Фгунпп «Росгеолфонд» Московский филиал фгунпп «Росгеолфонд» «Научный центр виэмс»


Твердые горючие полезные ископаемые



бет12/41
Дата28.04.2016
өлшемі7.45 Mb.
түріОбзор
1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   ...   41

2.3. Твердые горючие полезные ископаемые



Общие вопросы. Российская Федерация располагает значительными 193,3 млрд. т разведанными запасами угля: бурого 101,2 млрд. т, каменного 85,3 млрд. т (в том числе коксующегося 39,8 млрд. т) и антрацитов 6,8 млрд. т и занимает 2-ое место по запасам и 5-ое по добыче угля в мире. При существующем уровне добычи его хватит более чем на 550 лет. В настоящее время не обеспечивается воспроизводство промышленных запасов с благоприятными условиям отработки по наиболее дефицитным маркам углей. 24 запасов ценных коксовых марок представлены угольными пластами со сложным залеганием. Необходимо провести анализ нераспределенного фонда запасов, содействовать завершению работы по утверждению методики расчета коэффициентов технологической ценности добываемых коксующихся углей и их конденсатов. На основе геоинформационных систем следует создать кадастр перспективных к освоению запасов углей в разрезе бассейнов, месторождений и участков, а также совершенствовать технические средства и компьютерные программы комплексного мониторинга и моделирования. Необходимо разработать программу лицензирования [Яновский А.Б. О состоянии и мерах по развитию угольной промышленности России //Уголь. -2010. -№ 8.]

В Сибирском и Дальневосточном федеральных округах сосредоточен почти весь угольный сырьевой потенциал страны (коксующиеся угли - 95%, энергетические ~ 94%) и добыча углей (коксующиеся - 89%, энергетические - 95%). Бассейны и месторождения рассматриваемого региона являются основными поставщиками углей на внешний рынок (97%).

Общий угольный сырьевой потенциал России оценивается в 4,1 трлн. т, В территориальном отношении примерно 2/3 угольных ресурсов находится в Сибири и около 1/3 - на Дальнем Востоке. Основная часть (85%) мощностей действующих угледобывающих предприятий сосредоточена в восточных районах страны. Здесь же сконцентрирована преобладающая часть (91%) мощностей подготовленного резерва под новое строительство.

Основными направлениями геологоразведочных, научно-исследовательских и тематических работ на ближайшую и среднесрочную перспективу следует считать:

1. Поддержание запасами коксующихся углей действующих предприятий в освоенных угледобывающих бассейнах. Эта задача актуальна, прежде всего, для Кузнецкого и Южно-Якутского бассейнов. В Кузбассе большая часть запасов коксующихся углей с простыми условиями отработки уже передана угольной промышленности. Оставшиеся в нераспределенном фонде объекты имеют, как правило, сложное геологическое строение, более глубокое залегание угольных пластов. Поэтому геологоразведочным службам угледобывающих компаний необходимо, в первую очередь, подготовить участки шх. Ольжерасская Глубокая, Мрасский, Чертинский Глубокий, Березовский Глубокий, поле шх. Южная и др.

В Южно-Якутском бассейне взамен выбывающих мощностей Нерюнгринского разреза по добыче марки К целесообразно доизучить Налдинское, Муастахское, Кабактинское месторождения и уч. Нижне-Талуминский. Для организации подземной добычи углей марки КЖ следует уточнить перспективы Верхне-Талуминского, Алдакайского месторождений и уч. Верхне-Якокитский.

2. Выявление новых сырьевых баз коксующихся углей особо ценных марок Ж, КЖ, К, ОС, дефицитных в коксохимической промышленности.

Решение этой задачи актуально, прежде всего, для Южно-Якутского бассейна. В слабо изученном Токийском районе бассейна перспективными для дальнейшего геологического изучения являются расположенные к северо-востоку от Эльгинского месторождения Укикитская, Биркандинская и Муламская угленосные площади. В восточной части района объектом поисковых работ, в первую очередь, может быть Хударканская площадь. В Кузбассе перспективы выявление новых объектов с углями дефицитных марок ограничены Макарьевским месторождением (марки К, КО, ОС).

3. Создание резерва опоискованных площадей и оцененных месторождений с энергетическими углями в энергодефицитных районах с существующей угледобычей.

Проблема энергодефицита на юге Дальневосточного ФО может решаться за счет освоения ряда угольных месторождений региона.

В Амурской области поддержание добычи связывается, в первую очередь, с Ерковецким буроугольным месторождением, в меньшей степени - с Архаро-Богучанским. При условии использования низкометаморфизованных бурых углей технологической группы 1Б непосредственно в районе добычи (строительство крупной ГРЭС) возможно вовлечение в освоение подготовленного резерва на Свободном месторождении с годовой добычей до 10 млн. т. В определенной степени промышленный интерес могут представлять ресурсы углей Гербикано-Огоджинской площади, на перспективных месторождениях которой (Огоджинское и др.) возможна открытая добыча 3-5 млн. т угля в год.

В Хабаровском крае развитие добычи может базироваться на объектах Буреинского бассейна. Сырьевая база открытой добычи каменных углей составляет 200 млн. т, горногеологические условия Ургальского месторождения благоприятны для высокопроизводительной подземной добычи с применением прогрессивных технологий и средств. В бассейне имеются перспективы выявления новых участков для открытой отработки. Буроугольные месторождения края рассматриваются как сырьевые базы местного значения.

В Еврейской АО на базе ресурсов Ушумунского буроугольного месторождения в перспективе возможно достижение мощности на строящемся разрезе до 1,5 млн. т/год.

В Приморском крае на запасах бурого угля Бикинского месторождения возможна добыча до 14-16 млн. т/год, на Павловском месторождении - до 6 млн. т/год, в Раздольненском бассейне - до 1,5-2 млн. т/год каменных энергетических и технологических углей.

4. Развитие угольной сырьевой базы для обеспечения местных нужд в энергодефицитных районах, удаленных от центров угледобычи.

