Артемовское угольное месторождение

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Артемовское угольное месторождение

28.02.2020

Общие сведения. Артемовское месторождение расположено к северу от г. Владивостока, вдоль железной дороги, идущей от ст. Угловая до бухты Находка. Месторождение прослеживается с юго-запада на северо-восток (от берега Амурского залива до поселка Кролевец) на расстоянии 23 км при ширине 14 км; на востоке оно граничит по крупному сбросу с Тавричанским месторождением. В пределах месторождения расположен г. Артем, станции Угловая и Угольная, поселки Кневичи и Кролевец.

Главными водными артериями месторождения являются реки Большая и Малая Батальянза, Озерные ключи. В восточной части месторождения находится оз. Эль-Пауза.

На Артемовском месторождении выделено 14 угленосных участков разной степени изученности (с запада на восток): Южный; полуостров Де-Фриз; Надеждинский; Западный; 14—15: 17 ЦГИУ (ст. Угловая); поля шахт 8, 9/11, 7—7-бис, 3ц, 6—6-бис; Кневичанский (Орловский); Озерный 1, 2; Заозерный 1, 2, 3 (см. рис. 115).

Стратиграфия. Палеогеновые отложения представлены угловской и надеждинской свитами. Угловская свита мощностью 500 м с резким угловым несогласием залегает на размытой поверхности меловых и триасовых отложений. Она сложена песчано-глинистыми породами и содержит восемь групп сближенных пластов угля. Надеждинская свита (верхний олигоцен) сложена аргиллитами и алевролитами, содержащими кусочки угля и гальки пород угловской свиты. Мощность ее 400 м.

Неогеновые отложения, представленные усть-давыдовской (до 600 м), усть-суйфунской (до 100 м) и суйфунской (до 100 м) свитами, распространены только в северо-западной части месторождения.

Тектоника. Месторождение приурочено к южному крылу пологой синклинальной складки северо-восточного простирания. Северное крыло складки срезано крупным нарушением с амплитудой вертикального смещения более 1500 м, по которому палеогеновые и неогеновые отложения в северной части бассейна контактируют с более древними породами. Ось синклинали погружена на юго-запад. Замок складки располагается в районе д. Суражевка и с. Кролевец; наибольшая глубина залегания угловской свиты приурочена к северной окраине бассейна, где она составляет более 1500 м (см. рис. 115).

Углы падения пород на южном крыле складки у поверхности составляют 25—30° и с глубиной резко уменьшаются.

На месторождении наблюдаются многочисленные, различно ориентированные разрывные нарушения, разбивающие угленосную толщу на ступенчатые и клинообразные плотно прилегающие блоки (рис. 118). Различаются крутопадающие под углом 50—80° сбросы и пологопадающие надвиги. Простирание надвигов обычно совпадает с простиранием пород, но нередко встречаются поперечные сбросы. Амплитуды сбросов от 1 до 10—15 м, как исключение 30—40 м. Часто сбросы расположены группами и образуют целые тектонические зоны протяженностью 1500—2000 м и более.


При относительно небольшой амплитуде сбросов, сближенном залегании пластов угля и отсутствии маркирующих горизонтов сбросы, как правило, буровыми скважинами не улавливаются, поэтому структура разведываемых участков представляется простой. Последовательное изменение представления о тектонической структуре можно проследить на рис. 119. При эксплуатации большие затруднения создают мелкие ступенчатые сбросы (рис. 120), серией которых пласт часто смещается на значительную глубину (рис. 121). В одних случаях наблюдаются полное срезание пластов угля сбросами, в других — смятие их у сбрасывателя (рис. 122, 123), в третьих — растяжение пласта по сбрасывателю (см. рис, 121). He менее отрицательное влияние на эксплуатацию оказывают интенсивно развитые послойные тектонические перемещения в угольных пластах. Они сопровождаются многочисленными зеркалами скольжения пород кровли, почвы и прослоев угольных пластов, что создает неустойчивость кровли и ее обрушение. Прослои угля часто разбиты на отдельные плитки с ясно выраженными следами скольжения.
Артемовское угольное месторождение

По данным А. И. Целигорова, в действующих шахтах на отработанной части Артемовского месторождения зафиксировано 2148 сбросов по следующим угольным пластам: I—99, II—169—334, IV—513 И VI—VIII—1033. Таким образом, отчетливо устанавливается увеличение нарушенности по разрезу (от верхних пластов к нижним). Основная система трещин кливажа имеет меридиональное простирание и падение под углом 65—88°. Другая система трещин, перпендикулярная к первой, выражена менее отчетливо.

Угленосность. В угловской свите выделено восемь групп угольных пластов, как и на Тавричанском месторождении. В каждой группе содержится один, реже два пласта угля, которые представляют промышленный интерес. Индексация таких пластов соответствует присвоенному названию данной группы, т. е. пласты нумеруются цифрами (сверху вниз): I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII и IX. В случае двух и более пластов к номеру пласта добавляется индекс арабскими цифрами. Пласты VIII и IX распространены в западной части месторождения (шахтные поля 7—7-бис и 8).

Все пласты угля характеризуются сложным и непостоянным строением и невыдержанной мощностью. Нередко угольные прослои на отдельных участках площади замещаются углистыми породами.

В западной части месторождения имеют рабочую мощность, главным образом, нижние пласты, тогда как в восточной части промышленный интерес представляют, главным образом, верхние пласты при ограниченной возможности использования нижних. На рис. 124 показан характер изменения строения пласта IV в восточном направлении.

Характеристика рабочих пластов угля Артемовского месторождения приведена в табл. 179. Строение их показано на рис. 125а и 1256. Кровлей и почвой пластов угля являются углистые аргиллиты, аргиллиты и алевролиты.


Максимальная промышленная угленосность на месторождении приурочена к полям действующих шахт. Уменьшение общей и особенно промышленной угленосности происходит к северной окраине бассейна. Однако, судя по глубоким структурным скважинам, пласты угля на глубинах 1000—1500 м еще сохраняют рабочую мощность.

Изменение мощности нижних угольных пластов иногда связано с характером допалеогенового рельефа, что проявляется в полном отсутствии пласта в возвышенных частях мезозойского рельефа (рис. 126, 127) или в резком уменьшении его мощности (см. рис. 127).



На всех шахтных полях месторождения широко развиты сингенетичные размывы пластов в торфяную стадию, что и затрудняет ведение эксплуатационных работ. На рис. 128—130 приведены разнообразные типы размыва пластов угля. Широко распространены также явления расщепления и слияния пластов угля, происходящие на коротких расстояниях (рис. 131, 132). Отработка расщепленных частей пластов угля, как правило, осложняется (рис. 133).

Характеристика качества углей. Угли по вещественно-петрографическому составу относятся к клареновому типу. Как и тавричанские, в зависимости от количественного содержания в них минеральных примесей (золы) угли разделяются на четыре разновидности: блестящую, полублестящую, полуматовую и матовую. В табл. 180 приведена химико-петрографическая характеристика углей Артемовского месторождения.

Из табл. 180 видно, что повышенное содержание структурного витрена в углях вызывает, как правило, уменьшение выхода летучих, а смола повышает выход летучих.


Средние показатели качества углей Артемовского месторождения приведены в табл. 171. По содержанию влаги на рабочее топливо (26%) угли месторождения относятся к бурым группы Б3.

Средняя товарная зольность угля в 1957 г. составила 17,1%, а в 1962 г. она достигла 20,5%. Химический состав золы углей Артемовского месторождения следующий (%): SiO2 24,3—62,7; TiO2 0,3—0,8; Al2Q3 14,1—26,9; Fe2O3 3,6—21,4; MnO 0,03—0,07; MgO 1,3—6,6; CaO 1,06—28,45; К2О 0,2—1,9; Na2O 1,07—13,34; потери при прокаливании 0,97—5,15; сумма 99,7—100,0.

По данным Е.И. Лоскутовой, температура плавления золы равна 1150—1240°С.

Температура размягчения золы в полувосстановительной газовой среде артемовских углей, по Т.А. Зикееву, составляет 1240°С.

Содержание серы в углях не превышает 1,0%; преобладает органическая сера (%): Sобс 0,20—0,49; Sссульф 0,003—0,007; Sспирит 0,04—0,07; Soргс 0,16—0,36.

По данным Е.В. Войтовой, содержание гуминовых кислот в артемовских углях колеблется от 37,9 до 44,2% и азота на горючую массу от 1,6 до 1,9%.


По Е.В. Войтовой, теплотворная способность сухого полукокса, полученного во вращающейся реторте Фишера, равна 5700—6000 ккал/кг, что составляет в пересчете на горючую массу около 8000 ккал/кг. Содержание углерода на горючую массу в полукоксе равно 80,1—82,3%.

Результаты исследований полукоксования артемовских углей в алюминиевой реторте Фишера, приведенные в табл. 181, показывают, что. полукоксование этих углей не представляет промышленного интереса.

Р.С. Палта произвел исследование углей в генераторе системы Пинг и получил водяной газ с высшей теплотой сгорания— 2807 ккал/кг. Газ имел следующий состав (%): CO2 14,5; H2S 0,2; CmHn 0.4; O2 20; CO 23,9; N2 47,5; CH4 5,8 и H2 7,4.


Результаты деструктивной гидрогенизации углей пластов II и IV Артемовского месторождения (табл. 182) показали, что угли легко сжижаются, дают высокий выход жидких продуктов (94,6—98,2%) и могут быть использованы для получения высококачественных сортов горючего.

При хранении на воздухе артемовские угль легко самовозгораются. На поверхности в штабеле (высотою 3 м и более) самовозгорание начинается через 2—3 недели. В шахтах самовозгорание начинается через 3—4 месяца я более. По данным Б.П. Пентелова и Р.Н. Нянковекой, относительная температура самовозгорания свежих углей 169°С, а окисленных 190° С.

При хранении на воздухе и транспортировке на далекие расстояния угли легко рассыпаются в мелочь. Брикетированием штыба (пыли и мелочи 0—6 мм) можно получить брикеты, удобные для транспортировки, хранения и эффективного использования.


Г.Д. Петровским при нагреве до 300—350°С и давлении 200—600 кг/см2 из артемовских углей были получены без связующих веществ брикеты, обладающие высокой механической прочностью на сжатие (от 135 до 213 кг/см2) и высокой влагостойкостью, о чем можно судить по остаточной прочности на сжатие (раздавливание), которая составляет 111,0—185,5 кг/см2 после трехчасового нахождения брикетов в воде.

Кроме того, брикеты, подвергнутые дальнейшему нагреванию в обычных коксовых печах, дают хороший кокс с прочностью на раздавливание от 150 до 200 кг/см2.

Гидрогеологические условия. На месторождении выделены грунтовые воды четвертичных отложений и подземные воды палеогена.

Четвертичные воды приурочены к песчано-галечниковым образованиям, коэффициент фильтрации их от 0,19 до 46,8 м3/ сутки. Удельный дебит колеблется от 0,005 до 0,289 л/сек. Воды пресные, гидрокарбонатно-натриевые с сухим остатком 86—464 мг/л.

Подземные воды палеогеновых отложений приурочены к породам с незначительным коэффициентом фильтрации пород: от 0,004 до 0,389 м3/сутки. Удельный дебит вод колеблется от 0,003 до 0,26 л/сек. Приток воды в действующие шахты достигает 200 м3/чаc. Воды в основном гидрокарбонатно-натриево-кальциевые, реже хлоридно-натриевые, соленые, с сухим остатком от 110 до 1227 мг/л.

Горнотехнические условия. Месторождение эксплуатируется пятью шахтами союзного значения: 8,7—7-бис, 9,/11, 3ц и 6-бис. Запасы угля шахтных полей 3ц, 6—6-бис и 7—7-бис в их первоначальных границах на значительной площади отработаны, а относительно новые поля шахт 8 (1956 г.) и 9/11 (1962 г.) в проектных границах оказались недостаточными, и для продления срока их службы прорезаны запасы угля резервных участков вниз по падению пластов.

В связи с переходом эксплуатационных работ на более глубокие горизонты резко увеличилась зольность углей и сократилась угленосность.

В настоящее время на Артемовском месторождении основной системой разработки угля является камерно-столбовая. Породы кровли и почвы угольных пластов слабо устойчивы. Особенно сложно поддержание выработок, пройденных в глинисто-углистых породах вследствие их пластичности (рис. 134). Скорость поступления пород в выработки достигает 0,15—0,20 м3/сутки, что в течение 10—12 дней приводит к полному ее заполнению.

При переходе к разработке нижних горизонтов и увеличению горного давления, а следовательно, и пучения потребовалось применение металлического крепления, обеспечивающего безопасность работ. Ежегодное перекрепление металлических колец по всем шахтам составляет в среднем 2,5% от общей длины закрепленных металлом выработок. Замена крепления в выработках, закрепленных деревом, производится не реже, чем через 4—8 месяцев.

Большие трудности при эксплуатации создает тектоническая нарушенность месторождения. Потери угля составляют около 35% от погашенных запасов.

Запасы углей. По общесоюзному подсчету 1956 г. геологические запасы углей Артемовского месторождения оценены в 906 млн. т, в том числе действительных 552 млн. т (балансовых 397 млн. т и забалансовых 155 млн. т), вероятных 252 млн. т и возможных 101 млн. т. Балансовые запасы подсчитаны по кондициям, по которым минимальная мощность пластов принята 1 м, зольность углей до 40%. По глубинам геологические запасы углей распределяются следующим образом: до 300 м — 466 млн. т, 300—600 м — 315 млн. т, 600—1200 м — 125 млн. т.

На 1/I 1967 г. учтены балансовые запасы углей (с мощностью пластов 1,3 м и выше и с зольностью углей до 35%) в количестве 250,0 млн. г. Учтенные запасы углей Артемовского месторождения приведены в табл. 183.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: