Прогноз качества углей глубоких горизонтов Карагандинского угленосного бассейна

29.03.2020

В настоящее время Карагандинский бассейн почти полностью разведан до глубины 500—600 м. Горнодобывающей промышленностью освоены глубины 200—300 м, а в Карагандинском угленосном районе 400—500 м. В этих пределах детально изучено качество углей, установлены закономерности изменения их петрографического состава и степени метаморфизма — факторов, в конечном счете определяющих основные качественные показатели ископаемых углей.

На глубинах более 1000 м угли вскрыты лишь одиночными скважинами. В то же время в центральных частях синклиналей максимальная глубина погружения угольных пластов составляет (в м):
Прогноз качества углей глубоких горизонтов Карагандинского угленосного бассейна

Это говорит о том, что на глубоких горизонтах находится большая часть запасов углей бассейна. Они представляют собой основной резерв перспективного развития угольной промышленности в бассейне. Поэтому знание их качества и марочного состава на этих горизонтах имеет первостепенное значение.

Прогноз таких показателей, как зольность, обогатимость, сернистость, фосфористость и др., которые зависят главным образом от вещественного состава угля, не представляет особых затруднений. Зная эти величины на верхних горизонтах и учтя закономерности их изменения, нетрудно дать прогноз для глубоких горизонтов. В пределах синклинальных структур, если качество углей изучено по крыльям, решение этой задачи сводится к обычной интерполяции.

Несколько сложнее обстоит дело с прогнозом таких важных параметров, как спекаемость, коксуемость, газоносность, самовозгораемость, которые определяются не только петрографическим составом угля, но и степенью метаморфизма — главным фактором изменения качественных показателей углей близкого петрографического состава.

Прогнозирование метаморфизма (а следовательно, и основных показателей качества) углей любого пласта на неисследованных площадях и глубоких горизонтах имеет особое значение для Карагандинского бассейна, верхние горизонты которого в основном изучены. С этой целью в 1959 г. М.В. Голицыным была построена шкала, отражающая темп и характер изменения степени метаморфизма углей бассейна с глубиной (рис. 47). В 1962 г. она была уточнена при участии В.М. Максимова и Ф.А. Петровой. В качестве основного параметра при разработке шкалы принят выход летучих веществ из обогащенных углей (в настоящее время заменяется отражательной способностью витринита). Построение базировалось на результатах многочисленных анализов углей основных пластов карагандинской, долинской и тентекской свит с использованием как конкретных данных по шахтам и опорным скважинам, так и усредненных для каждого пласта по сопоставимым горизонтам.

Наиболее обоснованы ступени метаморфизма углей коксовых, жирных, отчасти газовых. В области углей стадии ОС ступень базируется на данных по единственной опорной скв. 9035, пройденной на Долинском участке Шерубайнуринского района, и требует уточнения.

Поскольку для бассейна характерны две петрографические группы углей, с целью облегчения прогноза построены две шкалы — для углей с суммой плавких компонентов 60% (ашлярикская свита и основная часть карагандинской свиты) и 80% (долинская свита, основная часть тентекской и верхние пласты карагандинской свит).

Согласно полученной зависимости максимальная скорость изменения выхода летучих веществ характерна для жирных высокометаморфизованных углей, у которых градиент выхода летучих достигает 1,8% на 100 м, тогда как в сторону зон углей длиннопламенных и тощих он закономерно снижается до 0,1—0,15%. Соответственно ступень метаморфизма в пределах первой зоны снижается до 55 м на 1% выхода летучих. Таким образом, угли определенной стадии метаморфизма занимают в стратиграфическом разрезе строго определенный интервал. К сожалению, наиболее ценные, жирные угли охватывают интервал всего в 500 м, а менее ценные, например газовые или тощие, — более 1000 м.

Разница в выходе летучих веществ для одинаково метаморфизованных углей разного петрографического состава достигает максимума также на стадии жирных. Например, для углей с ПК=60% граница между жирными и коксовыми углями соответствует изоволе 23%, а для углей с ПК=80% — изоволе 27%.

Полученные с помощью шкал границы стадий метаморфизма и необходимее количество изоволей наносятся на геологические разрезы и на опорный стратиграфический разрез участка или района. Вместе с картой метаморфизма эти материалы служат наглядной иллюстрацией размещения в плане и в разрезе углей различных стадий метаморфизма.

Кроме карты метаморфизма углей бассейна и соседних месторождений по поверхности карбона составлена аналогичная карта для глубины 1000 м (рис. 48). На этой глубине метаморфизм углей значительно усилился, газовые угли остались только на Завьяловском месторождении, резко сократились площади с жирными углями, незначительное количество их сохранилось в Тентекском районе и на Завьяловском месторождении. Основное распространение получили угли коксовые и отощенно-спекающиеся (последние в Шерубайнуринском районе).

В качестве примера конечного результата прогноза на рис. 49 и 50 даны упрощенные схемы метаморфизма и марочного состава углей пластов д6 и к13, составленные с учетом материалов Р.Я. Грязновой и Б.Г. Кейля. Маркировка углей дана по Естественно-технологической классификации.

С учетом выявленных закономерностей в 1968 г. произведена полная переоценка марочного состава углей бассейна, в результате которой в Карагандинском бассейне увеличилась доля менее ценных слабоспекающихся углей, на Самарском и Завьяловском месторождениях резко возросли запасы коксующихся углей стадий Ж и К.

В ближайшие годы наибольший интерес, не считая весьма ценных углей долинской свиты на глубоких горизонтах Тентекского района, будут представлять угли основных пластов карагандинской свиты на глубоких горизонтах Промышленного и Саранского участков, отнесенные к маркам К2 и ОС (Ж6, К6). Они пойдут на коксование в шихте с жирными углями. В Шерубайнуринской синклинали перспективными для освоения со временем будут глубокие горизонты (до 1000—1200 м) Центрального участка и южной части Северного, где карагандинская свита содержит угли марок К2 (К6) и ОС (OC6). Они так же, как и угли Карагандинского района, пойдут для коксования в качестве отощающей добавки. Вопрос о перспективах глубоких горизонтов Сасыккольского участка будет решен после установления зоны влияния термального метаморфизма — причины резкого снижения спекающей способности углей на севере этого участка.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна