Studia stacjonarne. (2011/2012, semestr letni - Lipsk)

Pytania do zaliczenia z wykładów z geologii złóż węgla

1. Co to jest szereg węglowy; wymień jego najważniejsze elementy.

2. Co to jest formacja węglowa i jakie są jej odmiany. Co to jest złoże węgla, zagłębie węglowe.

3. Formacje węglowe Polski (wiek, miejsce występowania, znaczenie gospodarcze).

4. Elementy budowy pokładów węgla.

5. Wymień i podaj krótką charakterystykę morfologicznych typów złóż węgla brunatnego w Polsce z przykładami odpowiednich złóż.

6. Wymień i krótko opisz przyczyny zmian miąższości pokładów węgla oraz sposób oceny tego parametru złożowego.

1. Co to jest szereg węglowy; wymień jego najważniejsze elementy.

Szereg węglowy

Naturalny ciąg poznanych odmian kopalnego węgla, sklasyfikowanych (uszeregowanych) według wzrastającego stopnia uwęglenia. Jest to prawo przyrodnicze, wyrażające ciągle odnawialny proces tworzenia się kopalnego węgla.

Poszczególne człony szeregu węglowego nazywane są :
- rzędami uwęglenia (np. torf, węgiel brunatny, węgiel kamienny, itp.),
- podrzędami uwęglenia (np. miękki i twardy węgiel brunatny, koksowy węgiel kamienny,
itp.).

Cechy charakterystyczne szeregu węglowego:

1. jest wyłącznie prawostronny ( wyraża jedynie wzrost stopnia uwęglenia od depozytu organicznego do grafitu - nie obserwujemy „cofania się” uwęglenia), a każdy człon poprzedzający ma niższy stopień uwęglenia,

2. jest nieciągły - obszary nieciągłości nazywane są „skokami uwęglenia” - wyróżnia się 3 obszary nieciągłości numerowane cyframi rzymskimi, które wyrażają nagły wzrost uwęglenia, związany ze zmianą struktury fizyczno-chemicznej węgla,

3. Wyraża wzrost uwęglenia pod wpływem czynników geologicznych.

Stopień uwęglenia kopalnego węgla
to zespół cech chemicznych i fizycznych węgla wskazujący na jego miejsce w szeregu węglowym. Poszczególne cechy nazywane są miarami stopnia uwęglenia.

Do miar fizycznych zalicza się: barwę i połysk węgla, stopień odbicia światła (refleksyjność), gęstość, twardość, itp.
Do miar chemicznych zaliczono: ilość pierwiastka C, ilość części lotnych, ciepło spalania, itp.
Do najbardziej skutecznych miar stopnia uwęglenia należą:
- zawartość pierwiastka C,
- refleksyjność węgla.

2. Co to jest formacja węglowa i jakie są jej odmiany. Co to jest złoże węgla, zagłębie węglowe.

Formacja węglowa
to pakiet skał osadowych pochodzenia bagiennego, który zawiera co najmniej jedną warstwę węgla zauważalną megaskopowo.

Formacje węglowe są wyłącznie autochtoniczne, tj. reprezentowane są przez litologiczny profil osadów bagiennych występujących in situ w skorupie ziemskiej.

Wyróżnia się:
- formacje węglonośne (zawierają warstwy węgla poniżej granicy bilansowości),
- formacje węglozasobne nazywane także przemysłowymi (zawierają bilansowe warstwy węgla).

Granice bilansowośći: węgiel brunatny - 3 metry
węgiel kamienny i antracyt - 1 metr

Złożem węgla nazywa się zachowany fragment formacji przemysłowej, którego eksploatacja może przynieść korzyść gospodarczą. Złoże węgla jest częścią większego obszaru - zagłębia węglowego, natomiast zagłębia wchodzą w skład globoprowincji węglowych.

Globoprowincje węglowe: Wyróżnia się następujące prowincje węglowe:

• Paleozoiczne prowincje węgla kamiennego -euroamerykańska (grn karbon) i gondwańska (perm-trias).

• - permsko-mezozoiczna azjatycko-amerykańska prowincja węgla kamiennego (trias, jura, kreda),

• - trzeciorzędowa formacja węgla brunatnego

• - skandynawsko-kanadyjska prowincja torfu (holocen)

3. Formacje węglowe Polski (wiek, miejsce występowania, znaczenie gospodarcze).
A. przemysłowe:
- formacja węgla kamiennego (górny karbon)
- formacja miękkiego węgla brunatnego (miocen),
- formacja torfu (holocen).

- dolnokarbońska formacja węgla kamiennego, znana z podłoża
lubelskiego zagłębia węglowego i antyklinorium środkowopolskiego
Polski północnej,

- formacja tzw. łupków antrakozjowych z pokładem węgla
kamiennego nazywanego „walchiowym” z dolnego permu niecki
wałbrzyskiej,

- retycko-liasowa formacja twardego węgla brunatnego
najwyższego triasu i dolnej jury, znana głównie z 2 rejonów:
północnego obrzeżenia Gór Świętokrzyskich (Końskie, rzeka
Kamienna, Stefanków, Ćmielów) i z rejonu Zawiercia po
Częstochowę,

- kredowa formacja twardego węgla brunatnego znana z kredy
tzw. Niżu Polskiego.

4. Elementy budowy pokładów węgla.

• Formę występowania węgla określa się jako pokładową, mimo że są także soczewy - traktuje się je jako wyklinowujące się pokłady.

• Wyróżnia się pokłady węgla o budowie prostej i złożonej.

• Pokłady o budowie złożonej wyróżnia się wtedy, gdy zawierają co najmniej jedno przewarstwienie mineralne, nazywane przerostem mineralnym o grubości większej niż 5 cm.

• Odcinki pokładu węgla między przerostami nazywa się ławicami lub ławami węgla.

• Do elementów pokładu należą także oprócz przerostów mineralnych:

• strop i spąg pokładu - są to powierzchnie oddzielające pokład od skał płonnych, wyróżnia się cztery klasy: I - IV

• przylegające warstwy skał stropowych i spągowych nazywane stropem i spągiem bezpośrednim,

• kliważ - to systemy spękań poprzecznych węgla w obrębie pokładu. Kliważ dzieli się na endogeniczny i egzogeniczny

6. Wymień i krótko opisz przyczyny zmian miąższości pokładów węgla oraz sposób oceny tego parametru złożowego.

Zmiany miąższości (grubości) pokładów węgla są natury:

1. - sedymentacyjnej:

- nierówna sedymentacja (a)

- nierówne podłoże (b),

- nierówna subsydencja (c),

- erozja rzeczna (e),

- zjawiska krasowe (f)

2. - posedymentacyjnej:

- erozja części przystropowej (g)

- tektonicznej (h)

Do charakterystyki górniczej zmiennej miąższości pokładów węgla używa się współczynnika zmienności „V”:

V = stdv / m, gdzie: stdv - odchylenie standardowe,

m - średnia miąższość pokładu.

Do eksploatacji nadają się pokłady o współczynniku V od 0,00 do 0,80.

Pod względem zaburzeń miąższości pokłady węgla mogą być:

1. sedymentacyjnie stabilne- znaczne rozprzestrzenienie, w miarę jednolita

budowa litologiczno-petrograficzna oraz płaskie lub faliste ułożenie, także

brak większej ilości przerostów, choć mogąwystepować stałe przerosty; mają

one wtedy znaczenie korelacyjne,

2. rozszczepiające się i wyklinowujące- mała powierzchnia, duże zmiany

grubości nasilające się w kierunku rozszczepienia i wyklinowania,

3. niestabilne - liczne erozyjne struktury (rozmycia, kanałyerozyjne,,itp.)

wywołujące mniejsze lub większe zmiany miąższości, także silne zmiany w

morfologii powierzchni spągowej,

4. zaburzone tektonicznie- zaburzenia nieciągłe wyraża tzw. współczynnik

gęstości zuskokowania:

Kf = Σ L / F

gdzie: Σ L - całkowita długość uskoków mierzona na odpowiednim poziomie (na

mapie poziomów eksploatacyjnych), F - powierzchnia złoża.

Wartość współczynnika do 100/m jest dopuszczalna, od 100 do 150 wskazuje na

trudności w urabianiu pokładu, zaś powyżej 150 czyni pokład nieprzydatnym do

eksploatacji.

1. W jaki sposób wyznaczamy granice złoża

Granica złoża obliczana jest na podstawie bilansowości; jest to granica umowna, wyznaczona na podstawie kryterium bilansowości i geochemii

• geologiczna - naturalna granica złoża np. uskok, fleksura, ścienienie

• wewnętrzna - granica prowadzona po skrajnych punktach rozpoznania złoża

• zewnętrzna - ekstrapolowany, przypuszczalna granica

• interpolowana - pomiędzy wyrobiskami lub otworami

• zerowa - wyklinowanie złoża, zanik

W zależności od położenia konturu w stosunku do wyrobisk wyróżnia się kontur wewnętrzny i zewnętrzny. Kontur wewnętrzny prowadzi się po skrajnych wyrobiskach stwierdzających złoże, którego zasoby są zaliczane do danej kategorii lub grupy. Kontur zewnętrzny wykreśla się na zasadzie interpolacji lub ekstrapolacji. Kontur wewnętrzny jest na ogół sztuczny, a kontur zewnętrzny może być wyznaczony przez granice naturalne bądź może być sztuczny wyznaczony według pewnych formalnych zasad.

Kontur zasobów geologicznych wyznaczają naturalne granice złoża, którymi mogą być wychodnie, granice wymyć, linie zaburzeń tektonicznych, linie wyklinowywania złoża lub zaniku mineralizacji. Gdy kontur prowadzony jest wzdłuż linii wyklinowania lub zaniku mineralizacji nazywany jest konturem zerowym. W przypadku braku naturalnych granic złoża, wyznacza się je w sposób formalny w połowie odległości między wyrobiskiem pozytywnym, stwierdzającym złoże a negatywnym. W przypadku braku wyrobisk negatywnych, kontur wyznacza się na zasadzie ekstrapolacji na zewnątrz od skrajnych wyrobisk pozytywnych w odległości określonej odstępem między otworami stwierdzającymi złoże.

Ostateczny kontur bilansowy złoża powstaje przez stopniową eliminację części złoża niespełniającego kryteriów bilansowości.

---