Характеристика качества углей Средней Азии

01.04.2020

Угли Средней Азии юрского возраста (J1—J2), рассредоточенные по отдельным месторождениям на огромной территории региона, отличаются большим разнообразием по физическим особенностям, химическому составу и технологическим свойствам. Среди них встречаются бурые и каменные в широком диапазоне марочного состава (Б—А).

Химический состав и технологические свойства. Химический состав углей определен по многочисленным техническим и элементарным анализам проб, полученных из керна скважин, а также разведочных и эксплуатационных горных выработок. Химический состав изучался в лабораториях б. треста Средазуглегеология, Узбекского, Туркменского, Таджикского, Киргизского геологических управлений, ВСЕГЕИ и других организаций.

Как указывалось выше, угли Средней Азии весьма разнообразны по своему качеству и степени метаморфизма, они делятся на две основные группы — бурые и каменные угли. Бурые угли по наличию рабочей влаги (Wр) подразделяются на марки Б1, Б2 и Б3. В углях марки Б1 рабочей влаги содержится более 40%, в углях марки Б2 — 30—40% и в углях марки Б3 — менее 30%.

Каменные угли подразделяются по петрографическим признакам и содержанию в них летучих веществ на горючую массу (Vг) в клареновом угле. Петрографическими исследованиями, проведенными А.И. Гинзбург, установлено, что характеристика клареновых углей на разрабатываемых и неосвоенных месторождениях Средней Азии хорошо укладывается в донецкую классификацию с выделением полной гаммы марочного состава от Д до А включительно. Технологические свойства среднеазиатских каменных углей не изучены или мало изучены (Узген и Фан-Ягноб).

В табл. 20 приведено разделение углей на марки и группы (ГОСТ 1049-54 с изменениями 1961 г.) по разрабатываемым месторождениям.

Физико-химическая характеристика каменных и бурых углей некоторых среднеазиатских месторождений приведена в табл. 21.

Средняя фактическая влажность товарного угля по предприятиям комбината Средазуголь за 1963 г. выражается следующими цифрами (табл. 22).

В соответствии с ГОСТ 8296-57 и 8302-57 угли по зольности (Aс) подразделяются на четыре группы: 1) до 12,5%; 2) от 12,6 до 16%; 3) от 16,1 до 20% и 4) от 20,1 до 25%.

Средние нормы и фактическая зольность по классам в целом по разрабатываемым месторождениям приведены в табл. 23.

Зольность товарного угля за 1963 г. по месторождениям, шахтам и карьерам приведена в табл. 24.


Характеристика качества углей Средней Азии

В пластах угля зола распределяется неравномерно как по площади, так и по стратиграфическому разрезу, зависит это от условий угленакопления и гидрогеологических факторов. Можно подметить закономерность в распределении золы в пластах по вертикали: вблизи почвы и кровли угольных пачек зольность значительно выше, чем в средней части угольной пачки, что свидетельствует о постепенном уменьшении привноса минеральных частиц в развивающийся торфяник и, напротив, увеличение привноса к концу каждого этапа его накопления. Наблюдается также увеличение зольности пластов угля в зоне физического выветривания вблизи областей сноса и активности водных потоков в области торфонакопления. Химический состав золы среднеазиатских углей не постоянен.

Средние показатели состава золы углей по районам угленакопления приведены в табл. 25 (в %).

Температура деформации и плавления золы относительно низкая, но это не приводит к шлакованию топок.

Выход летучих веществ в зависимости от степени метаморфизма (по марочному составу) ориентировочно имеет следующие пределы колебаний: антрациты 5—10%, тощие 6—12%, отощенно-спекающиеся 10—18%, коксовые 20—30%, жирные, газовые и длиннопламенные 25—50%. Как видно из приведенных цифр, происходит перекрытие интервалов выхода летучих веществ для различного марочного состава углей, в связи с чем для точной классификации необходимо определять объемный выход летучих веществ, содержание углерода и технологические свойства.

