Bazinul Valea Jiului esteo depresiune cu caractertectonic în fundamentulcăreia se întâlnesc rocicristaline aparţinânddomeniului getic şidomeniului autohtonpeste care urmează o cuvertură sedimentară de vârstă neozoică şi cuaternară.

Complexul sedimentar este reprezentat prin depozite paleogene prin etajele Rupelian şi Chattian.

Depozitele de vârstă rupeliene sunt constituite din conglomerate, argile şi gresii având o grosime de 200-600 m.

Chattianul denumit şi"orizontul productiv" în elfiind cantonate stratele decărbuni, este constituitdin gresii, gresiiargiloase, argile şi marne şi uneori marno-calcare, Numărul stratelor de cărbune este 22, cu dezvoltare spaţială şi grosimi diferite. Acest orizont are o grosime de 270-330 m.

Peste depozitelepaleogene urmează cele neogene reprezentate prin sedimente de vârstă

acvitaniană denumite şi "orizontul superior" constituită din gresii argiloase în alternanţă cu argile.

Ultimul termen a| sedimentării îl constituie depozitele cuaternare formate din pietrişuri, nisipuri grosiere, şesuri aluvionare şi conuri de dejecţie.

Din punct de vedere tectonic, depresiunea Petroşani are o structură de cută sinclinală intens faliată. Faliile majore sunt: falia marginală nordică şi falia Jiului, care delimitează sedimentarul de rocile cristaline.

2.1. Scurtă prezentare geologică a zăcământului

Geologia z ă c ă m â ntului

Formaţiunile geologice care alcătuiesc fundamentul şi umplutura bazinului Petroşani sunt

prezente în parte şi în câmpul minier Lupeni. Depozitele care alcătuiesc fundamentul au extindere

minoră in timp ce depozitele neozoice sunt predominante.

Cristalinul getic - formează fundamentul, perimetrului în cea mai mare parte in ramura sudică şi parţial în ramura nordică. Fundamentul este format din roci puternic metamorfozate dintre care, gnaisele sunt predominante, urmate de micaşisturi, amfibolite şi calcare cristaline.

Cristalinul autohton aflorează în afara perimetrului, atât pe ramura nordică cât şi pe cea sudică şi este alcătuit din două complexe:

- complexul amfibolitic (amfibolite, gnaise amfibolice, amfibolite cu epidot, şisturi amfibolice);

- complexul sericito-cloritos (filite sericitoase, filite cloritoase, filite clorito-sericitoase cu epidot şi calcit,etc.)

Complexul sedimentar neozoic - cuprinde depozitele paleogene şi neogene. Au fost separate următoarele etaje: ruppelian, chattian şi aquitanian.

Ruppelianul vine în contact direct cu formaţiunile metamorfice ale domeniului getic sau ale autohtonului. Pe flancul nordic, începând din dealul Arsurii spre est, este acoperit de o pânză de calcare, pânză rezultată în urma unei împingeri şi prăbuşiri, din zona nordică, pe o suprafaţă extinsă. Ruppelianul a fost întâlnit în lucrări miniere şi în majoritatea lucrărilor de cercetare prin foraje, cu grosimi de 10-20 m. Depozitele acestui etaj sunt în contact discordant cu formaţiunile din fundament. Este format din două suborizonturi:

- suborizontul conglomeratic roşu, la partea inferioară alcătuit din conglomerate, gresii fine şi grosiere şi argile lateritice, roşiatice-violacee;

- suborizontul grezos - verzui, alcătuit din gresii argiloase, gresii calcaroase, microconglomerate de culoare verde, nestratificate.

Depozitele ruppeliene sunt lipsite de floră şi faună fosila.

