Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Качество углей Южно-Донбасского угленосного района

09.04.2020

Среди углей нижнего карбона преобладают гумиты; сапропелевые угли встречаются очень редко и отмечаются местами в виде прослоев кеннеля или реже богхед-кеннеля в кровлях гумусовых пластов с14(с19), с13(c18), с122 (с172), с6 и с43; в единичных точках эти пласты нацело сложены сапропелево-гумусовыми углями. Липтобиолиты также не имеют самостоятельного значения и обнаружены лишь в виде весьма тонких прослоев (до 0,05 м) в пластах свиты С13.

Верхневизейские гумусовые угли близки к дюренам, а намюрские — к дюрено-кларенам и кларенам, по типу близким к среднекарбоновым углям (табл. 158). Полуматовые штриховатые (реже полублестящие полосчатые) верхневизейские угли макроскопически отличны от преимущественно блестящих и полублестящих полосчатых углей намюра. Дюреновые и кларено-дюреновые верхневизейские угли характеризуются также повышенной вязкостью и прочностью по сравнению с клареновыми углями вышележащих свит. Смена типов углей в разрезе происходит довольно резко.
Качество углей Южно-Донбасского угленосного района

По вещественно-петрографическому составу верхневизейские угли отличаются от намюрских (и от среднекарбоновых) примерно вдвое повышенным содержанием компонентов группы фюзинита и лейптинита при соответствующем пониженном содержании витринита и семивитринита. Особенности каждого из основных компонентов и их количественные сочетания существенно влияют на свойства углей в противоположность среднекарбоновым углям, на свойства которых практически влияние имеет только характер гелифицированного вещества, доминирующего в их составе.

По данным К.И. Иносовой, угли нижнего карбона по степени разложения гелифицированного вещества могут быть разделены на типы аналогично углям среднего карбона.

К типу а относятся следующие пласты: с12 (с17) и с51 в Волчанском подрайоне, с122(с172), с11(с15) и с42 во Владимировском подрайоне; к типу в — с113(с161), с91(с101), с8 и с6. Крайние типы в углях нижнего карбона встречаются сравнительно редко; преобладают угли переходного типа (б), тяготеющие к типу а.

Особенности петрографического состава верхневизейских углей определяют их специфические химико-технологические свойства (табл. 159). Так, различие вещественно-петрографического состава обусловило различие свойств нижне- и среднекарбоновых углей на всех ступенях метаморфизма. Особенно резко эти различия сказываются на низких стадиях метаморфизма у газовых и длиннопламенных углей, тогда как у более метаморфизованных они постепенно стираются. В этой связи, по единому мнению разных исследователей, промышленная маркировка углей Донбасса, разработанная для клареновых углей среднего карбона, малопригодна для классификации углей нижнего карбона, особенно в части выделения технологических групп.

С учетом этих положений ДонУГИ выработан вариант классификации углей нижнего карбона, рассмотренный выше в общей части монографии. В этой классификации сохранены обозначения марок углей среднего карбона для равноценных по степени метаморфизма углей. Однако изменены значения классификационных показателей, а также названия групп, что отражает специфичность технологических свойств углей нижнего карбона.

Зольность (Aс) углей свит C12 и C13, в которых заключены почти все запасы, небольшая; преобладают угли с зольностью до 7%; практически верхним пределом зольности можно считать 12%. Более высокая зольность характерна для углей свит C14 и C15 (12—25%), а в отдельных точках до 40%. Высокой зольностью (до 40%) обычно отличаются также сапропелевые прослои во всех свитах.

Содержание серы в верхневизейских углях Южного Донбасса, как правило, невысокое — ниже 2,5%. Многие пласты содержат менее 1,5—2,0% серы; только на небольших площадях, главным образом во второстепенных пластах, содержание Sобс превышает 3%. Повышенная сернистость (3—5%) присуща углям пластов свит C14 и C15; исключением являются лишь малосернистые пласты d3 и d4 (c24). Распределение запасов по группам сернистости для детально разведанных площадей приводится в табл. 160 (по данным поисковых разведок соотношения остаются аналогичными).

Невысокая сернистость, устойчиво сохраняющаяся на больших площадях, представляет важную характеристику верхневизейских углей с точки зрения их использования для коксования. Распределение отдельных видов серы в углях нижнего карбона подчинено той же закономерности, что отмечается в углях промышленного Донбасса, т. е. в малосернистых углях преобладает органическая сера, в многосернистых— колчеданная; сульфатная сера содержится в ничтожных количествах — до 0,1 %.

Фосфор (Pc) в подавляющем большинстве пластов составляет до 0,01%; угли малофосфористые. Повышенное содержание фосфора отмечается в пласте c10(с11) — от 0,005 до 0,04%, а местами до 0,07— 0,09%.

Выход летучих веществ. (Vu) для газовых и отчасти жирных углей колеблется в очень широких пределах в зависимости главным образом от петрографического состава углей. При Vu ниже 33% он становится удобным классификационным параметром, отчетливо изменяющимся с увеличением метаморфизма.