Сера в углях содержится в виде органических и минеральных соединений. Минеральная сера содержится в виде пирита и марказита, присутствующих в пылевидном состоянии или образующих конкреции различной величины и формы, рассеянных в массе угля, или образующих скопления. Содержание общей серы колеблется от долей процента до 7%, составляя в среднем 1,5% на сухое топливо, в том числе сульфатная сера 0,2%, пиритная 0,8% и органическая 0,5%.

Угли по содержанию в них серы условно подразделяются на 4 группы: малосернистые (до 1,5%) — Джергалан, Узген, Таш-Кумыр, Шаргунь, Байсун и др.; среднезернистые (1,5—2,5%) — Ходжа-Ата, Фан-Ягноб, Ангрен и др.; сернистые (2,5—3,5%) — отдельные участки месторождений Кызыл-Кия, Ангрен, Минкуш и др. и многосернистые (более 3,5%) угли встречаются на всех месторождениях как исключение в виде небольших линз.

Поскольку большое количество серы содержится в виде конкреций пирита, на многих эксплуатирующихся месторождениях при ручной породоотборке конкреции выбираются, в результате чего содержание серы в товарном угле обычно не превышает 1,0—1,2%.

Угли, которые могут быть использованы для коксования, содержат серы на месторождениях Узгенского бассейна от 0,7 до 1%, на месторождении Фан-Ягноб от 1 до 2,2%.

Содержание фосфора в среднеазиатских углях определялось только в Узгенском бассейне и на месторождениях Фан-Ягноб и Шаргунь.

На месторождениях Каргаша и Туюк содержание фосфора 0,001—0,006%, на других узгенских месторождениях повышается до 0,03%.

Средний элементарный состав углей по маркам (в %) приводится в табл. 26.

Гуминовые кислоты в бурых невыветрелых углях содержатся от 8 до 17%, в длиннопламенных углях содержание их снижается до 3%, в зоне выветривания количество гуминовых кислот повышается в бурых до 86% на горячую массу и до 58% на рабочее топливо. При хранении добытого бурого невыветрелого угля в штабеле в течение месяца содержание гуминовых кислот возрастает с 8—17 до 25—30%.

Испытание на коксуемость углей проводилось как по отдельным пластам, так и в шихте, причем на некоторых месторождениях испытания проведены в полузаводских масштабах. В 1951 г. на Орско-Халиловском металлургическом комбинате было проведено ящичное коксование углей Узгенского бассейна в заводских условиях. Коксованию было подвергнуто 11 проб и шихт. В табл. 31 приводятся результаты коксования углей некоторых месторождений.


Металлургический кокс получается в кусках удлиненной формы, хорошей проплавленности, с продольной трещиноватостью; содержание серы колеблется от 0,1 до 0,3%, фосфора — от 0,0002 до 0,08%.

Смесь углей месторождений Туюк и Каргаша, а также уголь месторождения Туюк дают кокс, по механическим свойствам вполне пригодный для металлургии в домнах обычной мощности.

Результаты коксования бинарных смесей узгенских месторождений приведены в табл. 32.

Результаты коксования бинарных и тройных смесей других месторождений Средней Азии приведены в табл. 33.

Бинарные смеси туюкских, каргашинских, бештерекских углей с углями Кок-Янгакского и Ташкумырского месторождений также дают хороший металлургический кокс.



Выход химических продуктов при коксовании углей Восточно-Ферганского бассейна и Фан-Ягнобского месторождения характеризуется следующими данными (табл. 34).

В табл. 35 приведен состав коксового газа (в %).

Размер отдельности играет существенную роль при получении крупности кусков добываемого угля, т. е. влияет на его сортность по классам. Классификация бурых и каменных углей по размеру кусков для Средней Азии (ГОСТ 7049-54 с изменениями, внесенными в 1961 г.) приведена в табл. 36.

Помимо отдельности на размер кусков при добыче влияет текстура, при одной и той же отдельности выход крупных классов при массивном и плитчатом строении выше, чем при слоистом строении.

Трещины отдельности часто бывают заполнены тончайшими глинистыми, карбонатными, гипсовыми или железистыми пленками. На отдельных участках добычи Кок-Янгакского и Нарынского каменноугольных месторождений из-за сильного проявления отдельности и тонкой слоистости пластов угля получить стандартный процент выхода классов не представляется возможным, так как преобладает класс семечко со штыбом. На эксплуатирующихся буроугольных месторождениях Сулюкта, Шураб и Кызыл-Кия процент сортности по классам крупности, как правило, выдерживается.

Объемный и удельный вес среднеазиатских углей, как бурых, так и каменных, в зависимости от первичного материала, степени метаморфизма и количества минеральных примесей имеют значительное колебание. Объемный вес бурых и каменных углей (при зольности до 40%) колеблется от 1,2 до 1,4, удельный вес от 1,3 до 1,9. Изменение удельного веса от зольности по пластово-промышленным пробам показано в табл. 37.

Обогащение углей в тяжелых жидкостях. Проведенные испытания углей многих месторождений Средней Азии показали, что большинство из них хорошо обогащаются в тяжелых жидкостях. В Узгенском бассейне на месторождениях Туюк и Каргаша рассланцевание угля в хлористом цинке класса 1—12 мм дало следующие (в %) результаты (табл. 38).

Суммарные результаты фракционного анализа эксплуатационных проб Сулюктинского месторождения в хлористом цинке класса 1—50 мм по шахте № 28 (в %) приведены в табл. 39.

Суммарные результаты фракционного анализа эксплуатационных проб Кызыл-Кийского месторождения класса 1—50 мм по шахте № 6-61бис (в %) приведены в табл. 40.

Несмотря на хорошие результаты испытаний, ни на одном из месторождений обогащение углей в тяжелых жидкостях не производится.

Обогащение угля ручной породоотборкой. На всех действующих угледобывающих предприятиях Средней Азии применяется обогащение угля путем ручной породоотборки на транспортерных лентах. Средний процент снижения зольности по месторождениям за 1962 г., по данным комбината Средазуголь, приведен в табл. 41.

На месторождении Фан-Ягноб степень обогатимости углей различна. Пласты № 3, 6, 9, 12, 13 являются легко обогатимыми с выходом концентрата до 80%, при зольности от 2,5 до 8,7%, пласты № 3в, 7, 8, 10, 11 дают концентрат в количестве 60%, при зольности от 2,8 до 9,4%.

Приведенные цифры относятся к свежедобытому углю, при хранении происходит довольно быстрый распад высоких классов за счет интенсивной отдачи внешней влаги.

Результаты ситового анализа угля с последующей ручной разработкой на уголь, сростки и породу (в %) по некоторым действующим предприятиям приведены в табл. 42.

Интенсивность отдачи влаги ангренскими углями характеризуется следующими цифрами: за 8 часов хранения на воздухе при температуре 32° и относительной влажности воздуха 21 % влажность угля снижалась с 31 до 17% и в последующие 2 суток до 14%.

При обогащении углей Узгенского бассейна установлено, что содержание фосфора значительно снижается (на 20—40%), указывая на присутствие его в минеральной составляющей пласта угля. Попутное обогащение по фосфору особенно важно для коксующихся углей.

Брикетируемость углей. Испытание брикетируемости углей месторождений Средней Азии проводилось в лабораторных и промышленных условиях. В настоящее время промышленного брикетирования не производится. Исходные данные для брикетирования мелочи угля приведены по некоторым месторождениям (опытно-промышленное испытание) в табл. 43.

При указанных выше параметрах, являющихся наиболее благоприятными, получаются брикеты овальной формы, обладающие вполне удовлетворительной прочностью. При длительном хранении в условиях жаркого среднеазиатского климата брикеты теряют влажность и механическая прочность их понижается на 15—20%.

В табл. 44 приводятся качественные параметры брикетов, полученные из углей некоторых месторождений.

Бурые угли Ангренского месторождения в лабораторных условиях брикетируются с добавкой нефтебитума в количестве 6—7%. В промышленных условиях устойчивые брикеты получить не удалось.

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