Chattianu! - apare la suprafaţă în ambele flancuri. Este concordant cu ruppelianul, limita dintre aceste formaţiuni fiind gradată, neobservabilă sau tranşantă. în alcătuirea litologică a chattianului

se disting roci pelitice (argile, mame, marnocalcare bituminoase), bine stratificate şi fosilifere cu strate de cărbuni. Sporadic mai apar şi intercalaţii de microconglomerate. Culoarea depozitelor chattiene este cenuşie - vineţie, parţial negricioasă, deosebindu-se prin aceasta de depozitele ruppeliene sau aquitaniene. Grosimea este variabilă, de la 150 m la 350 m. Chattianul este bogat fosilifer, fauna şi flora făcând asociaţii de diverse nivele, îndeosebi în culcuşul şi acoperişul stratelor de cărbune. Aceste asociaţii floristice şi faunistice au în mare măsură valoare de sincronizare a depozitelor şi la stabilirea vârstei formaţiunilor. Asociaţiile de macrofaună, uneori sub formă de lumaşel, sunt frecvente în acoperişul stratelor de cărbune 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 14, 15 şi 18, iar asociaţiile de floră sunt caracteristice stratelor 3, 16, 17, 19 şi 20. Ca şi în celelalte depozite din depresiunea Petroşani, în perimetrul Lupeni au fost întâlnite aceleaşi forme de faună fosilă: lamellibranhiate, gasteropode, crustacee şi peşti.

Cărbunii reprezintă 5-10% din volumul depozitelor chattiene şi formează în perimetrul Lupeni 20 de strate cu grosime diferită: de la câţiva centimetri până la zeci de metri şi cu variaţii în cadrul aceluiaşi strat, atât pe direcţie cât şi pe înclinare.

Aquitanianul - este în continuitate de sedimentare cu depozitele chattiene. La suprafaţă este mai dezvoltat în zona vestică, în zona centrală fiind erodat iar în zona estică prezintă grosimi mai reduse. Grosimea medie este de 150 m. Petrografic este alcătuit din gresii, argile şi micro conglomerate de culoare cenuşiu-verzuie sau cărămiziu-violacee. Se remarcă treceri gradate de la roci fine la gresii grosiere şi micro conglomerate. Cărbunii apar foarte rar în depozitele aquitaniene, sub forma unor intercalaţii subţiri de cărbune şistos şi au calitatea slabă.

Cuaternarul - ocupă o suprafaţă importantă şi este reprezentat prin pleistocen şi holocen.

Pleistocenul superior cuprinde terasele formate din pietrişuri poligene şi nisipuri grosiere cu structura încrucişată ce ating 10-15 m grosime. Au fost identificate cea. 4 nivele "de terase care urmăresc cursul Jiului de Vest, ocupând o suprafaţă întinsă în câmpul minier Lupeni.

Holocenul cuprinde şisturile aluvionare, conurile de dejecţie şi solurile dezvoltate în zonele neacoperite de terase. Este format de asemenea din nisipuri şi pietrişuri.

Câmpul minier Lupeni, situat în zona centrală a depresiunii Petroşani, se încadrează în tectonica de ansamblu a zonei vestice, caracterizată printr-o structură sinclinală cu flancuri asimetrice, cu închideri periclinale ale stratelor pe direcţia nord-sud sau nord-est/sud-vest.

Elementele tectonice disjunctive majore cunoscute în bazin, prezente şi în perimetrul Lupeni, sunt falia marginală nordică şi falia Jiului, care delimitează în linii mari la N şi la S domeniul sedimentar neozoic.

Falia marginală nordică marchează limita formaţiunilor metamorfice ale domeniului getic sau autohton cu depozitele ruppeliene; înspre vest se remarcă tendinţa de încălecare a cristalinului peste sedimentar.

Pe lângă elementele disjunctive majore, în perimetru au mai fost puse în evidenţă prin lucrări miniere de exploatare şi prin foraje, o serie de falii transversale şi diagonale, cu direcţie în general NNV-SSE şi înclinări spre E, care compartimehtează zăcământul în şapte blocuri

principale. Dintre acestea se menţionează faliile: Bărbăteni, Braia, Boncii, Lejea, Ştefan, Victoria şi Paroşeni.

în zona centrală a perimetrului, între faliile Ştefan şi Victoria Est, depozitele paleogene şi neogene au fost ridicate şi erodate până la nivelul stratului 14. în tectonica disjunctivă, alături de faliile care afectează întreg complexul sedimentar, se remarcă şi falii ce afectează unul sau mai multe strate şi fragmentează blocurile principale, fără a aduce modificări esenţiale în ansamblu tectonic al zăcământului. Tectonica, în configuraţia ei actuală, a fost rezultatul presiunilor tangenţiale care au acţionat în zonele metamorfice care delimitează depresiunea Petroşani.

