PROSPECTIUNEA SI EXPLORAREA ZACAMINTELOR DE CARBUNI

PROSPECTIUNEA SI EXPLORAREA ZACAMINTELOR DE CARBUNI

Descoperirea zonelor purtatoare de carbuni, stabilirea caracteristicilor cantitative si calitative ale carbunilor si evaluarea posibilitatilor de valorificare a zacamintelor de carbuni reprezinta o activitate geologica ce se desfasoara in doua etape: prospectiunea si explorarea

Odata cu inceperea activitatii de exploatare si valorificare a zacamantului, cercetarea geologica-miniera se defasoara in cadrul mai larg al activitatii miniere.

1. Prospectiunea zacamintelor de carbuni

In vederea descoperirii de noi zacaminte de carbuni se defasoara o serie de lucrari de prospectiune geologica si geofizica. Inainte de a incepe cercetarea geologica a unei regiuni in vederea stabilirii potentialului in carbuni sunt analizate premizele geologice necesare existentei acestora: stratigrafice, structural-genetice, paleo-geografic- depozitionale, fitologice, climatice etc.

Premizele stratigrafice. In capitolul referitor la geneza zacamintelor de carbuni am aratat ca aceasta a fost controlata de numerosi factori, fapt ce a facut ca suprapunerea in timp si spatiu a actiunii acestora sa nu fi fost posibila decat in anumite intervale de timp (stratigrafice), in etape carbogeneratoare si doar in unele zone (provincii sau bazine carbonifere si antracofore).

In prezent, datorita unor indelungate cercetari efectuate pe tot globul s-au stabilit ca etapele carbogeneratoare cele mai importante s-au defasurat in timpul: Carboniferului superior, Permianului, Jurasicului inferior, Cretacicului inferior si Neozoicului (Paleogen, Miocen, Pliocen).

Avand in vedere aceasta dustributie temporala, este evident ca identificarea unor depozite de aceasta varsta poate constitui un indiciu de probabilitate al existentei acumularilor de carbuni. Nu trebuie absolutizat acest criteriu, deoarece in zone restranse, chiar si in Triasic si Cretacic superior s-au gasit acumulari de carbuni care, local, pot avea importanta mare daca si ceilalti factori de control ai carbogenezei au fost favorabili.

Premizele climatice. Rolul factorului climatic in formarea mlastinilor carbogeneratoare si in dezvoltarea vegetatiei palustre capabile sa furnizeze materialul parental al carbunilor este mai mult decat evident. Chiar daca temperatura nu este prea mare, umiditatea trebuie sa se afle in exces.

Din aceasta cauza in timpul prospectiunilor trebuie cautate elemente care sa indice un climat umed, cu precipitatii abundente, peste 1000 mmm/an. Aceste indicii pot fi de natura paleofloristica (specii ai caror reprezentanti actuali sunt iubitori de umiditate) sau bazati pe dimensiunile frunzelor, fiind cunoscut faptul ca frunzele de talie mare sunt buni indicatori ai climatului umed si cald (WOLFE, 1971).

Premizele structural-genetice. Elaborarea si utilizarea hartilor geotectonice ale unor regiuni intinse permite conturarea unitatilor structurale potential purtatoare de carbuni cum sunt ariile depresiunilor marginale molasice, depresiunilor intramontane, sinecliza pe platforme, existenta unor grabene etc.. In acest sens vezi clasificarea structural-genetica a lui Ivanov, tipurile de zacaminte coresponzand amunitor unitati si subunitati structurale.

Premizele paleogeografic-depozitional

Hartile paleogeografice elaborate pentru diferite nivele stratigrafice prezinta imaginea distributiei ariilor continentale si raportul acestora cu cele marine, deci extinderea principalelor domenii de sedimentare: continental, paralic (sau de tranzitie) si marin.

Combinarea hartilor paleogeografice cu cele litofaciale si sedimentologice permit identificarea campiilor de acumulare de diferite origini (fluviatile, fluvio-deltaice, deltaice, lacustre, lagunare si de origine mixta), ori este cunoscut faptul ca tocmai aceste campii de acumulare au fost arii ideale pentru instalarea mlastinilor carbogeneratoare. De asemenea, prezenta unor eventuale zone depresionare formate prin dizolvarea substratului (calcaros, gipsifer sau salifer) sau de origina glaciara, este de natura sa constituie o premisa morfologica.

1.2. Prospectiunea geologica

Pe baza coroborarii premizelor stratigrafice, structural-genetice, climatice, paleogeografic-depozitionale etc. se apreciaza oportunitatea efectuarii lucrarilor de prospectiune geologica pentru carbuni in diferite regiuni.

Prospectiunea carbunilor se poate efectua prin diverse metode: geologice, geofizice, cu foraje si lucrari miniere sau prin combinarea acestora.

Metodele de prospectiune difera de la o regiune la alta, in functie de gradul de deschidere al eventualelor formatiuni purtatoare. In cazul in care gradul de deschidere este mare se recomanda cartarea geologica, iar in zonele acoperite cu depozite cuaternare sau de alte varste sunt indicate cercetarile geofizice sau prospectiunile cu foraje (in general foraje de referinta).

In cartarea geologica pentru carbuni sunt cautati indicii directi si indirecti pentru prezenta carbunilor in regiune.

Indicii directi: - aparitia stratelor de carbuni in aflorimente, aparitia de portelanite, prezenta fragmentelor de carbuni sau de portelanite pe firul vailor, in soluri etc., continutul ridicat in carbon al solului.

Aflorimentele de carbuni pot sa apara in zonele cu relief puternic fragmentat pe cursuri de apa (in firul vaii) sau chiar pe versantii vailor.

1. In aflorimente pot fi efectuate observatii privind:

a.stratul de carbune, - elemente geometrice (directie, inclinare, grosime totala, grosime utila etc.), structura stratului (simplu,compus), macropetrografica, natura litologica si continutul in fauna, flora fosila si in concretiuni (calcaroase, dolomitice, sideritice etc.) al culcusului, acoperisului si intercalatiile dintre bancurile stratului compus.

b. depozitele dintre stratele de carbuni-litotipii, granulometria, continutul micro- si macrofaunistic, continutul in macroflora, structurile si texturile rocilor sedimentare interstratificate etc.

Din stratul de carbune pot fi prelevate probe informatice si chiar probe medii (dupa indepartarea stratului oxidat) de carbune necesare pentru stabilirea caracteristicilor calitative informative.

In regiunile in care stratele de carbuni nu afloreaza fie datorita unor complicatii tectonice, fie acoperirii cu depozite fara carbuni, dar sunt intrunite premizele de formare ale carbunilor cartarea geologica poate fi completata cu lucrari de foraj si chiar lucrari miniere usoare puturi, santuri etc.

2. Portelanitele sunt rezultatul autoaprinderii carbunilor si 'coacerii' argilelor din acoperisul stratelor de carbune arse. Din acest motiv portelanitele sunt un fel de caramizi naturale, iar identificarea lor in cantitate mare in firul vaii indica apropierea de zona furnizoare, deci unde a fost stratul care a ars (s-a autoaprins). Dupa frecventa si gradul de rulare al potelanitelor se poate stabili cu destul de multa precizie locul din care provin.

3. Fragmente de carbune. Identificarea unor fragmente de carbune in firul vailor constituie un indiciu pentru prezenta stratelor de carbuni in amonte. Cartarea amanuntita a acestora cu observatii privind: frecventa, marimea, gradul de alterare etc. poate ajuta la stabilirea cu exactitate a locului de origina, unde stratul se afla sau se afla in situ.

4. Continutul ridicat in carbon al solului se determina cu aparate speciale, acesta este mai mare acolo unde solurile acopera strate de carbuni.

2. Indicii indirecti

In prospectiunea geologica pentru carbuni se tine seama si de indicii indirecti: - coloratia solului, prezenta cristalelor de gips secundar, absenta plantelor fosile, mai ales a celor carbogeneratoare, aparitia unor izvoare etc. Uneori, in zonele acoperite cu depozite cuaternare se executa foraje de referinta la gabarite foarte largi, de ordinul kilometrilor.

2. EXPLORAREA ZACAMINTELOR DE CARBUNI

Dupa ce zacamintele de carbuni au fost descoperite, in urma lucrarilor de prospectiune, in baza unui studiu geologic se trece la urmatoarea etapa de cunoastere, la randul ei de doui feluri (explorare generala si de detaliu) execuatata prin trei metode:

- foraje

- lucrari miniere (santuri, puturi, galerii)

- lucrari combinate (foraje si lucrari miniere)

Alegerea metodei de explorare si stabilirea distantelor dintre diferite lucrari miniere este functie de: gradul de complexitate al structurii geologice, gradul de uniformitate al stratelor si de etapele explorarii.

In functie de structura geologica zacamintele de carbuni sunt incadrate in trei grupe:

I. structura geologica simpla, strate orizontale, slab inclinate, nefaliate, sau putin faliate (ex. Oltenia)

II. zacaminte simplu cutate si faliate, cu structura distincta (Muntenia). Proiectarea forajelor se face perpendicular pe directia stratelor;

III. structura geologica complicata pana la foarte complicata (Anina, Biger etc.)

In ceea ce priveste tipurile de zacaminte acestea pot fi:

Tipul 1 - strate de carbuni uniforme, foarte putin variate ca structura, grosime si calitate.

Tipul 2 - strate de carbuni relativ uniforme, cu structura, grosime si calitate avand variatii pana la limita de exploatabilitate.

Tipul 3 - zacaminte cu strate de carbuni neuniforme sau lentile cu grosimi si calitati variabile, uneori depasind limita de exploatabilitate.

In functie de structura geologica, dar si de tipul de zacamant, pentru diverse categorii de rezerve, intre foraje si lucrari miniere se vor respecta normele stabilite de Agentia Nationala pentru resurse Minerale

Explorarea generala (preliminara) are ca obiectiv promovarea din resursele posibile in rezerve probabile din categoriile 121 si 122.

Intr-o faza pregatitoare sunt adunate harti geologice, topografice, coloane lito-stratigrafice, sectiuni geologice de detaliu referitoare la grosimea si inclinare stratelor, toate necesare pentru elaborarea proiectului de explorare generala.

In timpul desfasurarii lucrarilor de explorare generala se urmareste ca lucrarile geologice propuse (foraje si lucrari miniere cu scop de cercetare) sa fie amplasate cat mai judicios pentru a fi folosite si ulterior, in urmatoarea faza a explorarii si chiar in timpul exploatarii.

Scopul lucrarilor de explorare generala este sa stabileasca: conditiile geologice si hidrogeologice ale zacamantului, inclusiv prin foraje hidrogeologice, clarificarea parametrilor gitologici cantitativi (grosime, inclinare etc.) si calitativi (tipul morfologic de strate, continutul in cenusa, putere calorifica etc.) si cunoasterea unor aspecte geologo- ingineresti (proprietatile fizico-mecanice ale acoperisului si culcusului stratelor de carbuni.

Explorarea de detaliu. Daca in urma efectuarii lucrarilor de explorare generala s-au obtinut rezultate favorabile, fiind conturate rezerve probabile in categoriile121 si 122 se elaboreaza un raport geologic cu propunerea de trecere la ultima etapa: explorarea de detaliu care stabileste rezerve 111, in cazul in care s-a elaborat studiul de fezabilitate.

Lucrarile de explorare detaliata, dupa cum le arata si numele, permit cunoasterea detaliata a unor aspecte privind: forma si dimensiunile ariilor exploatabile, conditiile hidrogeologice, caracateristicile fizico-mecanice ale rocilor inconjuratoare etc., in vederea alegerii metodelor optime de exploatare. Astfel lucrarile de explorare urmaresc detalierea cunoasterii urmatoarelor aspecte:

- geologice (structura, stratigrafia, petrografia carbunilor si geneza lor);

- gitologice (structura stratului si variatiile acesteia, grosimea, inclinarea stratelor, calitatea carbunilor prin determinarea proprietatilor fizico-chimice);

- hidrogeologice (caracteristicile acviferelor, stabilirea conditiilor de asecare etc.);

- geotehnice (determinarea proprietatilor fizico-mecanice ale carbunilor si rocilor ce ii cuprind in culcus si acoperis);

geofizice (verificarea parametruilor gitologici, in special a grosimii prin masuratori gama-gama, neutron-gama si microcarotaj).