Характеристика угольных бассейнов России
Характеристика Кузнецкого угольного бассейна
Угольный бассейн был открыт в 1721 г., широко разрабатывается с 1920-х гг. По запасам и качеству углей Кузбасс - один из крупнейших эксплуатируемых каменноугольных бассейнов мира, где на сравнительно небольшой территории сконцентрированы мощные угольные залежи с широкой гаммой углей, пригодных для коксования, получения жидкого топлива и сырья для химической промышленности.
Он расположен на территории Кемеровской области Западной Сибири. Бассейн вытянут вдоль Транссибирской железнодорожной магистрали на 800 км. По запасам, качеству углей и мощности пластов Кузнецкому угольному бассейну принадлежит одно из первых мест в мире; в масштабах России доля Кузнецкого угля почти 60%. Бассейн располагает большими запасами углей различных марок - от бурых до антрацитов. Большая часть всех запасов приходится на ценные коксующиеся угли. На его долю приходится 40% всей добычи. Площадь бассейна около 26 тыс. км^2. Балансовые запасы его составляют 600 млрд. тонн; мощность пластов от 6-14 м., а в ряде мест достигает 20-25 м; средняя глубина разработки угольных пластов шахтным методом достигает 315 м. Бассейн имеет благоприятные горно-геологические условия разработки, что обеспечивает их низкую себестоимость. Угли Кузбасса обладают невысокой зольностью - 4-6%; низким содержанием серы (от 0,3 до 0,65 %), фосфора; высокой калорийностью - 8,6 ккал; удельная теплота сгорания - 6000-8500 ккал/кг; значительны ресурсы коксующихся углей, их запасы составляют 643 млрд. тонн. Вместе с тем, велика доля запасов, не соответствующих по своим параметрам мировым кондициям по горно-геологическим условиям залегания и качеству (около 50%).
Добыча угля производится как открытым, так и шахтным способами. К основным центрам угледобычи относятся Прокопьевск, Анжеро-Судженск, Ленинск-Кузнецкий; наиболее перспективным является Ерунаковский угленосный район, где сосредоточены огромные запасы коксующихся и энергетических углей с благоприятными горно-геологическими условиями, пригодными для обработки как подземным, так и открытым способами с высокими технико-экономическими показателями.
Общая добыча угля за 2007 год составила 181,76 млн. тонн (58% от общероссийской добычи, всего по Российской Федерации за прошлый год добыто 313,4 млн. тонн угля.), плюс к годовому плану 245,2 тыс. тонн. Около 40% добываемого угля потребляется в самой Кемеровской области и 60% вывозится в районы Западной Сибири, Урала, центра европейской части страны и на экспорт (страны ближнего и дальнего зарубежья). Кузбасс является основным поставщиком коксующихся углей на Западно-Сибирский, Новокузнецкий, Череповецкий металлургические комбинаты.
Север области пересекает Транссибирская железнодорожная магистраль, юг - Южносибирская. Кузбасс имеет прямое железнодорожное сообщение со всеми регионами страны.
Угольная промышленность Кузбасса представляет собой сложный производственно-технологический комплекс, в состав которого входят более 20 различных акционерных обществ (компаний) и отдельных самостоятельных шахт и разрезов. Действующий фонд угледобывающих предприятий Кузбасса представлен 60 шахтами и 36 разрезами. C 1989 года началось превышение выбытия мощностей угледобывающих предприятий перед вводом, однако, если, начиная с этого времени, добыча угля устойчиво снижалась, то с 1999 г. отмечен значительный прирост добычи. В число крупнейших угледобывающих предприятий входят такие как ОАО «ХК Кузбассразрезуголь», ОАО «УК Кузбассуголь», ЗАО «Южкузбассуголь», ОАО «Южный Кузбасс», ЗАО «Шахта Распадская», ООО «НПО Прокопьевскуголь»
Характеристика Печорского угольного бассейна
Это второй по важности бассейн каменного угля, содержащий всю гамму углей, обеспечивающих возможность существования и развития сырьевой базы коксохимии и энергетики. Промышленная разработка бассейна началась в 1934 г. Бассейн расположен в Северном экономическом районе на территории Республики Коми и Ненецкого автономного округа Архангельской области. Значительная часть бассейна находится севернее полярного круга.
Площадь бассейна составляет 90 тыс. км^2. Восточная часть Печорского угольного бассейна входит в состав Предуральского краевого прогиба (к западу он постепенно переходит в Печорскую синеклизу). Тектоника бассейна характеризуется чередованием крупных широких сложных синклиналей (Карской, Коротаихинской, Усинской), с разделяющими их узкими антиклиналями (грядой Чернышёва, поднятием Чернова, Пайхойским антиклинорием и др.). Печорский угольный бассейн выполнен преимущественно палеозойскими отложениями (общая мощность 12-15 км). Угленосные пермские отложения мощностью от 2 км на юго-западе до 7 км на северо-востоке залегают трансгрессивно на каменноугольных морских отложениях и перекрываются с небольшим размывом слабо угленосными триасовыми образованиями (хейягинской серии). Они разделяются на юньягинскую, воркутскую (лекворкутская и интинская свиты) и печорскую серии. Юньягинская серия и лекворкутская свита относятся к нижней Перми, а интинская свита и печорская серия - к верхней перми. По структурным признакам и характеру угленосности выделяется 9 геологопромышленных районов; из них наиболее изучены и освоены Воркутинский, Интинский, Хальмеръюский и Ворга-Шорский.
Количество и суммарная мощность пластов (св. 0, 5 м) с северо-востока на юго-запад последовательно уменьшаются от 86 пластов в Хальмеръюском до 74 пластов в Воркутинском и 42 пластов в Интинском районах. Преобладают тонкие (до 1, 3 м) и средние (1, 3-3, 5 м) пласты; мощные (до 32 м) встречаются редко и имеют сложное строение (Роговское месторождение). Наибольшая угленосность (по 8-14 рабочих пластов угля) отмечается в средней и верхней частях воркутской серии - рудницкой подсвите и интинской свите. Угли гумусовые, от блестящих до матовых. По степени метаморфизма они представлены полным генетическим рядом: расположенные ближе к Уралу и Пай-Хою антрациты, полуантрациты и тощие угли последовательно сменяются к западным узкими зонами углей марок ОС, К, Ж и Г и более широкой зоной углей марки Д; на западе развиты бурые угли. Влажность колеблется от 6% в углях марок Ж и К до 11% - марок Г и Д; зольность изменяется от 9 до 40%; содержание фосфора - 0, 1 - 0, 2%; теплота сгорания горючей массы 30-36 Мдж/кг (7200-8600 ккал/кг), рабочего топлива 18 - 26 Мдж/кг (4300 - 6340 ккал/кг). Наилучшие по качеству угли, являющиеся ценным сырьём для получения металлургического и литейного кокса, содержатся в рудницкой подсвите; в остальных подразделениях - угли энергетические. Горнотехнические условия разработок (вследствие многолетней мерзлоты и горизонтов напорных вод) сложные; шахты относятся к газоносным. Угли в основном используются для коксования на Череповецком металлургическом заводе (Вологодская область), в промышленности Ленинграда и на железнодорожном транспорте. На территории Печорского угольного бассейна выросли благоустроенные города Воркута и Инта.
Центры добычи угля в бассейне: Воркута, Инта, Хальмер-Ю. Добыча угля в районе Северной дороги составляет 3,7% общероссийской, потенциальные ресурсы углей бассейна составляют 213 млрд. тонн, из них 8,7 млрд. тонн взяты на баланс. Горногеологические возможности позволяют довести добычу до 150 млн. тонн, хотя в ближайшей перспективе полностью экономически реализовать нельзя, но тем не менее будущее энергетики и углехимии Северо-запада, Севера, Урала и стран Балтии связано с развитием Печорского угольного бассейна. Угли этого бассейна отличаются высоким качеством, так как добываются в основном коксующиеся угли 100% -ным закрытым способом. Себестоимость добычи в Печорском бассейне выше, чем в Донбассе, в 1,5 раза, хотя мощные пласты его находятся ближе к поверхности. Современная добыча угля на шахтах Печорского бассейна приблизилась к 30 млн. тонн, почти 2/3 извлекаемого топлива приходится на коксующиеся и жирные угли. По линиям Воркута - Чум, Чум - Лабытнанги, пересекающим Северный Урал, печорские угли имеют выход на Нижнюю Обь а районе Салехарда. В пунктах Вой-Вож, Ярега, Ижма добывается ухтинская нефть, которая перерабатывается в Ухте и Ярославле.
Удорожающие факторы, связанные с расположением бассейна за полярном кругом (значительная водоносность угленосной толщи, вечная мерзлота, удаленность от важнейших промышленных центров), обусловливают неблагоприятные технико-экономические показатели добычи угля в больших масштабах и сдерживают его развитие. Однако ресурсный потенциал бассейна позволяет надежно и с высокой экономичностью обеспечить увеличение добычи угля.
Региональные рынки сбыта коксующихся углей Печорского бассейна расположены в основном в Северном (Череповецкий металлургический завод АО «Северсталь»), Северо-Западном (Ленинградский промышленный узел), Центральном, Центрально-Черноземном и Уральском экономических районах. Энергетическим углем бассейна полностью обеспечивается Северный экономический район, на 45% Северо-Западный район и Калининградская область, на 20% Волго-Вятский и Центрально-Черноземный районы.
В Архангельской и Вологодской областях и Республике Коми все электростанции (за исключением Шексинской ГЭС) работают преимущественно на углях Печорского бассейна. Крупнейшей является Печорская ГРЭС.
Перевозка угля осуществляется по Северной железной дороге, которая обслуживает значительную часть Северо-Западного района и соединяет его с Центральным, обеспечивая связь с Европейским Севером.
Характеристика Южно-Якутского угольного бассейна
Южно-Якутский угольный бассейн, расположен в пределах Алданского нагорья. Вытянут в широтном направлении вдоль северных склонов Станового хребта на 750 км. Общая площадь бассейна 25 тыс. км2. Включает 5 угленосных районов: Алдано-Чульманский, Усмунский, Ытымджинский, Гонамский и Токийский. Общие геологические запасы углей — 22,9 млрд. т (1968), в том числе около половины в Алдано-Чульманском районе; разведанные запасы — 2,8 млрд. т (1975). Наличие углей в верховьях р. Алдана установлено в середине 19 в. В 1951—56 открыто 6 угольных месторождений.
Угленосные отложения юрского и частично мелового возраста залегают на породах кембрия — архея. На большей части площади бассейна мезозойские отложения залегают почти горизонтально. Угленосная толща включает 1—5 рабочих пластов мощностью 0,7—2,0 м невыдержанного строения. Особо выделяется Нерюнгринское месторождение, представляющее мульду, в пределах которой залегает пласт угля средней мощностью 22,5 м, максимальной — 60 м.
Угли Южно-Якутский угольный бассейн гумусовые, средние степени метаморфизма, отличаются высоким качеством и почти повсеместным распространением коксующихся марок. Угли блестящие и полублестящие; преобладающие показатели (в %): влага 0.7—1,4; зола 10—18, с учётом засорения до 35—40; выход летучих веществ 18—35; сера 0,3—0,4. Теплота сгорания 36,1—37,4 Мдж/кг (окисленного угля 23,9—26 Мдж/кг).
Наиболее изучен Алдано-Чульманский район, который пересекается Амуро-Якутской автомагистралью. Завершено строительство ж.-д. ветки Тында — Беркакит (БАМ). Начато освоение Нерюнгринского месторождения и строительство там крупнейшего угольного разреза годовой мощностью св. 10 млн. т. К С. от Южно-Якутский угольный бассейн выявлены богатые месторождения железных руд, которые в сочетании с месторождениями каменного угля создают благоприятные предпосылки для создания крупной базы по производству чёрных металлов и формирования Южно-Якутского ТПК.
Южно-Якутский бассейн является основной базой коксующихся углей на Дальнем Востоке. Структурно бассейн представляет собой цепь вытянутых в широком направлении асимметричных впадин, выполненных юрско-нижнемеловыми угленосными отложениями. Общие кондиционные запасы и прогнозные ресурсы бассейна с учетом его восточной хабаровской части составляют 41,4 млрд т.
В пределах бассейна выделяются 4 угленосных района: Усмунский, Алдано-Чульманский, Гонамский и Токинский.
В Усмунском районе в юрской угленосной толще установлено 10 рабочих угольных пластов мощностью от 0,7 до 18,3 м. По принятой в бассейне "раскройке" в районе выделено 10 месторождений, 9 из которых изучено на этапе региональных геологических исследований. Наиболее изучено Сыллахское месторождение, угли которого высокозольные (Аd – до 40 %), труднообогатимые, малосернистые (Sdt = 0,3 %), спекающиеся (у = 16-27 мм), в основном относятся к марке ГЖ. Основная часть запасов категории С2 (318 млн т) и прогнозные ресурсы категорий Р1+Р2+Р3 (511 млн т) пригодны для подземной отработки. Часть разведанных запасов коксующих углей марки ГЖ учтена госбалансом (16,7 млн т категорий В+С1) и пригодна для открытой отработки.
В Алдано-Чульманском районе, наиболее крупном и изученном, промышленная угленосность юрской толщи представлена 25-34 пластами общей мощностью 74 м. В районе выделено 25 месторождений разной степени изученности, 3 из которых (Нерюнгринское, Чульмаканское и Денисовское) разведаны. Балансовые запасы района категорий В+С1 составляют 2,8 млрд т, С2 – 2,5 млрд т, прогнозные ресурсы категорий Р1+Р2+Р3 – 19 млрд т. Наибольшую мощность угольные пласты имеют на Нерюнгринском (до 60 м), Денисовском и Чульмаканском (до 5 м) месторождениях. Угли средне- и высокозольные (Аd = 10-40 %), в основном трудно- и реже среднеобогатимые, малосернистые (Sdt = 0,2 %). Спекаемость углей очень высокая (у = 15-40 мм). Угли относятся к особо ценным маркам Ж, КЖ и К. Угли последних двух марок при самостоятельном коксовании дают прочный металлургический кокс с остатком в барабане 320-340 кг [4]. Жирные угли в шихте с коксовыми и отощенными также позволяют получить высокопрочный кокс. Добыча углей в районе ведется открытым способом, в 2006 г. составила 10,4 млн т, в том числе Нерюнгринский разрез – 9,5 млн т (марки К – 5,4 млн т, СС – 4,1 млн т); разрез Эрэл – 0,8 млн т (Ж); малые разрезы Нерюнгри – 0,1 млн т (КС).
Гонамский район является наименее изученным. Здесь по принятой "раскройке" выделены 4 поисковые площади, изученные на этапе региональных геологических исследований. В юрских отложениях наиболее изученной Токарикано-Конеркитской площади выявлено до 30 пластов мощностью более 0,7 м. Угли среднезольные (Аd = 15-30 %), малосернистые (Sdt = 0,2-0,5 %), хорошо спекающиеся (у = 21-37 мм), относятся к особо ценным маркам Ж, КЖ, К. Район требует более детального изучения с целью выявления участков несложного строения, пригодных для отработки открытым способом. Прогнозные ресурсы коксующихся углей района оценены в 3,5 млрд т.
Токинский район занимает крайнюю юго-восточную часть Республики Саха (Якутия) и частично расположен на территории Хабаровского края. В районе выявлено 23 месторождения, однако наиболее изученным и перспективным является Эльгинское. Две продуктивные юрско-меловые свиты (мощность – 200 и 500 м соответственно) содержат: первая – 5 пластов мощностью 2-19 м, вторая – 9 пластов мощностью 1-17 м. Суммарная мощность угольных пластов обеих свит достигает 70 м. Угли средне- и высокозольные (Аd = 20-38 %), малосернистые (Sdt = 0,2-0,3 %), хорошо спекающиеся (у = 18-36 мм), обычно труднообогатимые, относятся к дефицитным маркам Ж и КЖ. Балансовые запасы категорий В+С1 – 1,6 млрд т, С2 – 0,5 млрд т.
Геологическое изучение и освоение бассейна сдерживается его расположением в труднодоступном неосвоенном районе, удаленностью от возможных потребителей и полным отсутствием надежного транспортного сообщения.
Характеристика Канско-Ачинского бассейна
Канско-Ачинский бассейн расположен в южной части Красноярского края, в Кемеровской и Иркутской обл. Бассейн вытянут вдоль Транссибирской магистрали на расстояние около 800 км. Ширина от 50 до 250 км. Площадь открытой части бассейна около 45 тыс. км2. Енисей делит Канско-Ачинский бассейн. на две части: западную, ранее называвшуюся Чулымо-Енисейским бассейном, и восточную, известную ранее как Канский бассейн. Общие геологические запасы углей 601 млрд., в том числе пригодных для разработки открытым способом 140 млрд. т.
Основные месторождения: Берёзовское, Барандатское, Итатское, Боготольское, Назаровское, Ирша-Бородинское, Абанское, Саяно-Партизанское. Угленосная толща Канско-Ачинского бассейна сложена юрскими осадками континентального типа, представляющими чередование песчаников, конгломератов, гравелитов, алевролитов, аргиллитов и пластов угля. В преобладающей части имеет черты типичного платформенного бассейна с горизонтальным залеганием слабо литифицированных пород общей мощностью около 200-400 м; в юго-восточной части мощность угленосной толщи возрастает до 700-800 м; здесь она сложена более плотными породами и имеет складчатое залегание. Местами юра несогласно перекрывается непродуктивными отложениями мелового, палеогенового и неогенового возраста. Угленосность промышленного значения приурочена к двум разновозрастным циклам осадконакопления - нижнеюрскому и среднеюрскому. В бассейне известно до 20 рабочих пластов угля суммарной мощностью 120 м. Основное промышленное значение имеет залегающий в верхнем горизонте среднеюрских отложений пласт Мощный, мощность которого изменяется от первых десятков метров до 80 м. Угли по составу гумусовые с редко встречающимися прослоями сапропелево-гумусового состава, по степени углефикации - бурые (Б1 и Б2), за исключением Саяно-Партизанского месторождения, где они относятся к каменным (марки Г); мощность пластов на этом месторождении 1-1,5 м, условия залегания сложные.
Показатели качества бурых углей: содержание влаги 21-44%, зольность 7-14%, серы 0,2-0,8%; выход летучих веществ 46-49%; теплота сгорания рабочего топлива 11,7-15,7 МДж/кг (2800-3750 ккал/кг), горючей массы 27,2-28,2 МДж/кг (6500-6750 ккал/кг);
Показатели качества каменных углей: содержание влаги 5,6%, зольность 10%, содержание серы 1,2%;выход летучих веществ 48%; теплота сгорания рабочего топлива 26,1 МДж/кг (6220 ккал/кг), горючей массы 33,6 МДж/кг (8030 ккал/кг).
Угли бассейна имеют сравнительно невысокую зольность и теплотворную способность (2,8-4,6 тыс. ккал). Но угли содержат значительное количество влаги (до48%), что приводит к их быстрому окислению, а также обладают способностью самовозгораться. Это делает их непригодными для длительного хранения и перевозки на дальние расстояния. Мощность пластов составляет от 14 до 70 м, а на отдельных участках достигает 100 м. Пласты угля расположены горизонтально и близко к поверхности. Бассейн имеет благоприятные горно-геологические условия разработки, что обеспечивает их низкую себестоимость.
Угли бассейна пригодны также в качестве сырья для химической промышленности. Неглубокое залегание пластов угля, большая мощность основного пласта Мощного на обширных площадях позволяют вести разработку месторождений открытым способом. В 1970 было добыто 18 млн. т угля. Весьма перспективным является разведанное Берёзовское месторождение, располагающее крупными запасами угля. Кроме углей, на площади бассейна имеются месторождения нерудных полезных ископаемых, главным образом стройматериалов.
Канско-Ачинские угли экономически выгодно использовать как топливо на электростанциях, строить которые следует вблизи добычи угля, и передавать полученную электроэнергию. Их также можно использовать для получения жидкого топлива и химического сырья. На их базе строятся крупные тепловые электростанции, и создается Канско-Ачинский территориально-производственный комплекс.
В будущем, возможно значительное увеличение мощности Березовского разреза и строительство крупного нового разреза Бородинский-2. Бассейн имеет отличные технико-экономические показатели добычи угля: здесь самая низкая себестоимость и самая высокая производительность труда в отрасли. На углях Канско-Ачинского бассейна работает одна из крупнейших в стране Назаровская ГРЭС, Березовская ГРЭС-1. Дальнейшая концентрация таких крупных теплоэлектростанций на небольшой территории может иметь серьезные экологические последствия. Поэтому разрабатываются новые энерготехнологические методы использования углей Канско-Ачинского бассейна. Прежде всего, это обогащение углей, позволяющее транспортировать высококалорийное топливо в другие регионы страны: в Забайкалье, на восток Западной Сибири, на Северный Кавказ и в Поволжье. Ставится задача разработки и внедрения новой технологии получения жидкого синтетического топлива из углей бассейна.