Petrografia z ă c ă m â ntului

Huila din câmpul minier Lupeni are culoarea neagră, lucioasă. în spărtură proaspătă se disting alternanţe de benzi milimetrice lucioase cu altele semilucioase, mate sau fibroase. Cărbunele din mina Lupeni ,este dur, se desface în bucăţi neregulate prin spărtură concoidală. Pe feţele de stratificaţie se văd frecvente oglinzi de fricţiune. în constituţia cărbunilor se recunosc următoarele grupe de microltotypi: vitrit, liptit, inertinit, clarit şi carbominerit.

Vitritul este predominant la mina Lupeni, fiind reprezentat de maceralele tellinit şi collinit.

Claritul este reprezentat prin cuticule, răşini şi corpuri bituminoase nedeterminabile. Mai apar scleroţi mono şi pluricelulari, izolaţi sau în colonii, celule suberinîce şi alte corpuri nedeterminabile.

Fuzitul este reprezentat prin fragmente mici de fuzinit şi semifuzinit, în cantităţi foarte reduse.

Micrinitul se întâlneşte de asemenea foarte rar şi nu prezintă nici o importanţă pentru cărbunii din acest perimetru.

Dintre componenţii minerali singenetici şi epigenetici ai huilei din câmpul minier Lupeni se citează pirita, carbonatul de calciu, sferosiderita şi argila.

Zăcământul de huilă din perimetrul Lupeni se încadrează în grupa III de complexitate geologică,fiind intens tectonizat, prezentând variaţii mari ai parametrilor calitativi şi cantitativi. }:Y

Tectonica ş i hidrogeoloqia z ă c ă m â ntului

Câmpul minier Lupeni se caracterizează printr-o structură sinclinală cu flancuri asimetrice, cu închideri periclinale ale stratelor pe direcţia N-S sau chiar NE-S. Direcţia stratelor este în general E-V cu înclinări ce ajung între 5 şi 70 de grade (mai mici în zona centrală).

Perimetrul este delimitat la N şi S de falia marginală nordică şi de falia Jiului, care marchează limita formaţiunilor metamorfice ale domeniului getic sau autohton, cu depozitele ruppeliene. înspre vest se remarcă tendinţa de încălecare a cristalinului peste sedimentar.

Pe lângă elementele disjunctive majore, în perimetru au mai fost puse în evidenţă o serie de falii transversale şi longitudinale, cu direcţia NNV-SSE şi înclinări spre E care compartimentează zăcământul în 7 blocuri principale.

în tectonica disjunctivă, alături de faliile care afectează întregul complex sedimentar se mai remarcă şi falii care afectează unul sau mai multe strate şi fragmentează blocurile principale.fără a aduce modificări esenţiale în tectonica de ansamblu a zăcământului.

Alcătuirea litologică a depozitelor orizontului productiv cu caracter predominant pelitic, nu a fost favorabilă formării de acumulări de ape captive şi nu a permis infiltrarea cu debite mari a apelor pe fracturi. Apele care se acumulează în lucrările miniere provin din utilizarea tehnologică a apei precum şi din infiltrări de la suprafaţă pe linii de fractură.

Caracteristici calitative ale z ă c ă m â ntului

Huila din câmpul minier Lupeni are culoarea neagră, lucioasă. în spărtură proaspătă se disting alternanţe de benzi milimetrice lucioase cu altele semilucioase, mate sau fibroase. Cărbunele este dur, se desface în bucăţi neregulate prin spărtură concoidală. Pe feţele de stratificaţie se văd oglinzi de fricţiune.

- umiditatea de îmbibaţie 0,12-14,20%- umiditatea higroscopică 0,70-7,60%- umiditatea totală 0,50-17,20%- cenuşa raportată la proba iniţială 3,30-35,60 %- materii volatile raportate la proba iniţială 7,20-52,50 %- cărbune fix raportat la proba iniţială 16,40-58,60 %- sulf total raportat la proba iniţială 0,73-08,03 %- sulf combustibil raportat la proba combustibilă 1,08-10,94 %- puterea calorifică inferioară raportată la proba iniţială 3400-8100 Kcal/Kg- puterea calorifică inferioară raportată la proba combustibilă 4210-8720- puterea calorifică superioară raportată la proba iniţială 4221-8350- puterea calorifică superioară raportată la proba combustibilă 4710-8420

