Спекаемость углей Карагандинского угленосного бассейна

29.03.2020

Спекающая способность карагандинских углей определяется их петрографическим составом и степенью метаморфизма. Существенное влияние на спекаемость также оказывает разная степень восстановленности углей. За основной показатель спекаемости принята толщина пластического слоя (у, мм), определяемая по методу Л.П. Сапожникова. Вспомогательными показателями являются усадка, характер коксового королька и форма пластометрической кривой. Другие показатели спекаемости (индекс Рога, число Грей-Кинга, индекс вспучивания) в бассейне не применяются. Однако с целью разделения слабоспекающихся углей, для которых применимость пластометрических показателей ограничена снижением чувствительности метода, необходимо использование индекса Рога.

Поскольку угли бассейна могут применяться для коксования только после обогащения, характеристика спекаемости дается для концентратов. Следует отметить, что разница между толщиной пластического слоя рядового угля и концентрата в изометаморфных углях возрастает с улучшением их спекающей способности и составляет для ашлярикских углей 1—3 мм, для большинства карагандинских и тентекских углей 1—5 мм, для долинских и части карагандинских углей 3—8 мм, иногда до 10—12 мм.

Все каменные угли Карагандинского бассейна спекаются. Исключение составляют высокометаморфизованные угли ашлярикской и карагандинской свит на крайнем юге бассейна и (согласно прогнозу) на глубоких (более 1500 м) горизонтах Шерубайнуринского и Тентекского районов.

В целом для бассейна спекаемость углей улучшается вверх по разрезу; соответственно растет толщина пластического слоя от 6—14 мм для углей ашлярикской и большинства пластов карагандинской свит до 15—30 мм для углей долинской, тентекской и ряда пластов карагандинской свит. На севере бассейна угли спекаются лучше, чем на юге, где выше степень их метаморфизма (табл. 73).

Угли ашлярикской свиты обладают пониженной спекающей способностью, что связано с незначительным содержанием плавких компонентов (порядка 50%) и высокой зольностью не только рядовых, но и обогащенных углей. Пластический слой достигает 12—14 мм только на северо-востоке Карагандинского района, а на остальной площади бассейна обычно не превышает 8—10 мм. На глубоких горизонтах, особенно в Шерубайнуринском и Тентекском районах, в связи с возрастанием степени метаморфизма угли теряют спекающую способность.

Спекаемость углей Карагандинского угленосного бассейна

Более разнообразной спекаемостью отличаются угли карагандинской свиты, хотя по-прежнему угли большинства пластов характеризуются низким пластическим слоем (порядка 10—14 мм). Повышенной спекаемостью обладают угли следующих пластов: к3 почти на всей площади бассейна (у = 14—16 мм), к4 на крайнем северо-востоке Карагандинского района (у = 20—30 мм), к7 и к10 на ряде полей севера Карагандинского района (у= 14—18 мм), к11 по всему бассейну (у= = 13—48 мм), к13 и к14 на западе Карагандинского района (у= 14— 16 мм), к16 и к17 на западе Карагандинского района (у = 25 мм), к18 на юге Карагандинского района (у до 30 мм и более) и в центре Шерубайнуринского (у = 24 мм), к19 и к20 в Карагандинском районе (у = 15—25 мм).

На севере Карагандинского района угли всех основных пластов (кроме к12 и к13з) имеют пластический слой 12—15 мм, иногда до 18 мм. Угли пластов к12 и к13 спекаются хуже (у = 9—11 мм). В южном и юго-западном направлениях с повышением степени метаморфизма от стадии Ж до стадии К спекаемость углей нижней и средней подсвит ухудшается (пластический слой уменьшается до 11—9 мм). Что касается углей верхней подсвиты, то их спекающая способность в этом направлении, наоборот, улучшается (пластический слой повышается от 15—20 до 20—30 мм). Это происходит вследствие резкого увеличения в них количества витринита, а иногда и лейптинита. Особенно характерен пример пласта к18, для углей которого с увеличением суммы плавких компонентов от 65—70% на Промышленном участке до 80—90% на Талдыкудукском пластический слой увеличивается от 13 до 30 мм.

В Шерубайнуринском районе (на севере) толщина пластического слоя углей, как правило, равна 12—18 мм, а для пластов верхней группы — 18—22 мм. С повышением степени метаморфизма к югу (от Ж—К до К—ОС) пластический слой углей нижней и средней подсвит снижается до 11—8 мм на Центральном участке, до 9—6 мм — на Южном и до 6—0 мм — на Кичкинекольском. Для углей верхних пластов толщина пластического слоя на Центральном участке составляет 13— 23 мм, а на Южном — 10—18 мм.