Задача обеспечения твердым топливом удаленных от центра добычи и транспортных коммуникаций энерго-дефицитных районов должна быть решена за счет использования местных угольных ресурсов, строительства разрезов малой мощности (Красноярский и Забайкальский края, Иркутская и Магаданская области, Чукотский АО и др.).

5. Изучение месторождений углей, пригодных для комплексного эффективного использования.

Решение этой задачи особенно актуально в пределах новых минерально-сырьевых центров социально экономического развития, где наряду с рудной специализацией ЦЭРов уголь будет не только энергетическим, но и технологическим сырьем. В пределах Кодаро-Удоканского ЦЭРа - это Читкандинское месторождение; в Восточно-Забайкальском ЦЭРе - Даурское, Харанорское, Пограничное и Кутинское буроугольные месторождения; в Амуро-Буреинском ЦЭРе - Гербикано-Огоджинская каменноугольная и Амуро-Зейская буроугольные площади, в Южно-Камчатском ЦЭРе - Крутогоровское месторождение и другие угленосные объекты Северо-Востока, упомянутые выше.

6. Научно-методическое обеспечение геологоразведочных работ на уголь содержит в себе следующие направления: совершенствование (разработка и создание новых) технологий прогнозирования угленосности, поисков и оценки месторождений с высокой углеплотностью; оценки ресурсов и подсчета запасов с применением автоматизированных систем сбора и обработки информации, разработки объемных моделей геолого-промышленных типов месторождений.

Переоценка угольной сырьевой базы включает геолого-экономическую переоценку запасов и ресурсов участков с определением их промышленной значимости в осваиваемых бассейнах и месторождениях, разработку и реализацию эффективной системы управления геологоразведочными работами с целью обеспечения баланса воспроизводства и потребления углей, формирование и ведение единого автоматизированного банка данных с отражением состояния изученности и результатами переоценки угольной сырьевой базы.

Совершенствование минералогических, аналитических и технологических методов изучения и оценки углей и углевмещающих пород преследует цель обеспечения на современном научном, технологическом и аппаратурно-техническом уровне лабораторно-аналитического сопровождения геологоразведочных работ на твердое топливо на всех стадиях - от прогнозных до углубленного изучения природы, качества и свойств углей, отходов их добычи, обогащения и переработки с целью расширения сфер использования и получения экологически чистых нетрадиционных и дефицитных продуктов, пользующихся повышенным спросом на внутреннем и мировом рынках.

Комплекс организационно-координирующих мероприятий по определению направлений работ МПР России по воспроизводству угольной сырьевой базы направлен на осуществление контрольных функций за реализацией проектов геологоразведочных работ, экспертизу перечней объектов лицензирования, предлагаемых для предоставления в пользование недрами, методическое и метрологическое обеспечение комплекса полевых геофизических и геохимических исследований; геолого-геофизические, минералого-технологические, геотехнологические, аналитические и лабораторные исследования с оказанием консультативной и научно-методической помощи структурным подразделениям Роснедр, осуществление контроля за выполнением требований нормативных документов по системе управления качеством лабораторных испытаний углей, рекомендации по применению современных методов и технологий геологоразведочных работ на уголь.

Актуализация нормативно-методической и нормативно-технической базы геологоразведочных работ направлена на обеспечение их качества и экономической эффективности и вызвана тем, что значительная часть существующих нормативных документов устарела и не охватывает определившиеся в настоящее время стратегические направления геологоразведчных работ, не учитывает особенности и возможности новой аппаратуры и методов, а также современные требования к метрологическому обеспечению, обработке и представлению результатов. В связи с этим актуальным является создание нормативно-методических и нормативно-технических баз нового поколения.

Конъюнктура мирового рынка энергоносителей к 2020 г. (в т.ч и в связи с последними событиями в Японии) в целом будет складываться в пользу углей. Это находит свое объяснение в наличии огромной сырьевой базы широким ее распространением по континентам, что обеспечивает стабильное и прогнозируемое развитие энергетики; в относительном постоянстве цен на уголь, меньше зависящих от политических событий, чем цены на другие энергоносители (нефть и газ); в возможности снижения цен за счет научно-технического прогресса в процессах добычи, переработки, транспортировки и использования.

Ввод новых мощностей в Кузнецком, Южно-Якутском и Улугхемском бассейнах позволят увеличить экспортные поставки после 2030 г. на 45-55 млн. т/год. В более отдаленной перспективе роль углей Сибирского и Дальневосточного регионов еще больше возрастет за счет строительства и ввода в эксплуатацию объектов Канско-Ачинского, Минусинского, Иркутского бассейнов, месторождений Хабаровского края, Чукотского АО и др. [Логвинов М.И., Файдов О.Е., Микерова В.Н. (ФГУП «ВНИГРИуголь»). Сырьевой потенциал коксующихся и энергетических углей Сибири и Дальнего Востока. //Разведка и охрана недр. -2011. -№ 5, с 43-50.].

Анализ состояния добычи угля в странах мира с 2000 по 2009 гг. приводит Л.С. Плакиткина, в котором отдельно представлены данные по производству каменного, коксующегося, энергетического и бурого углей в основных странах. Рассматриваются объемы импорта и экспорта угля различными странами, и в первую очередь, Японией и странами ЕС. Показано, что за 10 лет доля поставок российских углей за рубеж возросла от 7 до 15 в зависимости от вида угля. Приводятся экспортные цены угля, поставляемого в Японию и страны ЕС. Делается прогноз цен российского энергетического угля, поставляемого в Японию и страны ЕС в период до 2030 г. [Плакиткина Л.С. Анализ развития угольной промышленности в основных странах мира, включая Россию и страны СНГ, в период с 2000 по 2009 гг. и перспективы дальнейшего развития. //Горн. пром-сть. -2011. -№ 2.]

Мировые запасы нефти и газа, основных энергетических ресурсов, за последние десятилетия были значительно истощены. Так, к 2010 году было израсходовано 87 мировых запасов нефти, 73 мировых запасов природного газа и всего 2 мировых запасов угля. По оценкам экспертов, на ближайшие 30-40 лет уголь остается основным энергетическим ресурсом. Именно по этой причине в конце 90-х годов в США был провозглашен так называемый возврат к «эре угля». К настоящему моменту 75 электростанций США работают на угольном топливе. Таким образом, значительные мировые запасы угля, а также его большая доступность по сравнению с другими видами углеводородного топлива являются основными факторами, привлекающими внимание ведущих стран мира [Левчук И.Р. Современное состояние мировой угольной промышленности и некоторые экологические проблемы, возникающие при добыче угля //Инновационное развитие и востребованность науки в современном Казахстане. Естественно-технические науки. Сборник статей 4 Международной научной конференции, г. Алматы, 26-27 нояб., 2010. Фонд Первого Президента Респ. Казахстан. -Алматы. -2010.].

Долгосрочная программа развития угольной промышленности в настоящее время проходит процедуру утверждения в Правительственных органах. Определены цели, задачи, структура и этапы реализации программы. Рассматриваются конкретные количественные и качественные ожидаемые результаты реализации Программы. Положительные результаты реализации программы обеспечиваются за счет размещения производительных сил, замены устаревших основных средств, использования инновационных технологий и техники, создания новых продуктов переработки угля. Реализация программы позволит до 2030 г. добиться среднемирового уровня эффективности главных факторов производства. Важен механизм реализации Программы и контроль ее выполнения [Воскобойник М.П. Долгосрочная программа развития угольной промышленности России. //Горн. пром-сть. -2011. -№ 2.].



Г.Л. Краснянский обосновал объективную необходимость перехода к новому инновационному этапу технологической реструктуризации угольной промышленности. Основной целью этого этапа является расширение направлений использования угля за счет его глубокой переработки в продукты с высокой добавленной стоимостью. Идея технологической реструктуризации предметно представлена при описании реализуемого в настоящее время проекта создания угольно-энергетического комплекса на ресурсной базе Караканского угольного месторождения. Представленный в статье Г.Л. Краснянского метод формирования энергоугольных кластеров может послужить основой при определении путей решения проблемы расширения внутреннего рынка угля за счет комплексного использования энергетического потенциала угольных месторождений [Краснянский Г.Л. Формирование энергоугольных кластеров - инновационный этап технологической реструктуризации угольной промышленности Российской Федерации. //Горн. инф.-анал. бюл. -2011.].

Предполагается два пути развития минерально-сырьевой базы угольной промышленности - экстенсивный и интенсивный. На сегодняшний день сырьевая база угольной промышленности Кузбасса развивалась по экстенсивному пути, т. е. за счет вовлечения в добычу новых участков недр и отработку их преимущество одной технологией. Это ведет к тому, что ежегодно уровень списания балансовых запасов в три раза выше уровня добычи, а эффективность работы отдельных предприятий низкая. Расширения области применения и адаптация различных технологий добычи, их комбинирование и интегрирование, для сложных горно-геологических условий, позволит увеличить количество пригодных к эксплуатации запасов на полях действующих предприятий и на возможных к освоению новых участках месторождений, а также повысить эффективность их отработки. Это интенсивный путь развития минерально-сырьевой базы России весьма привлекательный именно для Кузбасса [Шаклеин С.В., Писаренко М.В. Нетрадиционные технологии добычи угля - основа интенсивного освоения минерально-сырьевой базы Кузбасса. //Горн. пром-сть. -2010. -№ 4.].

Рассмотрены результаты геолого-экономической переоценки угольных объектов нераспределенного фонда недр в Восточном Донбассе, Печорском, Подмосковном, Сосьвинско-Салехардском, Кузнецком бассейнах, а также месторождений Забайкалья, Амурской области и Приморского края. Отмечено, что современным требованиям угольной промышленности соответствует лишь четвертая часть запасов нераспределенного фонда недр изученных бассейнов и месторождений. Подчеркнуто, что при сохранении существующего отношения к воспроизводству угольной сырьевой базы созданный ранее сырьевой резерв будет сокращаться при постоянном ухудшении горно-геологических условий добычи. [Логвинов М. И., Старокожева Г.И., Файдов О.Е. Результаты геолого-экономической переоценки угольных объектов нераспределенного фонда недр. //Разведка и охрана недр. -2011. -№ 2.].

Торф и другое органо-минеральное сырье в болотах и озерах - огромная ценность для человечества. В Сибири это сырье имеется в огромных количествах и находится прямо на поверхности; добыча его не требует глубоких скважин, шахт и супердорогого оборудования. Торфяные ресурсы Сибири в настоящее время практически не осваиваются. Несмотря на колоссальные запасы торфа, нет ни одного торфяного предприятия в Новосибирской, Омской и Томской областях. Возможности для мелких и средних предпринимателей, а также для крупных компаний в регионе огромные. В центральной России в этом отношении дело обстоит немного лучше [Запивалов Н.П. Торфяные ресурсы - нетронутые богатства Сибири. //Геол. и минерал.-сырьев. ресурсы Сибири. -2011. -№ 3.].

В настоящее время в мире добывается около 25 млн. т торфа. Л. С. Плакиткина и П. А. Апухтин приводят анализ его добычи в мире и России. Рассмотрены перспективы развития торфяной отрасли России по сравнению с другими торфодобывающими странами мира. Приводят сведения по развитию ключевых торфодобывающих регионов РФ и дают экономическую оценку и анализ добычи и агломерации торфа в России. Анализируются среднегодовые цены на топливный и сельскохозяйственный торф [Плакиткина Л.С., Апухтин П.А. Анализ развития торфяной промышленности в России и мире в период с 2000 по 2009 годы. //Горн. пром-сть. -2011. -№ 1.].



Подземная газификация угля (ПГУ) является альтернативным способом разработки угольных пластов путем превращения угля на месте его залегания в горючее газообразное топливо. К социальным, энергетическим и экономическим преимуществам ПГУ добавляются еще и экологические. ПГУ позволяет расширить ресурсную базу газовой промышленности за счет производства из угля газовообразного энергоносителя различного состава (от малокаллорийного газа до заменителя природного газа). Это особенно важно для угольных регионов страны, так как повышает их энергетическую безопасность и снижает зависимость трубопроводного природного газа. Освободившийся природный газ может быть эффективно использован в энергодефицитных регионах, в том числе в виде экспортных поставок. ПГУ является сложной разновидностью физико-химической геотехнологии, обусловленной влиянием большого количества различных факторов: горение и газификация угля, горнотехнические закономерности разработки угольного месторождения, гидрогеологические особенности месторождения, возможные экологические последствия. В монографии Е.В. Крейнина обобщены и проанализированы инженерные и научные результаты (отечественные и зарубежные) в области ПГУ за период 1933-2010 гг. Рассмотрены основные стадии сооружения и эксплуатации подземного газогенератора: бесшахтная (скважинная) подготовка каналов газификации, закономерности газообразования в реакционном канале, влияние горно- и гидрогеологических факторов, контроль и управление технологическим процессом и др. Особое внимание уделяется инновационным предложениям по управлению технологическим процессом и получению газа стабильного состава и количества. Разработанные за последние 10-15 лет новые эффективные технические решения, защищенные блоком российских патентов, гарантируют управляемое и стабильное промышленное производство газа ПГУ при одновременной эксплуатации более сотни дутьевых и газоотводящих скважин [Крейнин Е. В. Подземная газификация углей: основы теории и практики, инновации. –М. -2010.].

Внимание к горючим сланцам (ГС) обусловлено их немалой ролью в обеспечении ряда регионов страны теплом и дефицитным углеводородным сырьём. «Энергетической стратегией России на период до 2020 г.» предусмотрено вовлечение в ТЭК страны местных ресурсов углеводородного сырья и их переработка. В качестве такого сырья в Европейской части, где некоторые регионы (Северный Кавказ, Поволжье, Центральный район) испытывают его дефицит, могут быть горючие сланцы, опыт использования которых в бытность СССР позволил повысить маневренность и надёжность ТЭК страны.

Ресурсы горючих сланцев в России содержат около 170 млрд. т нефтяного эквивалента и сопоставимы с мировыми запасами природной нефти. Запасы горючих сланцев могут служить не только резервом энергетической безопасности ряда регионов России, но и являться реальным путём решения социально-экономических проблем в регионах.

Однако сегодня объём добычи сланца значительно снизился и составляет не более 134 тыс. т/год. ОАО «Ленинградсланец» – единственное в России предприятие по добыче сланца.

Целью работ ФГУП «ВНИГРИуголь» являлась оценка состояния ресурсной базы горючих сланцев Европейской части России на основе состояния изученности сланцевых месторождений, их геолого-промышленной оценки, определения перечня объектов, перспективных для постановки геологоразведочных работ и для лицензирования.

В результате проведенных исследований были получены следующие результаты:



  1. Аналитический обзор по состоянию сланцевой проблемы в мире (ресурсы, добыча, качество, направления использования).

  2. Аналитический обзор степени изученности горючих сланцев Европейской части России (ресурсы, добыча, направления использования).

  3. База данных по сланцевым объектам Европейской части России в мониторинговом режиме.

  4. Цифровая карта размещения и изученности сланцевых месторождений Европейской части России масштаба 1:2 500 000 с различными информационными слоями: геологическое строение сланцевых месторождений и участков; геолого-промышленные карты, отражающие состояние ресурсного потенциала горючих сланцев, их качество и направления использования по каждому бассейну.

  5. Перечень объектов, перспективных для постановки геологоразведочных работ на горючие сланцы.

  6. Перечень первоочередных сланцевых объектов для лицензирования.

Работы по объекту выполнены на основе научно-исследовательских работ, проведенных сотрудниками ВНИГРИуголь по комплексному изучению Волжско-Печорской сланценосной провинции для обоснования направлений геологоразведочных работ, прогнозной оценки ресурсов и направлений использования горючих сланцев, геолого-промышленной оценки месторождений Волжского сланцевого бассейна и материалов по обобщению сланценосности Вычегодского бассейна, а также результатов геологоразведочных и научно-исследовательских работ, проведенных на территории Волжского, Прибалтийского, Центрального, Вычегодского, Тимано-Печорского бассейнов [Гипич Л.В., Хрусталева Г.К., Косинский В.А. Геологический отчет по объекту № 1-20/08 «Оценка состояния ресурсной базы горючих сланцев Европейской части России с целью определения задач по ее геологическому изучению и освоению» (заключ.) (Гос. контракт от 24.04.2008 г. № ВБ-04-34/13; Доп. соглашение к Гос. контракту от 10.02.2009 г. № 1; Доп. соглашение к Гос. контракту от 02.03.2010 г. №2). //ФГУП «ВНИГРИуголь». ГР № 643-08-24. Инв. № 497792. -Ростов-на-Дону. -2010.].
Геология месторождений твердых горючих полезных ископаемых. В.Я. Афанасьев, Ю.Н. Линник и В.Ю.Линник приводят результаты анализа горно-геологических условий разработки угольных пластов. Особое внимание уделено характеристикам пластов, влияющим на безопасность ведения очистных и подготовительных работ в подземных условиях шахт. С учетом закрытия действующих шахт и вновь вводимых в эксплуатацию, дана прогнозная оценка горно-геологических условий на период до 2030 года [Афанасьев В.Я., Линник Ю.Н., Линник В.Ю. Прогнозная оценка горно-геологических условий подземной разработки угольных месторождений на период до 2030 года. //Горн. инф.-анал. бюл. -2010. -№ 12.].

Рассмотренные В.М. Калинченко и Д.Н. Шурыгиным способы работы с цифровой информацией позволяют автоматизировать самый трудоемкий этап при прогнозировании горно-геологических условий отработки угольных месторождений. Одновременное отражение информации в табличной форме и на карте позволяет проводить первичный анализ, обнаруживать пространственные закономерности в размещении прогнозных показателей. Анализ возможностей современных ГИС показал, что для обеспечения решения задач прогнозирования горно-геологических условий стандартные функции пространственного анализа в ГИС должны быть дополнены: специальными аналитическими функциями; функциями построения производных карт, включающими алгебраические, тригонометрические, логические и другие операции над наборами карт и построение изолиний с учетом барьеров (срывов поверхностей), расчет потенциалов и другими средствами многомерного районирования, в том числе с использованием экспертных оценок [Калинченко В.М., Шурыгин Д.Н. Геоинформационная система прогнозирования горно-геологических условий отработки угольных месторождений. //Перспективные технологии добычи и использования углей Донбасса. Материалы Международного научно-практического семинара, Новочеркасск, 1-2 окт., 2009. ЮРГТУ (НПИ). -Новочеркасск. -2009.].



П.Ф. Сидоренко представлены методические особенности оценки достоверности прогноза горно-геологических условий отработки угольных пластов с учетом полноты изучения осложняющих факторов и применения результатов комплекса полевых и шахтных геологических и геофизических методов их исследования, что позволяет повысить экономическую эффективность добычи запасов угля в сложных горно-геологических условиях [Сидоренко П.Ф. Проблемы повышения достоверности прогноза горно-геологических факторов, осложняющих отработку угольных пластов. //Горн. инф.-анал. бюл. -2011. -№ 2.].

Содержание ртути в углях составляет порядка 0,1 г/т как в каменных, так и бурых углях. Известны угли, сильно обогащенные ртутью, например, в некоторых районах России, Украины, США и Китая. В уникальных по своей ртутоносности донецких углях обнаружены киноварь и металлическая ртуть. Вследствие высокого сродства иона Hg2+ к гумусу, вполне возможна сингенетическая (или раннеэпигенетическая) концентрация Hg в торфяниках или бурых углях, но большинство аномально-ртутоносных углей обогатилось ртутью в процессах эпигенеза. Вследствие высокой токсичности Hg и ее соединений, а также практически полного перехода ртути при сжигании углей в газовую фазу, изучение геохимии Hg в углях имеет первостепенное значение для охраны окружающей среды [Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Ртуть в углях - серьезная экологическая проблема. //Биосфера. -2009. -№ 2.].

На основании проведенных исследований дана характеристика органического вещества торфов бассейна р. Соузар. Показано, что отличительной особенностью состава исследованных торфов является высокое содержание водорастворимых и легкогидролизуемых компонентов. Согласно данным элементного анализа и ИК-спектроскопии гуминовые кислоты торфов обладают высокой конденсированностью макромолекул, насыщенных кислородсодержащими группами [Савельева А. В., Ларина Т. В. Характеристика органического вещества торфов Горного Алтая. Болота и биосфера. //Материалы 7 Всероссийской с международным участием научной школы, Томск, 13-15 сент., 2010. ТГПУ. -Томск. -2010.].

М.Л. Улановский представил процесс углефикации в виде трех последовательных периодов с содержанием углерода 75-87(88); 87(88)-93 и 93-95 и водорода соответственно: 5,25 ± 0,25; 5-3 и 3. Первый период включает в себя донецкие угли марок от Д до К, второй - К, ОС и Т; третий - Т и примыкающие к ним малометаморфизованные антрациты. Приведены графические зависимости максимальной влагоемкости, выхода летучих веществ, спекаемости и теплоты сгорания от содержания водорода в каждом из периодов. В результате показано, что в пластах углей, относящихся к первому периоду, реакция дегидрирования не идет, и поэтому водород органической массы не может быть источником образования в них метана [Улановский М.Л. Взаимосвязь свойств углей с изменением содержания водорода при углефикации. //Кокс и химия. -2011. -№ 2.].

С.Г. Гагарин представил результаты исследований состава и термохимических свойств фракций, выделенных из угля по плотности. Среди свойств рассмотрены следующие: термогравиметрические параметры; индекс свободного вспучивания; толщина пластического слоя; показатели дилатометрии; выход жидкоподвижных составляющих пластической массы. Эти свойства определяются петрографическим (мацеральным) составом фракций. При увеличении плотности фракций снижается содержание липтинита и витринита и увеличивается содержание инертинита, что ведет к снижению алифатического и повышению ароматического характера химической структуры и соответственно ухудшает термохимические свойства фракций. Результаты показывают, что фракционирование угля перед его переработкой может быть потенциально весьма эффективным [Гагарин С.Г. Термохимические свойства фракций угля различной плотности (обзор). //Кокс и химия. -2010. -№ 6.].

На основании результатов определения содержаний U и Th в 5000 образцов углей и торфов сев. Азии С.И. Арбузов, А.В. Волостнов и др. установили, что среднее содержание U в углях месторождений и бассейнов колеблется от 0,6 до 32,8 ч/млн., а среднее содержание Th варьирует от 0,8 до 9,2 ч/млн. В пределах угольных бассейнов, месторождений и пластов установлены вертикальные и латеральные изменения содержаний U и Th. Их высокие концентрации пространственно связаны с отдельными блоками пород в структуре бассейнов или с вулканитами периодов формирования угля. Установлено изменение роли пирокластики в накоплении U и Th в широтном направлении [Arbuzov S.I., Volostnov A.V., Rikhvanov L.P. и др. Геохимия радиоактивных элементов (U, Th) в углях и торфах Северной Азии (Сибирь, Дальний Восток России, Казахстан и Монголия). Geochemistry of radioactive elements (U, Th) in coal and peat of northern Asia (Siberia, Russian Far East, Kazakhstan, and Mongolia). //Int. J. Coal Geol. -2011. 86. -№ 4.].

