Причины изменения мощности угольного пласта на шахтном поле и в лаве

Изменение мощности угольных пластов по стратиграфической колонке

Чем продолжительнее был период тектонической стабилизации (погружения со скоростью 1 мм в год), тем мощнее угольный пласт. Однако такая картина усложняется в связи с переотложением торфообразующей растительной массы. То есть, при определенных условиях растительные остатки ведут себя так же как рыхлые наносы: глина, песок. Другими словами растительность не перегнивает и не переходит в торфяник на месте опада листьев. А растительные остатки переотлагаются водными потоками, формируя пачки аллохтонных углей. Эти угли плохо разложены, матовые, в них много фюзена и они высокозольные.

Аллохтонные торфяники (угли) заполняют депрессии (отрицательные формы рельефа) на поверхности бассейна седиментации (обширного болота). Благодаря этому образуются угольные пласты, мощность которых достигает 150-300 м в буроугольной стадии.

Торфонакопление начинается на неровной поверхности торфяного ложа, где существуют депрессии стариц и озер, возвышенности прирусловых валов. Поскольку торфонакопление нивелирует (выравнивает) поверхность седиментации, то над депрессиями ложа образуется торфяной (угольный) пласт повышенной мощности.

С началом торфонакопления речная деятельность не полностью затухает, а остаются протоки, куда поток проникает эпизодически или относительно постоянно. Поток приносит песок и глину, т.е. внутри торфяного болота, только зарождающегося, существуют узкие ручьи, а в депрессиях ручьев накапливаются пески и глины. Здесь мощность угольного пласта понижена из-за отсутствия нижней пачки угля, т.к. нижняя часть торфяного пласта здесь замещается ручейковыми отложениями – русловыми песками и глинами. Ширина таких русел первые десятки метров. После завершения проточности торфяник захватывает депрессии ручьев и над русловыми отложениями начинается накопление торфа. Болото от континентального стока изолируется полностью, начинается главный этап торфонакопления для данного пласта.

Захоронение торфяника начинается не сразу и не повсеместно. Ему предшествуют эпизодические проникновения континентального стока на поверхность обширного торфяника. Причина этого – усиление прогибания из-за тектонических факторов. Захоронение торфяника происходит дифференцированно по площади.

При эпизодических проникновениях водных потоков на поверхности торфяника образуются внутриболотные протоки – русла, шириной 5-50 м. В этих руслах накапливаются русловые пески и песчанистые алевриты. Одновременно по берегам происходит торфонакопление. Поэтому русловые отложения данного этапа, мощностью 2-5 метров, бывают синхронны (одновременны) верхней части угольного пласта, мощностью 3-30 см. Эти русловые отложения в плане имеют лентовидную форму.

В главном русле донная эрозия отсутствует, т.к. для размыва песка требуется большая скорость потока, чем для его отложения. Поэтому слой песка предохраняет от размывания подстилающий слой торфа. Под весом перекрывающей торф песчаной линзы торфяник уплотняется и прогибается, увеличивая глубину русла. Углубление ведет к росту скорости водного потока, и расширению русла. В том случае, если происходит резкое увеличение количества воды в русле, например при паводках, вода прорывается на прилегающий к руслу торфянник, формируя пойменные протоки.

Таким образом, из-за функционирования таких проток формируются участки размыва или замещения верхней части пласта. Эти протоки, как правило, располагаются над депрессиями ложа торфяника, т.е. над участками повышенной мощности пласта (за счет нижней и основной части пласта) и под русловыми отложениями кровли пласта.

Рисунок 34 – Возникновение тектонических трещин и перегиба пласта из-за разной уплотняемости осадков и различной прочности отложений

Рисунок. 35 – I – протока – прорва от русла на пойме; II – главное русло