Угленосность кайнозойской буроугольной формации Беларуси

Геологическая изученность залежей не одинаковая. В пределах Северной залежи в 1971–1973 гг. проведена детальная разведка по сети скважин 100 х 100 м с участками сгущения 50 х 50 м в местах внутриформационных размывов основного пласта. Такой же степенью изученности в 1978–1980 гг. охвачена и Найдинская залежь. На остальных залежах выполнена предварительная разведка по сети 200 х 200 м с тремя детализационными профилями

Балансовые запасы бурых углей Житковичского месторождения по состоянию на 01.01. 2007 г. по категориям А+В+С1 составляют 69,097 млн т С2 -1,923 млн т.

Для промышленного освоения подготовлены 2 залежи – Найдинская и Северная – с общими запасами 46,7 млн т по категориям А+В+С1. На базе этих запасов возможно проектирование и строительство двух разрезов суммарной производственной мощностью 2,2 млн т/год. [10,11]

В настоящее время наиболее полно изучены качественные показатели углей Найдинской залежи, которая имеет реальные перспективы на первоочередное промышленное освоение. Поэтому характеристика качества углей Житковичского месторождения приводится по данным, полученным для Найдинской залежи. Зольность на сухое топливо по пластопересечениям колеблется от 8,4 до 38,6 %. Заметных тенденций в распределении зольности в пределах промышленного контура залежи не наблюдается. Принятое среднее значение зольности товарных углей Найдинской залежи равно 16,7 %.

Аналитическая влажность имеет самые различные значения. Пределы изменения аналитической влажности колеблются от 5,2 до 29,6 %. Естественная (рабочая) влажность изменяется в пределах 53,9–67,8 %. За среднее значение естественной влажности будущего товарного топлива принято 61,7 %. Выход летучих веществ в среднем для залежи составляет 55,3 %. Содержание бензольного битума, или горного воска (монтан-воска), в отдельных пробах колеблется от следов до 8,5 %, смолистых веществ – от 20 до 46 % (в среднем 37 %), а гуминовых кислот – от 54,9 до 88,3 %. [10]

Высшая удельная теплота сгорания, то есть теплота сгорания органической массы, в среднем составляет 24,5 МДж/кг, а низшая теплота сгорания рабочего топлива равна 6,3 МДж/кг. Плотность колеблется от 1,40 до 1,76 т/м3. Объемная масса проб с естественной влажностью колеблется от 1,02 до 1,26 т/м3. [10]

 

 

 

Рис 2.1. Житковичское месторождение

Условные обозначения 1) уголь; 2) уголь песчанистый; 3) уголь глинистый; 4 ) глина; 5 ) углистая; 6) алевритистая; 7) песчанистая); 8) алевролит; 9) алевролит глинистый; 10) алевролит песчанистый; 11) песок; 12) глауконитово-кварцевый, слюдистый; 13) углистый; 14 ) гумусированный; 15) глинистый; 16 ) глауконитово )кварцевый, глинистый); 17) супесь моренная; 18) силициты сапропелевидные, участками углистые; 19) стратиграфический индекс. [10,4]

 

Горногеологические условия месторождения сложные. Средняя мощность вскрышных пород составляет 21 м. Они представлены в основном четвертичными и частично неогеновыми песками, супесями, суглинками и глинами. Подстилается угольная залежь кварцевыми углистыми песками. Всевмещающие породы обводнены. Для осушения разреза по контуру залежей необходимо пробурить водопонижающие скважины или построить гидрозащитную завесу.

Бриневское месторождение расположено в Петриковском районе Гомельской области в 25 км северо-западнее Петрикова, вблизи д. Бринев и в 20 км восточнее Житковичского месторождения. Месторождение приурочено к юго-восточному склону Бриневского локального поднятия, которое выделяется в структурных планах поверхности как подсолевого комплекса, так и донеогеновых отложений. В плане угольная залежь совпадает с зоной глубинного разлома, однако тектонических нарушений в пределах месторождения не установлено. Промышленное значение имеет основной угольный пласт (рис 2.2). В нулевом контуре мощности основной пласт имеет длину 7 250 м, а его ширина изменяется от 1 300 до 775 м. Всего в пределах месторождения выявлено 3 угольных пласта .

Месторождение, по существу, представлено только одним пластом, который в поперечном разрезе имеет линзовидную асимметричную форму и пологое залегание с углами падения к центру залежи 3,5–6,5°. Его плавное выклинивание происходит в сторону бортов депрессии. Средняя мощность пласта по подсчетным блокам в пределах 2-метрового контура мощности составляет 5,8 м. Однако в северо-западной части залежи выделяется 3 участка с мощностью пласта более 15 м. Угольный пласт в общем имеет простое строение. В пластопересечениях сложного строения количество породных прослоев незначительно (1–4), мощность – от 0,1 до 1,0 м. В основном породные прослои имеют мощность 0,2–0,5 м, быстро выклиниваются и представлены углистыми глинами. Зольные разности углей (зольность 40–45 %) обычно залегают в подошве пласта. Его кровля сложена глинами, а подстилающая толща – песками, углистыми алевритами и песчанистыми углистыми глинами.

Для подсчета запасов углей, выявленных в процессе предварительной разведки, были приняты кондиции, разработанные для Житковичского месторождения. Для балансовых запасов средневзвешенная зольность с учетом засорения породными прослоями по отдельным блокам колеблется от 22,1 до 35,6 %, составляя в среднем 25,6 %. Объемный вес от 1,17 до 1,23 т/м3 (в среднем 1,19 т/м3). Для забалансовых запасов в пределах внешнего контура мощностью 1–2 м принята средняя зольность 38,5 %, а объемный вес – 1,23 т/м3. Запасы бурых углей Бриневского месторождения, по результатам предварительной разведки, составляют: балансовые – 30,194 млн т, С2 – 8,6 млн т и забалансовые С1+С2 – 1,7 млн т. Прирост запасов возможен за счет оконтуривания северо-восточной части месторождения.

 

 

Рис. 2.2. Бриневское месторождение. Геолого-литологический разрез.

Условные обозначения см. на рис. 2.1.

 

Угли Бриневского месторождения представлены преимущественно плотными и относительно плотными разностями. Зольность угля на сухое топливо колеблется от 7,7 до 45,0 %, за среднее по месторождению принято значение зольности 25,6 %. Влажность аналитическая изменяется в широких пределах (9,3–25,3 %) в зависимости от срока и способа хранения проб. Естественная влажность рабочего топлива с зольностью от 7,7 до 45 % колеблется в пределах 47,2–62,0 % и зависит от зольности углей. Выход летучих веществ на горючую массу по отдельным пробам колеблется от 42,6 до 67,6 %. Выход смолы безводной изменяется от 2,8 до 21,8 %. Содержание сырого воска, извлекаемого бензином и бензолом, соответственно 2,4–5,4 и 3,1–7,7 % на сухое вещество. Содержание серы в углях незначительное – от 0,2 до 3,9 % на сухое вещество, за среднее для пласта принято значение 1 %. Высшая удельная теплота сгорания колеблется от 23,1 до 26,1 МДж/кг. Удельный вес в зависимости от зольности изменяется от 1,36 до 1,93 т/м3. [10]

Горногеологические условия месторождения сложные. Мощность вскрышных пород достигает 82,3 м, средняя – 61 м. Породы вскрыши представлены четвертичными и неогеновыми песками, супесями, суглинками и глинами. Подстилаются угли в основном песками. Все вмещающие породы сильно обводнены. В пределах месторождения выделяется 4 водоносных горизонта: грунтовой, надугольный, горизонт угольной залежи и подугольный. В обводнении разрезной траншеи будут принимать участие в основном воды надугольного и подугольного горизонтов. Максимальные значения водопритоков могут составить 1 600 м3/ч. [10]

Тонежское месторождение расположено в юго-западной части Лельчицкого района Гомельской области в 1 км от д. Тонеж, в 48 км к западу от п. г. т. Лельчицы и в 60 км к югу от Житковичей. Территория месторождения полностью покрыта лесом и частично заболочена. Оно находится в центральной части Туровской депрессии Припятского прогиба. В плане угольная залежь совпадает с блоком подсолевого комплекса, ограниченным разрывными нарушениями и расположенным на приподнятом крыле Боровского разлома. Угленосные отложения образовывают вытянутую в широтном направлении мульду в кровле морских палеогеновых отложений, наиболее четко выраженную по поверхности юры. Тектонических нарушений в пределах залежи предварительной разведкой не выявлено. На месторождении вскрыто до 15 пластов, линз и пропластков бурых углей мощностью от 0,2 до 19,6 м, из них выдержаны по мощности и по площади только 4 пласта. [10]

Основным является первый пласт. Он повторяет контуры мульды и вытянут по ее простиранию на 6 км при ширине от 325–400 м на западе до 750 м на востоке, в центральной части пласт расширяется до 1 800 м. В разрезе он имеет вогнутолинзовидный профиль с углами падения к центру мульды 2–4°, лишь в юго-западной части залежи углы падения более крутые (до 6°). К бортам мульды он плавно выклинивается. Первый пласт имеет простое строение, лишь в восьми скважинах установлены породные прослои мощностью от 0,2 до 0,7 м, представленные углистыми алевритами и глинами. Перекрывается основной пласт песками и глинами. Почвой служат углистые пески. Второй пласт залегает в 0,6–28,4 м выше по разрезу и развит в пределах площади первого. Третий угольный пласт имеет максимальную площадь распространения. Он залегает на 2,0–14,7 м выше второго. Средняя мощность межпластия 4,8 м, и его слагают биогенные легкие пористые алевролитоподобные породы типа диатомитов. В пределах межпластия также вскрыты мелкие линзы и пропластки зольных углей. Четвертый пласт залегает выше третьего на 3,2–25,3 м и в плане ближе к контурам первого и второго пластов. Среднее межпластовое расстояние составляет 6,5 м. Породы, залегающие между III и IV угольными пластами, представлены главным образом глинами с единичными линзами песков и алевритов. Реже здесь встречаются мелкие линзовидные пропластки высокозольных углей мощностью от 0,3 до 0,9 м. Кровлю IV пласта слагает мощная пачка глин. К промышленным отнесены I, II и III пласты.

На месторождении проведена предварительная разведка. Запасы углей подсчитаны методом геологических блоков на планах масштаба 1:5000..Всего на Тонежском месторождении запасы угля составляют 42 млн т, в том числе по категории С1 – 21,5 млн т, С2 – 20,5 млн т. [10,11]

 

 

 

Рис. 2.3. Тонежское месторождение. Геолого-литологический разрез.

Условные обозначения см. на рис. 2.1.

 

По визуальным макроскопическим признакам Тонежское месторождение слагают плотные и рыхлые разности углей. Плотность углей с зольностью до 45 % 1,45–1,79 т/м3. Минеральные компоненты представлены глинистым веществом и в меньшей мере песчано-алевритовыми зернами кварца, очень редко выделениями сульфидов. Основные средние показатели качества углей Тонежского месторождения, как и других, представлены в приложении 1. Угли высокозольные, средняя зольность подсчитанных запасов по всем пластам 23,8 %.

Содержание общей влаги (44,7–60,5 %) близко к максимальной влагоемкости углей. Для зольности 32,0 % принято значение естественной влажности 52,1 %9 для тех же значений зольности гигроскопическая влажность принята равной 8,8 %. Выход летучих веществ на горючую массу по пластопересечениям колеблется в пределах 51,4–78,4 %. Теплота сгорания летучих веществ 16,91–26,33 МДж/кг. Нелетучий остаток порошкообразный. По среднему значению теплоты сгорания летучих веществ (21,77 МДж/кг) уголь относится к топливу с удовлетворительными реакционными свойствами. Высшая удельная теплота сгорания колеблется в пределах 23,32–29,18 МДж/кг, низшая изменяется от 5,44 до 10,13 МДж/кг. Содержание сырого воска, извлеченного бензином колеблется по отдельным пробам от 0,40 до 9,55, среднее – 4,7 %. Содержание смолы изменяется от 6,6 до 41,5 %. [10]

Вскрышные породы Тонежского месторождения представлены песчано-глинистыми отложениями неогена и квартера общей мощностью от 25,9 до 112,9 м. Угольная залежь подстилается углистыми и гумусированными песками различного гранулометрического состава с прослоями рыхлых песчаников, алевритов и линзами углей.

На месторождении выделяется 3 водоносных горизонта. Ожидаемые водопритоки в разрезную траншею при максимальной глубине отработки составят 57000 м3/сут (2360 м3/ч). Отработка месторождения может осуществиться лишь после проведения мероприятий по снижению уровней в четвертичном и надугольном водоносных горизонтах, а также при снятии напоров в подугольном горизонте. В целом гидрогеологические условия месторождения сложнее, чем на Житковичском и Бриневском, и классифицируются как неблагоприятные для организации осушительных мероприятий при строительстве и эксплуатации углеразреза.

Кроме перечисленных месторождений, в палеогеновых и неогеновых отложениях в процессе поисковых работ выявлено около 50 углепроявлений, где прогнозные ресурсы угля по категории Р2 составляют 381,9 млн т, а общие ресурсы оцениваются в 523 млн т. [10,4]

По качественным показателям угли неогена относятся к технологической группе 1Б, хорошо брикетируются и могут быть использованы в качестве топлива бытового и для местной промышленности, а также для получения гуминовых удобрений и биостимуляторов роста растений. При стабильном производстве геологоразведочных работ в течение 7–10 лет разведанные запасы углей в палеоген-неогеновых отложениях можно довести до 200– 250 млн т, что позволит создать на их базе мощности по добыче угля в объеме 4–5 млн т/год. [10, 11] 
ГЛАВА 3. РЕСУРСЫ БУРЫХ УГЛЕЙ И НАПРВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

 

На территории РБ выявлены значительные залежи бурых углей, которые могут разрабатываться открытым и шахтным способом. Суммарные ресурсы бурых углей оцениваются приблизительно в 1,7 млрд т. Определение путей рационального использования новых для республики полезных ископаемых является насущной задачей.

Анализ материалов о состоянии и перспективах развития топливной базы Беларуси показывает, что удельный вес местных твердых топлив в балансе республики в настоящее время сравнительно невелик и ограничивается в основном использованием торфа, торфяных брикетов и леса. Все остальные виды топлива импортируются из стран ближнего зарубежья. В настоящее время остро стоит вопрос об энергетической безопасности страны, в связи с чем возникает проблема удовлетворения потребности населения в коммунально -бытовом топливе. Следовательно, изучение вопроса о возможностях использования бурых углей РБ для топливных целей представляет практический интерес. [6]

 В  неогеновых отложениях разведаны 3 месторождения бурых углей: Житковичское, Бриневское и Тонежское. Их общие запасы по предварительным подсчетам составляют 130 млн т. Бурые угли Житковичского месторождения (Житковичский район Гомельской области) пригодны для использования в качестве энергетического и коммунально-бытового топлива. Уже известно, что при строительстве буроугольного карьера мощностью 2 млн т в год себестоимость добычи составит 12-15 долларов за тонну. [13]

 Планируется постановка бурого на топливно-энергетический баланс республики. Планируется ежегодно добывать около 4 млн т в год, что соответствует 3,7% от общего потребления котельно-печного топлива в республике на сегодняшний день и заменит 5-6% импортируемого природного газа.

Отметим, что для бурых углей характерна низшая теплота сгорания рабочего топлива 1500-1700 кКал/кг, влажность – 56-60%, средняя зольность – 17- 23%. В настоящее время за рубежом их чаще используют как коммунально-бытовое топливо после брикетирования совместно с торфом.

Как топливо бурый уголь во многих странах употребляется значительно меньше, чем каменный уголь, однако из-за низкой стоимости в мелких и частных котельных он более популярен и занимает иногдав балансе до 80 %.