Результаты сейсмологических наблюдений в Кузнецком угольном бассейне показывают значительное увеличение и изменение характера тектонической и сейсмической активности. Отмечается рост геодинамических рисков. А. И. Екимовым и С. В. Цирелем рассмотрены методики сейсмологических наблюдений в районах шахтовой добычи угля. Подчeркивается необходимость совместной работы научных и производственных организаций [Екимов А.И., Цирель С.В. Особенности проявлений тектонической и сейсмической активности в Кузбассе. //Зап. Горн. ин-та. -2010. с.- 188.].

Представлены данные по содержанию микроэлементов в торфах трех болотных экосистем Бакчарского массива: транзитной мезоолиготрофной топи, ряма и переходной между рямом и данной топью экосистемой. В. А. Степанова и Н. Г. Коронатова показали, что содержание микроэлементов в ряме и переходной экосистеме значительно ниже, чем в топи. В ходе разложения торфа содержание большинства микроэлементов увеличивается в ряме и уменьшается в топи и переходной экосистеме. Для железа, магния, стронция и марганца наблюдалась обратная картина [Степанова В.А., Коронатова Н.Г. Микроэлементный состав торфов Бакчарского болота. //Болота и биосфера. Материалы 7 Всероссийской с международным участием научной школы, Томск, 13-15 сент., 2010. ТГПУ. -Томск. -2010.].


Методы поисков и разведки месторождений твердых горючих полезных ископаемых. Угленосная толща Элегестского месторождения характеризуется различного вида трещиноватостью (экзогенной, эндогенной и тектонической) и, следовательно, различной степенью водообильности, что представляет определенную опасность при разведке и отработке угольного пласта подземными горными выработками. Целью комплексных геофизических исследований, включающих газовую съемку с измерением концентраций радона, метана и двуокиси углерода и крестовые высокоразрешающие электрические зондирования (ВЭЗ), являлось картирование экзогенной и тектонической трещиноватости как наиболее водообильной на изучаемой площади. Интерпретация полевых данных газовой съемки осуществлялась на основе априорной физико-геологической модели газовыделения зоны повышенной трещиноватости пород [Бондаренко В.М. Полонский-Буслаев И.А., Штырков А.Ю. Изучение трещиноватости пород Элегестского месторождения каменного угля комплексом геофизических методов. //10 Международная конференция «Новые идеи в науках о Земле», Москва, 12-15 апр., 2011. Доклады Экстра-Принт. РГГРУ. -М. -2011.].

Н.А. Смирнов и С.М. Простов приводят результаты детализации геологической структуры прибортового массива на угольном разрезе «Красный Брод» методами вертикального электрического зондирования и электропрофилирования. С использованием одномерной инверсии данных ВЭЗ, нелинейной зависимости УЭС и мощности первого слоя для двухслойного геоэлектрического разреза дан прогноз изменения мощности слоя суглинков и расположения границы влагонасыщенной зоны от прилегающего гидроотстойника [Смирнов Н.А., Простов С.М. Детализация изменений свойств прибортового массива угольного разреза электрофизическим методом. //Горн. инф.-анал. бюл. -2011. -№ 1.].

А.С. Сальников, К.А. Дунаева, Б.А. Канарейкин и др. провели опытную апробацию в шахтах Кузбасса автономных сейсмических станций РОСА-А в условиях отсутствия спутниковых сигналов от GPS-приемника. Было показано, что система высокоточной временной синхронизации, реализованная в этой станции, обеспечивает детальные сейсмические исследования несколькими станциями одновременно в шахтах (и других подземных и наземно-подземных сооружениях). Сейсмические исследования выполнены с целью выявления зон геологических нарушений в выемочных столбах угольных шахт. Актуальность проблемы обусловлена необходимостью снизить значительные издержки добывающего предприятия (шахты) при внезапной встрече не вскрытого подготовительными выработками нарушения или при неопределенной его конфигурации. По полученным сейсмическим материалам выполнена идентификация зарегистрированных волн, построены системы их годографов, проведена сейсмотомографическая обработка проходящих среду волн, определены особенности структуры угольного пласта и границе его размыва [Сальников А.С., Дунаева К.А., Канарейкин Б.А. и др. Первые результаты сейсмических работ по просвечиванию угольных пластов с использованием автономных станций РОСА-А. //Геол. и минерал.-сырьев. ресурсы Сибири. -2011. -№ 1.].
Метаноносность, метанобезопасность на угольных шахтах. Проблемы внезапных выбросов. Пожары на угольных шахтах. Решить проблему обеспечения безопасности работ по добыче угля и получить газ с высоким (до 97-99) содержанием метана позволит заблаговременная дегазация перспективных к освоению угольной промышленностью месторождений. ОАО «Газпром» с 2003 года реализует проект по оценке возможности промышленной добычи метана из угольных пластов в Кузбассе, а в феврале 2010 года запущен первый в России промысел на Талдинском метаноугольном месторождении с подачей газа на АГНКС. Извлечение значительного (не менее 40) объема содержащегося в угольных пластах метана при реализации проекта позволит в будущем сократить затраты угольных компаний и повысить безопасность добычи угля на месторождении. Промышленная добыча метана из угольных пластов обеспечит заблаговременную дегазацию будущих шахтных полей, при этом обеспечивая окупаемость инвестиций ОАО «Газпром» за счет реализации добываемого газа потребителям региона [Кошелец А.В. Обоснование экономической целесообразности заблаговременной дегазации перспективных угольных месторождений Кузбасса. //10 Международная конференция «Новые идеи в науках о Земле», Москва, 12-15 апр., 2011. Доклады РГГРУ. -М. -2011.].

Потенциальная опасность взрыва метана и угольной пыли определяется многими факторами, к которым прежде всего необходимо отнести горно-геологические, горнотехнические и организационно-субъективные. А.В. Джигрин, И.Р. Исаев и С.В. Мясников считают, что возникает она только при определенном их сочетании в определенном месте и определенный промежуток времени. Вероятность возникновения взрыва устанавливается безотносительно к переменным, определяющим изменяемые технические и технологические параметры различных систем разработки угольных месторождений подземным способом. Учет таких управляемых параметров позволит не только прогнозировать опасные ситуации, которые могут привести к взрыву, но и определять, какие из этих параметров и как должны быть скорректированы, чтобы вероятность воспламенения не превышала допустимой величины. Классификация шахт по потенциальной опасности взрывов метана и угольной пыли позволит правильно решать задачи по оснащению их средствами пылевзрывозащиты [Джигрин А. В., Исаев И. Р., Мясников С. В. Прогнозирование взрывов газа и пыли в угольных шахтах. //Безопас. труда в пром-сти. -2010. -№ 4.].

Продолжающиеся взрывы в подземных выработках угольных шахт традиционно связывают с воспламенением воздушно-метановой смеси. Общераспространенным является представление о биогенном происхождении метана, хотя подток метана глубинного происхождения, как и сопутствующего ему водорода, также явно имеет место. Е.А. Козловский, И.М. Белозеров, В.А. Мишин и Г.Н. Шаров в своем докладе отмечают, что при глубинной дегазации Земли водород сопутствует метану не только в пределах угольных бассейнов. Так академиком Адушкиным В.В. с сотрудниками установлено, что в составе горючих газов, интенсивно выделяющихся в карьере кимберлитовой трубки «Удачная» в Якутии на долю водорода приходится около 50, остальное - на метан. Известно, что свойства смесей воздух-водород («гремучая смесь») и воздух-метан сильно различаются между собой не в пользу «гремучей смеси». Справедливо предположить, что в тройной газовой смеси воздух-метан-водород, именно водород является детонатором взрыва, тогда как метан (как и угольная пыль) - лишь топливом. При этом, очевидно, содержание собственно метана в газовой смеси может быть ниже установленного норматива. В более сложных условиях (концентрация, температура и пр.) детонировать, по-видимому, может и чисто метан-воздушная смесь. Нарастающие темпы развития водородной энергетики в мире не оставляют сомнения в необходимости промышленного использования газа не только при предварительной дегазации угольных пластов и вмещающих пород, но и газовоздушной смеси, удаляемой из шахт при проветривании выработок [Козловский Е.А., Белозеров И.М., Мишин В.А., Шаров Г.Н. К вопросу о взрывоопасности газа при подземной добыче угля. //10 Международная конференция "Новые идеи в науках о Земле", Москва, 12-15 апр., 2011. Доклады Экстра-Принт. РГГРУ. -М. -2011.].

Первоначальный состав и свойства органического и сопутствующего ему минерального вещества, комплекс биохимических и физико-химических процессов, определяющих характер композита «органические вещества угля - минеральная примесь» в седиментогенезе и диагенезе, а также процессы преобразования органоминерального вещества под воздействием факторов метаморфизма, способствовали образованию на выбросоопасных и невыбросоопасных пластах антрацитов с различной структурной организацией как на макро-, так и на микроуровнях. Существует сложная зависимость между выбросоопасностью углей, их структурой на различных уровнях и условиями формирования угольного вещества на всех стадиях углеобразования. Изучение процессов углеобразования и структуры ископаемых углей, с позиции природных наполненных полимеров, может способствовать установлению причин различной реакции угольного вещества на геотектонические и горнотехнологические нагрузки и выявлению природы внезапных выбросов при отработке угольных пластов [Персунько Т.Ф., Федоренко Ю. В. Генетические факторы и выбросоопасность антрацитов. //Перспективные технологии добычи и использования углей Донбасса. Материалы Международного научно-практического семинара, Новочеркасск, 1-2 окт., 2009. ЮРГТУ (НПИ). -Новочеркасск. -2009.].

Для оценки газоемкости ископаемых углей опробован метод сорбционной активности по йоду. Показано, что более высокое поглощение йода характерно для углей, залегающих в зонах с тектонической нарушенностью, а также для петрографически неоднородных углей с преобладанием микрокомпонентов группы инертинита [Семенова С.А., Патраков Ю.Ф. Оценка выбросоопасности углей методом сорбционной активности по йоду. //Горн. инф.-анал. бюл. -2009.].

В Карагандинском угольном бассейне с 1959 по 2009 гг. зарегистрировано 54 внезапных выбросов угля и газа. Т.У. Селиханов проанализировал, что все выбросы произошли в зоне геологических нарушений: при приближении выработок к крупным тектоническим нарушениям, в сопутствующих этим нарушениям зонах мелких нарушений и в зонах уменьшения или увеличения мощности пласта. Применение шахтной сейсморазведки для исследований геологических нарушений угольного пласта позволяет прогнозировать зоны повышенного риска по внезапным выбросам угля и газа. Применяются три основных метода: метод отражeнных волн, метод сейсмического просвечивания и метод сейсмической локации впереди забоя. Анализируются динамические и кинематические параметры волн различных типов [Селиханов Т.У. Применение методов шахтной сейсморазведки при прогнозировании выбросоопасных зон угля и газа. //9 Уральская молодежная научная школа по геофизике, Екатеринбург, 15-19 марта, 2010. Сборник докладов ИГФ УрО РАН. -Екатеринбург. -2010.].

Представлены результаты анализа информации по взрывам метана в угольных шахтах России. Показано, что социально-экономические и политические условия последних десятилетий обусловили необходимость первостепенного внимания к обеспечению безопасности по газовому фактору. Н.М. Качурин, А.М. Борщевич и др. предложили системный подход к снижению риска и локализации последствий взрывов метана в угольных шахтах и сформулированы научные и практические задачи безопасности добычи угля по газовому фактору [Качурин Н.М., Борщевич А.М., Качурина О.Н., Бухтияров А.А. Безопасность геотехнологий добычи угля по газовому фактору. //Безопас. жизнедеят-сти. -2010. -№ 5.].

Выброс угля и газа является главной опасностью при подземной разработке угля и происходит при сочетании определенных условий напряжения, прочности и газонасыщенности угля. Выброс рассматривается как двухступенчатый процесс, состоящий из начальной стадии и стадии развития. Каждый из них характеризуется своими собственными особенностями и требует дифференцированного подхода при цифровом моделировании. При моделировании начальной стадии выброса следует учитывать деформацию и разрушение угольного пласта, абсорбцию и десорбцию газа и течение газа и воды в угле. Моделирование их влияния осуществляется путем взаимосвязанного и последовательного использования 2-х цифровых кодов программы COMET на языке FISH. Первый из них используется для прикладных инженерных расчетов при моделировании, а второй для моделирования выработки воды и газа, контролирующихся десорбцией резервуара. Xue Sheng, Wang Yucang, Xie Jun показали, что их совместное использование при моделировании осуществляется путем использования объединяющих их модулей [Xue Sheng, Wang Yucang, Xie Jun. Комплексный подход к моделированию начальной стадии выброса угля и газа: модель развития. A coupled approach to simulate initiation of outbursts of coal and gas Model development. //Int. J. Coal Geol. -2011. -№ 23.].



В настоящее время для предотвращения взрывов используется сложная система вентиляции. В результате ежегодно в атмосферу выбрасываются тонны метана в виде низкоконцентрированной метановоздушной смеси. Однако метан из угольных пластов можно добывать в промышленных объемах. По оценке МАГАТЭ, мировые запасы метана в угольных пластах и сланцевого газа в пять раз больше мировых запасах "традиционного" метана. Многие страны мира проявляют огромный интерес к альтернативным источникам добычи природного газа. Для проведения оценки экономической эффективности таких мероприятий необходимо проанализировать возможные объемы и скорость извлечения метана из выработанного пространства. Е.К. Харик и А.В. Астанин в своем докладе доказали, что результаты расчетов задач в трехмерной постановке являются более достоверными, чем результаты расчетов задач в других постановках [Харик Е.К., Астанин А.В. Математическое моделирование извлечения метана из подземного пространства угольной шахты в трехмерной постановке. //Физика и химия высокоэнергетических систем. Сборник материалов 6 Всероссийской конференции молодых ученых, Томск, 14-17 апр., 2010. ТМЛ-Пресс. -Томск. -2010.].

А.И. Волошин, О.В. Рябцев и А.И. Коваль описывают основные теоретические положения, на которых базируется современное представление о механизме возникновения и динамике развития полостей расслоения, и основные особенности сдвижения слоистого горного массива. Приведена оценка горнотехнических и горно-геологических факторов, влияющих на особенности формирования полостей расслоения и на условия добычи угля в газонасыщенном массиве горных пород [Волошин А.И., Рябцев О.В., Коваль А.И. О механизме формирования полостей расслоения, содержащих метан. //Уголь Украины. -2011. -№ 1.].

П. Зверева cообщает, что ОАО «Криогенмаш» выходит на рынок утилизации шахтного метана. Компания предлагает угледобытчикам России и других стран собственную технологию предприятия, которая позволит обрабатывать газ, выделяющийся при добыче угля. Подобная система может повысить безопасность шахт, снизить выбросы метана в атмосферу, а также получить прибыль от продажи переработанного метана. Стоимость установок, предлагаемых «Криогенмашем», колеблется от 3 млн. долл. до 10 млн. долл. Конкретная цена зависит от параметров установки, а также от потребностей каждой конкретной шахты. В арсенале предприятия имеются, например, противопожарные установки [Зверева П. Метановые возможности. //Объед. машиностр. -2010. -№ 1.].

К.С. Коликов, К.С. Кашапов и Ю.М. Иванов рассмотрели опыт извлечения метана из неразгруженных угольных пластов в Карагандинском бассейне и описали развитие данной технологии на полях действующих шахт. Представили основные результаты по извлечению метана на полях действующих шахт Карагандинского угольного бассейна. Дана укрупненная экономическая оценка, подтверждающая целесообразность реализации данной технологии именно в условиях действующих шахт [Коликов К.С., Кашапов К.С., Ю.М. Иванов Опыт заблаговременного извлечения метана из угольных пластов Карагандинского бассейна. //Технол. нефти и газа. -2011. -№ 1.].

N.K. Mohalik, D.C.Panigrahi и V.K. Singh дают краткую оценку различных методов анализа самовоспламеняемости углей. Особенно внимание уделено методу калориметрического сканирования; рассмотрены его достоинства и условия проведения экспериментов. Показано, что на данном этапе проектирования шахт или их эксплуатации указанные методы вряд ли могут применяться. В связи с этим авторы провели 84 эксперимента по определению самовозгораемости угля с применением метода дифференциальной калориметрии, который имеет больше шансов быть примененным для практических целей, т. е. для выявления тенденций самовозгорания. Показаны пути внедрения метода для конкретных исследований угольных шахт [Mohalik N.K., Panigrahi D.C., Singh V.K. Исследования с целью получения оптимальных параметров дифференциальной сканирующей калориметрии с целью прогнозирования тенденции угля к самовозгоранию. An investigation to optimise the experimental parameters of differential scanning calorimetry method to predict the susceptibility of coal to spontaneous heating. //Arch. Mining Sci. -2010. 55. -№ 3.].


Каталог: dokumenty -> Filial%20msk
dokumenty -> К., Соколова Н. А. «Мир на рубеже XIX – XX вв.» Учебно-методические материалы по новой истории стран Европы и Америки Часть 1
dokumenty -> Наказ №110-а про створення Центральної туристської маршрутно-кваліфікаційної комісії (цмкко)
dokumenty -> История кафедр Радиотехнического факультета кафедра вычислительных методов и уравнений математической физики
Filial%20msk -> Фгунпп «Росгеолфонд» Московский филиал фгунпп «Росгеолфонд» «Научный центр виэмс»


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   ...   41


©netref.ru 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет