Качественная характеристика углей Тунгусского угленосного бассейна
Качество углей бассейна изучено слабо; Результаты химических исследований в целом ряде случаев не могут считаться полноценными вследствие того, что большинство анализированных проб углей было отобрано из зоны выветривания, а петрографические исследования практически лишь начинаются.
Наиболее полные сведения о качестве углей, основанные на анализе керновых проб из скважин колонкового бурения и пластовых проб из глубоких горных выработок, имеются по Норильскому, Кокуйскому и Нижне-Тунгусскому районам. Эти сведения подробно изложены в районных очерках, а также частично используются и в настоящем разделе.
Палеозойские угли Тунгусского бассейна, по данным углепетрографических исследований, относятся к группе гумолитов. Исходным материалом для их образования послужили главным образом грубые части высших растений (стволы, стебли, ветки), прошедшие различные процессы превращения — гелификации и фюзенизации в зависимости от характера химической среды торфообразования и захоронения. Листьевые ткани и остатки стойких частей растений, а также остатки низших растений в образовании тунгусских углей заметной роли не играли, за исключением, может быть, позднекарбоновых углей центрального района бассейна, в которых все чаще и чаще отмечается присутствие листьевых паренхимных тканей и остатков водорослей рода Pastilus cellulosus. Липтобиолитовые, сапропелево-гумусовые угли и сапропелиты встречаются редко в виде прослоев небольшой мощности в пластах гумусовых углей и в настоящее время практического значения не имеют. В центральной части бассейна встречены прослои сапропелитов мощностью до 0,2 м и сапропелево-гумусовых углей мощностью 1 м.
Все разнообразие тунгусских углей определяется в первую очередь различным соотношением гелифицированных и фюзенизированных компонентов. По этому признаку угли разделяются на два крупных класса и ряд типов, показанных в табл. 14.
Все типы углей, перечисленные в табл. 14, в различных сочетаниях и соотношениях встречаются во всех пластах любой части бассейна, ни наиболее распространен кларено-дюреновый тип. Структура углей чаще-всего полосчатая, линзовидно-полосчатая штриховатая, реже однородная и волокнистая (последняя наблюдается в фюзеновых углях низкой степени метаморфизма); текстура слоистая, линзовидно-слоистая, реже массивная и землистая. К землистым разностям относятся низкометаморфизованные угли ранней перми, развитые на южной окраине бассейна. В однородных углях массивного сложения низкой и средней степени метаморфизма изредка наблюдаются палочковидная и шаровая отдельности.
Цвет углей черный, черный с буроватым и сероватым оттенками; блеск различный в зависимости от типа углей (см. табл. 14) и степени обуглероживания. Глубокометаморфизованные угли (Т и А), как правило, имеют серовато-черный цвет и металлический блеск. Клареновые угли Ногинского и Бугарихтинского месторождений на р. Нижней Тунгуске обладают сильным металлическим блеском. Все угли, за исключением землистых низкометаморфизованных разностей, механически крепкие, плотные, со ступенчатым или угловато-занозистым и оскольчатым изломом; реже излом полураковистый и раковистый.
Несмотря на большое разнообразие типов углей, И.К. Яковлеву еще в 1958—1960 гг. удалось подметить определенную закономерность в распределении углей различных классов по площади и в стратиграфическом разрезе. Наибольшее распространение в Тунгусском бассейне имеют угли класса фюзенолитов. На юге бассейна они составляют главную часть угольной массы в пластах рыжковской свиты, в западной — ими в основном сложены пласты бургуклинской свиты (рис. 14); то же наблюдается, судя по данным А.В. Александрова, и в восточной части бассейна, т. е. фюзенолиты всюду обнаруживают приуроченность в основном к отложениям ранней перми. В северо-западной части бассейна они также составляют значительный процент и в пластах позднего карбона.
Гелитолиты характерны преимущественно для пластов поздней перми на всей площади бассейна, но встречаются и в пластах позднего карбона в южной и юго-восточной частях бассейна, причем дюрено-клареновый тип составляет до 40—50% от всей угольной массы пласта, а содержание углей кларенового типа обычно не превышает 5—30% и лишь в единичных пластах оно возрастает до 60%.
Небольшим исключением из этого общего правила являются месторождения северной окраины Норильского плато, где, по данным Л.А. Богдановой, пласты кайерканской свиты сложены преимущественно фюзенолитами (см. рис. 14).
По степени углефикации угли Тунгусского бассейна в отличие от углей других платформенных бассейнов бывш. Союза CCP изменяются в широких пределах — от бурых до антрацитов; известны также месторождения графита, имеющие промышленное значение.
Бурые угли. Выделение в Тунгусском бассейне бурых углей, согласно ГОСТу 9276—59, встречает значительные трудности из-за отсутствия достоверных анализов по определению теплоты сгорания влажной безвольной массы (Qбw) и содержания гуминовых кислот, а также из-за своеобразия некоторых тунгусских углей. Так, например, пермские угли Кокуйского месторождения, в частности пласта «Мощного», состоящие на две трети из слабофюзенизированных и фюзенизированных микрокомпонентов, обладают повышенной влажностью, не отвечающей их стадии метаморфизма, и низким значением теплоты сгорания (Qбw), свойственным бурым углям. Рабочая влажность пласта «Мощного» 27,6% (см. районный очерк), а теплота сгорания, пересчитанная на влажное беззольное топливо (Qбw), составляет 4960 ккал/кг, т. е. ниже значения, принятого ГОСТом (5700 ккал/кг) для отнесения углей к каменным.
На данной стадии исследования тунгусских углей к бурым можно относить условно на основании сопоставления с однотипными углями других бассейнов угли с содержанием углерода (Cг) менее 75 % и теплотой сгорания (Qбг) менее 7000 ккал/кг; в некоторых случаях в углях такого типа установлено до 50% гуминовых кислот. Угли эти обычно черные с буроватым оттенком, сравнительно плотные, с удельным весом 1,26—1,4 при малой и средней зольности. По составу — дюреновые и кларено-дюреновые, часто обильно насыщенные фюзеном и фюзенизированным аттритом.
Несмотря на платформенный тип бассейна, бурые угли имеют сравнительно небольшое распространение, встречаясь в основном по южной и восточной его окраинам. В южной части бассейна бурые угли спорадически наблюдаются почти на всей площади левобережья р. Ангары: по рекам Усолке (на западе), Муре, Едарме; на площади правобережья — от устья р. Илима до р. Каты, а также в верховьях рек Катанги и Нижней Тунгуски, в частности по рекам Бол. и Мал. Ереме. В восточной части бассейна бурые угли развиты в районе р. Чоны, по p. Mapxe и на широкой площади района верхнего течения р. Вилюя. Ни одно из выявленных месторождений не эксплуатируется и качество углей изучено недостаточно.
Каменные угли. Длиннопламенные и газовые угли развиты преимущественно во внутренней труднодоступной и малообнаженной части бассейна и изучены совершенно недостаточно по немногочисленным пробам и образцам, отобранным в основном из естественных обнажений и неглубоких выработок при геологической съемке мелкого масштаба и маршрутных исследованиях. Внешне эти угли черные, оставляют буровато- и коричневато-черную черту, со стеклянным блеском у кларенового и дюрено-кларенового типов. По механическим свойствам — крепкие, плотные, с удельным весом 1,3—1,4 при малой и средней зольности. Они довольно четко различаются между собой по микропетрографическим признакам, разработанным З.В. Ергольской: по окраске гелифицированной основной массы и липоидных компонентов (кутикула, споры) под микроскопом в проходящем свете, по рельефу кутинизированных элементов в отраженном свете и др.
На основании результатов химических анализов среди рассматриваемых углей сравнительно легко выделяются лишь угли, приближающиеся: по своим основным показателям (Vг, Cг и Qбг) и спекаемости к жирным. Угли же на стадии Д и Г, выделенные по петрографическим признакам, весьма близки друг к другу по своим химическим свойствам и на данной стадии изученности не поддаются разделению ни по одному из приведенных (см. табл. 15) показателей.
Рассматриваемая группа углей, изученная в основном по дюреновым и кларено-дюреновым типам, не спекается, либо обнаруживает слабые признаки спекания. Клареновые и дюрено-клареновые угли на стадия жирных, напротив, отличаются заметной спекаемостью. Высота пластического слоя (у) у имангдинских жирных углей Норильского района достигает 14—17 мм (см. районный очерк), а у водопаднинских, на р. Нижней Тунгуске, — 10 мм.
Коксовые угли. По мере увеличения степени метаморфизации понижается прозрачность углей, теряются оттенки цвета микрокомпонентов. На коксовой стадии метаморфизации оболочки спор практически» не видны; основная масса приобретает почти коричневый цвет, становится малопрозрачной и комковатой. В отраженном свете гелифицированное вещество светло-серого цвета, споры и кутикула по цвету сливаются с основной массой. Макроскопически угли смоляно-черного цвета со стеклянным блеском. Клареновые и дюрено-клареновые разности обычнохрупкие, с густой тонкой сетью эндогенных трещин, выполненных кальцитом. Угли спекаются, но не вспучиваются. Высота пластического слоя у норильских углей достигает 14 мм, у водопаднинских 10 мм (см. районные очерки). В этом отношении коксовые угли Тунгусского бассейна очень близки к марке K10 и К2 Кузбасса.
Отощенно-спекающиеся и тощие угли по химическим и физическим свойствам в большинстве случаев разделению не поддаются. От предыдущей группы они отличаются большей твердостью, вязкостью, серовато-черной или темно-серой чертой, а также ярким блеском. В некоторых случаях отдельные разности рассматриваемых углей обнаруживают лишь слабые признаки спекания.
Антрациты и полуантрациты широко распространены в пределах западной окраины бассейна. Они характеризуются серовато-черным цветом, большой крепостью и ярким металлическим блеском; под микроскопом легко опознаются по сильной поляризации света.
Кроме перечисленных разновидностей углей, на территории Тунгусского бассейна часто встречаются выходы ококсованных углей, которые пока практического значения не имею», но интересны своим происхождением. Ококсование обычно наблюдается на контакте с интрузиями. Мощность зоны ококсования зависит от температуры, размера интрузии и угла пересечения интрузией пласта.
Удельный вес высокометаморфизованных углей 1,4—1,9 (сильно минерализованные разности антрацита). Из минеральных примесей наиболее распространены в углях глинистый материал и пирит, дисперсно рассеянные в гелифицированной основной массе, либо образующие пленочные прослои на плоскостях наслоения. Изредка отмечаются зерна кварца, каолинита, чешуйки слюды, а также обломки различных пород. Угли средне- и малозольные подобно кузнецким.
Угли Тунгусского бассейна по химическим свойствам существенно отличаются от одновозрастных углей других бассейнов бывш. СССР; они обладают некоторыми индивидуальными особенностями и не укладываются в схемы промышленных классификаций, построенные на изменении выхода летучих веществ и величине пластического слоя. В частности, все они сравнительно гигроскопичны, первично окислены, обнаруживают повышенную влажность и повышенное содержание кислорода. Это в свою очередь нриводит к полной или частичной потере спекающих свойств углями соответствующих групп метаморфизма, независимо от их петрографического состава, и пониженной теплоте сгорания. Лучшей спекаемостью в Тунгусском бассейне характеризуются жирные угли.
В табл. 15 приводятся средние показатели качества углей Тунгусского бассейна различной стадии метаморфизма. Сравнивая эти данные со справочными данными по качеству углей бывш. СССР, тунгусские угли ближе стоят к углям балахонской серии Кузнецкого бассейна типа пласта «Мощного».
В табл. 16 отражена первая попытка классификации углей Тунгусского бассейна по их технологическим свойствам.
Пути использования углей. Угли класса фюзенолитов, независимо от степени метаморфизации, могут быть использованы в народном хозяйстве только в качестве энергетического топлива. Малозольные разности тощих углей и полуантрацитов, по-видимому, уже сейчас могут быть испытаны на предмет использования их при агломерации руд. Кроме того, отдельные разности антрацитов западной окраины бассейна, подобные антрацитам Летнинского месторождения па р. Нижней Тунгуске, могут быть употреблены, как показали опытные плавки, в качестве термоантрацитов. Угли класса гелитолитов могут явиться не только хорошим энергетическим топливом, но при соответствующей стадии метаморфизации и сырьем для получения металлургического кокса.
Источник
Тунгусский каменноугольный бассейн — характеристика, положение и перспективы развития
Давая характеристику Тунгусскому каменноугольному бассейну, следует обозначить, что он является одним из крупнейших на территории Российской Федерации. Общая площадь превышает 1 млн квадратных километров. Территория по направлению с севера на юг достигает 1800 км, она проходит между железной Транссибирской дорогой и рекой Хатанга. В западно-восточном направлении бассейн пролегает между Леной и Енисеем на 1150 км. Он захватывает Иркутскую область, Якутию, Красноярский край.
Основная характеристика
Географически определить, где находится Тунгусский угольный бассейн, поможет детальное рассмотрение карты страны. Он захватывает значительную зону на Среднесибирском плоскогорье. Первая гипотеза, касающаяся существования отдельно территории Тунгусского бассейна, была озвучена академиком С. В. Обручевым. На протяжении многих лет исследования организовывались возле Норильска. В этой местности подробно изучены следующие богатые месторождения:
- Имангдинское;
- Норильское;
- Кокуйское;
- Кайерканское;
- Каякское.
Тунгусский угольный бассейн на карте охватывает несколько населенных пунктов. В частности, это поселок Тура, города Богучаны, Норильск, Тасеево, Туруханск, Мирный, Байкит. Он является одним из самых масштабных аналогичных территорий (Фушунский, Ленский, Датунский бассейны), представляющих Россию. Что касается геологических ресурсов, они представлены более чем 2 трлн т. В миллионах тонн общие угольные запасы представлены конкретными месторождениями. На Кайерканское приходится 816, Норильское — 159, Имангдинское — 415, Далдыканское — 738, Кокуйское — 358.
Угленосная описываемая зона является недостаточно изученной, причиной тому выступает захватывание труднодоступных мест. Пласты отличаются по своей мощности. Например, в Норильском направлении они залегают по разрезу на глубину в 15−20 м. А Кокуйское месторождение еще богаче, здесь полезные залежи представлены пластами от 60 до 65 м.
Угли по составу бывают малосернистыми, средне- и низкозольными. В зависимости от марочного состава продукт разделен на графиты, антрациты, бурые угли. Те из них, что пригодны для коксования, ограничены в объеме.
Глубина по добыче полезного ископаемого достигает порядка 600 м, подобное описание отмечено и в википедии. Практика показывает, что находится Тунгусский угольный бассейн в труднодоступной зоне. Помимо исследования и изучения угольных залежей в месторождениях, параллельно разрабатывается добыча ценных медно-никелевых руд. Здесь же часто встречаются строительные материалы, графит, исландский шпат. Недавно обнаружен масштабный пласт железной руды.
Качество материала
В бассейне заложено около 2 трлн т полезных запасов. Из них 95% занимают каменные угли. Такие залежи смогут удовлетворить запросы мировой экономики примерно на 500 лет. В углях описываемой Тунгусской зоны присутствует сера в количестве от 0,2 до 1%, на золу приходится порядка 9−25%. Подобные параметры в полной мере удовлетворяют запросы современного потребителя.
Описываемые угли различны по качественным показателям. При этом отмечена закономерность, заключающаяся в том, что указанные значения значительно выше в южной зоне в сравнении с северными месторождениями. Вероятное расположение балансовых запасов представлено такими цифрами: С2 — около 3590 млдр т, А+В+С1 — порядка 1740 млрд т.
Методы получения
Добыча угля возможна подземным и открытым способом. На северной части бассейна пласты залегания приспособлены под обозначенные методы. В южных окраинах предпочтительно ведется открытая разработка.
Самое развитое с точки зрения инфраструктуры добычи Норильское месторождение. Здесь в основном осуществляется выработка подземного типа. Что касается Кокуйских залежей на южных участках, они представлены пластами, где полезные ископаемые можно получать более доступными открытыми методами.
Перспективы по развитию
Прогрессивные и результативные мероприятия на просторах бассейна на протяжении многих лет тормозились из-за неудобного расположения к транспортным дорогам. Длительный период отсутствовала возможность транспортировки угля для потребления в металлургии и энергетике. В настоящее время отмечаются новые факторы, давшие толчок развитию в описываемом регионе.
Известно, что на многих угледобывающих территориях практически полностью забраны полезные ресурсы. Одновременно с тем существует программа, предусматривающая партнерство частного и государственного уровня между федеральными субъектами и непосредственно Красноярским краем.
В соответствии с ней должно активно осуществляться освоение зон Нижнего Приангарья. Запланировано строительство Северо-Сибирской ж/д ветки через эту территорию. В результате Тунгусский бассейн, называющийся еще артезианским, станет новой угольной артерией страны. Структурно промышленное производство в регионе подлежит кардинальному изменению. Цветная металлургия по удельному весу уменьшится с 70% до 35%. Что же касается добычи ценного сырья с высокой калорийностью, его получение увеличится от 5,5% до 25%.
В рамках обозначенного проекта запланировано строительство специализированных комплексов компанией «Тунбассэнергохолдинг». Подобные объекты рассчитаны на:
- энергетическое генерирование мощностей;
- обогащение добытых углей;
- коксохимическое производство;
- изготовление синтетического топлива.
Практически все известные угледобывающие предприятия страдали от резкой нехватки вагонов. Применение на практике мощностей с полным замкнутым циклом для добычи и обработки углей решает обозначенную проблему. Что касается инвестирования описанного проекта, ведущие специалисты, эксперты утверждают, что он является высокоэффективным.
Основные потребители ископаемых
Тунгусский уголь в основном используется заводами, относящимися к теплоэнергетическому комплексу, гигантами металлургической промышленности в Норильске, химическими предприятиями. Но если рассматривать планы по развитию в ближайшее время Красноярского края, то предполагается применение ископаемых выстраиваемыми мощностями, на которых будет изготавливаться синтетическое топливо, а также коксующие угли.
Добыча и экология
Угледобывающие предприятия оказывают определенное действие на окружающую среду. Существует перечень основных проблем:
- ухудшение состояния грунтовых вод;
- негативное действие на поверхностные источники;
- спонтанное затопление территорий, где расположены населенные пункты;
- заболачивание больших участков;
- загрязнение воздуха шахтными массами.
Из-за отсутствия в непосредственной близости масштабных населенных пунктов обозначенные факторы несколько нивелируются. Негативное влияние на окружающую среду сводится к минимуму благодаря выполнению всех требований по рекультивации и внедрению на практике грамотно составленной экологической программы.
Наступил момент, когда для повышения экономического развития Сибири, впрочем, и всей страны, стоит задействовать тунгусские сокровища в виде полезных ископаемых. Современные технологические процессы позволят добывать массово уголь по себестоимости с минимальным вредом для окружающей среды.
Источник