Неокисленные каменные угли Кузнецкого угольного бассейна

26.03.2020

Классификация неокисленных каменных углей Кузнецкого бассейна по ГОСТ 8162—59, приведенная в табл. 38, охватывает все угли балахонской и кольчугинской серий, кроме окисленных, которые имеют отдельную группировку по ГОСТ 10020—62. Эта классификация более совершенна по сравнению с предыдущей по ГОСТ 1280—48, но все же имеет ряд недостатков. Наиболее существенный из них состоит в том, что некоторые марки и группы объединяют разнообразные по петрографическому составу и степени метаморфизма угли. Так, например, к марке ГЖ относятся как угли кольчугинской серии с содержанием витринита около 80% и широко используемые для коксования, так и угли верхнебалахонской свиты с содержанием витринита 35—40%, не представляющие особого интереса для коксования ввиду их очень низкой спекающей способности (у 6—8 мм). На Низов-ском месторождении Кемеровского района имеются угли с выходом летучих веществ 15—16% и толщиной пластического слоя 10—11 мм. которые по существующей классификации не могут быть отнесены к определенной марке или группе, хотя такие угли являются прекрасным сырьем для коксования. Следует также отметить, что для отощенных углей марок К2 и ОС с пластическим слоем менее 6 мм ни пластометрический анализ, ни характеристика тигельного королька, к сожалению, не могут в необходимой мере определить технологические свойства таких углей, в связи с чем в лабораториях приходится вводить другие методы исследований, в частности метод определения вспучивания углей, применяемый в ВУХИН. Наконец, эта классификация совершенно не дифференцирует высокометаморфизованные угли, различающиеся по теплоте сгорания, удельному весу и крепости.

Учитывая, что промышленные классификации углей, построенные на основе показателей толщины пластического слоя (у, мм) и выхода летучих веществ (Vг, %), не отражают в полной мере генетические особенности углей, К.С. Пермитиной и М.Е. Поповой была проведена специальная работа по выявлению зависимости технологических свойств углей от их вещественного состава. Результатом исследования явился график, приведенный на рис. 37, широко используемый геологами Кузбасса для прогноза качества коксующихся углей при геологоразведочных работах. Недостатком графика является то, что он не отражает влияния степени первичной окисленности, слабо дифференцирует угли низких степеней метаморфизма и совсем не учитывает углей с выходом летучих веществ менее 14%.

Согласно ГОСТ 8162—59, в Кузнецком бассейне выделяется десять марок углей. Схематическая карта марочного состава углей показана на рис. 38.

Длиннопламенными (Д) являются не спекающиеся угли кольчугинской серии с выходом летучих веществ 38—42%. Это — угли пониженным содержанием витринита (60—80%) и относительно высоким (15—25%) фюзинита, невысокой степени метаморфизма (I1—I2). При содержании в горючей массе углерода 75—79% и водорода 5,0—5,5% они имеют теплоту сгорания 7250—7800 ккал/кг. В связи с повышенной рабочей влажностью (7—16%) низшая теплота сгорания их не превышает 4700—6600 ккал/кг. К длиннопламенным относятся угли всех пластов ерунаковской свиты Салтымаковского, а также верхних горизонтов этой свиты Плотниковского, северо-западной части Epyмаковского и северо-восточной части Ленинского районов. Они также установлены в отложениях тарбаганской серии. Юрские длиннопламенные угли отличаются от кольчугинских повышенным содержанием микрокомпонентов группы лейптинита, обусловливающим более высокое содержание водорода (до 6,0%) и относительно высокий выход летучих веществ (45—50 %).

Газовые угли (Г) составляющие основную часть запасов Кузнецкого бассейна, имеются почти во всех районах, где развиты отложения кольчугинской серии. Они отсутствуют только в Салтымаковком и Осиновском районах.

Газовые угли характеризуются выходом летучих веществ от 37 до 42% и толщиной пластического слоя от 6 до 25 мм. При пластическом слое 16 мм и менее они относятся к группе Г6, при пластическом слое от 17 до 25 мм — к группе Г17. Первые имеют стадию метаморфизма I3 и II1, вторые — II1—II2. Другие показатели качества углей марки Г изменяются в следующих пределах: Wр 5—8%; Wа 1,5— 5,0%; Cг 79—85%; Hг 5,5—5,8%; Qбг 7900—8500 ккал/кг; QIIp 6500— 7100 ккал/кг. Примерно такие же показатели (кроме более высокого выхода летучих — 45—47%) характерны и для спекающихся углей юрского возраста.

Газово-жирные угли (ГЖ), как уже указывалось, очень разнообразны по петрографическому составу. В пределах отложений кольчугинской серии к этой марке относятся угли с пониженным содержанием витринита и повышенным фюзинита, в основном на стадиях метаморфизма II2 и II3. Выход летучих веществ обычно составляет 34—37%, а толщина пластического слоя 12—25 мм. По другим показателям они мало отличаются от углей марки Г. Кольчугинские угли марки ГЖ имеются только в юго-восточной части бассейна — в Tepсинском, Ерунаковском, Байдаевском районах и на Распадском месторождении. Большинство их пригодно для коксования.

Балахонские угли марки ГЖ являются лучшими по петрографическому составу углями этой серии, но находятся на низких (II1—II3) стадиях метаморфизма, вследствие чего характеризуются относительно низкой спекаемостью и мало пригодны для коксования. Выход летучих из них составляет 31—36%, пластический слой 6—13 мм. К марке ГЖ в отложениях балахонской серии относятся угли пластов Внутренних в притырганской части Прокопьевско-Киселевского района, а также пласта Кемеровского и некоторых других в восточной части Кемеровского района.

Жирные угли (Ж) являются наиболее высоко метаморфизованными (стадии II3—IV1) и самыми лучшими по петрографическому составу среди других углей кольчугинской серии. Они приурочены к отложениям ильинской свиты и частично к низам ерунаковской в Ленинском, Беловском, Осиновском, Байдаевском, Ерунаковском, Терсинском, Ускатском районах и на Распадском месторождении. Жирные угли характеризуются следующими показателями качества: Vг 25— 40%; у 26—40 мм; Wа 0,7—2,0%; Wр 4,0—7,0%; Cг 84—88%; Hг 5,0— 6,0%; Qбг 8400—8750 ккал/кг. Удельный вес сухого беззольного угля, равный 1,20—1,25 г/см3, является самым низким по сравнению со всеми другими углями бассейна.

При выходе летучих веществ 33% и менее жирные угли относятся к группе 2Ж26, а при более 33% — к 1Ж26. Угли группы 2Ж26 как в самостоятельном виде, так в шихте с другими углями дают более прочный металлургический кокс по сравнению с углями группы 1Ж26.

Коксовые жирные угли (КЖ) относятся к отложениям балахонской серии. По стадии метаморфизма (II3—III3) они соответствуют примерно жирным углям кольчугинской серии, но отличаются от последних значительно более низким содержанием спекающихся микрокомпонентов. Угли с самым низким содержанием витринита и соответственно этому с пониженным пластическим слоем (менее 14 мм) выделяются в группу КЖ6, а угли с повышенным содержанием витринита и пластическим слоем 14 мм и более — в группу КЖ14. Другие показатели качества углей марки КЖ следующие: Vг 25—31%; Wа 0,5—2,5%; Wp 4—8%; Cг 85—90%; Hг 4,4—5,7%; Qбг 8000— 8600 ккал/кг; Qнр 6400—7200 ккал/кг. Угли этой марки широко распространены в Кемеровском, Прокопьевско-Киселевском, Бачатском и Томь-Усинском районах. Для коксования поставляются угли марки КЖ с пластическим слоем более 10 мм.

Коксовые угли (К) также установлены только в отложениях верхне- и нижнебалахонской свит. Это в основном угли, находящиеся на более высоких (III2—IV3) стадиях метаморфизма.

Угли с повышенным содержанием спекающихся компонентов (пласты Внутренние в Прокопьевско-Киселевском районе, пласты алыкаевской подсвиты Кемеровского района и др.) выделяются в группу К13. Они могут коксоваться в самостоятельном виде и при этом дают самый прочный и крупнокусковатый кокс.

К группе K10 относятся угли несколько худшего петрографического состава, а также более высоко метаморфизованные угли (IV3—V1) хорошего петрографического состава. В сравнении с углями группы К13 спекаемость последних ниже, в связи с чем в самостоятельном виде они не дают хорошего кокса, но в шихте с жирными углями качество кокса из них мало уступает коксу из углей группы К13.

Угли марки К характеризуются следующими показателями: Vг 17—25%; у 10—12 мм для группы K10 и 13—25 мм для группы К13; Wа 0,5—1,8%; Wp 3,5—7,0%; Cг 87—91%; № 4,5—5,4%; Qбг 8200—8650 ккал/кг; Qнр 7100—7700 ккал/кг.

Угли марки К разрабатываются в Прокопьевеко-Киселевском, Кемеровском, Томь-Усинском и в небольшом количестве в Анжерском районах. Сравнительно небольшие запасы их разведаны также в Кон-домском и Мрасском районах.

Коксовые вторые угли (K2) отличаются от углей марки К пониженным содержанием спекающихся микрокомпонентов и поэтому образуют еще менее прочный кокс, чем угли группы К10. Характеристика углей марки K2: Vг 17—25%; у 6—9 мм; Wа 0,7—1,8%; Wр 4,0—7,0%; Cг 87—91%; Hг 4,0—5,0%; Qбг 8300—8600 ккал/кг; Qнр 6400— 7500 ккал/кг.

Угли марки К2 достаточно широко распространены в Прокопьевско-Киселевском, Кемеровском, Анжерском, Томь-Усинском, Мрасском и Кондомском районах.

Отощенные спекающиеся угли (ОС) по петрографическому составу аналогичны углям марки К и лучшим углям марки Кг, но в связи с более высокой степенью метаморфизма (стадии IV3—V1) спекаемость их ниже. Для углей марки ОС наиболее характерны следующие показатели: Vг 15—17%; у 5—9 мм; Wа 0,5—1,2%; Wр 3,5—6,5%; Cг 89—91,5%; Hг 4,5—5,0%; Qбг 8500—8750 ккал/кг; Qнр 6900—7500 ккал/кг.

Разработка углей марки ОС производится в основном в Анжерском районе. Крупные запасы их разведаны в Кемеровском и Томь-Усинском районах; имеются они также в Прокопьевеко-Киселевском и Кондомском районах.

Тощие угли (T) в соответствии с ГОСТ 8162—59 объединяют все неспекающиеся угли с выходом летучих веществ менее 17% независимо от их петрографического состава. Это угли самой высокой степени метаморфизма (V2 и выше), имеющие следующие показатели качества: Vг 5—17%; Wа 0,7—2,0%; Wр 3,5—7,5%; Cг 90—92,5%; Hг 3,0—4,5%; Qбг 8100—8600 ккал/кг; Qнр 6000—7300 ккал/кг. В тощих углях значительно возрастает удельный вес; обычно более 1,3 г/см3, а в наиболее метаморфизованных углях VII стадии 1,4—1,45 г/см3 в пересчете на беззольное вещество. На VII стадии метаморфизма заметно снижается также теплота сгорания, несколько понижается влажность, повышается крепость и увеличивается выход средних и крупных классов. Все это дает основание для выделения самостоятельной марки углей — полуантрацитов.

Слабоспекающиеся угли (CC) объединяют угли очень большого диапазона по степени метаморфизма — от стадии I3 до IV2. Они характеризуются порошкообразным, слипшимся или слабоспекшимся нелетучим остатком, что обычно свойственно углям либо с высоким содержанием фюзинита, либо низких стадий метаморфизма. Угли средних стадий метаморфизма (III1—IV1) с летучими 17—25% выделяются в группу 2СС, а с летучими от 25 до 37% — в группу 1CC.

Угли группы 2СС характеризуются следующими показателями: Wа 1,0—2,0%; Wр 5—8%; Cг 86—90%; Hг 4,2—5,2%; Qбг 8200—8500ккал/кг; Qнр 8300—7200 ккал/кг. Угли некоторых пластов этой группы (Мощного, Безымянного, Волковского) при преобладающем дюреновом составе и низкой зольности (4—8%)имеют значительно высокую крепость и вязкость, что позволяет использовать их непосредственно в небольших домнах. В небольших количествах их применяют также в шихте для получения кокса.

Для углей группы 1CC, имеющим стадию метаморфизма от I3 до II3, показатели качества следующие: Vг 25—37%; Wа 1,5—5,0%; Wp 5—16%; Cг 78—87%; Hг 4,5—5,0%; Qбг 7500—8300 ккал/кг; Qнр 5500—7000 ккал/кг. Удельный вес сравнительно высокий — 1,30—1,36 г/см3 (в пересчете на беззольный уголь).

Угли марки CC распространены в Кемеровском, Прокопьевско-Киселевском и Бачатском районах. Наиболее низкометаморфизованные угли этой марки известны в Крапивинском районе.

По зольности угли Кузнецкого бассейна в соответствии с ГОСТ от 8163—56 до 8171—56 можно разделить на семь групп: 1—Aс до 7%; 2 — от 7,1 до 8,0%; 3 — 8,1—10,0%; 4 — 10,1—12,5%; 5 — 12,6—16,0%; 6 — 16,1—20,0%; 7 — от 20,1 до 25,0%.

По размеру кусков угли марок Д, Г, Т, CC по ГОСТ 8162—59 разделяются на четыре класса (табл. 39).
Неокисленные каменные угли Кузнецкого угольного бассейна

Оценка обогатимости угля по результатам фракционного анализа (расслоения в тяжелых жидкостях и флотации) производится по ГОСТ 10100—62.

Степень обогатимости угля (его категорию) устанавливают по суммарному выходу средних фракций плотностью 1,4—1,8 г/см3, выраженному в процентах и отнесенному к беспородной массе. В зависимости от выхода средних фракций уголь относят к одной из следующих категорий обогатимости: I — легкая, выход средних фракций менее 4%; II — средняя — от 4 до 10%; III — трудная — от 10 до 17%; IV — очень трудная — более 17%.

Кроме общей классификации (см. табл. 38) для различных видов потребления в соответствии с конструкцией потребляющих агрегатов или требованиями к качеству конечного продукта существуют специальные ГОСТ на угли Кузбасса.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна