Автор:
Нечипир Е.И., Ягнышева Т.В.
Источник:
Сучасні проблеми геології: Збірник матеріалів Всеукраїнської
студентської наукової конференції 30 вересня 2011 року. –
Донецьк: ДонНТУ, 2011. – 81 с.
Применение углей в качестве топлива для производства тепла и электроэнергии занимает ведущее место по объемам потребления. При определении экологических последствий энергетического использования ископаемых углей какого-либо месторождения основное внимание обращается на содержание в них минеральных примесей и серы, в отдельных случаях – учитывается состав и содержание в них ряда токсичных элементов–примесей. Для эффективного использования углей, кроме балластных и вредных примесей важнейшее значение имеют сведения о теплоте сгорания, разломоспособности и реакционной способности, теснейшим образом связанных со степенью метаморфизма и петрографическими особенностями углей. Качественные характеристики топлива влияют на экологические показатели работы котельных как непосредственно (зольность, содержание азота, серы и т. п.), так и косвенно – в связи с ростом валовых выбросов при необходимом (из–за пониженного качества энергетических углей) увеличении расхода топлива [1,2]. В связи с этим особую актуальность приобретает проблема точного определения стадии метаморфизма энергетических углей.
В настоящее время в Украине действуют три стандарта качества углей. Продолжает действовать ГОСТ 25543–88, поскольку часть углей для коксования поставляется из России, введены ДСТУ–3472–96 и ГОСТ 30317–95. В соответствии с ГОСТ 25543–88 объединение углей одних и тех же марок и групп в подгруппы производится по характеристике петрографического состава. В ГОСТ 30317–95 петрографический состав углей не учитывается.
Объектом исследования были выбраны угли пласта h10в шахты «Холодная Балка». ОП шахта «Холодная Балка» входит в состав ГП «Макеевуголь». Поле шахты расположено в центральной части Донецко–Макеевского геолого–промышленного района на территории Горняцкого района г. Макеевки Донецкой области, Украина. Шахта занимает площадь около 76 км2.
Отработку пласта h10 Смоляниновской свиты шахта начала в 1984 г. Промышленные запасы шахты «Холодная Балка» на 01.01.06 г. составляли 50,012 млн. тонн угля, а по разрабатываемому пласту h10в, мощностью 0,81–1,00 м – 17,1 млн. тонн [3].
В геологическом строении описываемой площади принимают участие каменноугольные отложения свит С25, С24, С23 и верхней части свиты С22, представленные комплексом осадочных пород. Каменноугольные породы почти повсеместно перекрыты чехлом четвертичных мощностью от 0 до 30 м и местами палеоген–неогеновых осадков мощностью 10–30 м. Обводненные палеоген–неогеновые пески могут служить плывунами.
Простирание угленосных отложений на описываемом участке северо–западное, падение северо–восточное. Моноклинальное залегание пород осложняется серией дизъюнктивных нарушений с амплитудами от нескольких метров до 250 м [3].
Исследование качества углей пласта h10в шахты «Холодная Балка» проводились по данным проб отобранных в 107 скважинах. Обработка данных производилась с помощью компьютерной программы SURFER. Был проведен тренд–анализ данных по выходу летучих веществ, выявлен градиент метаморфизма по данному показателю, что позволило по известным ранее данным рассчитать градиент метаморфизма по отражательной способности витринита углей пласта. В соответствии с ГОСТ 8180–59 угли пласта h10в шахты «Холодная Балка» – тощие. В крайней северо–восточной части западного тектонического блока отмечался переход угля от марки Т к марке ПА. Проведенные исследования позволили отнести угли пласта h10в к марке Т (ГОСТ 30317–95 ). Уголь пласта h10в используется как энергетическое топливо.
В качестве основных показателей качества углей использовались данные о содержании в них влаги (Wa), зольности (Ad), серы (Sобс), выходе летучих веществ (Vг) и объемном выходе летучих веществ (Vобг).
Имеющийся материал позволяет с достаточной полнотой характеризовать качество угля по пласту.
Зольность чистых угольных пачек пласта h10в весьма непостоянна и колеблется в значительных пределах без видимой закономерности. Наиболее часто встречаемые пределы колебания составляют 10–16%.
Содержание серы в угле колеблется от 1,4 до 5,8%. Уголь пласта h10в является самым сернистым на описываемом участке, среднее содержание серы составляет 3,2%. Видимой закономерности в распределении серы по площади участка не наблюдается. Выход летучих веществ характеризуется величинами 7,1–12,0%, а объемный выход летучих составляет 271–355 см3/г.