 |
|
Зоны «негодного» и окисленного угля
Зоны «негодного» и окисленного угля изучались в периоды детальных работ на участках «Поле шахты «Котинская» и «Поле шахты №7» [17, 19] и в последний период геологоразведочных работ 2007-2009 гг. на участке «Нижние горизонты шахты «Котинская».
Внешними признаками зоны «негодного» угля являются высокая каолинизация вмещающих пород и внутрипластовых прослоев, «сажистость» и резкое снижение электрического сопротивления угля на графиках ГИС, которое по величине своего значения приближается к сопротивлению углевмещающих пород. Главными внешними признаками окисленности угля являются отсутствие зёрен свежего пирита, наличие плёнок гидроокислов железа, наличие радужной побежалости по трещинам кливажа.
Вмещающие породы зоны окисления характеризуются повышенной трещиноватостью и низкой механической прочностью, что с точки зрения инженерно-геологической и горно-геологической характеристик делает их слабыми, крайне неустойчивыми и практически не управляемыми.
В зависимости от степени окисленности изменяются такие показатели качества: содержание влаги, выход летучих веществ, пластометрия и теплота сгорания. Угли в зоне окисления характеризуются повышенной влажностью, отсутствием спекаемости и снижением теплоты сгорания. Более глубокое окисление угля приводит к дальнейшему снижению теплоты сгорания, повышению зольности и существенному снижению механической прочности. Уголь теряет ценность как энергетическое топливо и в зоне «негодного угля» становится не пригодным для энергетического использования.
В период детальных геологоразведочных работ на участках «Поле шахты «Котинская» и «Поле шахты №7» основанием для выделения зон явились визуальные наблюдения, макроскопические описания угля и пород, химические анализы, результаты специальных микропетрографических исследований, а также анализ кривых каротажа. Основным показателем для выделения зон «негодного» и окисленного угля служила теплота сгорания в пересчете на беззольную массу угля (прил. 15).
На участке «Поле шахты «Котинская» зона «негодного» угля установлена на локальных площадях, приуроченных к возвышенным водораздельным частям, где она залегает до глубины 20м от дневной поверхности. Максимальная глубина нижней границы зоны окисления, имеющая аналогичную геоморфологическую приуроченность, составляет 78 м (табл.4.20).
На участке «Поле шахты №7» в результате исследований был сделан вывод о незначительном распространении негодного угля на глубину и по площади. Однако глубина от дневной поверхности нижней границы зоны окисления достигает 80 м (табл .4.20). Нижняя граница зоны окисления обычно располагается ниже уровня подземных вод.
Глубина распространения зоны окисления от дневной поверхности на участках «Нижние горизонты шахты «Котинская», «Поле шахты «Котинская» и «Поле шахты №7» варьирует от 0 до 80 м. Максимальная глубина зоны характерна для геоморфологически возвышенных частей участка, хотя и с наиболее мощным чехлом рыхлых отложений, минимальная глубина – для пониженных и переходных форм рельефа. Максимальная глубина зоны «негодного» угля от дневной поверхности составляет 22 м, в логах и пониженных формах рельефа она отсутствует. Глубина распространения зоны негодного угля и зоны окисления по площади участков приведена в табл. 4.20.
Таблица 4.20
Глубина от дневной поверхности распространения зон «негодного» и окисленного угля
| Разведочная линия | Глубина распространения зоны «негодного» угля, м | Глубина распространения зоны окисленного угля II группы, м | Глубина распространения зоны окисленного угля I группы, м |
| Фланговая | 0,0 | 0,0 | 0,0-38,0 |
| Котинская | 0,0 | 0,0 | 0,0-35,0 |
| 0,0 | 0,0 | 0,0-46,0 | |
| 0,0-18,0 | 0,0-20,0 | 0,0-60,0 | |
| 0,0-18,0 | 0,0-35,0 | 0,0-78,0 | |
| 0,0 | 0,0-26,0 | 0,0-60,0 | |
| 0,0-20,0 | 0,0-29,0 | 0,0-47,0 | |
| 0,0-20,0 | 0,0-27,0 | 0,0-55,0 | |
| 0,0 | 0,0 | 0,0-36,0 | |
| Соколовская | 0,0 | 0,0 | 0,0-47,0 |
| 0,0 | 0,0 | 0,0-60,0 | |
| 0,0 | 0,0 | 8,0-30,0 | |
| 0,0-15,0 | 0,0-20,0 | 10,0-80,0 | |
| 0,0-22,0 | 0,0-20,0 | 10,0-60,0 | |
| 0,0 | 0,0 | 10,0-40,0 | |
| 0,0 | 0,0 | 10,0-43,0 | |
| 0,0-12,0 | 0,0-18,0 | 7,0-68,0 | |
| Октябрьская | Не установлена | 0,0-32,0 | 20,0-51,0 |
| Не установлена | 0,0-40,0 | 15,0-55,0 | |
| Не установлена | 0,0-17,0 | 15,0-61,0 |
Границы зон «негодного» угля и зон окисления I и II групп отстроены на геологических разрезах и планах подсчета запасов.
