Тектоника Воркутского месторождения

Воркутская мульда расположена в северо-восточной части Усинской мегасинклинали и представляет собой брахисинкли-нальную складку, длинная ось которой имеет уральское простирание (северо-северо-восток—юго-юго-запад). Длина мульды 34 км при наибольшей ее ширине в северной половине 13 км; протяженность рудницкой подсвиты по периметру мульды 75 км.

Углы падения пород от 6—7° на юге постепенно увеличиваются к северу и в пределах северного крыла достигают 45—60°. На восточном крыле мульды углы падения пород на юге 5—7°, в центральной части 15—20°, а на севере колеблются от 17 до 30°. На западном крыле складки углы падения соответственно составляют 4—5, 10—15 и 15—18°, т. е. здесь породы залегают несколько положе, чем на восточном крыле.

Максимальная глубина погружения угольных пластов рудницкой подсвиты — от 1150 до 1200 м — приходится на северную половину мульды (рис. 39).

В целом простое геологическое строение месторождения осложнено проявлениями мелкой складчатой и разрывной тектоники. Мелкие складки располагаются как по простиранию пород, так и вкрест простирания и часто сопровождаются разрывными нарушениями. Антиклинальная складка, установленная горными работами шахт № 3 и 4, расположена на восточном крыле основной структуры и вытянута по простиранию. На границе шахт № 4 и 5 эта складка обрывается крупным сбросом; в южном направлении, на поле шахты № 3, складка постепенно затухает. Строение складки асимметричное: ее восточное крыло крутое с углами падения до 65°, а западное — более пологое (до 25°). Горными выработками шахт складка фиксируется на протяжении 1 км.

Дополнительные складки на южном крыле шахты № 1 и на северном и южном крыльях шахты № 27 ориентированы вкрест простирания пород, т. е. их ось имеет субширотное направление.

Разрывные нарушения в пределах восточного и западного крыльев Воркутской мульды почти всегда ориентированы вкрест простирания пород: только два нарушения на северо-западе мульды имеют меридиональное направление, приближаясь к простиранию пород (шахты № 32, 19 и 20). Краткая характеристика разрывных нарушений, вскрытых шахтами, приводится в табл. 96 и на рис. 40. Из восьми наиболее крупных поперечных нарушений с амплитудами от 15 до 500 м шесть нарушений представляют собой взбросы и два — сбросы. По данным горных работ в шахтах установлено, что с глубиной происходит уменьшение амплитуды некоторых разрывов (рис. 41).

Одно из крупных дизъюнктивных нарушений взбросового типа служит южной границей шахты № 1 «Капитальная» (южнее расположен резервный участок № 33). Оно установлено несколькими горными выработками шахты № 1, пройденными по различным пластам и на разных горизонтах и, кроме того, пересечено скважиной на глубине 24 м. Амплитуда разрыва 95 м; надвигание происходило с севера на юг; в горных выработках зафиксирован резкий подворот угольных пластов книзу в висячем крыле взброса.

Нарушение между полями шахт № 4 и 5 представляет собой два параллельных сброса, по которым южное крыло опущено. Горными выработками указанных шахт это нарушение установлено по всем рабочим пластам угля. Между этими двумя сбросами расположена пока не изученная зона шириной около 60 м. Угол падения плоскостей сбросов достигает 70—90° с направлением падения на юго-запад. Амплитуда нарушения 300 м, причем к западу, т. е. по направлению падения, она постепенно уменьшается до 80 м.

На шахте № 4-4бис горными выработками вскрыт небольшой взброс, по которому разорваны угольные пласты от «Тройного» до «Восьмого», причем пласты подвернуты к плоскости сместителя. Взброс развился на крыле небольшой антиклинальной складки (см. рис. 41).

На шахте № 8 наиболее крупным является нарушение, встреченное на ее северном крыле. Оно пересечено горными выработками по всем рабочим пластам и на различных горизонтах. Это взброс, по которому южное крыло надвинуто на северное. Плоскость сместителя падает на юго-запад под углом 25°. Амплитуда взброса изменяется от 25 м на верхних горизонтах шахты (отметка плюс 100 м) до 14 м на нижнем откаточном штреке (отметка минус 132 м). На шахте № 40 на горизонте минус 253 м встречено это же нарушение, но амплитуда его здесь всего 8 м.