Descrierea straielor de cărbune x

în câmpul minier Lupeni prin lucrările miniere de prospecţiune, explorare şi exploatare, au fost delimitate principalele blocuri tectonice şi au fost identificate 21 de strate de cărbune, formate din huilă cocsificabilă de Valea Jiului. Sinonimizarea stratelor s-a făcut pe criterii paleontologice, litologice şi geofizice, pentru toate perimetrele miniere din bazinul Petroşani. Extinderea, grosimea şi structura stratelor de huilă este neuniformă şi cu variaţii de la strat la strat.

Stratul 1: se prezintă sub formă de şisturi cărbunoase de grosimi şi extinderi reduse. Este lipsit de importanţă economică.

Stratul 2: se găseşte la 4-10 m sub stratul principal 3 şi este format din 1-2 bancuri de cărbune sau cărbune argilos, având grosime mică şi calitatea slabă. Este dezvoltat lenticular şi nu prezintă importanţă economică. "

Stratul 3: prezintă cea mai mare importanţă economică din bazin şi în acelaşi timp şi în câmpul minier Lupeni. Este localizat la 20-50 m de limita ruppelian-chattian. Are o grosime ce variază de la 40 m în zona nordică la 10 m în zona pilierului Jiului şi a oraşului Lupeni. Este format din mai

multe bancuri de cărbune cu intercalaţii sterile de argilă. Acoperişul stratului 3 este format din gresii argiloase şi calcaroase, vărgate, bine stratificate, şi argile grezoase negricioase, bogat fosilifere cu floră şi cu frecvente concreţiuni sideritice. Culcuşul este format din argile negricioase compacte grezoase şi fin grezoase, cu concreţiuni sferosideritice.

Stratul 4: a fost întâlnit în majoritatea forajelor din zona sudică sub forma a 1-2 bancuri de cărbune a căror grosime nu depăşeşte 2,90 m. în raport cu stratul 3, stratul 4 se situează la distanţe foarte mici încât nu poate fi separat de acesta, iar alteori distanţa creşte până la 10m. Este neuniform dezvoltat şi prezintă frecvente zone de nesedimentare.

Stratul 5: se situează pe locul doi ca importanţă economică, fiind uniform dezvoltat pe întreg perimetrul. Este format din 2-4 bancuri de cărbune compact separat prin argile negricioase, iar bancul din acoperiş se mai numeşte şi "paprica". Grosimea maximă a stratului este de 7,50 m (forajul 5383) şi minimă de 0,53 m (forajul 5112). Acoperişul stratului 5 este format dintr-o alternanţă de argile negricioase fin-grezoase cu marnocalcare bituminoase bogat fosilifere. Culcuşul este alcătuit din marne bituminifere sau gresii argiloase.

Stratul 6: este dezvoltat lenticular, doar în zona sudică a câmpului minier, sub forma unui banc de

cărbune sau cărbune argilos, cu grosimi de 0,30-0,50 m, fără să prezinte interes economic.

Stratul 7: este format în general dintr-un singur banc de cărbune ce nu depăşeşte grosimea de 0,70 m, având aria de extindere redusă. Nu prezintă importanţă economică.

Stratul 8: este cunoscut pe toată suprafaţa câmpului minier Lupeni şi prezintă grosimi ce rareori depăşesc 2 m. Acoperişul este format din marne şi marnocalcare cenuşii, brune/bogat fosilifere cu faună, iar culcuşul este format din marne şi argile cenuşii negricioase, compacte.

Stratul 9: situat în acoperişul stratului 8, prezintă grosimi reduse şi dezvoltare lenticulară. în lucrările de exploatare n-a fost întâlnit deoarece în zona centrală a perimetrului este nesedimentat. Stratul 9: este încadrat ca şi str. 8 în acelaşi complex de roci în acoperiş şi în culcuş.

Straiele 10 ş i 11 : datorită grosimilor mici şi ariilor de răspândire neînsemnate,nu prezintă intereseconomic. ^V

Stratul 12: este prezent pe o suprafaţă restrânsă în zona sudică şi nu prezintă importanţă economică. Este format din 1-2 bancuri de cărbune.

Stratul 13: este considerat al treilea strat principal din câmpul minier Lupeni. Se situează în acoperişul grupului de strate 8-9, la distanţa de 50-70 m, şi este dezvoltat uniform în tot perimetrul. Stratul 13 are importanţă economică. Este fondat din 1-3 bancuri de cărbune cu grosimea de 2,1-3 m. în ceea ce priveşte calitatea, putem afirma că este un cărbune curat, cu procent de cenuşă scăzut. Acoperişul este fondat din marnocalcare bituminoase compacte, bogat fosilifere, iar culcuşul din argile şistoase, cu treceri gradate la gresii argiloase cu floră

incarbonizată.

Stratul 14: este situat la 30-50 m în acoperişul str. 13 şi este dezvoltat în zonele de pilier şi sudicăa perimetrului. A fost exploatat în blocurile IV şi V. Este caracterizat printr-o grosime foarte

neuniformă, de la 0,30 la 3,40 m şi calitate slabă. Acoperişul str. 14 este format din argile marnoase cenuşii foioase, fosilifere (cu cardiacee), iar culcuşul din gresii argiloase, fosilifere cu floră incarbonizată.

Stratul 15: este bine dezvoltat, cu excepţia unei zone centrale, unde este erodat. Grosimea variază de la 0,60 la 2,87 m (forajul 5378). Str. 15 se situează la 50-100 m distanţă de str. 18. Acoperişul este format dintr-o alternanţă de argile cenuşii şi gresii argiloase fine, la care se asociază bancuri subţiri de marno-calcare şi intercalaţii de gresii. Argilele şi marnele sunt fosilifere. Culcuşul este alcătuit din argile fin grezoase, cenuşii, compacte cu trecere gradată la gresii argiloase.

Stratul 16: este slab reprezentat, având grosimi reduse, dezvoltare insulară şi treceri laterale in

cărbune argilos şi argile cărbunoase.

Stratul 17: este alcătuit dintr-un singur banc de cărbune compact, a cărui grosime variază intre

0,40-0,80 m. Acoperişul este acoperit din argile cenuşii compacte cu grosime de 2-4 m, iar

culcuşul din argile grezoase şi gresii silicioase.

Stratul 18: este ultimul strat exploatabil, localizat la 15-30 m sub limita acvitanian-chattian. Stratul prezintă extindere uniformă în perimetru cu excepţia zonei centrale unde a fost erodat. în zona sudică la sud de Jiu, prezintă discontinuitate de sedimentare. Este fondat din 1-2 bancuri de cărbune cu grosimi variind între 1,40 m în lucrările miniere şi 1,93 m în sonda 5178. Acoperişul stratului este format din argile şi marne compacte, cu frecvente forme de faună fosilă, iar culcuşul din argile negricioase fiabile.

Straiele 19, 20 ş i 21 : apar cu totul sporadic, necorelabile, cu grosimi foarte mici şi nu prezintă

importanţă economică în perimetrul Lupeni.

Considera ţ ii generale privind stratul 3, blocurile ş i panourile aflate î n exploatare

Stratul 3, cu o grosime de 20 -24 m este un strat complex, format din bancuri de cărbune cu o grosime totală medie de 14,6 m, separate prin intercalaţii de argile şi gresii cu o grosime medie de 5,4 m. înspre culcuşul stratului, intercalaţiile sunt reprezentate prin argile brun - negricioase cu substanţe bituminoase şi cărbunoase cu numeroase oglinzi de fricţiune. în mijlocul stratului, intercalaţiile sunt formate din gresii cenuşii, micacee care de regulă constituie culcuşul fals al stratului. Spre acoperiş, intercalaţiile devin din nou argiloase cu numeroase concreţiuni calcaroase şi sideritice. Cărbunele stratului 3, este în general compact, cu stratificaţie clară, fiind constituit dintr-o alternanţă de benzi strălucitoare, benzi semistrălucitoare şi mate. Benzile strălucitoare sunt formate din vitrit cu aspect de smoală întărită şi cu crăpături de regulă orientate perpendicular pe stratificaţie, de obicei goale sau umplute cu depuneri secundare de calcit sau pirită. Benzile semistrălucitoare sunt constituite din clarit, în care crăpăturile perpendiculare pe stratificaţie nu se mai observă. Uneori benzile de clarit se îmbogăţesc în amestecuri minerale sau în corpuri bituminoase şi devin mate asemănătoare duritului. Caracteristic pentru stratul 3 este aşa numita structură ocelară. Acestea sunt nişte suprafeţe strălucitoare de formă circulară sau eliptică cu diametru de la câţiva milimetrii la 2-3 cm. în anul 2011 la E.M. Lupeni exploatarea stratului 3 se va desfăşura în blocurile II, IV şi V.