При ведении геологоразведочных работ последнего периода 2007-2009 гг. для выявления окисленности углей использовался широкий комплекс признаков. Из макропризнаков в зоне окисления углей отмечаются такие проявления, как: повышенная трещиноватость углей и вмещающих их пород, налеты глинистого материала по трещинам, побежалости гидроокислов железа, тусклый блеск, превращение угля в рыхлую матовую бесструктурную массу («сажу»), которая вследствие образования гуминовых соединений приобретает бурый оттенок. В этот период было отобрано значительное количество проб на установление степени окисленности. При этом производились следующие определения показателей качества: влага аналитическая (Wa, %,) влага максимальная (Wmax, %), зольность (Ad,%), выход летучих (Vdaf, %), выход гуминовых кислот (HAdt, %), влага гигроскопическая (Wги, %) и высшая удельная теплота сгорания на сухое беззольное топливо (Qsdaf, ккал/кг).
Нормативы ее для разных групп окисленности установлены ГОСТ Р 50904-96 и изменениями к нему №1 от 01.01.2001 г. Согласно этому документу для углей Ерунаковского месторождения Кузнецкого бассейна марок ДГ, Г принята следующая градация:
– к неокисленным относятся угли с теплотой сгорания не менее 7700 ккал/кг (32,24 МДж/кг);
– к окисленным I группы относятся угли с теплотой сгорания менее 7700 ккал/кг (32,24 МДж/кг) до 6930 ккал/кг (29,01 МДж/кг) включительно;
– к окисленным II группы относятся угли с теплотой сгорания менее 6930 ккал/кг (29,01 МДж/кг) до 5980 ккал/кг (25,04 МДж/кг) включительно.
Показатели качества окисленных углей, полученные во все периоды геологоразведочных работ по пластам, группам окисленности и с указанием места отбора проб представлены в прил. 25.
В таблице 4.21 приведены средние показатели качества окисленных и «негодного» углей.
Таблица 4.21
Качество окисленных углей
| Группа окисленности | Wa, % | Wmax, % | Wги, % | Ad, % | Vdaf, % | (HA)daf | Qsdaf | |
| ккал/кг | МДж/кг | |||||||
| ОК I | 2,2-12,2 5,7(173) | 4,8-14,9 9,0(79) | 4,6-9,8 6,6(19) | 1,6-33,2 8,8(172) | 34,0-42,2 38,5(167) | 0-36,8 3,7(65) | 6830-7700 7456(170) | 28,59-32,23 31,22(174) |
| ОК II | 6,6-16,6 10,4(49) | 8,2-21,4 16,8(5) | 5,1-10,5 7,8(2) | 4,4-29,8 12,3(49) | 32,9-46,1 39,3(44) | 20,0-83,7 45,6(16) | 5760-6920 6526(49) | 24,11-28,97 27,32(49) |
| Негодный уголь | 7,4-20,9 13,5(35) | Нет определений | Нет определений | 14,8-45,2 25,4(34) | 39,8-50,8 45,8(32) | 51,9-94,7 80,9(12) | 4140-5963 5300(34) | 17,33-24,93 22,2(34) |
В окисленных углях I группы основные показатели качества угля и теплота сгорания несущественно отличаются от марочных углей. Поэтому, окисленные угли I группы будут являться практически таким же энергетическим сырьем, как и неокисленные угли.
В зоне «негодного угля» и в зоне окисления II группы происходит заметное изменение показателей качества (табл. 4.21). Значительно увеличивается влажность угля, повышается зольность и заметно снижается теплота сгорания в среднем до 6526 ккал/кг. В качестве энергетического сырья данные угли не пригодны. Область применения их определяется по согласованию с потребителем.