На поле шахты № 32 горными выработками было вскрыто самое крупное из известных в Воркутском месторождении нарушений с амплитудой разрыва, по данным буровых скважин, до 500 м. Оно является естественной границей между шахтами № 32 и 20. Это согласный взброс с падением плоскости сместителя на восток под углом 60°, восточный блок надвинут на западный. Плоскость сместителя почти меридионального простирания, в южном направлении быстро затухает. Между шахтами № 17 и 19 амплитуда разрыва снижается до 80 м и далее на юг — до 25 м. В висячем крыле взброса работает шахта № 17, а в лежачем — шахта № 19.

Нарушения, разделяющие поля шахт № 20 и 32 («С») и 17 и 19 («А») в сумме с нарушением, разделяющим Воркутское и Воргашорское месторождения («В»), образуют самый сложный для Воркутского месторождения тектонический узел. Взаимоотношения отдельных блоков участка иллюстрируется рис. 42. Характерной особенностью этого тектонического узла является обратная зависимость между амплитудами двух нарушений: крупное нарушение «В» в юго-западной части имеет амплитуду 500 м с постепенным затуханием на северо-восток (до 30—40 м), а амплитуда разрыва «С» на северо-востоке составляет 500 м, а на юге достигает нескольких метров.

Мелкие дизъюнктивные нарушения выражены в послойных перемещениях, наблюдающихся как в угольных пластах, так и во вмещающих их породах. Послойные перемещения развиты с различной интенсивностью и проявляются они главным образом в местах резкого изменения простирания угленосных отложений. В частности, такие перемещения были зафиксированы в северо-восточной части мульды на полях шахт № 6, 7, 12, 14, 16 и 29. Изменение простирания с северо-восточного на северо-западное и, наконец, на западное (шахты № 7, 12, 14 и 16) сопровождалось сжатием пород, что вызвало послойные подвижки в кровле угольных пластов. В результате этого аргиллиты кровли пластов «Тройного», «Четвертого» и др. превратились в тонко рассланцованные породы с хорошо выраженными зеркалами скольжения. По горным выработкам шахт видно, что зона послойных подвижек по падению расширяется и охватывает большую площадь.

Рассланцованная кровля пластов весьма неустойчива. Это отрицательно сказывается на производстве очистных работ: уголь сильно засоряется, на некоторых шахтах приходится останавливать отдельные лавы.

На северном крыле шахты № 7 и на восточном шахты № 29 изменение простирания пород сопровождается резким увеличением углов падения, достигающих 60—70°, образованием большого количества мелких взбросов и внедрением в угольный пласт пород кровли и почвы. Взбросы располагаются в 20—40 м один от другого и имеют примерно одинаковые направления падения сместителей — на север под углом 40—60°. Амплитуда разрывов небольшая — 1,0—2,5 м.

Внедрение боковых пород в пласт угля обычно сопровождается резким уменьшением его мощности, а иногда и полным выжиманием угольной массы и перемещением ее в раздувы, где мощность пласта резко увеличивается; уголь в раздувах оказывается раздавленным и перетертым.

Северо-западное крыло шахты № 7 оказалось настолько перебитым мелкими взбросами, что отработка его стала невозможной. В таком же положении оказалось восточное крыло шахты № 29.

Трещиноватость углей и пород на шахтах Воркутского месторождения изучалась П.В. Лазебником,

В углях распространены преимущественно эндогенные трещины. Они располагаются, как правило, нормально к плоскостям наслоения и образуют две системы: основную и второстепенную. Основная трещиноватость имеет юго-восточное простирание (160°), а второстепенная — юго-западное (230°). Плоскости трещин этого типа обычно ровные, гладкие, причем трещины основного направления всегда заполнены минеральным веществом. Эти же системы трещин проявляются в породах кровли и почвы.

Экзогенные трещины в углях встречаются реже и слабее выражены. Только на тектонически нарушенных участках экзогенная трещиноватость резко выделяется и делается преобладающей. В угле выделяются три системы экзогенных трещин: первая обладает восток-юго-восточным простиранием (100°) с падением под углом 10° на северо-северо-восток, вторая имеет то же простирание, но при падении на юг-юго-восток, а третья характеризуется северо-восточным простиранием с падением на юго-восток. В породах почвы и кровли экзогенные трещины проявляются весьма слабо, и выявить закономерности их распределения не представляется возможным.