Северо-западное крыло Интинской антиклинали

Общие сведения. Участок, протяженностью около 35 км между шахтным полем № 21 на северо-востоке и Комаюской синклиналью на юго-западе, представляет собой северо-западное крыло Интинской антиклинали. Географические координаты центра участка: 66°01' с. ш. и 59°58' в. д. Участок расположен в зоне лесотундры, поверхность представляет собой слаборасчлененную заболоченную равнину с отметками 51—61 м. Гидросеть района относится к бассейну реки Косью, протекающей северо-западнее на 1,5—13 км от выходов угольных пластов на северо-западном крыле Интинской антиклинали. Впадающие в нее реки Б. Инта (с притоком ручьем Черным) на северо-востоке и Черная на юго-западе пересекают участок вкрест простирания пластов. Две грунтовые дороги проходят через полосу выходов угольных пластов в 3 и 10 км от города Инты. Площадь участка около 52 км2 (при ширине 1,5 км).

Степень изученности. Буровые работы на участке проводились периодически в 1941—1987 годы в процессе разведки отдельных площадей в Интинской синклинали, когда для расширения перспектив месторождения некоторые разведочные профили продолжались на северо-западное крыло Интинской антиклинали.

Первые обобщения по тектоническому строению и угленосности по результатам бурения 38 скважин на 3 профилях (Инта-Неченском, у реки Черной и в 8,5 км от реки Черной на СВ) были сделаны геологами А.А. Ипатовым и В.М. Бутровым в начале 1960-х годов. Балансовые запасы участка до глубины 1800 м были подсчитаны в количестве 1357,7 млн. т. по категориям С2 + С3.

В последующие годы были разбурены еще два профиля (первый на границе с шахтным полем № 21 и второй в 14,3 км на ЮЗ от него). Всего рассматриваемая площадь на протяжении 25 км по простиранию освещается 58 скважинами, расположенными, в основном, на 5 разведочных профилях. Расстояния между последними от 4 до 10 км. Неизученными остались 10-километровый интервал северо-западного крыла Интинской антиклинали на юго-западе и характер перехода последнего в юго-восточное крыло Комаюской синклинали. В изучении геологии участка принимали участие Г.Г. Богданович, А.М. Оллыкайнен, Ю.С. Кузнецов, литолого-стратиграфические исследования выполнялись Ф.И. Eнцовой и Н.А. Шурековым.

Стратиграфия и литология. В геологическом строении участка принимают участие отложения воркутской и печорской серий пермской системы, повсеместно перекрытые четвертичными образованиями. По литологическому составу и фациальной характеристике отдельные горизонты пермской толщи северо-западного крыла антиклинали идентичны соответствующим горизонтам разреза перми в Интинской синклинали.

Воркутская серия — аналог уфимского яруса верхней перми — разделяется на лекворкутскую и интинскую свиты.

Лекворкутская свита вскрыта разведочными сважинами на мощность до 150 м. Граница с вышележащей интинской свитой проводится в кровле последнего снизу горизонта с морской фауной (в 20 м от угольного пласта 1 интинской свиты). Свита имеет смешанное континентально-морское происхождение. Разрез характеризуется низкой угленосностью, приуроченной к верхней ее части, и наличием слоев с обильной морской фауной.

Интинская свита представлена континентальными образованиями (кроме горизонта с лингулами в кровле пласта 4). Мощность ее от 515 до 635 м (таблица 3.1.13.). Свита сложена переслаиванием песчаников (52,7%). алевролитов (13,5%), аргиллитов (30,8%), угольных пластов и пропластков (3,0%). Литологический разрез свиты очень изменчив по площади, и наиболее устойчивым элементом в нем являются угольные пласты. Аргиллиты и алевролиты тяготеют к угольным образованиям, песчаники занимают большую часть межпластовых интервалов. Фауна пресноводная, представлена преимущественно антракозидами. Верхняя граница свиты проводится условно в 120 м выше пласта 11 в почве мощного слоя песчаников с линзовидными прослоями мелкогалечного конгломерата.

Печорская серия вскрыта в нижней своей части до глубины 780 м (на нормальную мощность 250—300 м). Сложена она песчаниками (32%), алевролитами (36,2%), аргиллитами (28,2%), угольными пластами и пропластками (2,3%), углистыми аргиллитами (1,3%). Отличительными чертами вскрытого разреза серии являются отсутствие рабочей угленосности, развитие пестроцветных глинистых пород, наличие рассеянных в породах сферолитов сидерита. Фауна исключительно пресноводная. Флористически печорская серия характеризуется комнями, каллиптерисами, компсоптерисами и другими.

