Кармагайское месторождение

Кармагайское месторождение занимает площадь 600 км2 в южной половине Заангарского угленосного района, между р. Ангарой на западе, Кудой — на юге и юго-востоке и Кармагайкой — на севере. От г. Иркутска и ж.-д. магистрали месторождение удалено на 20—40 км. Площадь месторождения разбурена неравномерной сетью скважин, более густой (до 1х1 км) в северо-западной части (район дер. Тихонова Падь) и редкой (8x4 км) в юго-восточной.

Площадь Кармагайского месторождения находится в зоне перехода от северо-западного крыла Кудинской мульды к северному склону Прииркутской впадины.

Юрские отложения залегают на размытой поверхности верхнекембрийских и нижнекембрийских пород и имеют максимальную мощность (470 м) в южной части месторождения, на севере же их мощность не превышает 250—300 м. Они представлены отложениями русловых и прирусловых фаций, фаций речных потоков и конусов выноса, пойменными фациями, фациями торфяных болот и застойных водоемов. Юрские отложения делятся на заларинскую, черемховскую и присаянскую свиты.

Заларинская свита сложена конгломератами, состоящими на 50—80% из галек изверженных пород, скрепленных песчано-глинистым, иногда кремнистым цементом. В верхних горизонтах свиты появляются слои и линзы гравелита, крупно- и среднезернистого песчаника и изредка алевролиты. Отложения заларинской свиты распространены повсеместно; их мощность варьирует от 10—25 м в северной части месторождения до 50 м в южной.

Вышележащая черемховская свита слагается песчаниками (46—52%), алевролитами (15—28%), аргиллитами (19—16%), углистыми алевролитами и аргиллитами (1,5—3%) и углями (3—16%). В ее строении довольно четко выделяется пять ритмов осадконакопления, начинающихся грубозернистыми песчаниками и заканчивающихся углями и аргиллитами. Иногда начало ритма связано с глубоким эрозионным срезом, вследствие чего угольные пласты частично или полностью смыты. Этим в основном и объясняются резкие изменения мощности пластов угля. Мощность черемховской свиты 60—115 м, при среднем значении 80 м.

Присаянская свита сложена крупнозернистыми и среднезернистыми песчаниками с редкими линзами алевролитов и углей. Последние, как правило, наблюдаются лишь в верхней части разреза свиты, образуя так называемый верхний угленосный горизонт. Мощность присаянской свиты в южной части месторождения достигает 300 м, в северной части она частично или полностью смыта.

Четвертичные отложения представлены элювиально-делювиальными суглинками и супесями мощностью 1—3 м, аллювием пойменных и надпойменных террас.

Угленосные отложения залегают моноклинально с падением от 1—3 до 5° в Прииркутской впадине. Разрывные нарушения небольшой амплитуды фиксируются по керну.

Промышленная угленосность Кармагайского месторождения приурочена к черемховской свите: из 49 пластов и прослойков угля до 32 сосредоточены в этой свите. Расстояния между пластами изменяются от 1 до 10 м. Мощность отдельных пластов варьирует от 0,05 до 5,05 м. В разрезе свиты насчитывается от 1 до 16 пластов угля мощностью более 0,6 м, а свыше 1 м — 5. Их суммарная мощность 0,6—11,25 м, а по пластам мощностью более 1 м до 8 м. Максимальное количество наиболее мощных пластов угля приурочено к центральной части месторождений (район дер. Тихонова Падь), в восточном и южном направлениях количество их уменьшается.

Рабочие пласты угля, как правило, имеют сложное строение: состоят из 2—10 пачек угля и отличаются неправильной конфигурацией рабочих контуров (рис. 96). Глубины залегания верхнего угольного пласта изменяются от 15 м на севере до 357,8 м на юге, а нижнего пласта от 70,4 до 445,8 м.

Все угольные пласты месторождения относятся к тонким, лишь на отдельных небольших участках они достигают средней и значительной мощности (рис. 97).

Кармагайские угли гумусовые. Среди них в виде тонких прослойков и линз присутствуют сапропелево-гумусовые. Угли сложены ксиловитреновой основной массой, витренизированным материалом и кутинизированными элементами. Фюзенизированные ткани обнаруживаются в виде единичных микроскопических обрывков. По петрографическому составу угли являются кларенами и кларено-дюренами. Высокогелифицированные ксиловитрены типа новометелкинских не обнаружены. По внешнему облику преобладают полублестящие и тусклогполублестящие угли. Минеральные включения в зольных углях представлены глинистым материалом, дисперсно распределенным в основной массе.

Все угли месторождения газовые, от слабо до хорошо спекающихся, малосернистые, среднезольные и зольные (табл. 140). Угли присаянской свиты спекаются слабо (группа Г6). Угли черемховской свиты в вертикальном разрезе довольно однообразны; на площади месторождения можно выделить три различные по качественным показателям зоны: юго-западную, центральную и северо-восточную, соответственно с преобладанием углей технологических групп Г17, Г13 и Г6. Такая зональность наблюдается в плане каждого пласта. Максимальная угленасыщенность приурочена к центральной зоне, поэтому на месторождении преобладают угли технологической группы Г13 (62% балансовых запасов).

Рядовые кармагайские угли характеризуются повышенной зольностью — в среднем 19—20%. При обогащении по удельному весу 1,4 они дают выходы концентратов от 45 до 99%, т. е. обогатимость их колеблется от легкой до чрезвычайно трудной. В основном же угли средне-обогатимые, но всегда дают концентраты с повышенной зольностью (в среднем 12,5%), что ограничивает возможность их использования в коксовой шихте.

Зола углей имеет следующий средний состав (в %): SiO2 67; Al2O3 21; Fe2O3 4,3; CaO 2,5; MgO 1,1; SO3 0,7.

При полукоксовании угли дают повышенный выход дегтя (в среднем 16%), характеризующегося следующим составом (в %): фенолов 19,1, органических оснований 3,7, карболовых кислот 0,29, асфальтенов 2,07, парафинов 2,4. Газ, полученный при полукоксовании, имеет следующий состав (в %): H2S + CO2 7,1—9,48; CmHn 7,2—6,9; CO 6,0—8,6%; H2 8,9—12,0; СnН2n+2+55,0—59,1; N2 1,6—7,1; n 1,4—1,8%.

Опыты, проведенные ВУХИНом по коксованию шихт с участием кармагайских углей в полузаводских условиях, показали, что долевое участие в коксовой трамбованной шихте может составить: умеренно и хорошо спекающихся углей (у > 15 м) юго-западной зоны 50—60%, умеренно спекающихся углей (у 13—14 мм) центральной зоны 40% и слабо спекающихся углей северо-восточной зоны 30%, если не принимать во внимание зольность кокса. В насыпной шихте участие кармагайских углей должно быть снижено примерно в два раза.

В гидрогеологическом отношении месторождение средней сложности. По условиям залегания пластов месторождение пригодно для разработки вертикальными шахтами. Ожидаемые притоки воды в стволы шахт на участке наибольшей мощности присаянской свиты могут составить 300—350 м3/час, а в горные выработки, проходимые по угольным пластам, 30—50 м3/час.

Вмещающие угли породы относятся к скальным, III—VI категорий крепости по классификации М.М. Протодьяконова (коэффициент крепости 2—10), В почве пластов преобладают алевролиты, иногда мелкозернистые песчаники и аргиллиты, в кровле — песчаники разной зернистости. В целом породы кровли и почвы довольно устойчивы. На площади месторождения отмечается многолетняя мерзлота островного характера, залегающая на глубине 5—12 м.

Запасы угля месторождения оценены по категории C2 и составляют в контуре изолинии мощности 0,6 м 2110,7 млн. т, в том числе в пластах мощностью более 1 м 817,2 млн т. Кроме того, в весьма тонких пластах (от 0,4 до 0,6 м) заключены запасы 902,9 млн т. Возможные запасы по слабо изученной северной части месторождения оцениваются в 2898,7 млн. т, в том числе по пластам мощностью более 0,6 м 2231,3 млн т.

Средняя плотность запасов по месторождению равна 3,5 млн. т на 1 км2, а в районе дер, Тихонова Падь — 7,8 млн. т на 1 км2.

Кармагайское месторождение является единственным в бассейне месторождением газовых умеренно спекающихся малосернистых углей и с этой точки зрения заслуживает внимания, как возможная сырьевая база присадочных углей для коксования.