Качество топлива кузнецкого бассейна

Кузнецкий каменноугольный бассейн (Кузбасс)

Кузнецкий каменноугольный бассейн (Кузбасс) – по запасам и качеству углей крупнейший из всех эксплуатируемых каменноугольных бассейнов мира. На земле нет других месторождений, аналогичных Кузбассу, где на сравнительно небольшой территории в 26,7 тыс. кв. км были бы сконцентрированы такие мощные угольные залежи с широкой гаммой углей, пригодных для коксования, получения жидкого топлива, сырья для химической промышленности и других целей.

Бассейн занимает неглубокую котловину, окруженную с трех сторон горными кряжами: на юго-западе – Салаирским, на северо-востоке – Кузнецким Алатау и на юго-востоке – Горной Шорией. Наибольшая его длинна 335 км., ширина – 110 км. Поверхность Кузнецкой котловины представляет собой всолмленную равнину с высотами 100-600 м над уровнем моря. Отдельные очерченные холмы и горы залежей угля прослеживаются в центральной части бассейна – Салтымаковский хребет высотой 700 м, Караканские горы — 500 м и др.

Количественно-качественная оценка природно-ресурсного потенциала (запасов угля) Кузбасса производилась неоднократно. В абсолютном большинстве эти работы диктовались изысканием возможностей покрытия потребностей различных отраслей народного хозяйства страны в топливно-энергетических ресурсах. По мере вовлечения кузнецких углей и хозяйственный оборот и достигнутого уровня научно-технического прогресса менялись представления о величине природно-ресурсного потенциала бассейна.

По прогнозным оценкам 1916 года потенциальные ресурсы Кузбасса до глубины 1500 м определялись в 250 млрд. т., в 1937 в 905 млрд.т. (здесь и далее пересчет производится до глубины 1800 м). В последующем, прогнозные оценки запасов углей стали более осторожными и базировались на научно-обоснованных методических подсчетах. Это привело к тому, что в 1968 году запасы бассейна были оценены лишь 724 млрд.т.

Оценка ресурсов Кузбасса за последние десятилетия ПГО «Запсибгеология» производилась дважды: на 01.01.1978 и на 01.01.1988 года. В 1979 году потенциальные ресурсы Кузнецкого бассейна были в 636,9 млрд.т., в том числе учтенные государственным балансом по категориям А+В+С1- 66,4 млрд.т., категории С2 – 42,3 и прогнозным (категории Р1+Р2+Р3) – 528,2 млрд.т. По состоянию на 01.01.1990 года общие запасы угля бассейна (природный потенциал) определяется в 733,4 млрд.т. из них, учтенные государственным балансом по промышленным категориям А+В+С1 – 62,8 млрд.т., категории С2 – 15,9 и прогнозных – 654,7 млрд.т. В пересчете на условное топливо (7000 ккал/кг) потенциал Кузбасса определяется в 682,2 млрд.т у.т. Для сравнения6 в Донецком угольном бассейне запасы угля определены в 119,0 млрд.т у.т., Печорском – 163,4, Канско-Ачинском – 318,0 млрд.т у.т.

Ведущие эксплуатируемые угольные бассейны мира концентрируют в своих недрах природно-ресурсный (топливно-энергетический) потенциал: Аппалаченскй (США) – 306,3 млрд.т у.т, все каменноугольные бассейны Великобритании – 163,6, Польши – 121,0, Германии – 230,3, Австралии – 213,8, ЮАР – 57,6 млрд.т у.т. Обеспеченность природно-ресурсным потенциалом одного человека в целом мире составляет 2,8 тыс.тонн, В Европе – 2,0, Азии – 4,4, Америке – 7, Африке – 0,8, Австралии – 10, Российской Федерации этот показатель равен 42,4 тыс.т., на Украине – 2,9 тыс.тонн, в Казахстане – 10,1 тыс.тонн, в Кемеровской области – 230,99 тыс.тонн.

По запасам углей с наиболее благоприятными условиями для освоения, объем которых с странах содружества составляет 596,0 млрд. т на долю Кузбасса приходится 265,0 млрд.т или 44%, тогда как удельный вес по этому показателю Донбасса равен 9,9%, Печорского бассейна – 6,1 и Карагадинского – 2,2%.

Существенным достоинством кузнецких углей является высокое их качество. Угли бассейна характеризуются низкой и средней зольностью – от 4,8 до 13%. Зольность донецких составляет 25-26%, карагандинских – 19-22, а экибастузких – более 40%. Содержание серы в кузнецких углях колеблется от 0,3 до 0,6% против 0,7% — в донецких, от 1,9 до 10 в подмосковных и от 3,6 до 10 – в кизеловских углях.

Кузнецкие угли имеют высокую теплоту сгорания. При их сжигании в среднем выделятся 6426 ккал/кг, а лучших его марок до 8650 ккал/кг. Угли, добываемые в Донецком бассейне обладают теплотворной способностью в 5907 ккак/кг, Печорском бассейне – 4319, а в Подмосковном бассейне – 2597 ккал/кг. Средняя теплотворность сжигаемого угля в странах СНГ за 1990г. составила 4236,8 ккал/кг.

Ежегодной благоприятной особенностью углей, добываемых в Кузбассе, является горизонтальное их залегание. Доля пологих и наклонных пластов в бассейне составляет почти 80%.

Большим достоинством кузнецких углей является их разнообразный марочный состав – от энергетических до коксующихся. Запасы наиболее ценных коксующихся углей, в первую очередь таких дефицитных марок как К, Ж. ОС, КЖ 14, Г17 и ГЖК значительны. Общие запасы коксующихся углей в бассейне составляют 270,4 млрд.т или 36,9% всех ресурсов бассейна.

В углях Кузбасса содержится много ценных и токсичных примесей. Расчеты специалистов показывают, что в одном условном миллионе тонн угля содержится много редких и рассеянных элементов на сумму до 22 миллионов рублей (в ценах 1982г.), а в миллионе тонн золы этих углей может содержаться ценных элементов на сумму более 46 миллионов рублей. Из золы можно очень выгодно добывать германий, кадмий, лантан, церий, накапливаются там литий, ванадий, свинец, цинк, галлий. При сжигании углей рассеиваются в природной среде индий, молибден, хром, кобальт, сурьма, олово, мышьяк, серебро, медь, никель.

Источник

Чем обусловлена низкая себестоимость добычи угля в Кузнецком угольном бассейне

Кузнецкий угольный бассейн является бесспорным лидером по объемам залежей каменного угля в России. Кроме того, способ добычи твердого топлива на Кузбассе экономически выгодный, ввиду низкой себестоимости и сравнительно малых капитальных затрат.

География Кузнецкого угольного бассейна

Сибирь богата полезными ископаемыми и, прежде всего, каменным углем. В ее южной части располагается самое крупное месторождение – Кузнецкое. Благодаря ему вся Кемеровская область именуется Кузбассом – это ее второе официальное название. Месторождение находится в небольшой котловине, между Алтайским хребтом, Кузнецким нагорьем Алатау и горно-таежным регионом Горная Шория.

Угольный бассейн расположен в зоне с резким континентальным климатом, который характеризуется частыми колебаниями температур, из-за чего осложняется добыча природных ископаемых. Регион разрабатывается уже не одно десятилетие, вследствие чего был сильно изменен ландшафт.

• дата открытия – 1721 год;
• протяженность – 800 км вдоль Транссибирской магистрали;
• площадь бассейна – 26 тысяч км 2 ;
• количество шахт – 50 и 33 разреза;
• балансовые запасы – 600 млрд тонн;
• объемы залежей коксующих углей – 643 млрд тонн;
• доля некачественных углей (не соответствующих мировым критериям) – около 50%;
• средняя мощность пластов – 14 м;
• средняя глубина шахт – 315 м;
• доля объема добычи – 40%;

Распределение балансовых запасов углей Кузнецкого угольного бассейна

• зональность – невысокая – 4–6%;
• содержание серы – до 0,65% (низкое);
• калорийность – 8,6 ккал (высокая);
• удельная теплота сгорания – до 8500 ккал/кг.

Как работает угольный разрез

Как добывается уголь на Кузбассе

На Кузнецком месторождении разработка пластов угля осуществляется двумя основными способами:

Подземный способ предполагает строительство шахт, глубина некоторых доходит до 400 метров. Это самый затратный вариант, но при глубоком залегании нет альтернативы. Около 70% всех углей добывается в шахтах. Остальные – открытым, карьерным способом. На той территории бассейна, где угольные пласты залегают неглубоко, открываются разрезы.

Угольные разрезы Кузбасса

Снимаются верхние слои почвы, а с помощью техники вывозится угольная порода. Если слой рыхлый и его толщина небольшая, то используются только бульдозеры для вскрышных работ. Если порода залегает толстым слоем и имеет высокую плотность, то используют экскаваторы, драглайны, предварительно могут проводиться взрывные работы. Грузовые автомобили, вагоны и прочая автотехника используется для транспортировки добытого твердого топлива.

Сегодня в обслуживание разрезов вовлечены:

Работа техники на Кузнецком угольном бассейне

• 450 экскаваторов;
• 80 электровозов;
• 300 бульдозеров;
• 900 думпкаров;
• 120 подъемных кранов;
• более сотни буровых станков и большегрузных автомобилей.

Открытый способ довольно экономный, а добытое сырье имеет низкую стоимость. Но разработка карьеров наносит значительный урон окружающей среде, изменяет ландшафт и загрязняет воздух – пыль разносится на несколько километров. Самые крупные угольные разрезы кузбасского бассейна:

• Сибиргинский;
• Красногорский;
• Черниговец;
• Кедровский.

