Угольные бассейны и месторождения стран СНГ

Открытая добыча угля ведется в следующих странах СНГ: Казахстан, Узбекистан, Киргизия и Украина.

На территории Казахстана расположены Экибастузский, Карагандинский, Тургайский, Майкубенский угольные бассейны и другие угольные месторождения, доступные открытой разработке. В настоящее время открытая добыча угля в широких масштабах осуществляется в Экибастузском угольном бассейне. На базе углей Майкубенского бассейна вступил в строй одноименный угольный разрез. Месторождения Карагандинского угольного бассейна разрабатываются в основном подземным способом, однако ряд месторождений этого бассейна может быть разработан открытыми горными работами. В настоящее время открытые горные работы ведутся на трех разрезах этого бассейна. В Тургайском бассейне выявлены огромные запасы угля, значительная часть которых пригодна для открытых разработок. Разработка угля в бассейне в настоящее время не ведется.

На базе углей Экибастузского бассейна создается топливно-энергетический комплекс. В состав комплекса входят мощные угледобывающие разрезы с суммарной годовой мощностью 120-135 млн т угля, четыре электростанции общей мощностью 16 млн кВт и линии электропередач постоянного тока напряжением 1500 кВ Экибастуз -Центр России. Создание комплекса позволит избежать перевозок огромных объемов угля, а использование постоянного тока высокого напряжения позволит сократить потери энергии при ее передаче на большие расстояния. Часть угля из Экибастузского бассейна вывозится в Россию и сжигается на электростанциях Южного Урала и Западной Сибири.

Экибастузский каменноугольный бассейн расположен на территории Павлодарской области в Северном Казахстане в 130 км от областного центра г. Павлодара. Через бассейн проходит железнодорожная магистраль, связывающая его с городами Целиноград и Павлодар, и автострада Караганда-Павлодар. Источником водоснабжения района является канал Иртыш-Караганда.

Территория района представляет собой сухую степную равнину. В пределах бассейна расположено 3 соленых озера.

Климат района резкоконтинентальный. Зимой характерны сильные морозы до -43°, летом температура поднимается до +40°. Продолжительность снежного покрова достигает 150 дней. Преобладающие ветры юго-западного и западного направления. Скорость ветров достигает более 25 м/с, вызывая зимой снежные, а летом пыльные бури.

В структурном отношении Экибастузский бассейн представляет собой ассимметричную мульдообразную складку, вытянутую в направлении с северо-запада на юго-восток (рис. 2.6). Длина мульды по пластам, имеющим промышленное значение, 14,5 км, ширина 6,5 км. Максимальная глубина погружения пластов — 750 м. Общая площадь месторождения составляет 62,5 км2. Сверху площадь бассейна перекрыта породами палеогенового и четвертичного возраста мощностью до 15 м. Геологический разрез Экибастузского месторождения приведен на рис. 2.7.

Промышленная угленосность бассейна связана с отложениями карагандинской свиты общей мощностью 400 м, включающей четыре пласта угля: 1, 2, 3 и 4. Углы падения пластов изменяются в довольно широких пределах. Так, на разведочных участках 1, 5, 6, 7 пласты имеют спокойное пологое залегание с углами падения 10-15°, на участках 3, 4, 9, 10, 11, 12 падение пластов свыше 65°. С увеличением глубины падение пластов выполаживается до горизонтального.

В настоящее время вовлечены в разработку три сближенных пласта 1,2,3. Эти пласты являются устойчивыми по выдержанности мощности. Средняя рабочая мощность пластов 1, 2, 3 составляет соответственно 22, 42 и 92 м. Расстояние между пластами 1 и 2 находится в пределах 3-4 м, между пластами 2 и 3 — от 0,5 до 15 м. Пласт 4 имеет неустойчивую мощность (5-30 м) при средней мощности 17 м. Расстояние между пластами 3 и 4 изменяется от 18 до 155 м. В настоящее время он не разрабатывается.

Угли Экибастузского бассейна каменные, гумусовые, сильно минерализованные. По степени метаморфизма угли относятся к газовым, жирным.

Угольные пласты характеризуются сложным строением, частым переслаиванием угольных пачек с породными прослойками мощностью от нескольких сантиметров до нескольких метров. Доля породных прослойков по пластам 1, 2, 3, 4 составляет соответственно 7, 12, 25 и 15%. Зольность угля при валовой выемке по пластам составляет соответственно 33,8; 37,9; 48,5 и 47%.

С позиций разработки пласты 1, 2, 3 из-за их сближенности можно рассматривать как один пласт сложного строения. Горизонтальная суммарная мощность этих пластов находится в пределах 180-250 м в поле развреза «Северный» и достигает 400-600 м на разрезе «Богатырь». Однако по качественным характеристикам добываемого угля выделяются две рабочие зоны. В первую входят пласты 1 и 2, обеспечивающие меньшую зольность товарного угля, а во вторую пласт 3.

Уголь Экибастузского бассейна характеризуется значительной крепостью и плотностью (сопротивление сжатию 12-37 МПа, сопротивление растяжению 1-1,5 МПа, плотность 1,5-1,74 т/м3). Породные прослойки, представленные слабоуглистыми и углистыми аргиллитами, имеют сопротивление на сжатие и растяжение соответственно 15-44,5 и 1,5-2,8 МПа при плотности 2 т/м3. Поэтому перед выемкой производится рыхление массива буровзрывным способом.

Породы вскрыши представлены наносами (2%), песчаниками (28%), алевролитами (32%), аргиллитами (19%), песчано-глинистыми породами (11%) и углистыми аргиллитами (8%). Наносы мощностью до 15 м, представленные супесями, суглинками и тонкозернистыми кварцевыми песками, возможно экскавировать без предварительной подготовки их к выемке. Коренные вскрышные породы обладают значительной крепостью и плотностью (сопротивление сжатию 16-67 МПа, сопротивление растяжению 1,5-6 МПа, плотность 2,5 т/м3), что делает необходимой их предварительную подготовку к выемке.

Обводненность Экибастузского бассейна в первую очередь определяется водоносным комплексом угольных пластов и покрывающих их пород. Подземные воды образуют большое число водоносных микрогоризонтов с затрудненной гидравлической взаимосвязью. В этих условиях принят подземный способ Осушения при помощи горных выработок, восстающих и водосбросных скважин.

Южная часть Экибастузского бассейна (участки 9, 5, 6, 7) разрабатывается разрезами «Богатырь», «Восточный» и «Степной». Причем, два первых разреза выполняют в основном добычные работы, а разрез «Степной» обеспечивает вскрышные работы для этих разрезов. В северной части бассейна (участки 1, 2, 3, 4) работает разрез «Северный». Характеристика разрезов Экибастузского бассейна приведена в табл. 2.8.

Система разработки по классификации акад. В.В. Ржевского углубочная, продольная однобортовая. Вскрытие рабочих горизонтов на разрезах «Северный», «Богатырь» и «Степной» произведено групповыми комбинированными траншеями с тупиковой формой трассы. Вскрытие добычных уступов на разрезе «Восточный» осуществлено крутой траншеей с расположением в ней конвейерного подъемника.

Структура комплексной механизации на вскрышных работах — экскаваторно-транспортно-отвальная. При подготовке пород вскрыши к выемке используются буровые станки СВБ-2М, СБР-160, 2СБШ-200, 2СБШ-200Н. Погрузку вскрыши осуществляют механические лопаты ЭКГ-12,5, ЭКГ-8И, ЭВГ-4И, ЭКГ-6,Зу, ЭКГ-6,Зус. Вывозку вскрыши на в отвалы ведут в думпкарах 2ВС-105, ВС-136 со средней вместимостью локомотивосоставов 473 м3. В качестве локомотивов применяются тяговые агрегаты переменного и постоянного тока ОПЭ-1, ОПЭ-2, ПЭ-ЗТ. На отвалах используются механические лопаты ЭКГ-8И и ЭКГ-12,5, в том числе и с увеличенной вместимостью ковша и драглайны ЭШ-10/70А и ЭШ-13/50.

На добычных работах преимущественно используется выемочно-транспортно-разгрузочная структура комплексной механизации. Перед выемкой угольный массив ослабляется с использованием буровзрывных работ без нарушения его структуры. Выемочно-погрузочные работы ведутся роторными экскаваторами ЭРШРД-5000, ЭРП-2500, ЭРП-1250, ЭР-1250, SRS(k)-2000 и SRS(k)-470. Погрузка угля на разрезах «Северный» и «Богатырь» осуществляется непосредственно в вагоны МПС, а на разрезе «Восточный» — на конвейер, по которому уголь доставляется на усреднительно-погрузочный комплекс.

Недалеко от Экибастузского расположен Майкубенский угольный бассейн, на базе углей которого недавно построен Майкубенский разрез (см. табл. 2.8).

В Карагандинском угольном бассейне добыча угля открытым способом ведется разрезами «Куу-Чекинский», «Молодежный» и «Шубаркольский», характеристика которых приведена в табл. 2.8.

Наиболее крупным разрабатываемым угольным месторождением Средней Азии является Ангренское буроугольное месторождение. Ангренское месторождение расположено в Ташкентской области Узбекистана в 110 км к востоку от г. Ташкента. Разведанные запасы угля 1880 млн т.

Угленосная толща включает два угольных комплекса. Верхний комплекс имеет большое количество прослойков глинистых пород и имеет коэффициент угленосности 0,5-0,8. Мощность верхнего комплекса от 2-3 до 40 м при мощности угля от 1-2 до 23 м. Нижний комплекс «Мощный» имеет простое строение и мощность от 20 до 50 м. Коэффициент угленосности нижнего комплекса 0,85-0,95. Угленосная толща слагает широкую пологую синклиналь, погружающуюся в юго-западном направлении.

В настоящее время разрезом Ангренский разврабатывается юго-восточное крыло месторождения и Апартакский участок, расположенный в северо-западном крыле синклинали (см. табл. 2.8). В пределах Апартакского участка угленосная толща представлена только нижним комплексом, мощность которого от 40-50 до 100 м.

Угли Ангренского месторождения бурые марки Б2. Зольность углей 18,6%. Разубоженная часть углей обогащается.

Породы вскрыши представлены некрепкими аргиллитами и алевролитами, каолиновыми глинами, конгломератами, песчаниками, суглинками и известняками. Из всех пород вскрыши только песчаники требуют взрывной подготовки к выемке. Мощность песчаников, распространенных почти на всей площади месторождения, находится в пределах 5-21 м.

Ангренское месторождение комплексное. Из пород вскрыши могут быть использованы каолины (цементное сырье, керамические изделия, известь, глиноземное сырье), известняк (цементное сырье, флюсы), галечник (щебень), лессовидные суглинки (сырье для производства кирпича, канализационные трубы). В настоящее время из пород вскрыши частично используются каолины и галечник.

Система разработки сплошная, продольная однобортовая. Вскрытие рабочих горизонтов карьера произведено фланговой капитальной траншеей внешнего заложения. Нагорная часть карьерного поля вскрыта полутраншеями, проведенными по соответствующим горизонталям поверхности.

Выемка угля комплекса Мощный осуществляется роторными экскаваторами ЭРП-1250 с погрузкой на конвейеры. Структура комплексной механизации в грузопотоке — выемочно-транспортно-разгрузочная. Разработка угля верхнего комплекса осуществляется мехлопатами ЭКГ-6,3у и ЭКГ-15 с погрузкой в железнодорожные составы. Структура — экскаваторно-транспортно-разгрузочная.

Вскрышные породы междупластья переваливаются во внутренний отвал драглайнами ЭШ-10/70. Структура комплексной механизации при разработке междупластья — экскаваторно-отвальная. Вскрышные работы на верхних горизонтах ведутся с погрузкой вскрыши мехлопатами ЭКГ-15, ЭКГ-12,5, ЭКГ-8И, ЭКГ-6,3у и вывозкой железнодорожным транспортом во внутренний и внешние отвалы. Структура комплексной механизации - экскаваторно-транспортно-отвальная. На Апартакском участке выемочно-погрузочные работы на добыче и вскрыше ведутся мехлопатами. Вывозка горной массы осуществляется автотранспортом. Структуры комплексной механизации на добычных работах — экскаваторно-транспортноразгрузочная и экскаваторно-транспортно-отвальная на вскрышных работах.

Кроме разреза Ангренский в Средней Азии работает 5 разрезов небольшой производственной мощности, расположенных на территории Киргизии. Характеристика этих разрезов приведена в табл. 2.8.

На Украине открытые горные работы ведутся в Днепровском бассейне. Промышленные запасы угля в Днепровском бассейне, пригодные для открытой разработки, составляют около 0,5 млрд.т. Пласты угля залегают на небольшой глубине с углом падения от 0 до 8° и имеют мощность 2-10 м. Вскрышные породы представлены песками, глинами и суглинками. Породы сильно обводнены и неустойчивы.

В пределах Днепровского буроугольного бассейна действуют 7 угольных разрезов, характеристика которых приведена в табл. 2.8.