Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Качество углей Центрального промышленного района Подмосковного бассейна

22.04.2020

Угли Центрального угленосного района представлены гумитами, сапропелитами и липтобиолитами, причем преобладают первые, составляющие 85—90% всех углей; распространены также смешанные гумусово-сапропелевые угли. Сапропелевые угли встречаются в виде прослоев мощностью до 0,15—0,20 м (редко более) в нижней части пластов (Скуратовское, Липковское, Зубовское, Выглядовское, Люторическое, Кропотовское месторождения). Липтобиолиты отмечены в кровле пласта на Ломинцевском месторождении.

В зависимости от преобладания петрографических ингредиентов, количественного содержания минеральных примесей и степени изменения тех и других цвет бурых углей описываемых месторождений изменяется от черного (гумусовые неокисленные) до серого (гумусовые окисленные). Макроскопически среди бурых гумусовых неокисленных углей по блеску (обусловленному характером исходного материала, степенью гелификации и минерализации) выделяются матовые, полуматовые, матовые шелковистые и полублестящие разновидности, перечисленные по степени распространения в убывающем порядке. Подвергаясь окислению, указанные разновидности углей утрачивают свои первичные отличительные признаки: цвет, блеск и др. Неокисленные угли по структуре подразделяются на средне-, мелко- и тонкозернистые; при окислении (выветривании) все разновидности гумусовых углей превращаются в бесструктурную землистую массу.

Гумитам свойственна полосчатая, слоистая текстура; сапропелиты обычно массивного сложения. Текстурные и структурные признаки углей во многом определяют ряд других физических свойств — плотность, твердость, излом. На месторождениях описываемой площади распространены крепкие (вязкие), средней крепости и мягкие (рыхлые) угли. Последние приурочены преимущественно к зонам нарушений (карсты, размывы) и участкам неглубокого залегания углей, где происходит интенсивное окисление.

Распространение окисленных углей, по наблюдениям в горных выработках, определяется различными условиями. Вне зон нарушений в угольных пластах и на участках с неглубоким залеганием их от поверхности (Люторическое месторождение и отдельные участки других) окисленные угли имеют спорадическое линзовидное распространение в верхней, нижней и средней частях угольных пластов (Выглядовское, Липковское, Дедилово-Узловское месторождения). Степень и интенсивность окисленности угля зависит от его петрографического состава и от литологического состава и мощности пород кровли и почвы. На участках месторождений, где вмещающими породами являются плотные глины значительной мощности или углистые сланцы, окисленные угли не обнаруживаются (Ломинцевское, Липковское, Грызловское и др.). Небольшая мощность глин кровли и почвы (0,5—1,0 м), песчанистость вмещающих пород и особенно наличие мощных песков в кровле и почве угольных пластов обусловливает значительно большее распространение окисленных углей, что объясняется легким доступом к ним воды (Гранковское, Зубовское и др.). Окисление углей зависит от условий залегания, строения пластов, степени и характера трещиноватости. Так, например, в зонах мульдообразных понижений верхняя и нижняя пачки угольных пластов, а нередко и весь пласт являются окисленными.

На одних месторождениях (Ломинцевское, Щекинское, Западно-Щекинское и др.) в угольных пластах отчетливо наблюдается явление кливажа преимущественно северо-западного простирания (290—345°); на других — трещиноватость в углях менее выражена (микротрещиноватость), что связано с преобладанием здесь матовых (в некоторой степени глинистых) разновидностей.

По механической прочности, тесно связанной с микроструктурой, характером распределения минеральных примесей, степенью окисления и др., угли месторождений Центрального промышленного района можно подразделить на две группы. К первой группе (крепкие) относятся сапропелиты, матовые однородные дюрены, особенно со значительным присутствием терригенных примесей (Медвенская залежь Дедилово-Узловского месторождения, Грызловское и другие месторождения). Ко второй группе (средней крепости) относятся угли, представленные полуматовыми дюренами, полосчатыми и штриховатыми кларенами, имеющими преобладающее распространение на большей части месторождений центральных районов.

Неоднородность углей, различная степень минерализации и окисления влияют на их прочность и выход классов крупности кусков товарного угля при добыче.

По качественным показателям на описываемой площади распространены группы углей гумусовых неокисленных, гумусовых окисленных, гумусо-сапропелевых и сапропелевых в различных сочетаниях. Природная сложность типов углей, состава и строения угольных пластов в массиве дополняется смешением их при добыче и промышленном использовании.

Гумусовые угли, имеющие наибольшее распространение, однообразны по вещественному составу и качественным показателям (табл. 96).
Качество углей Центрального промышленного района Подмосковного бассейна

Основными качественными показателями гумусовых товарных углей, добываемых шахтами и карьером и используемых в качестве топлива, являются зольность и теплота сгорания. Они зависят не только от слагающих пласт типов углей, отражающих генетические условия, но и связаны с интенсивностью воздействия размывов, карстовых нарушений, засоренностью угля породными прослойками, породами кровли и почвы. Воздействие вторичных природных факторов значительно снизило промышленную ценность отдельных участков Щекинского, Западно-Щекинского, Ломинцевского месторождений и др. Средняя качественная характеристика углей основного пласта приведена в табл. 97.

Теплота сгорания гумусовых углей закономерно уменьшается по мере увеличения зольности примерно в следующих соотношениях, по В.С. Огаркову. Это подтверждается результатами многочисленных анализов углей из скважин и горных выработок (табл. 98).

Характерной особенностью углей Центрального промышленного района является пестрота их качественного состава как в разрезе пласта, так и на площади. Неоднородность углей и различия их по качеству характерны не только для разных месторождений, но и для отдельных их частей, что объясняется: а) распределением фаций по площади и в разрезе пласта, обусловившим различную минерализацию угля, свойственную месторождениям долинообразных понижений — Киреевскому, Дедилово-Узловскому, Медвенской залежи; б) вторичным изменением качества угля — эрозионными (Западно-Щекинское, Южно-Тульское, Дедилово-Узловское, Кропотовское месторождения и др.) и тектоническими процессами (Ломинцевское, Щекинское месторождения и др.). Высокая зольность углей на всех месторождениях района связана преимущественно с размывами угольных залежей. В табл. 99 приведены химический состав и показатели плавкости золы углей из шахт Центрального промышленного района, по данным Всесоюзного теплотехнического института.

Угли Центрального промышленного района используются преимущественно как энергетическое топливо промышленными предприятиями (Щекинская, Новомосковская, Каширская ГРЭС), железнодорожным транспортом и для бытовых нужд (индивидуальное отопление, коммунальные котельные).

При добыче угля производится ручная породоотборка как в горных выработках, так и на поверхности, обеспечивающая снижение зольности угля на 2—3%. Другие методы обогащения не применяются из-за трудной обогатимости углей Подмосковного бассейна.

Добыча и качественные показатели углей из шахт района приведены в табл. 100. Бурые угли района по содержанию влаги (Wp) относятся по ГОСТу 7055—54 к группе Б-2 с Wp 30—40%. Значения низшей теплоты сгорания углей приведены в табл. 101.

Угли склонны к быстрому окислению и самовозгоранию в неиз-влеченных пачках и целиках в горных выработках; этому способствует большое содержание колчедана. На поверхности при правильном режиме хранения, исключающем приток воздуха, самовозгорания углей не наблюдается при высоте куч до 15 м.

Работами Государственного института прикладной химии (ГИПХ) показана возможность использования золы углей Подмосковного бассейна для получения окиси алюминия и сырья для цемента высокой марки (по разработанной щелочной схеме спекания золы, известняка и соды при температуре 2500°), а также для получения шлакоблоков. Наиболее богата окисью алюминия тонкая фракция золы.

Опыты полукоксования углей нескольких месторождений района, результаты которых приведены в табл. 102, показали, что в настоящее время использование углей бассейна для этой цели не перспективно. Гумусовые угли рассматриваемых месторождений непригодны для использования в качестве сырья для химической переработки. Сапропелевые угли не имеют широкого распространения на месторождениях района и, следовательно, не обеспечивают рентабельную их переработку.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: