Zagrożenia w rowie II rzędu

Rów II-rzędu, to podrzędna jednostka tektoniczna w granicach Rowu Kleszczowa, zlokalizowana pomiędzy południowo-zachodnim skrzydłem antykliny Łękińska a wysadem solnym Dębina. Jest to wąska struktura o szerokości od 700 do 300m zawężająca się w kierunku zachodnim, zgodnie z postępem eksploatacji.

Spąg serii węglowej obniża się na kierunku E-W od rzędnej około 0.0m n.p.m. do rzędnej –160m n.p.m. w centralnej części struktury. Eksploatacja węgla w tym rejonie będzie prowadzona do rzędnej –110m n.p.m.

Granice rowu II rzędu.

Granicę południową rowu wyznaczają w przybliżeniu dwa równoległe uskoki o różnym zrzucie USB 1, USB 1a.

Północną granicę rowu II-rzędu wyznacza uskok UNB nr 2, jednoznacznie identyfikowalny na całej przestrzeni rowu II-rzędu. Granicę wschodnią wyznacza uskok zrzutowo-przesuwczy w południowo-zachodnim skrzydle antykliny Łękińska tzw. uskok Kleszczów-Kodrąb. Za zachodnią granicę rowu II-rzędu przyjmuje się uskok zrzutowo-przesuwczy Kamień-Żłobnica. 

Charakterystyka strukturalna oraz zagrożenia osuwiskowe związane z uskokami.

Eksploatacja w rowie II rzędu stwarza wiele wyzwań zarówno pod względem technologicznym, jak i zapewnienia bezpieczeństwa podczas prowadzenia robót górniczych. 

- Uskok USB 1 i 1a oraz masyw skalny zbocza południowego

Głównym elementem strukturalnym wpływającym na warunki geologiczno-inżynierskie w zboczu południowym profilowanym w strefie rowu II-rzędu, jest tzw. blok paleoosuwiskowy (BP) skał kredowych. Ciągnie się on na długości 1700m, ma szerokość 650m i wysokość 260m. Jego ogólny kształt pokazuje przekrój wzdłuż linii 62SN. 

Zbocze stałe południowe w zakresie rzędnych 0/-80m n.p.m. będzie profilowane na całej długości czoła BP w gruntach skalistych.W dotychczasowej praktyce w KWB „Bełchatów” nie doszło do rozwoju procesu osuwiskowego w obrębie takich utworów.

1.Q – czwartorzęd; 2.Tr – trzeciorzęd; 3.Crm – Kreda, mastrycht; 4.Crt-m – Kreda, turon – mastrycht; 5.Cral-c – Kreda, alb – cenoman; 6.Cr2 – Kreda górna; 7.J3 – Jura górna; 8 – orientacyjne nachylenie warstw; 9 – rekonstrukcja stanu sprzed ześlizgu; 10 – pokład węgla; 11 – zarys projektowanego wyrobiska;

-----------------------------------------------------------------------------------

W rejonie BP sytuacja geologiczna ulega zmianie. Dotychczasowe obserwacje terenowe wskazują, że struktura BP nie stanowi monolitu. Obserwacje terenowe pozwoliły na wydzielenie 11 mniejszych bloków zlokalizowanych w czołowej partii BP. Granice pomiędzy blokami mają charakter natury tektonicznej. Dominują 2 zespoły subrównoleżnikowych uskoków normalno-grawitacyjnych, przeciwstawnych do siebie, o biegu średnio 100° i upadzie 60°, tworzących szereg ekstensyjnych rowów (widocznych wyżej na przykładowym przekroju).

Szczególnie istotna jest głębokość zakorzenienia poszczególnych bloków oraz charakter ich kontaktu z utworami trzeciorzędu podwęglowego. Aktualnie obszar BP można podzielić na dwie części: 

• wschodnią, gdzie z dotychczasowego rozpoznania wynika, że bloki są zakorzenione poniżej rzędnej -110m n.p.m., a ułożenie powierzchni warstwowania jest korzystne dla formowania skarp (przykładowy przekrój z linii 62SN). 
• zachodnią (rejony zagrożeń X/S i XV/S), gdzie bloki są zakorzenione płycej a z dotychczasowych pomiarów wynika, że zarówno warstwy kredowe jak i jurajskie zapadają ku N pod kątem do 30o. W tej części obserwuje się też płytsze występowanie brekcji oraz widoczne są liczne odwrócone następstwa warstw.

Kolejnym istotnym elementem decydującym o powodzeniu eksploatacji w tej części złoża jest charakter przebiegu powierzchni uskokowej rozdzielającej BP od osadów kenozoicznych wnętrza rowu. Charakter tej powierzchni oraz ułożenie w stosunku do skarp zbocza w rowie II-rzędu może mieć decydujący wpływ na możliwość osiągnięcia planowanej głębokości eksploatacji. Z dotychczasowych prac terenowych wynika, że odcinkowo ma ona charakter uskoku inwersyjnego nachylonego "pod zbocze".

Oprócz wymienionych powyżej dwóch elementów stricte strukturalnych, powodzenie i bezpieczeństwo przedsięwzięcia zależeć będzie od cech litologicznych skał budujących wnętrze BP. Aktualnie można wydzielić dwa litotypy skał:

• masywne margle i opoki margliste, charakteryzujące się obecnością spękań ciosowych, układających się subrównoleżnikowo na kierunku ENE z odchyleniem ku NE w porównaniu do południowego skrzydła wiszącego rowu oraz subpołudnikowo NNE. Ponadto intensywnie zaznacza się kierunek „laramijski” NW – SE. Występuje w nich też cios pokładowy, podkreślający warstwowanie.

• brekcje, występujące w zewnętrznych partiach BP. Są to mega brekcje zbudowane z wielkich bloków margli o wymiarach od kilku do kilkunastu metrów, o zaokrąglonych kształtach, tkwiących w matrix, utworzonym z mniejszych bloków margla, obtoczonych miazgą mineralną oraz brekcje drobnookruchowe, złożone z drobnych obtoczonych lub kanciastych bloczków margli i opok, tkwiących w piaszczystym matrix lub spojonych pyłem marglistym. Ten typ brekcji jest szczególnie bardzo rozsypliwy.

megabrekcja

megabrekcja

brekcja drobnookruchowa

Uskok UNB 2

Północne ograniczenie rowu II rzędu stanowi uskok UNB nr 2. Można generalnie go opisać, jako strefę w głównym pokładzie węgla, w której obserwowane są liczne zaburzenia pokładu, takie jak uskoki, spękania oraz niewielkie nasunięcia.

Na najwyższych piętrach w zakresie rzędnych +80/+45m n.p.m. strefa ta manifestuje się fleksuralnym gięciem warstw węglowych, w ramach której można zauważyć zmianę kąta upadu. Warstwy leżące na północ od tej strefy zalegają prawie poziomo, natomiast w strefie uskoku warstwy zapadają pod kątem około 40-55° w kierunku południowym, tworząc jedno ze skrzydeł synkliny znajdującej się nad rowem II-rzędu.

Uskok zaczyna się manifestować dopiero od VIII piętra górniczego. Od rzędnych +20m n.p.m. i -5m n.p.m. fleksura przybiera postać 3 uskoków, oddalonych od siebie o około 10 metrów. Azymuty kierunków upadu mierzone na tych uskokach wskazują na dominację dwu kierunków 180° i 160°, rzadziej 190° i 170°. Zdecydowana większość mierzonych kątów upadu oscyluje w granicach 70°-90° na południe. 

W piętrach X i XI (-30m n.p.m. i -55m n.p.m. do -66m n.p.m.) – strefa wykształcona jest jako pojedynczy uskok, któremu towarzyszą uskoki dopełniające o przeciwstawnym zrzucie (350° - 340°). Azymuty kierunku upadu pokrywają się z obserwowanymi wyżej (od 190° do 160°), natomiast częściej występuje również kierunek 200° i 205°. Mierzone na tych powierzchniach kąty są bardziej połogie w granicach 80°-70° i 60° - 50°. 

Strefa UNB nr 2 od poziomu XI jest łatwa do wyznaczenia ze względu na odsłonięcie wychodni spągu węgla i piasków podwęglowych oraz podkreślenie powierzchni uskokowej plastycznym iłem. Często w piaskach podwęglowych występują uskoki towarzyszące również podkreślone substancja ilastą. Uskok UNB nr 2 jest przeważnie stromy, lokalnie przewieszony. Azymuty kierunków upadu w tym rejonie są bardzo zmienne 180°, 20°, 55°, 10°, 350°, 190°. Kąty upadu głównych powierzchni są w granicach 85°, 70°, 75° ale również obserwowane są powierzchnie o nachyleniu 55°, 45°, 40°. 

Ciągła zmienność kąta upadu uskoku UNB nr 2 (od powierzchni prawie pionowych do powierzchni o nachyleniu około 50°), którą przedstawiono na diagramie konturowym normalnych do mierzonych powierzchni wskazuje na listryczny charakter UNB nr 2. Diagram rozetowy azymutów kierunków upadu wskazuje, że główny kierunek przebiegu strefy uskokowej jest zgodny z azymutem 180°-190°, który może się nieznacznie zmieniać w granicach od 160° do 210°, tworząc niewielki łuk. Głównym kierunkom towarzyszą uskoki o przeciwstawnym kierunku zrzutu lub o azymutach kierunków upadu 150° lub 220°.

Ciekawą rzeczą obserwowaną w terenie jest obecność powierzchni nasunięć o połogich kątach upadu (20° - 40°) i azymutach kątów upadu 190°-210°. Pojawiają się one mniej więcej od linii przekroju geologicznego 61.5 SN na poziomach eksploatacyjnych X, XI i XII. Tworzyły się one prawdopodobnie w trakcie sedymentacji pokładu węgla. Nie obserwuje się kontynuacji tych nasunięć w wyższych piętrach górniczych.

 

------------------------------------
Na podstawie referatu pt. "Zagrożenia osuwiskowe w Zakładzie Górniczym KWB Bełchatów w trakcie prowadzenia eksploatacji w najgłebszej części złoża, w rowie II rzędu" [aut. A. Sędor, L. Czarnecki] zaprezentowanego na XXXIV Zimowej Szkole Mechaniki Górotworu i Geotechniki w Kudowie Zdroju.