Качество углей Томь-Усинского и Мрасского районов

26.03.2020

Каждый из основных рабочих пластов районов опробован не менее чем в 5—6 уклонах по простиранию, а некоторые из них, например III, IV—V, VI, по 8 и 10 горным выработкам на простирании 50 км. Ни один новый район Кузбасса перед эксплуатацией не располагал такими данными по качеству углей, как Томь-Усинский и Мрасский.

В результате всестороннего петрографического, химического и технологического исследования, заводского коксования и, наконец, изучения обогатимости углей накоплен обширный материал, позволяющий наметить определенную закономерность в изменении качества углей этих районов.

В обоих районах известны угли от антрацитов, полуантрацитов до коксовых жирных. Коксующиеся угли составляют около 50% от общих запасов. Значительная часть их запасов приходится на отощенные угли марок К2 и ОС, которые могут быть использованы в коксовой шихте с жирными распадскими, осиновскими и байдаевскими, а также малозольными газовыми байдаевскими и ленинскими углями.

Из табл. 130 видно, что угли содержат незначительное количество серы — от 0,20 до 0,57%. Содержание фосфора изменяется в очень широких пределах — от 0,001 до 0,04%. Теплота сгорания углей высокая и колеблется от 8340 до 8740 ккал/кг. Наиболее высокой теплотой сгорания обладают угли пластов I и III на Куреинских участках.

Угольные пласты Томь-Усинского и Мрасского районов, как и все пласты балахонской серии, характеризуются полосчатым строением. Оно обусловлено чередованием углей различных типов — от блестящих до матовых, отличающихся по физическим и химическим свойствам. Согласно существующему делению угли пластов районов относятся в основном к IV—V петрографическим группам, в которых содержание однородного витренизированного вещества не превышает 55%. Особое место в этом отношении занимает пласт I, в составе которого оно достигает 70—75%. Ограниченно распространены угли, относящиеся к III петрографической группе (табл. 131).

Среди петрографических типов наиболее распространены полума-товые, полублестящие и переходные к ним разности. Более матовый состав имеют пласты IV—V, VI, VIII—IX, XII—XIII, XVI, XVII, XXIII, XXIV, XXV, XXX, XXXIII, XXXIV, XXXV, XXXVII и XXXVIII (рис. 115). И, наоборот, лучшими по петрографическому составу для коксования являются пласты I, VIа, IX, XI, XII, XVII Томь-Усинского и I и III Мрасского районов, содержащие от 50 до 70% однородного витренизированного вещества. В составе большинства пластов нижние слои являются более обогащенными блестящими и полублестящими разностями.

Петрографический состав некоторых одноименных пластов более или менее сохраняется на достаточно больших расстояниях по простиранию, хотя в ряде случаев наблюдаются и существенные его изменения. Так, довольно выдержанный петрографический состав по простиранию имеет пласт VI, наоборот, существенно меняющийся — пласты III и IV—V.

Наиболее петрографически изученными являются пласты верхних двух групп до XVII пласта включительно, приуроченные к усятской и кемеровской подсвитам. Петрографический состав их отличается разнообразием. Большинство пластов относятся к V группе: пласт III (нижняя пачка) в центральной и северо-восточной частях Томь-Усинского района, пласты IV—V, VIII—IX, XIII, XVI и XVII на всей площади обоих районов. Меньшее число пластов относится к IV группе: пласт III в Мрасском районе, пласты IX, XI и XII. В III петрографическую группу входят только сравнительно маломощные пласты I и VIа.

Петрографический состав углей пластов III, IV—V и VI изучен на всей площади описываемых районов, что дало возможность проследить его изменение в углях по простиранию. Содержание однородного витренизированного вещества в углях этих пластов увеличивается в юго-западном направлении. В результате обогащения витренизированным веществом уголь пласта III в Мрасском районе переходит из V в IV петрографическую группу. Содержание витренизированного вещества в угле всех трех пластов повышается в этом же направлении в среднем на 8—10%. Заметное улучшение петрографического состава наблюдается и по всем остальным пластам.

Большая часть пластов, залегающих ниже пласта XVII, по микроскопическому описанию единичных проб условно может быть отнесена к V петрографической группе, а пласты XXIII, XXIV, XXV и XXX, в которых преобладают зольные угли, — к V и VI группам.

Метаморфизм углей отчетливо проявляется на их свойствах, хотя в известной мере на общий его фон накладываются здесь и дополнительные факторы. Прежде всего на ряде участков изменения углей происходят под влиянием совместного действия регионального и контактового метаморфизма. С другой стороны, с приближением к северо-восточной окраине бассейна и переходе от прогиба к субплатформенной области метаморфизм углей в целом уменьшается. Основные направления изменений и зональность метаморфизма углей по выходам пластов на поверхность отражены на рис. 116. Изменение показателей качества углей под влиянием регионального метаморфизма в стратиграфическом разрезе и по простиранию пластов на месторождениях районов приведено в табл. 132.



Как видно из табл. 133, выход летучих веществ на горючую массу в верхних пластах уменьшается со стратиграфической глубиной в среднем на 3,7% на каждые 100 м нормального разреза.

При общем нарастании степени метаморфизма угля к нижним пластам в одном и том же разрезе, как уже отмечалось, наблюдаются также изменения и вкрест простирания пластов. Так, одни и те же пласты нижних горизонтов, сложенные тощими углями в зоне Западного моноклинала, по мере приближения к восточной границе районов изменяются по качеству до коксовых и отощенных спекающихся.

Помимо прослеживающегося на всей площади бассейна основного регионального метаморфизма, в Томь-Усинском и Мрасском районах качество угля меняется также и под влиянием контактового влияния магматических тел. На участках развития этих тел наблюдаются значительные отклонения от общей закономерности изменения степени метаморфизма углей пластов по простиранию угленосной толщи и на глубину (рис. 117).

Метаморфизующее влияние магматических образований находится в прямой зависимости от мощности изверженных тел, однако оно различно при воздействии силлов и даек как разных теплоносителей.

Активное влияние силла в висячем его боку распространяется примерно на 250 м (табл. 134). По данным анализов проб из скважин по Назасским разведочным линиям зона контактового метаморфизма в лежачем боку силла значительно меньше и не превышает 100—140 м. Зона слабого влияния силла охватывает более значительную площадь и проявляется вплоть до верхних горизонтов.

Зона контактового влияния дайки, выходы которой установлены на Томском месторождении, несмотря на ее меньшую мощность (20—30 м), превышает зону контактового метаморфизма силла. Данные анализов указывают, что зона максимального влияния дайки образует полосу шириной до 800—850 .и в висячем и до 750—800 м в лежачем боках. На полосе шириной в 300—350 м от дайки диабаза угли всех марок не обладают спекаемостью и являются тощими.

Технологические свойства большинства углей Томь-Усинского района несколько отличаются от свойств углей других освоенных промышленностью районов Кузбасса, в том числе и Прокопьевско-Киселевского. Отличие томь-усинских углей от прокопьевских объясняется тем, что они в общем содержат меньшее количество однородного витренизированного вещества, вследствие чего при одинаковой степени метаморфизма обладают несколько меньшим пластическим слоем. Тем не менее опытное коксование этих углей показало, что они относятся к хорошим коксующимся углям. Особенно хорошие результаты получены при коксовании томь-усинских углей в бинарных смесях с жирными углями Байдаевского и Осиновского месторождений, а также малозольными газовыми Байдаевского и Ленинского районов.
Качество углей Томь-Усинского и Мрасского районов

Из углей Томь-Усинского и Мрасского районов в сочетании с жирными байдаевскими и распадскими углями можно получить кокс, вполне пригодный для домен большого объема. Выжженные коксы по механической прочности не уступают, а при отдельных подборах шихт несколько превышают коксы, получаемые при коксовании производственной шихты на Новокузнецком металлургическом комбинате. Они транспортабельны и термически устойчивы. Качество кокса характеризуется следующими показателями: остаток в барабане около 320—330 кг, мелочи в провале (класс — 10 мм) 10—15%.

По зольности угли могут быть разделены на три группы: 1) угли малозольные — с содержанием золы менее 7%. К ним относится уголь пласта I, нижней пачки пласта III и пластов XIII, XV, XVI и XVII; 2) угли среднезольные — с содержанием золы 7— 15%. Это уголь пластов III, IV—V, IX, XI и XII; 3) угли высокозольные — с содержанием золы свыше 15%. К ним относится уголь пластов VI и XIII. Для использования в промышленности угли нуждаются в обогащении. По степени обогатимости угли районов разделяются также на три группы: 1) группа легкообогатимых углей — пласты I, XII, XIII, XV, XVI, XVII и XXVII, сложенные существенно полублестящими и переходными к ним малозольными углями тонкополосчатого строения; 2) группа среднеобогатимых углей — пласты III, V, нижняя пачка пласта VI, VIа, XI, XXIV, XXX, сложенные преимущественно блестящими и полублестящими углями, тонко переслаивающимися с прослоями углистого аргиллита и пачками полуматовых углей 3) группа труднообогатимых углей — верхняя пачка пласта VI, пласты IV—V, VIII—IX, XXI, XXVI, XXXII, в составе которых преобладают полуматовые и переходные к ним угли штриховатого и массивного сложения с тонкорассеянными минеральными примесями.

В Томь-Усинском и Мрасском районах не наблюдается глубокой зоны выветривания каменных углей. Угли пригодны для энергетических целей уже на глубине 2—3 м от поверхности коренных пород. Наряду с этим по всем пластам до определенной глубины обнаруживается влияние окисления, которое для углей технологических групп выражается в снижении коксующих свойств, а ближе к поверхности — в полной их потере. Вследствие пологого залегания пластов, довольно значительного колебания отметок рельефа местности и изменения степени метаморфизма углей по простиранию глубина зоны, в пределах которой уголь теряет свои спекающиеся свойства, подвержена значительным колебаниям. Наиболее глубоко граница окисления опускается на водоразделах. В пределах зоны окисления, кроме негодного угля, выделяется также несколько зон с различной спекаемостью углей.

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