Угленосность кайнозойской буроугольной формации Беларуси

Доказана пригодность бурых углей для сжигания в кипящем слое в котлах малой мощности. При этом наиболее перспективным является двухстадийное сжигание – генерация и дожигание полученных газов. Отметим, что эти способы экологически наиболее чистые, так как замена природного газа местными видами твердого топлива приведет к увеличению экологической нагрузки на окружающую среду. Так, для замены 1 млн т условного топлива природного газа необходимо сжечь 4,65 млн т бурого угля. При этом в атмосферу будет выброшено 0,52 млн т углерода, 33 тыс. 400 т углекислого газа, образуется 0,48 млн т золы, которую необходимо утилизировать. Многостадийный процесс сжигания бурых углей позволит избежать этого. В Греции и особенно в Германии бурый уголь используется в паровых электростанциях, вырабатывая до 50 % электроэнергии в Греции и 24,6 % в Германии. [10,16]

С большой скоростью распространяется получение жидких углеводородных топлив из бурого угля перегонкой. Современная технология получения синтетических жидких топлив из бурого угля включает три стадии.

На первой стадии осуществляется процесс ожижения бурого угля. В размольно-смесительный аппарат загружается бурый уголь и модифицирующие добавки. В процессе размола и гомогенизации компонентов смеси осуществляется модификация бурого угля: изменяется молекулярная структура, состав фрагментов, разрушаются электронно-донорно-акцепторные связи, что приводит к деполимеризации бурого угля и превращению его в жидкую углеводородную смесь.

По физико-химическим свойствам полученная жидкая углеводородная смесь является близкой к нефти. Дальнейшая переработка жидкого бурого угля осуществляется в условиях, аналогичных процессам переработки нефти. Содержание минеральных веществ в буром угле превышает их содержание в нефтяном сырье. При переработке бурого угля в синтетическое жидкое топливо необходимо применение совершенных процессов фракционирования и разделения углеводородной и минеральной составляющих.

На второй стадии осуществляется очистка жидкого бурого угля от механических примесей, взвешенных частиц, солей, серы и других компонентов, подлежащих удалению.

Третья стадия – углубленная переработка жидкого бурого угля в синтетическое жидкое топливо. Следует отметить что созданная в начале 70 гг. в ЮАР группа заводов «Сасол» по переработке угля в синтетическое жидкое топливо, перерабатывает около 47 млн т бурого угля в год, производя около 7 млн т жидкого топлива. Перспектива и рентабельность  переработки бурых углей РБ в жидкое топливо на современном этапе детально не рассматривалась. [13]

На нынешнем этапе бурые угли необходимо рассматривать не только как энергетическое топливо, но и как ценное химическое сырье для изготовления продуктов, необходимых народному хозяйству. В самой республике и за рубежом разработаны технологические схемы. на основе которых созданы высокоэффективные промышленные и опытно-промышленные производства с целью получения горного воска, адсорбентов, кокса, щелочных реагентов и других продуктов.

Горный воск и продукты его переработки обладают рядом уникальных свойств, благодаря которым они находят широкое применение во многих отраслях промышленности (литейное производство, машиностроение, бытовая химия и т.д.).

При анализе усредненных керновых проб, отобранных по всей глубине залежи бурых углей Житковичского месторождения, установлено, что содержание воска (бензольный экстракт) составляет 2,6-7,7% на сухой уголь. Почти такие же результат получены при исследовании битуминозности бурых углей Бриневского месторождения - 2,6-8,3%.

Физико-химическая характеристика сырого воска, экстрагируемого бензолом, показывает, что содержание в нем смолистых веществ практически не превышает 30%, а в ряде образцов - около 20%. [7]

Исследуемые воска, извлекаемые бензином, отличаются сравнительно высокими эфирными числами и числами омыления, что указывает на наличие в них значительного количества восковых эфиров – наиболее ценной части природных восков. Необходимо отметить, что по вышеуказанным физико-химическим показателям и. смолистости исследуемый воск близок к аналогичному продукту, извлекаемому из александрийских бурых углей на Семеновском заводе горного воска.

Данные по выходу и характеристике сырого воска из бурых углей Житковичского и Бриневского месторождений подтверждают мнение о том, что отдельные пропластки этих углей следует отнести к битуминозным, а по основным показателям полученный продукт соответствует техническим требованиям. Однако для полной характеристики этих углей по битуминозности и определения их промышленных запасов требуется болеё детальное изучение. [7]

Исследование бурых углей в качестве исходного сырья для производства активных углей показало, что сорбенты отличаются повышенной зольностью и пониженной адсорбционной способностью по сравнению с углем, полученным из торфа. Сравнительно высокая прочность сорбентов является их положительной характеристикой.

Бурые угли испытаны в качестве удобрений. Были приготовлены гранулированные органо-минеральные удобрения и организованы полевые опыты по проверке их эффективности. Показано, что применение гранулированных удобрений из бурых углей дает статически достоверную прибавку урожая картофеля, равную 33,2 ц/га по сравнению с контролем без удобрений и 12 ц/га по сравнению с торфяными удобрениями. [7]

С целью повышения физиологической активности гуминовых веществ бурых углей был разработан способ получения на их основе водорастворимых препаратов с повышенной стимулирующей активностью. Стимулятор получен методом обработки бурого угля в среде водного аммиака в присутствии некоторых добавок. Изучение влияния полученных стимуляторов на рост растений показало, что последние обладают повышенной биологической активностью, способствуя увеличению общей урожайности.

Таким образом, бурые угли месторождений Беларуси наряду с энергетическим использованием могут найти применение с целью получения удобрений, высокоэффективных биостимуляторов роста растений и должны детально исследоваться как ценное битуминозное сырье. [7]

Правительство Беларуси в феврале 2012 г. представило инвестиционные предложения по разработке месторождений полезных ископаемых. Один из проектов предусматривает добычу и глубокую переработку бурых углей (Бриневское, Житковичское и Тонежское месторождения).

В частности, планируется провести открытый международный конкурс на право подписания соглашения по разработке, добыче и переработке бурых углей на Бриневском (до 41,79 млн. т.), Житковичском (47,97 млн. т.) и Тонежском месторождениях (40,04 млн. т.). Проект предполагается реализовывать по схеме: проектирование, строительство, финансирование, эксплуатация. [11]

Проект имеет существенную государственную поддержку и направлен на удовлетворение потребности экономики Беларуси в углеводородном сырье и продуктах его переработки, а также на расширение экспортных возможностей страны.

В настоящее время каменный уголь импортируется из России, Украины, Польши и Казахстана в объемах 250–300 тыс. т в год. У Беларуси имеются перспективы создания при стабильном производстве геологоразведочных работ в течение 7–10 лет собственной угольной сырьевой базы за счет освоения Житковичского, Тонежского и Бринёвского месторождений, а также детальной разведки и подготовке к эксплуатации Лельчицкого и Букчанского углепроявлений с суммарными ресурсами угля порядка 450 млн т. [11, 6]

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Считается, что в перспективе значение как бурого, так и каменного угля в энергетике будет неуклонно возрастать. Это обусловлено не только абсолютным ростом потребления электроэнергии в мире, но и наличием значительного количества залежей угля и относительным снижением его цены по сравнению с другими ископаемыми энергоносителями. В настоящее время, уголь – единственный вид топлива, способный обеспечить устойчивое мировое развитие, т.к. обеспеченность по углю в среднем по миру составляет 192 года, по нефти – 41, по газу – 67 лет. Общие мировые ресурсы бурых углей оцениваются (до глубины 600 м) в 4,9 трлн. т (1991). Мировые запасы бурых углей подсчитаны в количестве 1,3 трлн. т.

Всего буроугольные месторождения разведаны в 83 странах мира. Наиболее крупные бассейны и месторождения бурых углей характерны для мезозойско-кайнозойских отложений. Месторождения углей сильно различаются по их качественному составу и геологическим условиям залегания, что влияет на экономические показатели добычи и использования.

В первой главе, данной работы, были рассмотрены общие особенности угленосности осадочного чехла Беларуси. Угли Беларуси – бурые, приурочены к отложениям карбона, юры и плеоген-неогена, развиты в основном в районе Припятского прогиба, и менее в районе Подлясско-Брестской впадины. Разведаны несколько углепроявлений карбона и юры, некоторые из них перспектиыны для шахтной разработки.

Вторая глава была посвящена закономерностям размещения, состава и строения буроугольной формации кайнозоя. Буроугольную формацию слагают аллювиальные, болотные и озерные отложения. Формирование залежей углей неогенового времени на территории Беларуси во многом определялось структурой исходной поверхности осадконакопления, которая формировалась под воздействием экзогенных и эндогенных факторов. В ходе разведочных работ было выявлены 3 месторождения бурых углей, пригодных для освоения и разработки. Угли низкокалорийные – низшая теплота сгорания рабочего топлива 1500–1700 ккал/кг, влажность – 56 – 60 процентов, средняя зольность – 17 –23 процента, пригодны для использования как коммунально-бытовое топливо после брикетирования совместно с торфом.

В третьей главе были приведены сведения о ресурсах бурых углей РБ и их рациональном использовании. Бурые угли наряду с топливно-энергетическим использованием могут найти применение с целью получения удобрений, биостимуляторов роста растений, а также как ценное битуминозное сырье.

Разработка угольных месторождений возможна открытым способом, однако в ближайшей перспективе не рекомендована республиканской экологической комиссией, поскольку в результате вынужденного резкого снижения грунтовых вод, возможный экологический ущерб из-за гибели лесных угодий, рыбных прудов, снижения урожайности сельхозугодий, запыленности территорий значительно превысит получаемые выгоды.

Тем не менее, следует отметить, что при постоянно повышающихся ценах на нефть и газ, а также при развитии более экологичных способов добычи, бурый уголь может занять место в топливно-энергетическом балансе страны.

На данный момент проблема разработки буроугольных месторождений достаточно спорная, рентабельность такого проекта неоднозначна.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1. Ажгиревич Л. Ф. Буроугольная формация кайнозоя Белорусии. / Л. Ф. Ажгиревич. – Мн.: Наука и техника, 1981.– 206 с.

2. Высоцкий Э. А. Месторождения горючих и неметаллических полезных ископаемых: Курс лекций / Э. А. Высоцкий – Мн.: БГУ, 2003. – 134 с.

3. Геология Беларуси. / Под ред. А. С. Махнача и др. – Мн.: ИГН НАН Беларуси, 2001. – 815 с.

4. Геология СССР. Белорусская ССР. В 3-х т. / Под ред. А. В. Сидоренко. –   Т. 2. Полезные ископаемые. – М.: Недра, 1977. – С. 90–103.

5. Горький Ю. И. Основные структурно-тектонические особенности накопления угленосных отложений неогена в Припятской впадине. // Проблемы поисков твёрдых полезных ископаемых.– Мн.: БелНИГРИ, 1977. – С 65–76.
6. Кравченко В. В. Экономическая эффективность использования углей белорусских месторождений. // Проблемы инновационного развития и креативня мысль на рубеже веков. Материалы международной научн.-практ. конференции, Минск 25-26 марта 2010 г.– Минск, ИЭН НАН Беларуси, 2004.   С 384-388.
7. Лиштван И. И., Наумова Г. В. и др Состав и направление использования бурых углей БССР. //, Ресурсы бурых и длиннопламенных углей СССР.– Мн.: БелНИГРИ, 1977. – С 14–22.

8. Махнач А. А. Введение в геологию Беларуси. / А. А. Махнач – Мн.: ИГН НАН Беларуси, 2004. – 198 с.

9. Основы геологии Беларуси / Под общ. ред. А.С. Махнача, Р.Г. Гарецкого, А.В. Матвеева, Я.И. Аношко. Мн.: ИГН НАН Беларуси, 2004. 392 с.
10. Полезные ископаемые Беларуси. / Под ред. П.З. Хомича и др. – Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2002. – С 154-176.
11. http://businessforecast.by/partners/publication/396/
12. http://dic.academic.ru/dic.nsf/brokgauz_efron/17718/Бурый
13. http://lelcity.com/publ/2-1-0-20
14. http://protect.gost.ru/document.aspx?control=7&id=139883
15. http://rep.bntu.by/bitstream/data/2451/1/74-80.pdf
16. http://ru.wikipedia.org/wiki/Бурый_уголь
17. http://www.mining-enc.ru/b/buryj-ugol/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 

Показатели	Месторождения
		Житковичское		Бриневское	Тонежское
		Северная залежь	Найдинская залежь			I пласт	И пласт	III пласт
Зольность, %	21,2	16,7	25,6	22,0	27,2	34,2
Влажность естественная, %	55,8	61,7	54,1	55,1	50,2	Нет свед.
Выход летучих веществ, %	55,5	54,2	55,3	57,7	58,6	59,0
Содержание органических веществ, %
углерода	64,0	64,5	67,9	65,1	61,4	62,4
водорода	5,0	4,8	5,0	5,6	6,0	5,7
азота	0,9	0,6	0,7	0,9	1,1	1,5
кислорода	Нет свед.	Нет свед.	Нет свед.	26,6	31,0	28,1
серы	0,7	0,8	1,0	0,5	0,8	1,4
Удельная теплота сгорания, МДж/кг	6,7	5,8	Нет свед.	Нет свед.	Нет свед.	Нет свед.
Высшая удельная теплота сгорания, МДж/кг	24,6	24,5	24,6	20.47	19,34	16,66