Гидравлическая добыча угля подземным способом

Более прогрессивный способ добычи – гидравлический. Но его можно применять только при наличии значительного количества подземных вод. Порода разрушается и поднимает на поверхность под воздействием струй воды. Технологии такой разработки шахт постоянно совершенствуются и сегодня используются следующие виды подачи воды:

Самый распространенный способ добычи твердого топлива – подземный. Шахты, дающие миллионы тонн угля:

• им. Кирова;
• Распадская;
• Капитальная.

Техника для добычи угля

Для добычи используются следующие виды техники:

• комбайны для очистных работ – 365 единиц техники;
• скребковые и ленточные конвейеры – более 12000 единиц;
• проходческие комбайны – 200 единиц;
• электровозы – 1740 единиц;
• механизированные комплексы – 180 штук;
• 450 погрузочных машин.

Большинство процессов полностью автоматизированы. Но, тем не менее, доля ручного труда остается высокой. Шахты отличаются высокими показателями травматизма, а также нередки случаи обвалов. Поэтому подземный способ считается самым небезопасным.

Основные экономические показатели добычи угля на Кузбассе

Угольная промышленность Кузбасса дает России 12% национального продукта. Оказывает положительное воздействие, как на экономику региона, так и на страны в целом.

Добыча угля в Кузбассе

Основные экономические показатели Кузнецкого угольного бассейна:

• доля залежей в общих объемах страны – 60%;
• доля объема добычи – 40%;
• количество добытого угля – 215,2 миллион тонн в 2015 году;
• динамика прироста – с 1998 года наблюдается стабильный рост: в среднем на 5–8 миллион тон в год;
• экспорт – в 2015 году увеличился на 41%;
• собственное потребление (Кемеровской области и Западной Сибири) – 86 миллиона тонн.

Качество углей в Кузбасском бассейне разное – более 50% имеют неоднородный состав и в таком виде непригодны для дальнейшего потребления. Для переработки такого сырья созданы высокотехнологичные заводы, которые позволили увеличить объем обогащенного сырья с 40% (в 2000 году) до 73% (в 2015). Самый прогрессивный перерабатывающий завод – Кузбассразрезуголь – дает 90% обогащенного угля. Использование современных технологий и механизация процессов влияет на стоимость конечного продукта – снижает ее.

Прогноз добычи угля в РФ

Экспорт кузбасского твердого топлива и других полезных ископаемых Западной Сибири осуществляется в 85 стран мира. При этом значительная часть (90%) всех перевозок производится железнодорожным транспортом. Это дает широкие возможности развития для еще одной сферы экономики – транспортной. Инвестиции, вложенные сегодня на модернизацию основных фондов, принесут снижение стоимости и повышение эффективности использования ресурсов в долгосрочной перспективе.

Чем обусловлены низкие затраты на добычу кузбасского угля

Стоимость горной продукции складывается из множества показателей. Учитываются не только текущие затраты, но и прошлые. К прошлым можно отнести:

• затраты на геолого-разведывательные мероприятия;
• опытные испытания;
• строительство шахт, перерабатывающих заводов;
• организация инфраструктуры – строительство дорог, создание условий для жизни работникам.

Добыча угля по акционерным обществам и компаниям Кузбасса

Текущие затраты включают в себя следующие группы:

• содержание и эксплуатация основных фондов – зданий, сооружений, машин и механизмов;
• модернизация машинного парка;
• заработная плата работникам;
• социальные отчисления на страхование;
• организация сбыта продукции;
• приведение земель, на которых осуществлялась выработка, в пригодное состояние для хозяйственного использования;
• инвестиции в геолого-разведывательные мероприятия, а также подготовительные работы по освоению новых месторождений;
• мероприятия по охране труда и создание безопасных условий работы для сотрудников.

Процентное соотношение по добыче угля на месторождениях РФ

Кузбасский уголь имеет низкую себестоимость за счет разработки карьеров бассейна открытым способом. Он не предусматривает строительство и обслуживание шахт. Первоначальная стоимость карьерного угля на 35% ниже, чем добытого подземным способом.

Добыча угля в России (по способам добычи)

Открытый способ предусматривает использование труда меньшего количества работников. На 33 разрезах занято на 50% меньше людей, чем для обслуживания 50 шахт. Это автоматически сокращает и отчисления на социальное страхование.

Для открытого способа используется меньшее количество машин и механизмов – это также сокращает затраты примерно в два раза. Снижается потребление топлива, электричества, амортизационные расходы.

На стоимость одной тонны каменного угля влияет и общий объем производства. Чем он больше, тем меньшие будут затраты. Поскольку общие капитальные вложения распределяется на большее количество конечного продукта.

Видео: Угольная промышленность

Источник