Экономический очерк Кузнецкого угольного бассейна

26.03.2020

Кузбасс — второй по значению и размерам добычи угля бассейн бывш. Советского Союза — главная топливная база Сибири и Урала. Из общих запасов угля бывш. СССР 8,7 триллионов тонн на долю запасов, удобных для промышленной эксплуатации, по расчетам группы советских геологов приходится 593 млрд. т, из них на Кузбасс 290 млрд. т или 45%. Из 157 млрд. т запасов коксующихся углей бывш. СССР для промышленной эксплуатации на долю Кузбасса приходится 112 млрд. т или 71%.

Приведенные цифры даже с учетом их известной приближенности свидетельствуют о важной роли, которую призван играть Кузнецкий бассейн в народном хозяйстве не только восточных районов страны, но и всего бывш. Советского Союза.

Практически Кузбасс как крупное звено социалистической индустриализации в масштабе всего бывш. Советского Союза выделяется в связи с вопросом о создании на востоке страны второй угольно-металлургической базы бывш. СССР.

Идея второй металлургической базы бывш. СССР была заложена в плане ГОЭЛРО.

В восстановительный период были разработаны основные положения по развитию угольной и металлургической промышленности Сибири и Урала, а также проекты Магнитогорского и Кузнецкого металлургического комбинатов.

В годы социалистической индустриализации советский народ под руководством коммунистической партии успешно решил одну из важнейших народнохозяйственных проблем бывш. СССР — создание Урало-Кузнецкого комбината, а отсюда общий подъем производительных сил восточных районов страны.

Топливной базой Урало-Кузнецкого комбината являлся Кузнецкий угольный бассейн. С 1927—1928 по 1940 г. добыча угля в Кузбассе выросла с 2,5 до 21,1 млн. т. От общего количества добытого кузнецкого угля в 1922—1923 гг. промышленность потребляла 17%, а в 1934 г. на ее долю приходился уже 61%. Особенно возросла в Кузбассе добыча коксующихся углей.

Общеизвестно значение Кузбасса в годы Великой Отечественной войны как главного угольного бассейна бывш. СССР. Общая добыча угля к 1945 г. возросла до 28 млн. т, коксующихся углей — в 2 раза. В послевоенные годы добыча угля в Кузнецком бассейне неуклонно растет (в млн. т):
Экономический очерк Кузнецкого угольного бассейна

О том, как изменилась добыча угля по районам, можно судить по данным табл. 82.

Важнейшими поставщиками коксующихся углей марок К, К2, ОС и CC являются Прокопьевско-Киселевский, Томь-Усинский, в последнее время Кемеровский и другие районы. Основными поставщиками жирных углей по-прежнему остаются Осиновский и Байдаевский районы, а жирных и газовых — Беловский и Ленинский.

Рост добычи угля в Кузнецком бассейне имел в своей основе значительное расширение шахтного и карьерного фонда. Всего на 1/I 1965 г. в Кузбассе имелось 74 шахты и 14 разрезов (табл. 83).

Добыча угля на шахтах ведется преимущественно на глубине 200—300 м, а на разрезах — до 100 м.

Важной характерной чертой угольной промышленности Кузбасса после 1945 г. явился переход от одной — подземной механической добычи угля к четырем способам разработки угольных месторождений: подземно-механическому, подземно-гидравлическому, подземной газификации и открытой добыче. Основными способами добычи угля в бассейне является подземная механическая добыча. В 1940 г. этим способом добывались все 100% углей Кузбасса, в 1965 г. на долю этого способа приходилось около 79% общей добычи, в том числе все угли, пригодные для коксования. На крутопадающих пластах по-прежнему находит широкое применение щитовая система добычи угля.

Обладая рядом достоинств, подземная механическая добыча угля по технико-экономическим показателям и прежде всего по показателям производительности труда уступает другим способам разработки угольных месторождений. В 1940 г. месячная выработка на одного рабочего на шахтах Кузбасса составляла 43,1 г, в 1960 г. 48,7 т, в 1964 г. 53,3 г, а к 1970 г. по плану она должна вырасти до 60 т. На угольных разрезах производительность труда в 1964 г. составила 244 г, а на гидрошахтах — свыше 110 т.

Кузбасс — родина подземной гидравлической добычи угля. С 1953 г. в Ленинском районе работает первая в мире шахта подземной гидравлической добычи (Полысаевская-Северная). В то время как на соседних шахтах района, аналогичных по горно-геологическим условиям, выработка на рабочего в месяц в 1964 г. составила 59,3 г, на шахте Полысаевская-Северная 111,8 т. В том же 1964 г. в Кузбассе вошла в строй вторая гидрошахта — Красногорская. Имеется ряд гидроучастков на шахтах с подземной механической добычей угля (Коксовая 1, Зиминка 3—4 и др.).

Несмотря на более высокую производительность труда, более низкую себестоимость и меньшие удельные капиталовложения, этот способ пока не получает широкого применения в бассейне, во-первых, из-за высоких эксплуатационных потерь, во-вторых, из-за отсутствия конструктивно отработанного и надежного в эксплуатации производственного оборудования. Высказываются мнения, что до преодоления этих трудностей имеет смысл использовать гидромеханический способ разработки угольных месторождений, при котором добыча угля осуществлялась бы обычными методами, а его транспортировка и подъем на поверхность — с помощью гидротранспорта.

В Прокопьевско-Киселевском районе уже ряд лет работает первая в Кузбассе опытная станция подземной газификации. По экономическим показателям этот метод, по-видимому, равноценен гидродобыче. Однако получаемый продукт — газ калорийностью до 1200 калорий — пригоден лишь для местных нужд.

Крупным достижением послевоенного времени является развитие добычи угля в Кузбассе открытым способом. Еще в 1941—1945 гг. были выявлены возможности разработки пластов углей верхнебалахонской свиты, выходящих на дневную поверхность, открытым способом. Особое значение имеет то обстоятельство, что Кузбасс едва ли не единственный в мире бассейн, где можно добывать открытым способом большие количества угля, пригодного для коксования.

Поскольку угольные разрезы в основном пока разрабатывают пласты верхнебалахонской свиты, они будут поставлять в первую очередь угли марок КЖ, К, К2 и ОС. Главными поставщиками этих углей, получаемых на разрезах, будут Томь-Усинский, Прокопьевско-Киселевский и Бачатский районы. He исключена возможность получения некоторого количества коксующихся углей также и в Кемеровском районе при условии их глубокого обогащения.

В последние годы выявлены также большие перспективы для открытой разработки пластов кольчугинской серии с добычей длиннопламенных и коксующихся газовых углей (Ленинский и Ерунаковский районы).

Угли Кузбасса отличаются хорошим качеством — малой зольностью, незначительным содержанием серы и фосфора. Средняя зольность кузнецких углей 8—14%, донецких 12—19%, карагандинских 19—22%.

Вместе с коксом в домны, работающие на углях Донбасса, вносится 16—18 кг/т серы, а с углями Кузбасса — всего 4—5 кг/т. Доля углей легкой обогатимости на действующих шахтах составляет: в Донбассе около 60%, а в Кузбассе свыше 80%.

Высокое качество кузнецких углей позволило использовать их в течение длительного времени без обогащения. Однако уже накануне Великой Отечественной войны в Кузбассе было начато строительство фабрик пневматического обогащения угля. Повышение требований металлургов к качеству кокса и необходимость освоения шахтопластов с повышенной зольностью привели к созданию углеобогатительной промышленности Кузбасса. По мере введения в добычу более зольных и труднообогатимых углей пневматический метод стал вытесняться мокрым обогащением.

В настоящее время начато промышленное освоение наиболее эффективного метода обогащения в тяжелых средах, что позволит широко использовать угли с повышенной зольностью, включая и труд-нообогатимые, при значительном улучшении качества обогащенного угля.

В перспективе Кузнецкий угольный бассейн должен стать поставщиком коксующихся углей не только для второй, но и для третьей металлургической базы бывш. СССР.

Повышенная потребность металлургии Урала в коксующихся углях связана в первую очередь с открытием мощных железорудных месторождений Кустанайской области, особенно Соколовского и Cap-байского. Некоторое количество коксующихся углей может дать Кизе-ловский бассейн, однако запасы его невелики, а повышенная серни-стость и высокий выход летучих позволяют получать из кизеловских углей хороший кокс только вместе с более метаморфизованными и чистыми углями прежде всего Кузнецкого бассейна.

Важным поставщиком коксующихся углей Урала является Карагандинский бассейн. Однако в связи с развитием собственной металлургии значительная часть карагандинских углей в дальнейшем должна будет потребляться в пределах Казахстана.

При условии строительства Урало-Печорской магистрали на Урал смогут пойти угли Печорского бассейна. Доставка кузнецких углей на Урал на расстояние порядка 2200 км обходится до 6 рублей за 1 т, доставка печорских углей на расстояние порядка 1200 км будет обходиться по действующим тарифам около 3,5 руб. за 1 т.

Себестоимость кузнецкого угля составит в перспективе 5—6 руб., печорского 7—8 рублей. Если Кузбасс сможет давать некоторую часть коксующихся углей с угольных разрезов, это тем более может снизить себестоимость угля. Поэтому весьма вероятно, что кузнецкий уголь на Южном Урале будет даже несколько дешевле печорского. Кроме того, Печорский бассейн не в состоянии покрыть всю потребность уральской металлургии в угле по его марочному составу. Во всяком случае, на продолжительное время Кузбасс должен быть готов к необходимости поставки на Урал высококачественных коксующихся углей в значительных размерах.

Тем более растет роль Кузбасса как поставщика коксующихся углей для заводов Сибири. До недавнего времени развитие сибирской металлургии сдерживалось недостаточной подготовленностью собственной сырьевой базы. Хотя железные руды были известны в ряде районов Сибири, разведанные запасы основных месторождений не позволяли рассчитывать на возможность обеспечения крупных металлургических заводов на полный амортизационный срок. He случайно после строительства в годы первой пятилетки Кузнецкого металлургического комбината в Кузбассе не было построено ни одного металлургического завода с полным металлургическим циклом, а вопрос о строительстве Второго Западно-Сибирского завода, принципиально решенный в 1932 г., практически начал осуществляться только в 1956 г.

В результате большого объема геологоразведочных работ, проведенных после 1945 г., положение с железными рудами в Сибири резко изменилось к лучшему. В Горной Шории разведанные запасы железных руд по категориям А+В+C1 выросли почти до 300 млн. г. Предполагаемые запасы этого района составляют 700—800 млн. т. В пределах Кемеровской области был выявлен новый железорудный район на, западных склонах Кузнецкого Алатау с предполагаемыми запасами порядка 500—600 млн. т.

Новым железорудным районом Сибири стал Алтай. Открытие Инского, Белорецкого, Каргонского и других железорудных месторождений позволяет рассматривать Алтай как край, богатый железными рудами. Предполагаемые запасы железных руд Алтая оцениваются в 700—800 млн. г.

Значительно выросли запасы железных руд Красноярского края: разведанные запасы Ангаро-Питского бассейна превышают 2 млрд. г, а предполагаемые оцениваются в 3—4 млрд. т. Однако из-за повышенного содержания кварцитов промышленное использование этих руд представляет известные трудности. Предполагаемые запасы юга Красноярского края составляют I—2 млрд. т. Новые железорудные месторождения выявлены в Забайкалье, на юге Якутской АССР и в Читинской области.

Для дальнейшего развития черной металлургии после 1980 г. большую роль может играть Западно-Сибирский железорудный бассейн и прежде всего его самое южное Бакчарское месторождение, расположенное к северо-западу от Томска. В то время как общие прогнозные запасы железных руд Сибири и Дальнего Востока вряд ли превышают 10—12 млрд. т, установленные запасы только Бокчарского месторождения оцениваются в 16 млрд. г, а прогнозные в 64 млрд. т. Все это в общей сложности и создает вполне надежную сырьевую базу для развития черной металлургии в Сибири.

В связи с открытием крупных газовых месторождений в Западно-Сибирской низменности большинство металлургических заводов Сибири и Урала сможет использовать газ и расходовать кокса на 1 т чугуна значительно меньше, чем они расходуют в настоящее время. Несмотря на это, быстрый рост металлургии этих районов повысит абсолютную потребность в кузнецких коксующихся углях.

Немалое значение для определения путей развития коксохимической, а значит и угольной промышленности имеет вопрос новой техники коксования угля и прежде всего использование для этих целей тех углей, которые сейчас или совсем не используются для коксования, или используются в ограниченных размерах.

В связи с наличием большого количества действующих коксохимических заводов необходимо прежде всего остановиться на возможностях расширения гаммы коксующихся углей применительно к существующей технике. Основу коксовой шихты составляют угли марок коксовые и жирные. В связи с относительной ограниченностью запасов этих углей жирные угли частично заменяются газовыми, а собственно коксовые — углями марок К2, ОС и CC.

Важнейшим направлением расширения сырьевой базы коксохимической промышленности является повышение долевого участия в коксовой шихте газовых углей, запасы которых в Кузнецком бассейне практически не ограничены. В настоящее время имеется ряд методов, позволяющих более широко использовать газовые угли, на долю которых сейчас на коксохимических заводах Востока бывш. СССР приходится 10—12%. Одним из путей решения этой задачи является увеличение продолжительности коксования, однако этот путь ведет к снижению производительности коксохимических заводов. Другой эффективный путь связан с повышенным дроблением угля.

В настоящее время перед коксованием шихта на коксохимических заводах дробится с таким расчетом, чтобы не менее 92% всей шихты имело крупность не более 3 мм. Еще до Отечественной войны работниками Кемеровского и других коксохимических заводов бывш. СССР было установлено, что более тонкий помол коксовой шихты позволяет повысить участие газовых углей в шихте без снижения прочности кокса. Однако тонкий помол всей массы угля влечет за собой повышенное содержание угольной пыли, что весьма осложняет процесс коксования. Вот почему лучшие результаты дает избирательный помол, при котором повторному дроблению подвергается не весь уголь, а только крупные частицы. В результате избирательного дробления повышение помола не осложняется нежелательными побочными явлениями и подавляющая масса частиц угля имеет примерно одинаковый размер. ВУХИН установлена принципиальная возможность повышения количества газовых углей в коксовой шихте до 20—25% при применении избирательного дробления.

В Московском химико-технологическом институте им. Д.И. Менделеева разработан эффективный метод предварительной термической подготовки коксовой шихты с повышенным содержанием газовых углей. В процессе этой подготовки происходит искусственный метаморфизм газовых углей, что и дает положительные результаты.

В связи с наличием в Кузбассе больших запасов углей марок К2 и CC большое значение для заводов Сибири и Урала имеет повышение удельного веса в коксовой шихте углей этих марок.

Есть основания полагать, что карьерная добыча угля, пригодного для коксохимических заводов, может быть доведена по крайней мере до 20—25 млн. т. Это окажет существенное влияние на снижение себестоимости кокса и металла.

Важнейшим методом повышения долевого участия углей марок К2 и CC может быть их петрографическое обогащение, разработанное в Кузнецком научно-исследовательском институте М.Ю. Григорьевым и опробованное в лабораторных условиях. Наилучшие результаты петрографическое обогащение дает в сочетании с мокрым обогащением или обогащением в тяжелых средах.

За последнее десятилетие наметились и другие новые технологические направления коксования угля, в частности метод непрерывного коксования. На Харьковском опытном коксохимическом заводе уже несколько лет идет проверка и отработка метода непрерывного коксования, предложенного Л.М. Сапожниковым. Если при обычном методе продолжительность коксования составляет 14—15 часов, то при новом сокращается до 1,5—2 часов (причем сам процесс коксования частиц угля во взвешенном состоянии занимает меньше минуты). Прочность кокса повышается с 330—340 до 380—400 кг (при теоретическом пределе 410 кг). Главным преимуществом нового метода является возможность получения кокса из слабоспекающихся углей.

В Московском химико-технологическом институте им. Д.И. Менделеева группой научных сотрудников под руководством Г.Н. Макарова и Б.И. Житова разработан другой вариант непрерывного коксования угля, занимающий как бы промежуточное положение между нынешней техникой камерного коксования и методом Л.М. Сапожникова, при котором нагрев шихты происходит в потоке инертных газов в мощных цилиндрических печах.

Коксование по методу Г.Н. Макарова осуществляется в кольцевых печах, которые могут иметь диаметр до 80—100 м при годовой производительности каждой печи до 300—400 тыс. т. Коксование происходит непрерывно и требует около 2 часов. Существенным преимуществом этого метода является простота его аппаратурного оформления. Кольцевые печи, используемые при этом методе коксования, освоены советским машиностроением и применяются в ряде отраслей промышленности. Небольшая опытная кольцевая печь для непрерывного коксования начала работать в 1959 г. в Нижнем Тагиле. Промышленная проверка подтвердила ценность этого метода. Он явится важным фактором существенного расширения сырьевой базы коксохимической промышленности Урала и Сибири.

Из вышеизложенного следует, что в черной металлургии намечается тенденция к заметному сокращению удельных расходов кокса на 1 т выплавленного чугуна, в коксохимической промышленности — возможность существенного расширения сырьевой базы за счет газовых и слабоспекающихся углей других марок и в угольной промышленности Кузбасса — добыча значительной части этих углей наиболее экономичным открытым способом.

Co времени освоения Кузбасс являлся крупным поставщиком энергетического топлива. При этом зона потребления его углей систематически расширялась. До социалистической индустриализации его угли употреблялись преимущественно в Западной Сибири. Затем они стали использоваться на Урале, в Поволжье, в Европейской части бывш. СССР, Казахстане и республиках Средней Азии.

В связи с изменением структуры топливного баланса страны несколько лет назад создалось представление, что кузнецкие угли к 1965—1966 гг. почти не будут завозиться в европейские районы страны, а в дальнейшем их потребление уменьшится также и на Урале, в результате чего эти угли будут потребляться лишь непосредственно в Западной Сибири. В дальнейшем выяснилось, что в связи с высокими темпами производительных сил Урала и европейских районов страны возникает необходимость оказания существенной помощи этим районам твердым топливом на базе Кузнецкого бассейна. Вот почему в настоящее время задача всемерного развития добычи энергетического топлива является такой же важной задачей Кузбасса, как и поставка углей для коксования.

Как энергетическое топливо кузнецкие угли отличаются рядом положительных признаков. Они обладают высокой теплотой сгорания (порядка 6000—6500 ккал/кг на рабочее топливо), малой зольностью, малой сернистостью, что весьма важно при использовании их на крупных электростанциях.

Кузнецкие угли имеют повышенную температуру плавления золы, что позволяет их использовать в котлах различных типов без опасности ошлаковывания. Обладая высокой теплотой сгорания, они являются хорошим транспортабельным топливом. Их потребление будет расти не только в Западной Сибири и на Урале, но и в европейских районах страны. В этой связи повышается важность всемерного развития добычи этих углей на разрезах Кузбасса.

Кузнецкий уголь был и остается важным сырьем для получения разнообразных химических продуктов. Основное количество этой продукции получается в процессе коксования кузнецкого угля на заводах Сибири и Урала. На базе Кемеровского коксохимического завода еще в годы довоенных пятилеток вырос Кемеровский химический узел. Коксовый газ завода служит сырьем для получения азотных удобрений. На основе этиленовой фракции получается ряд продуктов основного органического синтеза. Фенол является сырьем для получения пластических масс на Кемеровском заводе «Карболит». Получаемые на коксохимическом заводе пиридиновые основания служат сырьем для получения химико-фармацевтических продуктов. В Ленинске-Кузнецком в годы Отечественной войны был построен завод полукоксования, на котором наряду с полукоксом получается значительное количество химического сырья.

При создании третьей металлургической базы бывш. СССР и строительстве новых коксохимических заводов роль кузнецкого угля как сырья для получения химических продуктов и полупродуктов значительно возрастает.

В настоящее время разработаны методы замены коксового газа как технологического топлива в мартеновских и других печах природным газом с тем, чтобы коксовый газ все в большей степени использовался для получения химических продуктов. Значение коксового газа как химического сырья особенно возрастет после того, как решится вопрос эффективного использования метана, на долю которого приходится около 25—30% от общего количества газа.

Следует отметить, что в настоящее время в ряде зарубежных стран и в первую очередь в США усиливается внимание к вопросам химической переработки угля. Ученые этих стран предполагают, что успехи геохимии позволяют получать из угля на базе гидрирования и прямой газификации разнообразные химические продукты по низкой себестоимости.

Говоря о кузнецких углях, нельзя не отметить возможности использования также и их золы. Простейшим направлением использования этой золы и шлаков котельных и электростанций является получение на их основе вяжущих строительных материалов — заменителей цемента, стеновых материалов в виде шлакоблоков и т. д. Значительный интерес представляет вопрос использования золы угля некоторых пластов как сырья для получения глинозема.

Рациональное использование углей Кузнецкого бассейна в народном хозяйстве бывш. СССР может иметь место лишь на основе надлежащего использования каждого из угольных районов бассейна в соответствии с его особенностями в отношении запасов, качества углей, горно-геологических и экономико-географических условий.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна