Каранцайское месторождение

Месторождение находится в 40 км от районных центров и ж.-д. станций Куйтун и Зима. Границами месторождения служат в основном контуры распространения промышленной угленосности и только в юго-западной части — условная линия, отделяющая это месторождение от Присаяпского прогиба, в пределах которого находится Кирей-Зиминский угленосный район (рис. 111).

Рабочие угольные пласты были обнаружены в 1948 г. при геологической съемке геологом Н.В. Сухановой. Поисковые и разведочные работы проводились на месторождении с 1950 по 1959 г. Иркутским геологическим управлением (А.П. Вагина, О.Д. Мурашова и Н.А. Скрипко). За этот период месторождение разведано сетью скважин 1x1 км на площади 197 км2 и сетью 500х500 км и частично 500х250 м на площади 90 км2. Остальная часть площади освещена сетью поисковых скважин, имеющей плотность 2х2 и 4х4 км, и более редкой на окраинах месторождения.

В структурном отношении месторождение приурочено к северо-восточному крылу Иркутской синеклизы. Юрские отложения залегают волнисто и имеют падение от 2 до 3°.

Угленосные отложения имеют мощность от 110 м на северо-востоке до 330 м на юго-западе (в среднем 250 м). Главную роль в разрезе месторождения играют песчаники (75—80%), им подчинены прослои алевролитов, углей, углистых пород и аргиллитов и в основании — слои конгломератов. Юрские отложения залегают на размытой поверхности песчаноглинистых отложений верхнего кембрия на северо-западе и карбонатных пород нижнего кембрия на юго-востоке.

Угленосная толща разделяется на три свиты: заларинскую, черемховскую и присаянскую. Заларинская свита сложена песчаниками и конгломератами, ее мощность 32 м. Мощность этой свиты и грубозернистость ее пород возрастают к Присаянскому прогибу.

Черемховская свита имеет обычный для бассейна песчано-глинистый состав. Ее мощность изменяется от 120 до 200 м, и в среднем равна около 158 м. Свита разделяется на три горизонта, из которых средний мощностью от 35 до 72 м содержит основные промышленные пласты угля. Нижний (25—40 м) и верхний (60—90 м) горизонты характеризуются непромышленной угленосностью.

Присаянская свита распространена в основном в западной и южной частях месторождения. Ее мощность достигает 60 м. Она представлена мелко- и среднезернистыми песчаниками с глинистым цементом, переслаивающимися с алевролитами и песчаниками с карбонатным цементом. В свите встречается до 4 маломощных линз угля.

Юрские отложения повсеместно перекрыты четвертичными, мощность которых изменяется от 2 до 40 м. Четвертичный покров представлен в основном элювиально-делювиальными песками, супесями, суглинками и реже глинами. Часто это пылеватые породы, переходящие при увлажнении в плывуны.

Угленосность черемховской свиты неравномерна. Число пластов угля в ней изменяется от 5 до 21, а их суммарная мощность от 8,3 до 24,4 м; количество рабочих пластов достигает 2—9, их мощность от 4,8 до 20,9 м. Средняя суммарная мощность рабочих пластов угля по месторождению 7 м, средний коэффициент угленосности 7,4%. Промышленное значение в основном имеют два пласта I и II (рис. 112). Наиболее угленасыщенные центральная и восточная части месторождения освещены детальной и предварительной разведками.

В пределах разведанной площади угленосность разреза черемховской свиты и сближенность пластов возрастают с запада на восток. Здесь мощность основного пласта II достигает 17,7 м. В этом же направлении уменьшается глубина залегания угольных пластов. Если на западе месторождения нижний рабочий пласт I залегает на глубине до 180 м, то в восточной и северо-восточной он выходит под наносы на глубине 15 м. На большей части площади месторождения глубина залегания почвы нижнего пласта составляет 120—130 м. Характеристика отдельных угольных пластов месторождения приведена в табл. 168.

Пласты угля имеют горизонтальное или близкое к нему залегание. Разрывных нарушений разведочными работами не выявлено. Угли месторождения по петрографическому составу и химико-технологическим свойствам неоднородны. В целом угли гумусовые с редкими тонкими прослоями смешанных углей и сапропелитов. Они представлены полублестящими и матовыми разновидностями. Главными микрокомпонентами углей являются витренизированная основная масса и кутинизированные элементы; фюзенизированные ткани практически отсутствуют.

Угли в западной части месторождения преимущественно кларены спорово-пыльцевые и кларены смешанные. Исходным материалом здесь почти исключительно послужил травянисто-листьевой материал. Для углей восточной части основным исходным материалом были древесно-стеблевые ткани низкой степени гелификации. По микротекстуре они кларен-ксиленовые. В центральной части месторождения угли переходного типа.

По химико-технологическим свойствам угли западной зоны относятся к зрелым бурым и длиннопламенным, в центральной зоне они длиннопламенные неспекающиеся, в восточной — длиннопламенные, слабо спекающиеся. Параллельно наблюдаются повышение содержания в углях серы и уменьшение их влажности. По теплоте сгорания влажного угля в пересчете на беззольную массу (ГОСТ 9276-59), все угли месторождения относятся к каменным марки Д. Средняя качественная характеристика углей приведена в табл. 169.

В вертикальном разрезе качество углей по отдельным пластам изменяется меньше. В направлении от верхних пластов к нижним в углях наблюдается понижение влажности и содержания гуминовых кислот и повышение выхода летучих и содержания серы.

В малосернистых углях сера в основном органическая; в углях с повышенным содержанием серы она на 40—50% ипритная и в незначительной мере сульфатная. Обогатимость углей весьма непостоянная и изменяется от средней до весьма трудной. Средний состав золы углей следующий: SiO2 48,5%; Al2O3 22,5%; Fe2O3 15,6%; CaO 6,6%; MgO 1,8%; SО3 3,5%. По температуре плавления (t начала деформации 1271°, t размягчения 1315° и t начала жидкоплавкого состояния 1375°) зола занимает среднее положение между легкоплавкой и тугоплавкой. Теплота сгорания Qнр в среднем равна 5380 ккал/кг.

Угли месторождения могут быть использованы как энергетическое топливо и для газификации. Для полукоксования они не рекомендуются, так как дают более низкий выход дегтя (13,7%) по сравнению с газовыми углями бассейна.

Гидрогеологические условия месторождения осложняются наличием широких заболоченных пойм р. Кимильтея и ее притоков, затопляемых паводковыми водами. Подземные воды заключены в четвертичных отложениях и в юрской толще. Наибольшей водообильностью обладают надугольный и угольный горизонты юрской толщи. Удельные дебиты скважин достигают 5—10 л/сек, а коэффициенты фильтрации 3—5 м/сутки. Четвертичные отложения и подугольный горизонт обводнены меньше. Наибольший водоприток в горные выработки следует ожидать в период вскрытия месторождения, когда он может достигнуть 420—450 м3/час. В последующее время водопритоки будут постепенно снижаться и через 5—10 лет после сдачи карьера в эксплуатацию не превысят 320—350 м3/час.

Для Каранцайского месторождения установлен предельный коэффициент вскрыши, равный 10 м3/т, при котором возможна его эксплуатация открытым способом. В этом контуре пласты угля залегают в среднем на глубине 90 м. Породы вскрыши представлены преимущественно песчаниками, реже алевролитами V—VI категорий крепости по шкале Протодья-конова. Углы откосов по рыхлым породам 35—40°, по коренным 70—80°.

Геологические запасы угля в Каранцайском месторождении оцениваются в 18404,7 млн. т, в том числе по категориям A+B+C1 4239 млн. т и по категории C2 1465,7 млн т. Балансовые запасы угля по новым кондициям составляют по категориям А+В+C1 3080 млн. т и категории C2 — 3032 млн т. Распределение запасов угля в контурах открытых и подземных работ по сернистости приводится в табл. 170.

Каранцайское месторождение — крупнейшее в Иркутском бассейне; оно имеет более благоприятные экономические условия, в том числе для открытой добычи энергетических углей. Использование сернистых углей месторождения должно осуществляться в комплексе с организацией сернокислотного производства и получения других ценных сернистых продуктов органической химии.