение учтенных запасов углей по категориям Татауровского месторождения приведено в табл. 58.

Разведанных запасов угля достаточно для проектирования и строительства карьера мощностью 4—6 млн. т угля в год.

Прочие полезные ископаемые. Район Татауровского месторождения богат строительными материалами. Это — магматические породы (перлиты, строительные камни), строительные и стекольные пески, кирпичные глины, песчано-гравийно-галечные отложения, пригодные в качестве балласта для дорожного строительства. В 7 км северо-западнее месторождения расположено Кукинское месторождение углекислых минеральных вод.