dongeosociety.ru
dongeosociety.ru 
Горючий камень
Месторождения каменного и бурого угля Украины
В карбоновый период произошло заложение угольных пластов, а в пермском окончательно сформировались угольные толщи Донецкого и Львовско-Волынского бассейнов.
Первые сведения о залежах каменного угля в районе реки Северский Донец, известны с первой половины XVIII века, когда эти земли завоевала Российская империя. По имени этой реки сосредоточение множества месторождений со временем получило название Донецкий угольный бассейн (или Донбасс). Первооткрывателем каменноугольных залежей Донецкого бассейна считается известный русский рудознатец Г. Капустин, обнаруживший их в 1721 г. в нижнем течении реки Северский Донец. Добывать уголь здесь начали в 1795 г. для обеспечения Луганского литейного завода. Тогда на землях села Верхнего (ныне территория г. Лисичанск) был основан первый в Донбассе каменноугольный рудник. До 1802 г. лисичанские угольные копи были единственными промышленными разработками во всем Донецком бассейне. В 1835 г. на Петропавловской шахте в основном штреке был проложен первый рельсовый путь длиной 76 м, по которому уголь откатывали в деревянных вагонетках. Наивысшего уровня добычи рудник достиг в 1840-е годы, когда поставлял уголь Черноморскому пароходству.
С развитием капитализма в России в 70-е годы XIX века началась интенсивная промышленная разработка каменного угля в Донбассе, нараставшая быстрыми темпами. В 1880 г. было добыто 1,4 млн. тонн, в 1900 г. — до 11 млн. тонн, а в 1913 г. — около 16,9 млн. тонн. Накануне Первой мировой войны в Донбассе сосредоточивалось более 70% всей угледобычи Российской империи. В период Первой мировой войны и последовавшей за ней гражданской войны добыча угля значительно сократилась (до 4,6 млн. тонн, 1920 г.). Перед началом Второй мировой войны в Донбассе добывалось 83,7 млн. тонн угля, что составляло более половины угледобычи СССР.
Угленосные площади Украины занимают около 210 тыс. км2, что составляет почти треть площади страны. Угленосные площади Донбасса составляют несколько менее 60 тыс. км2. Здесь сосредоточено около 92% геологических запасов каменного угля страны. В пределах шахтных полей числятся 10 млрд. т. запасов, из них промышленных 7,3 млрд. т. Из указанных геологических запасов приблизительно 34% приходится на Донецкий регион, а остальные расположены на территории Луганской, Днепропетровской и Харьковской областей. В месторождениях Донбасса преобладает энергетический уголь (56%), преимущественно используемый для производства электроэнергии и теплоснабжения населённых пунктов.
Основные его запасы сосредоточены в Луганской области (г. Антрацит, г. Молодогвардейск, г. Краснодон, г. Свердловск). Запасы коксующегося угля, применяемого для выплавки чёрных металлов, составляют 44% общих запасов. Его месторождения находятся преимущественно в Донецкой области, где расположено большинство шахт и сформировались мощнейшие центры угледобычи Донецк, Макеевка, Енакиево, Торез, Красноармейск и др.
Донецкий уголь, добываемый преимущественно шахтным способом, имеет высокую себестоимость, которая связана с глубоким (до 1 км и более) залеганием пластов и относительно небольшой их мощностью. Значительный уровень физической сработанности горнодобывающего оборудования, закрытие некоторых шахт, существенное сокращение добычи угля (за годы независимости Украины почти втрое) и очень трудные условия работы горняков привели к росту социальной напряженности в традиционно шахтёрском регионе. Для эффективного развития угольной промышленности необходим комплекс мер, состоящих из реконструкции и модернизации шахт, увеличения безопасности труда (в среднем одна шахтёрская жизнь приходится на 1 млн. тонн добытого угля).
Общие запасы угля в Львовско-Волынском бассейне не превышают 1 % от разведанных в Украине, глубина залегания 300-650 м, мощность пластов 0,5-1,0 м, добывают около14 млн. т угля.
Буроугольные месторождения Украины, расположенные в Днепровском бассейне, образовались уже в кайнозойскую эру, а точнее в раннем палеогене, то есть они значительно моложе позднепалеозойских месторождений каменного угля Донбасса и Львовско-Волынского бассейна. В это время выходы кристаллических пород Украинского чехла были покрыты относительно маломощным чехлом осадочных образований — песков, песчаников и глин с буроугольными пластами.
Угленосность Донецкого бассейна
Пласты углей каменноугольной системы располагаются через каждые 20-40 м друг от друга, в восточной части бассейна через 100 м. Общее количество пластов и прослоев в нижнем отделе каменноугольной системы около 100, в среднем — 200 и в верхнем — 15. Преобладающая часть рабочих пластов имеет мощность от 0,6 м до 1,0 м. В Донецком угольном бассейне распространены все основные марки каменных углей:: длиннопламенные (Д), газовые (Г), жирные (Ж), коксовые (К), отощённые спекающиеся (ОС), тощие (Т), полуантрациты (ПА) и антрациты (А),а также переходные от бурых углей к длиннопламенным (см. карту).
