Кивда-Райчихинское угольное месторождение

Общие сведения. Кивда-Райчихинское месторождение расположено примерно в 500 км на запад от г. Хабаровска, в верховьях рек Райчихи, Кивды и Дармакана (в 35 км от устья р. Бурей). Оно связано с Сибирской железнодорожной магистралью веткой протяженностью 40 км, идущей от ст. Бурея до ст. Райчихинск.

Рельеф района месторождения в обеих чертах представляет всхолмленную равнину. Возвышенные участки местности расчленены долинами рек или падями на обособленные отроги или увалы. Абсолютные отметки рельефа на месторождении 164—250 м.

Рассматриваемый угленосный район подразделяется на восемь участков, разведанных в различное время: Духовской, Северный, Дармаканский, Отроги Широкие, Моховые, Увальные, Муравки и Восточные.

По геологическим и горнотехническим условиям эксплуатации месторождение разделено на две части: Райчихинскую, юго-западную,

разрабатываемую открытым способом, и северо-восточную, которая до 1958 г. разрабатывалась подземным способом — штольнями (рис. 48). Райчихинская часть месторождения эксплуатируется четырьмя угольными разрезами комбината «Дальвостуголь»: Северо-Восточным, Юго-Западным (Духовским), Широким и Ново-Райчихинским. Общая добыча угля за 1966 г. составила 11,6 млн. т, потери при добыче — 1,0 млн т.

Геологоразведочные работы на месторождении начались с 1930 г., а эксплуатационные — с 1913 г. на Кивдинском руднике и с 1932 т. — на Райчихинском. В 1953 г. детальная разведка месторождения полностью закончена. К этому времени детально разведаны участки Северный, Моховые и Увальные отроги и др.

Стратиграфия и тектоника. Кивда-Райчихинское месторождение слагают осадочные породы верхнемелового, палеогенового, неогенового и четвертичного возраста.

Верхнемеловые отложения (цагаянская свита) мощностью до 165 м на площади месторождения на дневную поверхность не выходят.

Верхний отдел мела — палеоген (кивдинская свита) сложены рыхлыми песчано-глинистыми породами с преобладанием песчаных разностей. Верхняя часть разреза состоит главным образом из глинистых песков, глин и пластов бурого угля, средняя часть — из разнозернистых песков. В нижней части разреза пески обогащены галькой. Мощность свиты 50—70 м, залегает она почти горизонтально.

Палеогеновые и неогеновые отложения зейской серии (сазанковская и частично белогорская свиты) мощностью до 65 м залегают горизонтально на размытой поверхности кивдинской свиты. Сложены они разнообразными породами от пластичных глин до крупнозернистых песков. Преобладают породы песчаной разности.

Четвертичные отложения на площади месторождения развиты преимущественно по долинам рек и состоят из глин, суглинков, песков и галечников мощностью до 10 м.

Месторождение характеризуется отсутствием тектонических нарушений. Это обстоятельство наряду с неглубоким залеганием пластов создает весьма благоприятные условия для эксплуатации.

Угленосность. Кивдинская свита содержит два горизонтально залегающих пласта бурого угля: Верхний и Нижний. Рабочую мощность на всей площади месторождения имеет только пласт Верхний. Средняя мощность его 5—6 м, максимальная 7,5 м (рис. 49). На периферических участках (Северном, отрогах кл. Муравки, Прогресс и Токино) мощность уменьшается до 3—2 м, а затем пласт выклинивается. Наибольшая глубина залегания пласта Верхнего 40—65 м известна в центральной части месторождения, а на окраинах она снижается до 1—2 м. В большинстве случаев пласт Верхний имеет простое строение, но иногда в нем наблюдаются 1—4 маломощных (2—10 см) прослоя глин, разделяющих угольные пачки мощностью 0,6—3,5 м. Почвой и кровлей пласта служит аргиллит (глина) мощностью 9—10 м. Местами в кровле и почве пласта содержится пачка угля мощностью 0,3—0,8 м, отделенная породным прослоем мощностью 0,2—0,8 м.

Ниже пласта Верхнего в 4—9 м залегает пласт Нижний. По мощности он не выдержан и имеет ограниченное распространение. На отдельных участках мощность его достигает 1,0—1,2 м. В настоящее время пласт Нижний промышленную ценность не представляет.

Характеристика качества углей. Угли месторождения относятся к гумусовым, бурым, группы Б2. По микроструктуре они подразделяются В.В. Крапивенцевой на следующие шесть типов.

1. Витреновый уголь (витринит). По внешнему виду это лигнитовый, однородный, вязкий, крепкий уголь, представляющий собой слабоуглефицированную древесину темно-бурого цвета. Под микроскопом отчетливо видна клетчатая структура гелифицированной древесной ткани, иногда оконтуренной коровой тканью.

2. Клареновый крупностеблевой уголь (ксилотелогелит). Это лигнитовый полосчатый уголь темно-бурого цвета. Микроскопически в сложении угля преобладают гелифицированные фрагменты стеблевых тканей (90%), узкие промежутки между которыми заполнены ксило-витреновой красновато-оранжевой основной массой. Фюзенизированные и липоидные микрокомпоненты находятся в равном соотношении и не превышают 10%.

Витреновые и клареновые крупностеблевые угли (телогелиты) характеризуются малозольностью (Aс 3—5%), малосернистостью (серы менее 1%) и довольно высокой теплотой сгорания горючей массы (6500—6799 ккал/кг). Они имеют наибольшее распространение в западной части Райчихинского месторождения, где составляют 30—35% от общей мощности пласта. В восточной части содержание телогелитов снижается до 15,6%.

3. Клареновый смешанный уголь (фюзено-липоидно-микстогелит). Макроскопически уголь буровато-черного цвета, полуматовый, линзовидно-полосчатой структуры, обусловленной наличием полос и линзовидных включений тусклоблестящего витрена, очень редко фюзена, в полуматовой основе угля. Микроскопически уголь состоит из красновато-оранжевой аттритовой ксиловитреновой основной массы, цементирующей отдельные гелифицированные фрагменты стеблевых, реже листовых тканей. В целом гелифицированные микрокомпоненты составляют 80—90% от общей суммы компонентов в пересчете на органическую массу. Липоидные (остатки суберинизированных коровых тканей, экзины, микроспор и пыльцы, зерна смолы) и фюзенизированные микрокомпоненты находятся в равном соотношении, а общая сумма их составляет от 10 до 20%. Минеральные включения в угле представлены глинистым материалом, реже зернами сидерита.

Данный тип встречается в виде слоев в различных частях пласта Верхнего и составляет в сумме 4—40%.

4. Дюрен-кларен-фюзеновый уголь (фюзено-микстогелитит). По внешнему виду уголь буровато-черного цвета, полуматовый, штриховато-полосчатой структуры, обусловленной содержанием полосовидных и тонколинзовидных включений тускло-блестящего витрена. Фюзен макроскопически обнаруживается чаще, чем в кларене смешанном, в виде тонких линзочек и примазок на плоскостях наслоения. В шлифе под микроскопом уголь состоит из фрагментов ксиленита, реже витренита красновато-оранжевого цвета и в меньшей мере из остатков фюзени-зированных тканей светло-коричневого и черного цвета. Промежутки между указанными фрагментами выполняются ксиловитреновой основной массой с примесью частиц фюзено- и семифюзено-аттрита. Липоидные компоненты те же, что и в клареновом смешанном угле, но присутствуют в несколько меньшем количестве (3—8%), а фюзенизированные, наоборот, преобладают над липоидными (20—40%). Минеральные включения состоят из глинистого материала, тонкорассеянного в основной массе или образующего скопления неправильной формы.

Описываемый тип угля в пласте Верхнем встречается преимущественно в нижней пачке в виде слоев мощностью 0,2—0,4 м. Содержание его колеблется от 4 до 12%.

5. Кларен-дюрен-фюзеновый уголь (микстофюзенитит) по внешнему виду — это матовый уголь с линзовидно-штриховатой структурой, обусловленной содержанием в матовой основе угля линзовидных включений тусклоблестящего витрена и фюзена. Последние располагаются на плоскостях наслоения без всякой ориентировки. Микроскопически уголь этого типа существенно отличается от вышеописанных. Для него характерно примерно равное соотношение фюзенизированных (40—75%) и гелифицированных (20—60%) микрокомпонентов, с отдельными колебаниями в ту или другую сторону. При этом среди фюзенизированных микрокомпонентов преобладают слабофюзенизированные. Липоидных компонентов содержится от 2 до 10%.

6. Дюрен-фюзен (микстофюзенит) — макроскопически матовый, редко штриховатый уголь серовато-черного цвета, зольный, хрупкий, сильно пачкает руки вследствие большого содержания фюзена. Кроме фюзена, в угле различимы редкие линзовидные включения витрена и глинистого материала. При выветривании уголь становится рыхлым, превращается в сажу. Основное место в шлифе принадлежит мелким частицам фюзенизированных тканей — семифюзено- и фюзено-аттриту. В аттритовой основной массе беспорядочно расположены фрагменты фюзенизированных и слабофюзенизированных древесинных и коровых тканей. Изредка между ними располагаются тонкие линзовидные фрагменты гелифицированных тканей (ксиленит и витринит), оконтуренные суберинизированной коровой тканью (суберинит), обрывки которой встречаются в угле в виде самостоятельных включений. На долю фюзенизированных микрокомпонентов приходится 75—90%, гелифицированных — менее 20% и липоидных — 3—10%. Минеральные включения представлены глинистым материалом, кальцитом, гидроокислами железа.

Угли 5 и 6 типов подкласса микстофюзенитов слагают на 43—55% пласт Верхний. Мощные слои их (0,3—0,6 м) приурочены в основном к верхней и средней частям пласта.

Качественные показатели и результаты полукоксования петрографических типов углей Кивда-Райчихинского месторождения (пласт Верхний) приведены в табл. 73.

В зависимости от интенсивности выветривания выделяются следующие разновидности: плотный уголь, рыхлый уголь, сажистый уголь и сажа. Пласт Верхний в основном состоит из плотного угля. Рыхлый уголь имеет небольшое распространение, а сажистый и сажа встречаются в неширокой полосе вдоль выхода пласта на поверхность. Рыхлый уголь характеризуется повышенной зольностью по сравнению с плотным. Постепенное увеличение зольности углей пласта Верхнего происходит с юга на север.

Характеристика качества углей по эксплуатационным углеразрезам и участкам Кивда-Райчихинского месторождения приведена в табл. 74.

Химический состав золы углей следующий: SiО2 24,1—35,4%; Al2O3 20,4—30,5%; Fe2O3 16,9—25,9%; CaO 10,7—16,5%; MgO 1,2—3,4%; SO3 4,2-13,3%.

Температура размягчения золы (t2) колеблется от 1190 до 1320° С, средняя 1240°; температура начала жидко-плавного состояния (t3) 1240—1340°, средняя 1290°.

Уголь содержит много гуминовых кислот (34,3%) и мало битумов (3,3—4,0%), экстрагируемых спиртобензолом. Полукоксованием в лабораторных условиях получено на горючую массу угля 3,4—6,8% первичного дегтя, содержащего много фенолов (21—32%), В первичном газе содержится CO2 44,1%; CO 6,6%. Предварительные исследования деструктивной гидрогенизацией показали, что уголь может служить сырьем для получения жидкого моторного топлива.

При длительном хранении на воздухе уголь превращается в мелочь. Случаи самовозгорания углей очень редки.

Гидрогеологические и горнотехнические условия эксплуатации. На Кивда-Райчихинском месторождении известно четыре типа подземных вод: аллювиальных отложений, делювиальных отложений, палеогеновых и неогеновых отложений, пластовые воды верхнемеловых отложений. Воды двух первых горизонтов имеют небольшое распространение. В углесодержащей толще палеогеновых и неогеновых отложений установлено четыре водоносных горизонта, отделяющихся друг от друга глинистыми прослоями различной мощности; часто эти горизонты гидравлически связаны между собой за счет неповсеместного распространения водоупоров. По своему контуру горизонты имеют выходы вод в виде поверхностных источников с дебитом от 0,1 до 3 л/сек. Суммарный приток воды в действующие карьеры (атмосферные осадки, поверхностный сток, приток подземных вод) при обычных условиях эксплуатации на 1 пог. км фронта работ колеблется от 25 до 250 м3/час. Пластовые воды верхнемеловых отложений на эксплуатацию влияния не оказывают.

Разработка пласта Верхнего ведется открытым способом. Вскрышные работы производятся одноковшовыми и многоковшовыми экскаваторами 2—3 уступами с предварительным разрыхлением пород взрывчатыми веществами. Ширина уступов 15—70 м, высота до 15 м. Утвержденные в 1960 г. кондиции эксплуатации месторождения cледующие: наименьшая мощность пласта 2,0 м, наибольшая зольность угля 30%.

Запасы углей. По общесоюзному подсчету 1956 г. общие запасы углей Кивда-Райчихинского месторождения были оценены в 601,5 млн. т, в том числе балансовых 585 млн. т, из них действительных 547 млн. т и вероятных 38 млн т.

По состоянию на 1/I 1967 г. по месторождению в целом числится до глубины 75 м 363,0 млн. т учтенных балансовых запасов углей категорий A2+В+C1 и 22 млн. т забалансовых (табл. 75).