Марочный состав углей Карагандинского угленосного бассейна

29.03.2020

Пестрота марочного состава углей Карагандинского бассейна обусловлена неодинаковой степенью их метаморфизма и различным петрографическим составом. Влияние регионального и термального метаморфизма, а также динамометаморфизма создало непрерывный ряд углей от газовых до антрацитов включительно. Изменение петрографического состава, в частности содержания плавких компонентов, сопровождается соответствующим изменением спекающей способности углей средних стадий метаморфизма (ОС, К, Ж, Г). Особое значение эти показатели приобретают для углей, пригодных для производства кокса. Для углей же энергетических они являются второстепенными.

Маркировка углей бассейна с 1956 г. проводилась по классификации ГОСТ 8150—56, а в последние годы — по классификации ГОСТ 8150—66 (рис. 45). Эта классификация охватывает все имеющиеся в Карагандинском бассейне угли, кроме тощих и антрацитов. Для маркировки газовых углей бассейна вместо одной марки Г, предусмотренной ГОСТ 8150—66, употребляются две марки: Г (у = 6—11 мм) и ГЖ (у = 12—24 мм) при выходе летучих веществ на горючую массу более 33%.
Марочный состав углей Карагандинского угленосного бассейна

В 1958—1960 гг. М.В. Голицыным, И.В. Орловым при участии В.М. Максимова и А.А. Кузнецовой была проведена систематизация данных по качеству казахстанских углей и разработана новая классификация, которая отвечает не только углям Карагандинского бассейна, но и каменным углям Казахстана в целом. Было создано несколько вариантов новой классификации, отличающихся способом проведения границ между марками. Вариант, предложенный М.В. Голицыным и принятый в настоящей монографии, излагается далее.

В основу новой Естественно-технологической классификации углей Казахстана положены, обычно применяемые в таких случаях, параметры качества углей: выход летучих веществ на горючую массу (Vг) и спекающая способность, выраженная толщиной пластического слоя (у). При разработке классификации были учтены, с одной стороны, естественные особенности углей (петрографический состав и степень метаморфизма) и, с другой, — их технологические свойства (спекаемость, коксуемость и обогатимость).

В основу разделения углей по петрографическому составу положено содержание в них плавких компонентов, которые определяют спекающую и коксующую способность углей средних стадий метаморфизма (коксовых, жирных и газовых). Всего в бассейне выделено шесть групп углей по петрографическому составу.

Из графика рис. 31 видно, что изолинии плавких компонентов представляют собой кривые с максимумом и показывают изменение спекаемости углей в зависимости от степени метаморфизма. Максимум спекаемости для углей любого петрографического состава приходится на угли жирные (III стадия метаморфизма). На стадиях длиннопламенных (I) и тощих (VI) углей изолинии плавких компонентов сходятся у оси абсцисс, что указывает на потерю углями спекающей способности.

На выход летучих веществ, принятый за показатель метаморфизма, определенное влияние оказывают зольность и петрографический состав углей. Влияние зольности в значительной мере устраняется тем, что при определении степени метаморфизма используются анализы только обогащенных углей, зольность которых обычно не превышает 10%.

При сравнении малозольных углей близкого петрографического состава выход летучих служит надежным показателем степени метаморфизма. Однако угли одной стадии метаморфизма, но разного петрографического состава, характеризуются неодинаковым выходом летучих: с увеличением в составе угля витринизированного вещества и спор выход летучих растет. Наоборот, при повышении содержания в угле фюзенизированных компонентов выход летучих снижается. Разница в выходе летучих может достигать 10—15%, хотя степень метаморфизма сравниваемых углей и будет одинаковой. Это положение иллюстрируется рис. 31, на котором особыми знаками выделены угли всех пластов основных месторождений Казахстана, а угли разных стадий метаморфизма показаны неодинаковой заливкой условных знаков. За показатель «истинного» метаморфизма при этом принят цвет оболочек спор и отражательная способность витринита (с учетом содержания углерода и теплотворной способности). Как видно из графика, границы между углями разных стадий метаморфизма проходят наклонно к оси абсцисс (Vг), чем и устраняется искажающее влияние петрографического состава на выход летучих веществ.

Всего по степени метаморфизма в Естественно-технологической классификации (рис. 46) выделено шесть групп углей: антрациты (А), тощие (T), коксовые (К), жирные (Ж), газовые (Г) и длиннопламенные (Д). Границы марок углей по спекаемости (отражающей их петрографический состав) приняты аналогичными таковым в классификации карагандинских углей (ГОСТ 8150—66). Они соответствуют величинам пластического слоя в 6, 12, 19 и 25 мм. Условное обозначение каждой марки (K6, Ж19 и т. д.) слагается из буквы (стадия метаморфизма) и цифры (нижний предел толщины пластического слоя). Taким образом, на классификационном графике каждой марке угля соответствуют определенные пределы величин Vг и у. Угли слабоспекающиеся с нулевыми значениями толщины пластического слоя отнесены к маркам Ксс, Жсс, Гсс и Дсс.

Следует отметить, что проведение между марками границ, не перпендикулярных осям координат (в данном случае оси абсцисс), исключает возможность представить классификацию в виде таблицы. Чтобы исправить это положение, элементарные параллелепипеды, соответствующие определенным маркам, условно превращены в элементарные прямоугольники (пунктирные границы). Это вызвало искажение границ марок на 1 % Vг, что находится в пределах точности определения этого параметра. Определение марок непосредственно по классификационному графику исключает эти допущения.

Спекающиеся угли каждой из выделенных марок отличаются определенными технологическими свойствами, в частности разной коксуемостью и неодинаковой способностью принимать в шихте отощающую добавку.

Классификация может учитывать и обогатимость углей. Для спекающихся углей, имеющих чрезвычайно трудную обогатимость (выход концентрата менее 50% с зольностью более 10%) и поэтому пригодных только для энергетических целей, к марке угля добавляется знак «эн» — энергетический (например, К12ЭН, Ж25ЭН и т. д.). Принятая нами шкала обогатимости дана в табл. 78.

В табл. 79 и 80 приведен марочный состав углей основных пластов бассейна по карагандинскому ГОСТ 8150—66 и Естественно-технологической классификации.

Все энергетические угли бассейна, к которым относятся угли ашлярикской, значительной части карагандинской и почти всей тентекской свит, отличаются низкой рабочей влажностью (4—8%), высокой калорийностью рабочего топлива (4500—6000 ккал/кг) и тугоплавкой золой. Однако все они высокозольные (Aс товарного угля 30—35%) и чрезвычайно труднообогатимые.

Угли ашлярикской свиты согласно ГОСТ 8150—66 и Естественно-технологической классификации (в скобках) относятся на севере бассейна к маркам К2эн (К6эн) и Кэн (К12ЭН), а на юге бассейна к маркам ОСэн (ОСэн), К2эн (К6эн), T и А.

Энергетические угли карагандинской свиты на севере бассейна принадлежат главным образом к маркам Кэн (Ж12ЭН и К12ЭН), а на юге — Кэн (К12ЭН и Ж12ЭН), Кгэн (Квэн и Ж6эн), T и А. В Карагандинском районе (Алабасский участок) угли многих верхних, пластов карагандинской свиты относятся к маркам КЖэн (Ж19ЭН), Жэн (Ж25ЭН). Энергетические угли средней подсвиты тентекской свиты относятся к маркам Кэн (Ж12ЭН), ГЖэн (Ж19ЭН и Гшэн), а верхней подсвиты — к ГЖэн (Г12ЭН и Г19ЭН).

Для производства кокса могут быть использованы угли основных пластов карагандинской, практически всех пластов долинской и двух нижних пластов тентекской свит. Эти угли характеризуются зольностью 15—25%, средней и трудной, реже легкой обогатимостью и толщиной пластического слоя 6—15 мм (угли карагандинской свиты) и 15—30 мм (долинской и тентекской свит).

В карагандинской свите на большей части площади бассейна пригодны для производства кокса угли пластов к7, к9, к11, к18, угли нижних слоев пластов к10, к12 и к13, а на отдельных участках угли пластов к14, к15, к16-17, к18, к19.





В Карагандинском районе на Промышленном участке для коксования могут быть использованы угли пластов к7, к9, к10, к18 марки К (Ж12), пласта к12 марки К2 (Ж6). На Саранском участке для этих целей пойдут угли пластов к7, к10, имеющие марку К (Кю), пластов к11, к13, к18 марки К (Ж1г) и пласта к12 марки ОС (Ж6). На юге района, где метаморфизм выше, в пределах Алабасского и Талдыкудукского участков коксующиеся угли пластов к7, к10, к12 и к13 относятся к марке ОС (К6), а пласта к18 — к марке Ж (Ж25). На крайнем юге района (как и в пределах всей южной части бассейна) угли относятся к маркам ОС (Т и А).

В Шерубайнуринском районе на Северном участке для коксования пригодны угли пластов к7, к11 и к12, марки К12 (К), на Центральном участке — пластов к7, к10, к12 марки ОС (К6), к11, к15 марки К (К12) и к18 марки КЖ (Кю). В пределах Южного участка коксующиеся угли пластов к7, к10, к11, к13, к14, к15 и к16-17 относятся к марке ОС (К6), а пласта к18 — к марке К (К12).

В Тентекском районе на севере (Манжинский участок) коксующиеся угли пластов к7, к10, к11, к12 и к18 относятся к марке К (К12), а на юге (Сасыккольский участок) — к марке ОС (K6); только угли пластов к10 и к13 — к марке К (К12).

Все угли долинской и низов тентекской свит за небольшим исключением пригодны для коксования. В Карагандинском районе (пласты д1—д6) распространены угли марки ГЖ (Г19 и Ж19). В Шерубайнуринском районе на Каражаро-Шаханском участке угли пластов д3, д4, д6, д10, д11 и т1 относятся к марке КЖ (Жю), а пластов д5, д7 и д8 — к марке К (Жю). К югу, в пределах Долинского участка, в связи с улучшением спекающей способности марочный состав углей несколько изменяется. Угли пластов д1 и д9 относятся к марке Ж (Ж25), пластов д2, д4, д5, д6, д10 — к марке КЖ (Ж19) и пласта д7 — к марке К (Жю). Угли пластов д3 и д8 из-за очень трудной обогатимости непригодны для коксования — марка КЖэн (Ж19эн). В Тентекском районе, на северо-западе Тентекского участка, распространены угли марок Ж (Ж25) (пласты д1, д3, д4, д5, д9) и КЖ (Жю) (пласты д6, д8, д10, д11, т1 и т3). На юго-востоке этого участка спекаемость углей несколько снижается, хотя и остается очень высокой. Основное значение здесь имеют угли марки КЖ (Ж19). К марке Ж (Ж25) относятся только угли пласта д9. Труднообогатимые угли пласта д8 обычно принадлежат к энергетическим. Следует подчеркнуть, что на крайнем западе Тентекского участка распространены угли газовые марки ГЖ (Гю), а на крайнем юге участка — угли коксовые марки КЖ (К19).

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