Четвертичные отложения представлены ледниковыми, аллювиальными и элювиальными осадками. Мощность их от 5 до 56 м, наиболее распространенными являются мощности 7—17 м. Максимальные мощности 20—56 м приурочены к древней погребенной долине в центре участка, заполненной древнеаллювиальными образованиями: глинами, суглинками, супесями, песками и галечниками. Водонасыщенные пески и галечники обычно залегают в низах древнеаллювиальной толщи. Мощность их достигает 10—15 м. Современные аллювиальные отложения встречаются в руслах рек и ручьев и имеют незначительную мощность. Ледниковые отложения сплошным чехлом покрывают пермские породы. Моренные глины и суглинки, флювиогляциальные пески с галькой и валунами образуют линзовидные залежи и приурочены обычно к средней части или к основанию разреза. В верхней части четвертичных отложений залегают покровные суглинки.

Тектоника. В структурном отношении участок представляет собой вытянутое в северо-восточном направлении северо-западное крыло Интинской антиклинали протяженностью 35 км. На северо-востоке граничит с шахтным полем № 21, в пределах которого Интинская антиклиналь периклинально замыкается по интинской свите (на протяжении 7 км, полого погружаясь под отложения печорской серии). Замыкание по лекворкутской свите происходит на северо-восточной границе рассматриваемого участка. Сводовая часть Интинской антиклинали сэродирована, в результате чего на поверхность выходят породы лекворкутской и талатинской свит. Ширина антиклинали, считая по кровле лекворкутской свиты, составляет от 3,0—2,8 км (на реках Кожым и Черная) до 2,0— 1,8 км (севернее реки Черной). Юго-западнее рассматриваемого участка Интинская антиклиналь разделяет Интинскую и Комаюскую синклинали на протяжении около 16 км, а юго-западнее реки Кожым после центриклинального замыкания Интинской синклинали — сливается с Кожымской антиклиналью и в качестве последней продолжается на ЮЗ еще на 12 км (до пересечения с Северной железной дорогой), переходя после замыканий Кожымской синклинали в крутопадающий юго-восточный борт Косью-Роговской впадины. Структура сочленения Кожымской и Интинской антиклиналей остается неизученной.

На северо-западном крыле Интинской антиклинали в пределах рассматриваемого участка отложения интинской свиты имеют очень крутое (67—90°) залегание до глубины 750 м по пласту 11 (скважины 2682 и 1113 на профиле II). Ниже, путем резкого изгиба, происходит выполаживание, и на глубине 900 м пласт 11 имеет пологое падение (9°). На всех остальных разведочных профилях глубина выполаживания угольных пластов не установлена из-за малой глубины или расположения скважин. На профиле I из-за начинающегося замыкания Интинской антиклинали угольные пласты 11 (до глубины 110 м) — 1 (до глубины 410 м) имеют на выходах пологое (13—18°) падение, но ниже указанных глубин путем перегиба они приобретают такое же крутое падение (66—76°), как и на других профилях.

Помимо упомянутых выше перегибов, залегание угольных пластов осложняется дизъюнктивными нарушениями. Последние выявлены на северо-востоке участка на профилях I и II, представлены «Большим сдвигом», пересекающим Интинскую синклиналь (поля шахт «Восточная», «Капитальная») и периклиналь антиклинали (шахтное поле № 21), и тремя взбросами со стратиграфическими амплитудами 12—30 м.

Угленосность. Промышленная угленосность участка связана с интинской свитой, содержащей 11 угольных пластов, обозначаемых снизу вверх индексами 1—11. Мощность угленосной толщи (между пластами 1 и 11) на северо-востоке участка составляет 433—456 м, на юго-западе — 333—373 м (таблица 3.1.13.). По степени сближенности выделяются верхняя группа пластов 11—7 мощностью 123—165 м и нижняя группа пластов 6—1 мощностью 155—205 м. Разделяются они почти безугольным междупластьем 6—7 мощностью 55—95 м.

Характеристика угольных пластов приводится в таблице 3.1.14.

