Oладунджойе Олувашейи Айокунле

Введение

Актуальность темы:

Существуют различные виды твердого горючего сырья, которые могут быть выстроены в ранжированный ряд, упорядоченный по степени их метаморфизма и углефикации растительного вещества. Различные ранги имеют: торф (наименьший ранг), горючие сланцы, бурый уголь, каменный уголь, антрацит (самый высокий ранг). Основными качественными характеристиками углей являются зольность, содержание серы, влаги и летучих веществ. Их величина определяет промышленное значение любого типа горючего сырья. Одним из наиболее ценных марок углей являются коксующиеся угли. Они имеют огромное значение в металлургическом и коксохимическом проихводстве. В настоящее время многие страны испытывают острый дефицит этогго сырья. Исследование областей развития такого сырья является весьма актуальным.

Украина имеет достаточные объемы коксующегося угля в Донбассе. Аналогичный вид углей представлен в угольном бассейне района Лафиа-Оби в Нигерии. Он является основной областью по добыче коксующегося угля в Нигерии. Поэтому исследование, направленное на сравнение и определение качества угля для коксования этих двух регионов актуально.[1]

Цель исследования:

Исследование направлено на оценку качественных характеристик и экономическое значение углей пласта m₃ Донецко-Макеевского района в Украине и угля месторождения Лафиа-Оби в Нигерии.

Объект исследования:

Угольный пласт m₃ в Донецко-Макеевского района Донбасса и угля месторождения Лафиа-Оби в Нигерии.

Предмет исследования:

Сравнительная характеристика качества углей пласт m₃ Донецко-Макеевского района Донбасса и угля месторождения Лафиа-Оби в Нигерии.

Задачи исследования:

• анализ геологических условий формирования углей и областей и распределения коксующихся углей в областях исследования;
• исследование геологических условий, которые способствовали формированию качества углей в изучаемых районах;
• получение статистических данных о качественных характеристик углей в районе исследований;
• использование полученных статистических данных для оценки экономической ценности углей областей исследований.[2]

Методы исследований:

• Статистический анализ качественных характеристик ;
• Методы моделирование процессов углеобразования;
• Методы стратиграфического структурного анализа.[3]

Научная ценность работы:

Определение геологических факторов, которые способствовали формированию качества углей в области исследования.

Основная часть

Геологическое строение областей исследования:

Прогиб Бенуэ в Нигерии является рифтовым бассейном Западной Африки, который простирается в северо-западном направлении на 800 км в длину и в ширину – на 50 км. Южная границей является северная часть дельты Нигера, а на севере прогиб граничит с южной частью бассейна Чад. Прогиб вмещает до 6000 м меловых и третичных отложений на которых несогласно залегают отложения сантона. Тектоническое складкообразование в середине сантона было довольно интенсивным и повлияло на весь Бенуэ прогиба. В результате образовалось более 100 антиклиналей и синклиналей (Бенкелил, 1989).[4] Основные деформационные структуры включают: антиклинорий Абаклики и синклинорий Афикпо в Нижнем Бенуэ, антиклиналь Гиза и синклиналь Оби в Среднем Бенуэ, антиклиналь Ламурде и синклиналь Дадийа в верхней части прогиба Бенуэ.

После магматизма и тектонических процессов середины Сантона, магматические отложения Бенуэ размещаются на западе. В нижней части Бенуэ происходит формирование осадочного бассейна Анамбра. Таким образом, бассейн Анамбра является нижней частью прогиба Бенуэ, содержащим последеформационные отложения возраста от Кампана-Маастрихта до Эоцена.[5]

Прогиб Бенуэ условно подразделяется на нижнюю, среднюю и верхнюю части без конкретных демаркационных линий между подразделениями. Основные населенные пункты в Нижнем Бенуэ концентрируются вокруг Нкалагу и Aбакалики, Aнамбра- центра, вокруг бассейна Энугу, Aвка и Окигве. Средняя часть прогиба Бенуэ включает в себя районы от Макурди через Йандев, Лафиа, Оби, Джангва, Вукари. Верхняя часть прогиба Бенуэ, включает населенные пункты: Пиндига, Гомбе, Нафадa, Aшака, Гонгола, Бамбам, Тула, Джессу, Лакун, Нуман, Йола.

Геологическое строение средней части прогиба Бенуэ будет рассмотрено далее более детально, так как в пределах этой области находится исследуемый угольный бассейн - Лафиа-Оби.

В геологическом строении Донецко-Макеевского района принимают участие отложения среднего и верхнего кар¬бона, почти повсеместно перекрытые четвертичными и отчасти палео¬геновыми отложениями. В крайней западной части района на размытой поверхности карбона залегают породы юрского и мелового возраста.[6]

Нижнекаменноугольные отложения распространены за пределами Донецко-Макеевского района и их выходы окаймляют район по его южной окраине.

Среднекаменноугольные отложения, залегающие согласно на породах нижнего карбона, имеют следующие характерные особенности:

• литологический состав отложений преимущественно алевролит-аргиллитовый (64—79%) с подчиненным значением песчаников (19—34%), известняков (0,6—3,0%) и углей (0,25—12,2%);
• залегание свит согласное, без перерывов, имеются внутриформационные размывы;
• отмечается зависимость степени промышленной угленосности отдельных свит (кроме свиты С₂⁴) от относительного содержания песчаников: в основных угленосных свитах С₂³, С₂⁵ и С₂⁶ песчаники составляют 32—34%, в менее угленосных свитах — С₂¹, С₂² и С₂⁷ — 19—20% (рисунок 1);
• мощности свит последовательно и закономерно увеличиваются в направлении с юго-запада, где суммарная мощность свит составляет 1800—1900 м, на северо-восток, где она равна 3400—3450 м.[7]

Свита С₂⁷ является самостоятельным объектом разведки на лощадях, где основной пласт m₃ залегает на глубинах свыше 1000 м при очень пологом падении пород. Эти площади относятся к типам А-2 или Б-2.

Свита С₂⁷ заключает до 22—24 угольных пластов, из которых восемь достигают рабочей мощности на всей площади района или на отдельных его участках. Основные пласты свиты: m₂, m₃, m₅. Отложения свиты детально разведаны на территории района; наиболее высокая угленосность приурочена к западной и центральной его частям.[8]

Пласт m₃ имеет устойчивую рабочую мощность на всей площади района. Он разрабатывался непрерывным фронтом горных работ, длиной около 60 км. Мощность его 1,0—1,2 м. В центральной части района она увеличивается от 1,3 м до 2,0 м; рабочая мощность пласта установлена разведочными работами на площади района до глубины 1200—1400 м.[9]

Метод анализа материалов и результатов:

Основными критериями, определяющими направление эффективного использования угля для различных целей, являются его марка, зольность, сернистость, выход летучих веществ. Подавляющее большинство параметров качественной характеристики угля определяется по техническим анализам.[10]

Для получение статистических характеристик качества углей, используется статистический пакет SPSS (рисунок 2). Данные для сопоставления качества угля из пласт m₃ в Донецко-Макеевском горно-промышленном районе Донбасса. Окончательный результат даст статистические характеристики качества углей: содержания серы, золы, содержание влаги в угля пласт m₃.[11]

Коксуемость углей определяется толщиной пластического слоя (спекаемость). Результаты получены из лаборатории технических анализов проб для определения качественных характеристик угольного пласта m₃. Они будут сравниваться с углями Лафиа-оби, которые были определены некоторыми исследователями в Нигерии. Были попытки определить коксуемость некоторых нигерийских углей. Различия в качественных характеристиках покажет, какой из них имеет большее промышленное значение.