Перспективы дальнейшего развития Донецкого угленосного бассейна

Общие геологические запасы углей Донецкого бассейна на 1/I 1959 г. по пластам мощностью 0,3 м и выше до глубины 1800 м составляют 231 млрд т. До 1960 г. кондиционным пределом мощности для угольных пластов всех марок принималась мощность 0,45 м, соответственно балансовые запасы определялись в количестве 177 млрд т.

В отдельных случаях при особо благоприятных горнотехнических условиях или при очень высоком качестве углей разрабатываются весьма тонкие пласты мощностью 0,45—0,5 м. Разработка таких пластов нерентабельна и поэтому обычно не производится. В 1960 г. добыча из пластов мощностью 0,45—0,5 м по Луганскому совнархозу составила 0,4%, по Донецкому 3,5% от общей. Причем добыча сосредоточена почти исключительно на шахтах с крутым залеганием пластов. Таким образом, возник разрыв между принимавшейся в подсчетах запасов предельной мощностью, равной 0,45 м, и фактическим пределом рентабельной отработки пластов. Естественно, что балансовые запасы, определяемые при минимальной мощности 0,45 м, не характеризовали истинной обеспеченности предприятий запасами. Это привело к необходимости пересмотреть кондиции для приведения их в соответствие с экономикой добычи угля.

В августе 1960 г. Госпланом бывш. СССР утверждены следующие новые кондиции для углей Донецкого бассейна (табл. 112):

Кондиции 1960 г. в целом более соответствуют современным технико-экономическим особенностям разработки месторождений бассейна и запасы, подсчитанные по этим кондициям, правильнее отражают потенциальные возможности бассейна. Однако отдельные нормативы, установленные кондициями, пока остаются спорными. Так, окончательно не решен вопрос о снижении норматива по мощности для коксующихся углей (марок Ж, К, ОС) до 0,5 м при пологом и до 0,45 м при крутом падении, а также для тощих углей до 0,6 м и антрацитов до 0,55 м. В случае уточнения нормативов по мощности в указанных пределах запасы по соответствующим маркам в целом по бассейну увеличатся примерно на 10%.

В основу дальнейшего анализа перспектив развития угольной промышленности бассейна положен выполненный геологоразведочными предприятиями в 1961 г. оперативный подсчет запасов по новым кондициям, данные которого наиболее близки к фактически осваиваемым запасам. Запасы на неразведанных площадях оценены ориентировочно: соотношение запасов здесь в старых и новых кондициях принято равным соотношению на осваиваемых площадях.

Ниже в табл. 113 приводится состояние запасов в кондициях 1960 г. по степени освоения.

Суммарные балансовые запасы угля в бассейне даже по новым более жестким кондициям составляют 102,4 млрд т.

Учитывая современный уровень добычи (182 млн. т в год) и эксплуатационные потери в размере 20%, казалось бы, что запасами бассейн обеспечен примерно на 450 лет. Однако это не так. Для правильного определения потенциальных возможностей развития добычи в бассейне необходимо выделить запасы, разработка которых рентабельна при современном уровне техники. Прежде всего должны быть исключены запасы, залегающие на глубинах свыше 1500 м, а также в удаленных друг от друга пластах, в изолированных участках и т. д., которые нерентабельны для разработки, хотя и отвечают современным кондициям по мощности и зольности.

Например, в Красноармейском районе не могут разрабатываться крупными шахтами пласты свиты C23, сильно удаленные друг от друга и сохраняющие кондиционную мощность на небольшом протяжении. Аналогичное положение характерно для пластов свит C23, C24 и низов свиты C25 на многих участках в Луганском экономическом районе. Хотя в целом в Донецком бассейне горнотехнические условия являются благоприятными для отработки пластов, некоторая часть запасов все же не может быть рентабельно отработана вследствие неустойчивости боковых пород (ряд пластов свиты C27 в Алмазно-Марьевском районе, пласты свиты C25 на западе Донецко-Макеевского района и др.). Серьезным препятствием для отработки отдельных месторождений, является сложность дизъюнктивной тектоники (участки Рода-ковский, Криничанские, Путинский и др.).