В Тентекском районе, как и в других местах бассейна, с увеличением метаморфизма к югу (от Ж—К до К—ОС) несколько ухудшается спекаемость углей. Пластический слой углей Манжинского участка равен 13—20 мм, а Сасыккольского — 10—15 мм. В зоне термального и динамометаморфизма в пределах всего юга бассейна угли частично или полностью теряют спекающую способность.

Петрографической неоднородностью объясняется и разная спекаемость углей отдельных пачек в пласте, причем обычно лучше спекаются угли нижних пачек (слоев). Это относится к пластам к1, к3, к4, к7, к12, к18. Только в пластах к10 и к13 лучше спекаются угли верхних слоев.

Установленные закономерности изменения спекаемости в зависимости от степени метаморфизма и петрографического состава для ряда пластов оказались нарушенными из-за неодинаковой степени восстановленности углей. Особенно четко это видно на примере пластов к10 и к18. На востоке Промышленного участка маловосстановленные угли пласта к10 при содержании плавких компонентов 70—75% отличаются крайне низким пластическим слоем — 9—11 мм, в то время как на западе этого участка более восстановленные угли этого пласта при ПК=60—65% дают у = 12—14 мм. Для углей пласта к18 на Промышленном участке пластический слой оказался на 3—5 мм ниже ожидаемого.

Наилучшей в бассейне спекаемостью обладают угли долинской свиты. Почти все они находятся на жирной стадии метаморфизма и отличаются высоким содержанием не только витринита, но и лейптинита. В подавляющем большинстве случаев пластический слой углей превышает 20 мм, а иногда и 30 мм.

В плане улучшение спекаемости долинских углей происходит с востока на запад параллельно с увеличением степени метаморфизма и количества плавких компонентов. Так, для газовых и близких к газовым жирных углей Карагандинского района у = 19—23 мм (при ПК = 60—70%), для жирных углей Шерубайнуринского района у = 20—25 мм, редко более (при ПК = 70—85%), а для жирных углей Тентекского района у=20—30 мм (при ПК=70—90%). Лучше спекаются угли пластов д4 в Карагандинском районе (у = 23 мм), д1, д4, д9, д10 и д11 в Шерубайнуринском (у= 19—26 мм) и д1, д4, д5, д6, д9, д10 и д11 в Тентекском районе (у = 25—30 мм). Пониженной спекаемостью отличаются угли пласта д7, отчасти д5 и д8.

В Тентекском районе заметное улучшение спекающей способности углей большинства пластов происходит в северном направлении с соответствующим ростом пластического слоя на 2—5 мм. Это связано с повышением в углях количества витринита. На крайнем западе района спекаемость углей несколько ухудшается из-за понижения степени их метаморфизма до стадии газовых.

В связи с повышенным содержанием витринита угли нижних пачек пластов д2, д3, д4, д5, д8, д10 отличаются лучшей спекаемостью.

Угли тентекской свиты характеризуются также хорошей, хотя и несколько пониженной но сравнению с долинскими углями, спекаемостью. Это главным образом связано с низкой степенью метаморфизма углей, обычно находящихся на стадии газовых, и высокой зольностью концентратов. Лучшей спекающей способностью характеризуются угли пласта т1 (у = 23—24 мм), хотя пластический слой в связи с малой степенью восстановленности углей этого пласта ниже на 3—4 мм. Более низкие значения пластического слоя (17—22 мм), несмотря на высокое содержание плавких компонентов (70—80%), дают угли остальных пластов свиты. Спекаемость углей также несколько ухудшается к северо-западу района, где все угли свиты относятся к газовым.

Интересные опыты, направленные на выяснение влияния различных минеральных примесей на спекаемость угля, были проведены Б.Г. Габерманом. Добавка к чистому витрену некоторых минералов в количестве 20% снизила толщину пластического слоя с 19 до 15—12 мм, причем наибольшее снижение вызвали каолин, клинохлор и пирит, а наименьшее — кварц, ортоклаз и альбит. He все минеральные примеси в коксующихся углях являются вредными. К ним относятся соединения железа, на долю которых приходится 1—2% при зольности кокса 10—12%.

Угли разных классов обладают неодинаковой спекающей способностью. Как правило, лучше спекаются угли мелких классов, поскольку наиболее легко дробятся литотипы, богатые витреном. Разница в толщине пластического слоя углей мелких и крупных классов увеличивается с уменьшением содержания витринита в исходном угле. Например, для наиболее богатых витринитом (более 80%) углей пластов к18 (шахты 1 и 6/7), д9 (шахта 3) и д10 (шахта 1/2 Вертикальная) эта разница не превышает 1 мм. В то же время для углей большинства пластов карагандинской и долинской свит, содержащих витринита 50—70%, она достигает 3—5 мм и более (табл. 74 и 75).



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