Угли являются высококачественным топливом. Средняя теплота сгорания товарного рабочего топлива 5200-6000 ккал/кг. Угли малофосфористые, малосернистые в западной и высокосернистые в северной частях бассейна. Эксплуатация большинства пластов углей сопровождается выделением газов, в том числе метана; по мере увеличения глубины газообильность, как правило, увеличивается.
Использование угля
В топливно-энергетическом балансе промышленно развитых стран, в том числе и в Украине, 75-80 % приходится на использование жидких и газообразных углеводородов, то есть нефти и газа, в то время как на уголь приходится 18-25 %. Это объясняется достоинствами нефти и газа как источников энергии, а именно: экологичность, хорошая транспортабельность, удобство в использовании, широкая возможность употребления как энергоносителей, так и в качестве химического сырья. Вместе с тем доля нефти и газа в общих запасах ископаемого топлива составляет лишь 20 %, тогда как доля угля 80 %. Запасов угля хватит на 430 лет, нефти и природного газа на 30-50 лет.
Как сегодня используют уголь?
Прежде всего в металлургии. Коксовые угли вначале превращают в кокс на коксохимических заводах, а затем используют его в доменном производстве чугуна. Как шутят специалисты, с началом использования угольного кокса в мире началась эпоха «грязной стали». Дело в том, что кокс, полученный из каменного угля, привносит в чугун большое количество различных примесей, негативно сказывающихся на качестве металла. Например, содержание серы в чугуне — это на 95% «заслуга» кокса. Конечно, металлургическое и коксохимическое производство оказывают чрезвычайно большое воздействие на состояние окружающей среды, главным образом за счет выбросов вредных веществ в атмосферу и образования огромного количества токсичных промышленных отходов.
Второе важное применения углей производство электроэнергии. В Донецкой области 8 крупных тепловых электростанций работают на угле, “обеспечивая” 30% всех промышленных выбросов в атмосферный воздух Донецкой области. Учитывая важность перспективы использования углей в качестве топлива, важно внедрять новые технологии, снижающие объемы выбросов.
Третье направление применения угля — теплоснабжение жилья. Это угольные котельные централизованного отопления, работающие на угле и печное отопление частных домовладений.
В последнее время в практику использования углей входят получение моторных топлив в результате коксохимической переработки и технология подземной газификации на месте залегания углей. Использование получаемого при газификации угля газа для производства более дешевой электроэнергии с использованием когенерации (т.е. одновременного производства тепла и электроэнергии) имеет серьезную перспективу для нашего региона.
Кроме того, из летучих веществ, выделяющихся из угля при производстве кокса, получают каменноугольный деготь, легкие масла, различные химикаты и проч. Эти компоненты служат основой для изготовления большого числа различных веществ, включая лекарства, консерванты, красители, растворители красок, нейлон, чернила, взрывчатые вещества, удобрения, инсектициды и пестициды.
К перспективным направлениям следует также отнести переработку породных отвалов угледобычи и углеобогащения, являющихся по сути промышленными месторождениями редкоземельных металлов и глинозема (используется как сырье для производства алюминия).
Экологические последствия использования углей
Всем хорошо известна роль шахтеров и добываемого ими угля в становлении промышленного потенциала нашего края . Именно благодаря угольным месторождениям Донецк известен как развитый индустриальный край. Однако, добыча и использование угля имеют также негативную сторону, проявляющуюся в виде экологических последствий и влияют на здоровье человека. Дело в том, что угли Донбасса содержат различные примеси, такие как сера, свинец, сурьма, кадмий, цинк, хром, бериллий, селен, и другие химические элементы. Естественно, что при сжигании угля, например, для домашнего отопления, вместе с дымом через печную трубу вылетают и эти примеси, которые затем оседают на почву. Вот почему газификация поселков частного сектора городов Донбасса — очень важный процесс с точки зрения экологической безопасности проживания жителей. Следует отметить, что концентрации этих веществ в самом угле иногда превышают предельно допустимые, а токсичные элементы имеют свойство накапливаться в окружающей среде в течение длительного промежутка времени и оказывать негативное влияние на здоровье людей.
Еще одной характерной особенностью Донбасского региона является повышенная концентрация мышьяка и, особенно, ртути, что объясняется условиями угленакопления, происходившего на фоне дегазации мантии по зонам глубинных разломов и обогащением углей различными металлами при формировании в осадочной толще месторождений типа Никитовского ртутного. Содержание отдельных токсичных элементов по шахтам Донецка показано в таблице:
Использование углей, обогащенных As, Hg, Be и другими токсичными веществами как в промышленных, так и бытовых целях, а также шахтных вод в сельском хозяйстве и т.д. ведет к загрязнению всех компонентов природной среды. Некоторые элементы, не обладая способностью к летучести, накапливаются в золе и концентратах, что также может иметь негативные экологические последствия при использовании этих углей в коксохимии. Значительную роль в загрязнении почв, поверхностных и подземных вод играют породные отвалы (терриконы), которые в наших краях приобрели уже ландшафтоформирующее значение. Осадки, проникая сквозь толщу террикона, вымывают различные загрязняющие вещества и транспортируют их сначала в подземные воды, а затем — в поверхностные водоемы и почвы.
Минерализация подземных вод Донецка. Как хорошо заметно, уровень минерализации связан с наличием породных отвалов, расположенных вдоль водотоков города. Сиреневым цветом показаны терриконы.
Некоторые элементы в углях района могут рассматриваться как ценные и извлекаться попутно с углями. Содержание таких элементов как германий, галлий, стронций, барий, марганец, ванадий, хром, литий, церий достигают промышленных концентраций, что дает перспективу получения этих ценных элементов как при добыче, так и при переработке породных отвалов. Для решения этой задачи дальнейшие усилия должны быть направлены на выделение перспективных участков, содержащих в повышенных концентрациях ценные компоненты, разработку технологии их извлечения и обоснования соответствующих кондиций.
Для более детального изучения состава и структуры углей и сопутствующих им осадочных пород используют шлифы, микрофотографии которых представлены на этой странице. Шлифы — это настолько тонкие отполированные срезы исследуемого материала, что пропускают свет, проходящий через предметный столик микроскопа. В поляризованном свете многие образцы приобретают яркие краски и таким образом можно получать более детальную и выразительную структуру изучаемых пород. На микрофотографиях представлены шлифы известняка (1-4,6), песчаника (5) и угля (7-8). В известняках — морских отложениях — можно видеть очень маленькие раковины, в песчанике — яркие цветные вкрапления — мусковит (слюда), наличие которого говорит об активных гидротермальных процессах, сопровождавших углефикацию.
Источник
Характеристика Донецкого угольного бассейна.
Как промышленный регион Донбасс включает Донецкую область, Север Днепропетровской, Юг Луганской областей и Запад Ростовской области России.
Занимает площадь свыше 60 тыскв км, протянувшись с запада на восток на 160 км и с юга на север на 380 км между рекой Северский Донец и Азовским морем.
На сегодняшний день суммарные запасы угля до глубины 1800 м составляют 140,8 млдр тонн, из них отвечающих требованиям по мощности пластов и зольности 108,5 млрд тонн.
Разведанные и разрабатываемые запасы угля составляют 57,5 млрд тонн, в перспективе заложено освоить еще 18,3 млрд тонн. В угленосной толще земли располагается до 300 пластов мощностью от 0,6 до 1,2 м, иногда толщина пласта может составлять 2,5 м. Пласты и прослои угля располагаются в среднем на расстоянии 20-40 м друг от друга.
Уголь, добываемый на Донбассе, в зависимости от химического состава, зольности, содержания воды, ,серы и теплотворной способности можно разделить на такие виды:
— газовые жирные (ГЖ);
— отощенные спекающиеся (ОС);
Третью часть (30,3%) геологических запасов угля Донбасса составляют антрациты. Качество угля очень высокое. По теплотворности и другим свойствам донбасский антрацит является одним из лучших в мире. Залежи антрацита располагаются, в основном, на юго-востоке Донецкой области.
Второе место (28 %) занимают газовые угли, их добывают на севере и западе Донецкой области, Краснодонском районе Луганской области.
Около четверти добычи угля на Донбассе (25%) составляют спекающиеся угли, залежи которых распределения по всей территории Донецкого угольного бассейна.
Все остальные виды угля составляют незначительную часть в общей добыче. Средняя теплота сгорания донбасского угля составляет 21,2 — 26,1 МДж/кг. Способы добычи
Основные запасы угля на Донбассе залегают на большой глубине, поэтому добыча осуществляется исключительно подземным способом.
Пробиваются вертикальные, наклонные и горизонтальные шахты. Диаметр шахт составляет несколько метров, глубина может достигать более километра. От глубины шахты зависит вид добываемого угля. Один из наиболее ценных пород угля — антрацит — добывается на глубине порядка 6 км . Подземный метод добычи угля является не только небезопасным, но и дорогостоящим. Но так как основные запасы угля располагаются на больших глубинах, то подземный способ добычи угля используется чаще, чем открытый.
Угледобывающие предприятия Донбасса обеспечены разведанными запасами угля при современном объеме добычи ( около 120 млн тонн угля в год. Прим.: всеми предприятиями работающими на территории бассейна) приблизительно на 50-60 лет.
Более половины добываемого топлива используется на теплоэлектростанциях, остальная часть используется для нужд тяжелой промышленности — черной металлургии, химической и коксохимической отраслей.
На Донбассе существуют острые экологические проблемы. Значительные территории в местах добычи угля заняты терриконами. На Донбассе их более тысячи и почти половина из них — горят, загрязняя окружающий воздух. При добыче бурого угля открытым способом, из оборота изымаются большие площади сельскохозяйственных земель.
Ежегодно в атмосферу выбрасывается более 1,1 млн тонн вредных веществ. На загрязнение рек и водоемов оказывают влияние подтопленные территории, которые возникают после отработали угольных пластов и оседания грунта. После подтопления минерализация окружающих водоемов и почв значительно повышается.
Несмотря на то, что Донецкий угольный бассейн находится в эксплуатации уже более 200 лет, перспективы развития у него очень неплохие. При правильном внедрении передовых технологий добычи угля, применении современных экологических проектов Донецкий угольный бассейн сможет работать еще не одно десятилетие.
Источник: http://greenologia.ru/eko-problemy/dobycha-uglya/doneckij-ugolnyj-bassejn.html
| Приложение № 2 к практической работе Угледобыча.Годовой объём добычи рядового угля в 2013 г. в Донецкой области составлял 37,8 млн. т, а объём готового угля, включая отгруженный рядовой уголь и продукты обогащения, составили 31,5 тыс. т. В настоящее время добыча угля подземным способом – это один из базовых видов производственной деятельности в ДНР. Наблюдавшаяся положительная динами- ка роста объемов добычи угля была связана с наличием рынка сбыта для украинской металлургии, коксохимии и электроэнергетики. На сегодня, в связи с «угольной блокадой», происходит переориентация на российский рынок . На территории ДНР расположены 37 действующих шахт (технических единиц), в т.ч. 2 шахты негосударственной формы собственности и 35 шахт – государственной (в т.ч. 1 шахта в аренде). Общая добыча угля в ДНР в 2014 г. составила 11,9 млн. т угля, в т.ч. 8,53 млн. т энергетического и 3,32 млн. т коксующегося: государственными предприятиями – 7,8 млн. т угля (–3,5 млн.т к периоду 2013 г.), в том числе 4,5 млн.т энергетического (–2,0 млн.т) и 3,3 млн.т коксующегося (–1,5 млн.т); частными шахтами – 3,8 млн. т энергетического угля (–1,6 млн.т). На территории ДНР также зарегистрированы и ведут добычу 45 частных угольных предприятий, на которых занято около 4050 человек. В 2016 г. предприятиями всех форм собственности, по сравнению с 2015 г., добыча твердого топлива возросла более чем на 2,5 млн. т 8 . В 2016 г. угледобывающие пред- приятия Республики всех форм собственности добыли 12 млн. 5 тыс. 154 т угля, в том числе шахтами, подчиненными Министерству угля и энергетики ДНР, добыто 5 млн. 725 тыс. 463 т угля. В 2016 г. фактическая добыча угля составила: ГП «Торезантрацит» – 1,6 млн. т угля; ПАО «Шахтоуправление «Донбасс» –1,5 млн. т; ГП «Макеевуголь» – 1,7 млн. т; ГП «Шахтерскантрацит» – 994 тыс. т; ГП «Донецкая угольная энергетическая компания» – 590,2 тыс. т; шахта им. Засядько –1,2 млн. т; ПАО «ДТЭК Шахта Комсомолец Донбасса» – 3,5 млн. т; ПАО «Шахта «Ждановская» – 1,3 млн. т; НПО «Механик» – 208,4 тыс. т угля. Еще 146, 8 тыс. т на счету коллективов малых частных угледобывающих предприятий. Восстановление объемов производства угольной отрасли, в сравнении с другими отраслями, происходит наиболее динамично. Такой процесс можно объяснить с возможностью экспортировать уголь, прежде всего в Украину. Имеющихся в Республике запасов угля достаточно, чтобы осуществлять добычу в течение 100 лет. Источник:Экономика Донецкой Народной Республики: состояние, проблемы, пути решения:научный доклад / коллектив авторов ГУ «Институт экономических исследо- ваний» в рамках сотрудничества с Институтом народнохо- зяйственного прогнозирования Российской академии наук; под науч. ред. А.В. Половяна, Р.Н. Лепы; Министер- ство образования и науки Донецкой Народной Республики. Государственное учреждение «Институт экономических исследований». — Донецк, 2017. — 84 с. |
Приложение № 3 к практической работе
3.1.Топливная промышленность и электроэнергетика
Источник