Расчеты, произведенные по освоенным промышленностью площадям, показали, что из общего количества запасов, отвечающих современным кондициям, 30% относится к нерентабельным. По отдельным районам (Должанский, Краснодонский и др.) удельный вес таких запасов значительно выше.

Запасы, которые могут быть освоены промышленностью при современном состоянии техники и экономики добычи углей, с учетом особенностей каждого района приводятся в табл. 114.

Обеспеченность шахт, исходя из имеющихся запасов углей в недрах до глубины 1500 м и добычи, соответствующей уровню 1960 г., приводится в табл. 115.

Приведенные расчеты исходят из полного освоения всех запасов до глубин 1200 и 1500 м. Между тем проблема освоения этих глубин технически во многом еще не решена. И даже при таком оптимальном учете возможностей освоения запасов обеспеченность запасами марок Ж, К, ОС является невысокой (табл. 116):

Таким образом, шахты, освоив все площади с углями марок Ж, К, ОС до глубины 1500 м, будут обеспечены запасами только на один амортизационный срок.

По энергетическим и газовым углям для коксования добыча обеспечивается запасами до глубины 1200 м больше чем на 100 лет.

Рассмотрим более подробно соотношение спроса и возможной добычи углей, в первую очередь перспективы обеспечения углями коксохимической промышленности.

Потребность в углях на коксования определяется цифрой порядка 140—145 млн т. Планирующие организации принимают в этих расчетах долевое участие газовых углей в коксовой шихте равным примерно 28%, т. е. тот максимальный уровень, который достигнут сейчас рядом заводов. Центрогипрошахт, учитывая крайнюю напряженность с углями марок Ж, К и ОС, в своих расчетах потребления исходит из уровня потребления газовых углей в шихте, равного 40%, но этот уровень еще не освоен промышленностью и является объектом экспериментальных исследований (табл. 117).

В балансе спекающихся углей, экономически доступных для освоения, угли марок Ж, К и ОС составляют 30%, а марки Г—70%. Ресурсы углей марок Ж, К и ОС в настоящее время в известной мере лимитированы. Запасы этих углей на действующих шахтах обеспечивают современный уровень добычи на 40 лет. Производственные мощности действующих шахт используются практически полностью. Строящиеся шахты имеют мощность 14,8 млн. т в год, в том числе: по марке Ж 4,8; К 5,3; ОС 4,7 млн т.

Приведенные в табл. 114 запасы, определяемые нами как доступные для освоения, могут обеспечить добычу по марке Ж на 55 лет, по марке К на 67 лет и по марке ОС на 84 года. При данном расчете сроков обеспеченности исключены эксплуатационные потери (20%) и запасы (10%), которые, судя по фактическим данным, не используются в связи с низким качеством углей (высокое содержание серы, трудная обогатимость).

Намечаемое увеличение добычи по маркам Ж, К, ОС и соответственно увеличение шахтного фонда возможно только при условии повсеместного освоения в бассейне глубоких горизонтов — до 1500 м. Запасы до глубины 800—1000 м почти полностью находятся в технических границах действующих и строящихся шахт. Небольшие участки, оставшиеся свободными, непригодны для закладки новых шахт. Таким образом, наращивание шахтного фонда по углям марок Ж, К, ОС целиком зависит от решения сложных проблем, связанных с разработкой пластов на больших глубинах (температурный и газовый режим, горное давление и т. д.).

Некоторое увеличение запасов углей марок Ж, К, ОС могло бы быть достигнуто за счет вовлечения в разработку тонких пластов некондиционной мощности: 0,45—0,5 м на крутом падении и 0,5—0,55 м на пологом. Это потребует разработки специальных средств механизации и в ряде случаев будет безусловно оправдано, но в целом это не может существенно изменить положения с углями марок Ж, К и ОС, так как запасы их в пластах указанной мощности на действующих шахтах и разведанных площадях составляют всего около 10—11%.

Для освоения этих глубин строятся и проектируются весьма крупные шахты мощностью 1000—4000 тыс. т в год. Основной прирост мощностей может быть получен в Донецко-Макеевском районе (9 млн. г), в Алмазно-Марьевском (8,5 млн. т), в Центральном (6 млн. г) и частично в Красноармейском (5 млн. т).

Суммарный прирост мощностей до глубины 1500 м за счет разведанных резервных участков и перспективных площадей оценивается в 35—40 млн. т в год, в том числе по маркам: Ж 18 млн. т, К 12 млн. т, ОС 8 млн т.

Угли марки Г за последнее десятилетие стали одним из основных компонентов коксовой шихты. Их долевое участие в шихте в среднем поднялось с 7,5% в 1940 г. до 28% в 1960 г. и в перспективе должно увеличиться. Тенденция к росту потребления газовых углей обусловливается естественным соотношением запасов в недрах бассейна. Среди запасов, пригодных для освоения, запасы газовых углей составляют 33% от всех марок и 70% от спекающихся. В отличие от углей марок Ж, К и ОС добыча в бассейне газовых углей может быть увеличена в 3—4 раза. В 1960 г. газовых углей добыто

33,7 млн. т, из них на коксование использовано менее половины (43%).

Ресурсы газовых углей значительно превышают современный спрос. Это позволяет отбирать для первоочередного освоения лучшие участки как по качеству, так и по горнотехническим условиям. Поэтому и себестоимость газовых углей в настоящее время самая низкая по сравнению с другими углями коксовой шихты.

Наибольшие возможности для строительства новых шахт на газовых углях имеются в Западном Донбассе, где мощность их может достичь 40—50 млн. т в год, в Южном Донбассе — 10 млн. т, в Красноармейском районе 20—25 млн. т и в Луганском районе 15—20 млн. т в год.

Энергетическими углями являются в основном антрациты. Несмотря на последовательное уменьшение роли углей в топливном балансе страны, абсолютные цифры добычи их остаются значительными (табл. 118):

Запасы антрацитов до глубины 1200 ж достаточны для обеспечения на амортизационный срок шахт суммарной мощностью порядка 100—120 млн. т в год, т. е. на 30% больше современного уровня добычи.

Цифра запасов антрацитов в бассейне создает впечатление о больших перспективах их добычи. Однако конкретное рассмотрение обстановки по всем районам распространения антрацитов приводит к противоположному выводу. В основных районах антрациты разрабатываются на глубине 500—700 м, для поддержания современного уровня добычи требуется вовлечение в эксплуатацию запасов на глубинах до 1000—1200 м. Свободные поля на неглубоких горизонтах (с поверхности) имеются только на востоке бассейна, в Гуково-Зверевском районе, для шахт суммарной мощностью 10—12 млн. т в год. В Чистяково-Снежнянском, Шахтинско-Несветаевском и Боково-Хрустальском районах действующий шахтный фонд обеспечен запасами на, 10—20 лет, и поскольку возможности пополнения шахтного фонда здесь ограниченны, добыча антрацитов в этих районах будет последовательно сокращаться.

Наибольшие запасы антрацитов имеются в погруженных частях котловин Хрустальской и Должанско-Садкинской на глубинах свыше 1000 м. Однако целесообразность разработки антрацитов как энергетического топлива на таких глубинах еще не решена, особенно учитывая, что в антрацитовых районах запасы находятся в единичных, удаленных друг от друга пластах. К тому же эти запасы в настоящее время еще не разведаны и оценены в основном как прогнозные (на перспективных площадях до глубины 1500 м запасы категорий С2 + С3 составляют 67%). Около 1,6 млрд. т антрацитов находится в районах северной полосы мелкой складчатости (Ореховском, Краснодонецком). В связи со сложной тектоникой возможности интенсивной отработки этих запасов ограниченны.

Реальные возможности строительства новых крупных шахт по добыче антрацитов имеются в Зверевском районе мощностью до 12 млн. т в год, в Гуковском — 5 млн. т, в Должанском — 3 млн. т, в западной части Хрустальской котловины — 5 млн. т в год. Освоение новых площадей в целом в лучшем случае обеспечит лишь небольшой прирост мощностей, а в основном заменит выбывающие шахты.

Угли марок Т и ПА в прошлом, да и в настоящее время имеют сравнительно ограниченный сбыт, так как не являются сортовым топливом и потребляются главным образом электростанциями в качестве пылевидного топлива. Добыча этих углей в 1960 г. составила

22,8 млн. т, что в три раза меньше добычи антрацитов, хотя запасы их меньше запасов антрацитов только на 40%.

В результате весьма ограниченного в прошлом спроса на угли этих марок они мало разрабатывались и сейчас до глубины 600 м еще имеются значительные запасы — около 3 млрд. г.

В дальнейшем потребность в тощих углях и полуантрацитах возрастет в связи с широким строительством теплоэлектростанций. Для обеспечения этого крупного потребителя дешевым топливом требуется строительство мощных шахт. Между тем, несмотря на большую цифру запасов углей марок T и ПA (6515 млн. т до глубины 1200 м), крупные шахты по нашей оценке, могут быть заложены только в западной части Чистяковского района, на востоке Центрального и на западе Селезневского районов. Эти расчеты исходят из предпосылки, что освоение тощих углей на глубине свыше 1000 м нерентабельно.

Запасы тощих углей в зоне мелких складок северной части бассейна— районы Каменский, Белокалитвенский, Тацинский, Ореховский — могут осваиваться только небольшими шахтами с невысокой производительностью. Действующие шахты в современных технических границах обеспечены запасами в среднем на 30 лет, но в большинстве случаев имеется возможность значительного расширения границ и удлинения срока службы шахт.

Газовые угли. Из добываемых газовых углей для энергетических целей используются главным образом угли с повышенной сернистостью (Sоб>3,0%), пониженной спекаемостью (у<8 мм) или трудной обогатимостью, которые не находят в современных условиях применения в коксохимической промышленности.

В настоящее время для энергетических целей используется 57% добычи газовых углей. В связи с освоением Южного и Западного Донбасса долевое участие газовых углей для коксохимии в общей добыче возрастет, однако и при этом значительную часть углей этой марки по качественным показателям (Sоюс больше 3,5%, у<8 мм) рационально будет использовать для энергетических целей. В конечном счете доля газовых углей в энергетическом балансе все же возрастет.

Длиннопламенных углей в 1960 г. добыто 5,1 млн т. Действующие шахты на углях марки Д обеспечены запасами в среднем на 38 лет. Возможность закладки новых шахт в старых районах добычи длиннопламенных углей — Лисичанском и на стыке Красноармейского и Донецко-Макеевского районов (Кураховская и Трудовская группы шахт) —оценивается примерно в 12 млн. т в год. В Западном Донбассе запасы этих углей позволяют заложить шахты суммарной мощностью порядка 20 млн. т в год, но в большей части в сложных горнотехнических условиях, поэтому освоение этого района потребует специального технико-экономического обоснования.

Таким образом, исходя из запасов только до глубины 1200 м, добыча длиннопламенных углей может быть увеличена в несколько раз против современного уровня.

Угли марки ДБ за последние годы выявлены на северной и западной окраинах бассейна — Старобельско-Миллеровская площадь и Петриковский район (5,1 млрд. г). В связи с низким качеством этих углей для них нижний кондиционный предел по мощности принят равным 1,0 м. Целесообразность освоения этих углей при современной конъюнктуре сомнительна.

Рассмотрев потенциальные возможности дальнейшего развития добычи в Донецком бассейне, можно сделать следующие выводы.

1. Мощности действующего шахтного фонда и фонда, который может быть дополнительно получен, характеризуются цифрами табл. 119. Дополнительные мощности получены, исходя из перспективной раскройки шахтных полей.

Амортизационный срок принят 60—80 лет. Учтены также возможности продления срока службы действующих шахт за счет расширения их полей. Запасы углей марок Ж, К, ОС и Г приняты до глубины 1500 м, остальные — до глубины 1200 м.

2. Из геологических запасов бассейна в пластах мощностью >0,45 м, составляющих 177 млрд. т, при современном состоянии техники и экономики добычи углей может быть освоено лишь 64 млрд т.

3. Обеспечение коксохимической промышленности невозможно без полного освоения запасов углей марок Ж, К, ОС до глубины 1500 м.

4. Намечающийся дефицит углей марок Ж, К и ОС может быть несколько восполнен за счет увеличения в коксовой шихте газовых углей.

5. Добыча газовых углей для коксования может быть увеличена в несколько раз.

6. Баланс запасов энергетических углей в целом является более перспективным. Однако возможности увеличения добычи антрацитов при благоприятных горно-геологических условиях ограниченны.