Blocul II este situat în partea Vestică, fiind delimitat de două falii: cea estică cu o amplitudine de 50 +125 m cu cădere spre Est şi cea Vestică cu o amplitudine de 25 + 50 m cu aceeaşi cădere spre Est. în partea nordică a blocului, stratele au direcţia NNV-SSE, schimbându-şi orientarea spre N-S. înclinarea stratelor din flancul Nordic este de 40°, în zona central estică de 15-20°, iar în sudul blocului de 25-30°. Grosimea stratului este mai mare în flancul nordic al blocului (cea 35 m pe normală), iar în sud grosimea este de 5 - 10m. Acoperişul direct al stratului 3, este fondat din argilă grezoasă de cea.2 m, urmat de o alternanţă de roci grezoase-argiloase, iar culcuşul este format dintr-o alternanţă de roci grezoase uneori nisipoase. Ca orientare, abatajul frontal din PI str.3 bl. II, oriz. 400 este situat în flancul nordic al blocului, situaţie în care stratul 3 are înclinarea de 38-40° şi o grosime pe normală de cea 35 m. Lungimea panoului pe direcţia stratului va fi de 340 m, iar lungimea abatajului de 50 - 60 m. Cărbunele extras din acest bloc va fi din abatajul frontal PI, subetajul O/ll respectiv subetajul I. Metoda de exploatare folosită va fi aceea a exploatării stratelor groase de cărbune cu înclinare medie.

Blocul IV este situat în partea estică a perimetrului fiind delimitat prin falii de bloc de blocul III la vest şi blocul V la est. în anul 2011 în acest bloc se vor exploata panourile 1C, 8B, 8C. în panoul 1C felia IV exploatarea se desfăşoară sub tavan artificial, având o lungime de front medie de 88 m, lungimea panoului pe direcţie este de 400 m, abatajul fiind echipat cu susţinere mecanizată de tipul TAGOR-18/37POz/P, combină de abataj KSW-460NE 01800X800, transportor Tagor 260/750 cu h = 3,5.

Panourile 8B şi 8C vor fi exploatate prin metoda subminării cărbunelui la stratele groase cu înclinare mică. înclinarea statului variază între 8°-14°.

Blocul V este situat în extremitatea estică a perimetrului, fiind delimitat la vest, printr-o falie, de blocul IV, iar la est printr-o limită convenţională, de perimetrul de dezvoltare - exploatare Paroşeni. Caracteristic blocului V este microtectonica accentuată. în toate panourile în exploatare s-au pus în evidenţă multe falii, a căror amplitudine variază între 0,5 şi 7,0 m. înclinarea în cadrul blocului este de 8°-10°. Exploatarea cărbunelui din acest bloc se va face prin două abataje frontale, panourile 5W şi 8, cu banc de cărbune subminat, conform metodei exploatării cărbunelui pentru stratele groase cu înclinare mică.

Regimul de gaze ş i autoinflamabilitatea c ă rbunelui

Mina Lupeni se încadrează în categoria ll-a în funcţie de degajările de metan şi în categoria l-a din punct de vedere al degajărilor de bioxid de carbon, ceea ce^implică măsuri de degazare şi asigurarea unui aeraj corespunzător.

Debitul absolut de metan este de 0,093 m3/min iar debitul relativ este de 3,193 m3/t/lună.

Din punct de vedere al predispoziţiei la autoaprindere, cărbunele din stratul 3, se clasifică în cărbune cu tendinţă la autoaprindere, conform legislaţiei în vigoare.

Datorită tendinţei de autoaprindere a cărbunelui se impune extragerea rezervei de cărbune cu pierderi cât mai reduse.