Элементарный состав. Угли Южного Донбасса содержат углерода и водорода несколько больше, чем угли среднего карбона промышленного Донбасса. Содержание углерода (рассчитанное на. условную органическую массу, т. е. на сумму C+H+N+O), незначительно подверженное влиянию петрографического состава, оказалось наиболее подходящим показателем степени метаморфизма для углей низких стадий метаморфизма (Д и Г).

Теплота сгорания горючей массы по бомбе (Qбг) для углей нижнего карбона выше, чем среднекарбоновых:по марке Г на 300 ккал/кг; по маркам Ж и К на 200 кскал/кг. Для тощих углей это различие исчезает. Низшая теплота сгорания (Qнр) для газовых углей Южного Донбасса составляет 7370—7790 ккал/кг.

Нижнекарбоновые угли характеризуются высокой текучестью пластической массы, в связи с чем нижнекарбоновые газовые угли ближе к среднекарбоновым жирным, чем к газовым. По величине пластического слоя и типу пластометрической кривой газовые угли нижнего карбона разделены по классификации ДонУГИ на три группы: Г1 — близкие к длиннопламенным (у = 0—8 мм); Г9 — собственно газовые (у = 9—13 мм) и ГЖ — близкие к жирным (у = 14—17 мм). Жирные угли также подразделены на группы: Ж18 (у = 18—24 мм) и Ж25 (у = 25 мм и более).

Изучение закономерностей изменения степени метаморфизма в Южном Донбассе показало, что наиболее четко увеличение метаморфизма со стратиграфической глубиной по данным глубоких скважин выявляется в зоне марок Ж, К и ОС, где оно находит отражение в уменьшении выхода летучих веществ. Так, например, в скв. 2560 пласт d4 по степени метаморфизма находится на грани марок Г и Ж (Vг 34,3—36,0%; C0 87,3%; у = 16 мм), а пласты с51 и с43, залегающие в 875 и 900 м ниже пласта d4, представлены уже углями марки ОС (Vг 14,7—16,7%; C0 91,8—92,4%). Градиент метаморфизма достигает здесь 2,1—2,3% Vг на 100 м.

В зоне распространения малометаморфизованных углей (марок Д и Г) изменение метаморфизма по стратиграфической вертикали также прослеживается, но не по изменению Vг, а по ряду других показателей. Например, на участках Южно-Донбасских 1—4 в пластах,, залегающих в интервале 450 м, при почти постоянном выходе летучих веществ последовательно от верхних пластов к нижним уменьшается содержание влаги, растет содержание углерода, увеличивается теплота сгорания и спекаемость, меняется характер пластометрической кривой от плавно спадающей до зигзагообразной, близкой к горбообразной.

Степень метаморфизма в каждом пласте угля возрастает в северо-восточном направлении, при этом угли последовательно переходят из газовых в угли марок Ж, К, ОС и даже T (табл. 161). Увеличение метаморфизации происходит параллельно с ростом мощности угленосной толщи в этом же направлении и увязывается с закономерностями регионального метаморфизма юго-западной части Донбасса.

Распространение углей отдельных марок изображено на гипсометрической карте пласта с61 (рис. 169). Аналогичная картина зональной смены марочного состава по мере погружения пластов на северо-восток наблюдается по всем пластам.

Наименее метаморфизованные угли марки Г сохранились на выходах пластов в центральной части Владимировского подрайона. По простиранию пластов, составляющему то меньший, то больший угол с линиями равного метаморфизма, происходит постепенное повышение степени метаморфизма к северо-западу и северо-востоку от с. Владимировки.

На стыке Владимировского и Кальмиусского подрайонов установлена резкая аномалия метаморфизма углей, обусловленная влиянием многочисленных даек и пластовых интрузий изверженных пород андезитового ряда. Так, в скв. 2986 и 2987 по региональным закономерностям следовало ожидать жирные угли, однако здесь угли под термальным воздействием интрузий превращены в полуантрациты. Только в небольших блоках по единичным точкам выявлены угли марок Ж и ОС, незатронутые влиянием интрузивных тел. Далее к востоку, в пределах Кальмиусского подрайона, развиты только тощие угли.

Глубина зоны выветривания в области выходов карбона под кайнозойские отложения колеблется от 10 до 30 м (по вертикали). На участках распространения мезозойских отложений мощность зоны выветривания ничтожна или вовсе отсутствует.

Малозольные и малосернистые угли Южного Донбасса представляют значительный интерес для коксохимической промышленности. Днепропетровский химико-технологический институт (ДХТИ) и УХИН произвели многочисленные ящичные коксования углей нижнего карбона. При этом нижнекарбоновые угли марки Г успешно заменяли в эталонной шихте среднекарбоновые угли марок ОС, К и Г (каждой в отдельности, полностью или в различных сочетаниях) и частично Ж (до 50%); жирные угли Соленовских участков полностью заменяли угли марок Ж промышленного Донбасса.

Опыты лабораторного полукоксования газовых углей Южного Донбасса, проведенные ДХТИ, показали высокий выход основного продукта полукоксования — смолы (12—17%), что может экономически оправдать комплексную энерго-технологическую переработку углей с улавливанием продуктов переработки первичной смолы (фенолов, пиридиновых оснований и др.).

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: