Качество углей Ерунаковского угленосного района

Угли района преимущественно мало метаморфизованы и относятся к маркам Д и Г, в меньшей степени ГЖ и Ж ГОСТ 8162—59. Такое разнообразие марок угля обусловлено как разновозрастностью формирования углей, так и сложной тектонической обстановкой, существовавшей уже после их формирования. В целом по обширной площади района очень хорошо подтверждаются общие закономерности изменения степени метаморфизма в зависимости от геологических факторов. Так, угли низких стратиграфических горизонтов имеют наибольшую степень метаморфизма и постепенно от стадии жирной высокой переходят в жирную малую, затем газовую высокую, малую и в самых верхах ерунаковской свиты на границе с триасом в слабометаморфизованные длиннопламенные угли.

Эта закономерность изменения стадий метаморфизма очень хорошо прослеживается, например, на Жерновских профилях. Нижние пласты вскрытого здесь разреза, соответствующие пластам 43, 44, 45, 48 и 49, имеют степень метаморфизма Жср. и Жм, выход летучих веществ в углях колеблется от 36 до 37%, а пластический слой (у) равен 27—36 мм. По этим параметрам угли указанных пластов относятся к марке жирных технологической группы 1Ж26. Стратиграфически вышележащие пласты угля — от 50 до 67 — имеют при пониженном (34—37%) выходе летучих веществ пониженный пластический слой, равный 11—18 мм, и относятся к марке ГЖ. Еще выше по разрезу — в угле пластов от 67 по 86 — постепенно увеличивается содержание летучих (Vг от 37 до 39%), но уменьшается пластический слой от 15 до 5 мм. Угли эти являются типичными газовыми и по ГОСТ 8162—59 относятся к технологической группе Г6. В пластах от XX и выше до триаса выход летучих возрастает до 42—47%, а пластический слой исчезает полностью. Эти угли не спекаются и относятся к марке длиннопламенных.

По петрографическому составу все угли района представлены блестящими, полублестящими и реже полуматовыми углями, сложенными витрено-клареном, клареном и менее кларено-дюреном. Полублестящие типы приурочены преимущественно к наиболее мощным пластам тайлуганской и грамотеинской подсвит. Среди кларенов обычны полосы и линзы витрена. Форменные элементы кларена представлены немногочисленными спорами и мелкими фрагментами фюзенизированных тканей. Из минеральных включений встречаются зерна пирита и карбоната. В полуматовых углях наблюдается густое скопление спор и фюзенизированных тканей. Круглые, округлоугловатые тела с гладкой поверхностью и обрывки кутикулы встречаются реже.

В блестящем угле явно преобладает витренообразное вещество, составляющее около 90—95% всей угольной массы. Полосы полублестящего угля в нем представлены клареном.

По принятой в Кузбассе петрографической группировке угли района относятся к I, II и реже к III группам. Все пласты Тагарышского месторождения, большинство пластов Красулинского и нижние пласты Ерунаковского месторождений по содержанию более 80% микрокомпонентов группы витринита относятся к I группе. Это блестящие и полублестящие угли с неясно и тонкополосчатой структурой. Пласты ерунаковской свиты Ерунаковского месторождения являются в основном полублестящими с содержанием витринита 70—80% и относятся ко II группе. В III петрографическую группу по отдельным определениям входят пласты 51, 54, 61, 66 и более высокие мощные пласты Ерунаковского месторождения (табл. 163).

В связи с небольшим разнообразием петрографического состава качество углей района изменяется главным образом в связи с их метаморфизмом. Истинная степень метаморфизма углей изменяется от жирной средней до газовой слабометаморфизованной. Смена марочного состава углей по всему району и в пределах отдельных месторождений иллюстрируется схемами (рис. 170).

В целом по району, а также по отдельным месторождениям метаморфизм углей подчиняется главным образом стратиграфической закономерности. В то же время при сопоставлении отдельных месторождений или площадей района отчетливо наблюдается несоответствие степени метаморфизма углей по одновозрастным стратиграфическим горизонтам. Так, на Ерунаковском месторождении пласты средних горизонтов ленинской подсвиты — 48,45, а также все нижележащие имеют степень метаморфизма жирную малую и даже жирную среднюю и относятся к жирным. Аналоги этих пластов на Тагарышском месторождении (Тагарышские 22—25) и на Красулинском месторождении (Кыргайские 30—32) имеют гораздо более низкую степень метаморфизма — газовую малую и газовую среднюю. Угли этих пластов относятся к группе Г6.

Такая степень метаморфизма, как у угля пластов 48 и 45 Ерунаковского месторождения, на Тагарышском и Красулинском месторождениях появляется только в низах ускатской подсвиты в пластах Тагарышском 12 и Кыргайском 16.

Рассмотренные примеры отражают также определенные закономерности в пространственном изменении метаморфизма углей — его возрастание с юго-запада на северо-восток.

Изменение степени метаморфизма углей по простиранию и по падению пластов имеет место и на отдельных месторождениях. На рис. 170 в качестве примера дана схема изменения марочного состава угля пласта 48 (Тагарышского 25 или Кыргайского 29) в юго-восточной половине Ерунаковского района. Изменения стадии метаморфизма углей наблюдаются также и внутри Тагарышского и Красулинского месторождений. Характеристика качества углей по пластам и месторождениям Ерунаковского района приведена в табл. 164.

Угли района малозольные, но товарная зольность пластов будет гораздо больше вследствие засорения породами прослойков, а также кровли и почвы. Как показали расчеты, товарная зольность большинства пластов Красулинского месторождения, имеющих по 1—2 породных прослойка, составит 15—25%.

Обогатимость всех углей легкая и очень легкая. Выход концентрата с удельным весом менее 1,5 составляет 85—97%.

Все угли малосернистые и относительно малофосфористые. Содержание серы обычно не превышает 1%, а фосфора 0,02—0,04%.

Все угли, кроме длиннопламенных, нешироко распространенных по северной окраине района, спекаются и являются коксующимися. Угли жирных марок, такие, как пластов Кыргайских 9 и 13, Тагарышского 3, пласта 39 и других, при коксовании в заводских печах в самостоятельном виде дают хорошо сплавленный металлургический кокс достаточной механической прочности. При испытаниях в барабане такой кокс дает остаток 310—336 кг. Газовые угли (групп Г17 и Г6) также при коксовании в самостоятельном виде дают кокс, но механически очень слабый. В шихте с углями марок ОС, К и K2 газовые угли района дают хороший механически прочный металлургический кокс.

Элементарный состав углей определяется содержанием углерода (Cг) 81—85%; водорода (Hг) 5—6,6%; азота и кислорода (Nг+Ог) 8—12%. Теплотворная способность (Qбг) 8300—8700 ккал/кг. Влажность рабочего топлива по неокисленным углям составляет 4,2—7,4%. Длиннопламенные угли характеризуются содержанием углерода 75— 78%, водорода 4—5%, азота и кислорода 17—20%. Теплотворная способность этих углей составляет 7100—7600 ккал/кг. Влажность рабочего топлива достигает 11—15%.

Глубина зоны окисления угля по району различна и меняется в зависимости от рельефа и мощности покровных отложений. На водоразделах она составляет 20—30 м от поверхности коренных пород, а в пониженных формах рельефа уменьшается до 10—15 м.

Зона негодного угля невелика и также определяется величиной покровных отложений. На площадях с молодым рельефом, особенно под галечниками, она практически отсутствует. На других площадях определяется в 1—2 м, где уголь представлен сажистым материалом с теплотворной способностью менее 5000 ккал/кг.

Удельный вес газовых и жирных углей составляет 1,30—1,32 г/см3.