По всем пластам повсеместно отмечается ложная кровля, сложенная углистыми аргиллитами и (весьма) неустойчивыми аргиллитами мощностью до 0,5 м. В непосредственной кровле, как правило, залегают аргиллиты мощностью от 0,1 до 5—6 м и над ними алевролиты мощностью до 2—7 м. Основная кровля сложена песчаниками, слои которых имеют обычно мощность 1—8 м. Еще выше следует переслаивание алевролитов, песчаников и аргиллитов, как правило, с преобладанием песчаников по мощности слоев и встречаемости. В отдельных случаях песчаники с размывом ложатся на породы непосредственной кровли или на угольный пласт. Мощность размывных песчаников достигает 20—26 м.

Породы почвы представлены теми же литологическими разновидностями и в той же последовательности от угольного пласта: аргиллит — алевролит — песчаник. Ho в отличие от пород кровли глинистые породы непосредственном почвы характеризуются комковатостью, отсутствием слоистости, брекчиевидным строением.

Максимум угленосности приурочен к северо-восточной части участка, где на разведочном профиле I рабочее значение имеют 9 угольных пластов суммарной мощностью 15,01 м (таблица 3.1.13). Лишь пласты 9 и 6 имеют балансовое значение только в интервале крутого залегания.

Через 4,3 км на ЮЗ, на профиле II, рабочее значение сохраняют все 9 пластов, но их суммарная мощность уменьшается до 13,13 м за счет расщепления пласта 1 и генетического утонения пластов 11, 10, 9, 3 и 2. Пласт 6 полностью теряет рабочее значение. Еще юго-западнее на 10 км, на профиле VI, количество рабочих пластов уменьшается до 7, а их суммарная мощность — до 10,08 м. Пласты 10 и 7 кондиционны только при крутом залегании, пласт 9 полностью нерабочий.

На профиле VII остается 5 рабочих пластов суммарной мощностью 6,93 м. Пласты 3 и I теряют кондиционную мощность, а пласты 10 и 2 имеют балансовое значение лишь при крутом падении.

На профиле IX рабочее значение сохраняют пласты 8, 5 и 4 суммарной мощностью 4,73 м. Пласт 11 кондиционен по мощности только в интервале крутого залегания. Остальные семь пластов не имеют рабочего значения.

Юго-западнее профиля IX на протяжении 10 км северо-западное крыло Интинской антиклинали не изучено.

В Комаюской синклинали на профиле вдоль реки Кожым (примерно в 21 км на ЮЗ от профиля IX) кондиционную мощность имеют пласты 8, 5 и 4 (суммарно 3,87 м). Пласты 10, 7, 6 и 1 нерабочие, а пласты 11, 9, 3 и 2 отсутствуют.

Качество и технологические свойства углей. Качество углей на северо-западном крыле Интинской антиклинали изучено очень слабо.

Угли участка плотные, вязкие, с раковистым и полураковистым изломом; трещиноватые, с частыми глазками на поверхностях трещин кливажа.

Угольные пачки пластов сложены полублестящими, полуматовыми, в меньшем количестве матовыми и блестящими литотипами, часто переслаивающимися между собой. Текстура угля полосчатая. Основной частью органической массы угля является гелифицированное вещество. Фюзен находится в виде линзовидных прослойков. Минеральные примеси представлены глинистым веществом, дисперсно рассеянным в органической массе или находящимся в виде отдельных включений, обломками кварца, пиритом и карбонатами. Результаты микроскопического излучения углей 5 пластов участка приводятся в таблице 3.1.15.

Отражательная способность витринита (Rо) по единичным пробам (пласты 11—8 по скважине 2682) составляет 0,58—0,61%; выход летучих на органическую массу (Vdaf) — 35,9—42,7% (в среднем по пластам — от 36,4% по пласту 2 до 40,4% по пласту 11); сумма отощающих микрокомпонентов (ЕOK) — 18,6—25,3%; спекаемость отсутствует (у=о). В соответствии с ГОСТ 6991-86 «Угли Печорского бассейна. Классификация...» угли северо-западного крыла Интинской антиклинали относятся к марке Д, группе IД, подгруппе IДВ.

Высшая теплота сгорания горючей массы (Qsdaf) составляет от 30,26 МДж/кг по пласту 8 до 32,09 МДж/кг по пласту1; содержание аналитической влаги (Wa) по пластам колеблется от 4,9% до 8,6%.

Качество угля по пластам приводится в таблице 3.1.16.

Технологические свойства углей северо-западного крыла Интинской антиклинали не изучались. Полезные ископаемые во вмещающих и перекрывающих отложениях и в углях отсутствуют. Полезные компоненты в углях, вмещающих и перекрывающих отложениях на участке не изучались.

Горно-геологические и горно-технические условия эксплуатации. Гидрогеологические условия северо-западного крыла Интинской антиклинали средней сложности аналогичны условиям разрабатываемой части месторождения. Комплекс четвертичных отложений обводнен незначительно. Притоки воды при проходке шахтных стволов, шурфов и котлованов обычно не превышают 5 м3/час., а из обводненных мощных древнеаллювиальных песчано-гравийных толщ, залегающих в депрессиях поверхности пермских пород, — 45 м3/час. В течение первых 3—4 суток эти притоки обычно уменьшаются в десятки раз.

Вся толща пермских пород неравномерно обводнена до глубины 120—160 м. Наиболее водообильны песчаники и конгломераты, в которых выше степень раскрытия трещин. С глубиной уменьшается количество открытых трещин, что ведет к сокращению водоносности пермских пород. Ниже 200—220 м от поверхности водоотдача пород угленосной толщи ничтожна. Только в кровле верхнего угольного пласта 11 отмечаются водонасыщенные песчаники с водопритоками в лавы до 15 м3/час. на глубинах до 350 м от поверхности. Притоки в шахты на 1 км простирания структуры составляют около 120—135 м3/час.

Питание подземных вод осуществляется за счет атмосферных осадков и незначительного подземного притока с соседних площадей.

По бактериологическому состоянию и химическому составу до глубины 160 м подземные воды пригодны для питьевого и хозяйственного водоснабжения. По физическим свойствам они высококачественные: прозрачные, без запаха, без цвета, обладают приятным вкусом.

Геокриологические и геотермические условия. Участок находится в зоне островного распространения многолетней мерзлоты, занимающей около 10% территории. Верхняя граница мерзлоты находится на глубине сезонного промерзания, нижняя граница — на глубине до 18,7 м (скважина 1414). Температура многолетне-мерзлых пород близка к 0°. Локальное распространение и малая мощность мерзлоты не оказывают существенного влияния на режим подземных вод.

Температурный режим горных пород в зависимости от глубины изучался по скважине 683. В интервале 53—895 м от поверхности температура увеличивается от +5° до +15°. Геотермическая ступень составляет 82 м на 1 градус Цельсия, а геотермический градиент — 1,21° на 100 м глубины.

Инженерно-геологические условия отработки участка определяются очень крутым (67—90°) залеганием до глубины 750 м от поверхности по верхнему пласту 11 и 1100—1200 м по нижнему пласту 1. Во всем остальном, включая газоносность и прочие природные факторы, они аналогичны условиям отработки полей действующих шахт Интинского месторождения.

Запасы угля по северо-западному крылу Интинской антиклинали подсчитаны на глубину 1200 м от поверхности на протяжении 25 км на северо-востоке. Принятые кондиции: для балансовых запасов минимальная мощность пласта 1,0 м при пологом и 0,8 м при крутом залегании, максимальная зольность — 40%; для забалансовых запасов — соответственно 0,7 м и 50%. По степени изученности запасы квалифицируются как предварительно оцененные категории C2 и прогнозные категории P1. По состоянию на 1 января 1988 г. запасы северо-западного крыла Интинской антиклинали (в тыс. т) приводятся в таблице 3.1.17.

В пересчете на горную массу (с учетом вовлечения в добычу внутрипластовых породных прослойков) балансовые запасы на площади подсчета составляют 606773 тыс. т.

Геолого-экономическая характеристика. Ввиду крутого залегания угленосной толщи на глубину до 750—1200 м от поверхности, северо-западное крыло Интинской антиклинали малоперспективно для подземной разработки. Возможно, с развитием технологии подземной газификации угля в условиях очень крутого залегания пластов (более 60°) окажется рациональной, особенно с точки зрения экологии, подземная газификация этих запасов с использованием газа на местных котельных и электростанции. Последнее позволило бы вовлечь в отработку и запасы на глубоких горизонтах (до 1000 м и более), и забалансовые запасы (при зольности до 50% и мощности пластов 0,7 м и более). Кроме того, заслуживает внимания метод скважинной гидродобычи угля.