Тема 6. Состояние минерально-сырьевой базы углепрома россии

Ключевые слова: Условное топливо. Структура потребления угля. Распределение ресурсов и запасов угля в мире и России. Угледобыча в России. Угольные бассейны федерального значения. Горючие сланцы. Сланцевая смола. Сланцедобыча. Ленинградское месторождение. Ресурсы торфа

По значимости в топливно-энергетическом балансе России и мира уголь устойчиво занимает 3 место после нефти и природного газа. Для сопоставления энергетической ценности различных видов топлива и его обобщенного учета введено понятие условного топлива (УТ), при сгорании 1 кг которого выделяется 7000 ккал (29,31 МДж) тепла. Соответствие количеств различных энергоносителей 1 т УТ показано в таблице 7.

В структуре потребления ТЭР его доля в СССР до конца 50-х годов XX века превышала 60%. Значение угля среди других энергоносителей определяется его широкой распространенностью и значительными ресурсами, которые в пересчете на УТ превышают в России и мире ресурсы традиционных месторождений нефти в 20÷25, а природного горючего газа в 10÷17 раз.

Таблица 7. Эквивалент 1 т УТ

Тепловая энергия	Дрова	Торф	Бурый уголь	Каменный уголь	Нефть	Природный газ	Уран- 235
7 Гкал	2,9 т	3,6 т	1,85 т	1,3 т	0,65 т	950 м3	1,5 г

В мире 66% стали производится с использованием угля. В энергобалансе мирового хозяйства на долю угля приходится ~38%. В ЮАР из угля получают 240 видов продукции (пластмассы, полипропилен, взрывчатые вещества, высококачественный бензин). Основными потребителями угля в России являются энергетика (50%), металлургия (до 20%), ЖКХ (до 9%) и население 4%. Уголь используется также при производстве сорбентов, сажи, углеграфитовых материалов и др.

Ресурсы углей в мире оцениваются в ~15 трлн. т, в т. ч. каменных углей и антрацитов 76%, бурых углей около 24%. В 10 крупнейших угольных бассейнах мира сосредоточено порядка 9 трлн. т угля: Алта-Амазона (Бразилия) – 15%; Аппалачский (США) – 11%; Тунгусский (РФ) – 10%; Ленский (РФ) – 6%; Форт-Юнион (США) – 4%; Кузнецкий и Канско-Ачинский (РФ) по 3%; Альберта (Канада) и Иллинойский (США) по 2,5%; Нижнерейнско-Вестфальский (ФРГ) 1,5% глобальных ресурсов угля.

Запасы углей разведаны более чем в 90 странах мира и оцениваются в 4,3 трлн. т, в т.ч. 3 трлн. т. каменных углей. Большая часть запасов угля сосредоточена в развитых странах (до 55%). Наиболее крупные запасы каменного угля разведаны в Китае (28,8%), США (19,1%), Австралии (9,1%), Великобритании (7,7%), Индии (6,6%), Германии и России (по 4,2%), Канаде (3,9%), Казахстане (3,8%), ЮАР (2,8%), Украине (1,8%). По запасам бурого угля лидируют: США (30,2%), Австралия (30%), Россия (10,8%), Китай (9,4%), Германия (4%).

Добыча угля в мире увеличилась с 2,9 млрд. т в 1970 г. до 6,94 млрд. т (3,41 млрд. т в нефтяном эквиваленте) в 2009 г. Почти 2/3 глобальной добычи угля обеспечивают: Китай (43,9%), США (14%) и Индия (8%). Другие угледобывающие страны: Австралия (5,9%), Россия (4,3%), ЮАР и Индонезия по 3,6%. Страны Евросоюза (ЕС) добывают 7,7% угля в мире, основные центры добычи расположены в Польше, Германии и Чехии.

Потребление угля на человека в год составляет (в т): США - 3,3; Германии - 4,3; Австралии - 6,4, в КНР 1,6 т, в России 1,3 т. Около 90% угля потребляется в странах его добычи. Экспорт каменных углей в 2009 г. составил 1090 млн. т. Ведущие экспортеры: Австралия (доля 27%), Индонезия (24%), Россия (12%), а также Колумбия, США, ЮАР. Крупнейшие импортеры угля: Япония (доля - 18%), Китай (14%), Южная Корея (11%), Индия, Тайвань, Германия, Великобритания, Франция, страны Ближнего и Среднего Востока. Среднемировые цены с доставкой до границы страны потребителя на энергетический уголь 110 $/т, коксующейся уголь 228 $/т.

Прогнозные ресурсы углей России оцениваются в 3817 млрд. т. В России выявлено 22 угольных бассейна и 130 отдельных месторождений. Разведанные запасы составляют 194 млрд. т: 52,4% приходится на бурые угли, 47,6% - на каменные (в том числе 20,4% - коксующиеся) и антрациты 1%. Мировым стандартам качества (зольность - не более 15%, содержание серы - менее 1%) соответствует около 45% промышленных запасов углей России; из них около 20 млрд. т составляют запасы коксующихся углей особо ценных марок. Примерно 55% запасов углей, требуют обогащения. Для открытой добычи пригодны 61% запасов.

Около 48% запасов находится в Западно-Сибирском экономическом районе, 36% Восточно-Сибирском экономическом районе²³, 7,5% на Дальнем Востоке, в европейской части России – 5% (Северный район 2,2%, Северо-Кавказский 1,7%, Центральный район 0,5%, Уральский район -0,1%). Бассейны федерального значения: Кузнецкий (45,6% российских запасов), Канско-Ачинский (23,2%) и Печорский (10%) (рис. 2).

В 2010 г. в России 137 разрезами и 91 шахтой добыто 315 млн. т угля. Действуют 49 обогатительных фабриках и 2 обогатительные установки общей мощностью свыше 170 млн. т. Снижение зольности на 1% снижает недожог энергетического угля на 1,5÷2%, повышает КПД котла на 0,1%. При снижении зольности кокса на 1% его расход в доменном процессе снижается на 2%, увеличение сернистости угля на 0,1% приводит к снижению производительности доменной печи и росту расхода кокса (на 1,8%).

Рис. 31 Схема размещения основных бассейнов и месторождений угля России

1-4 - бассейны: 1 - каменноугольные, 2 - буроугольные, 3 – смешанные буро- и каменноугольные, 4 - горючесланцевые; 5-6 - месторождения угля: 5 - каменного, 6 - бурого; 7 - границы экономических регионов. I-V - экономические регионы: I- Европейский, II- Уральский, III- Западно-Сибирский,

IV- Восточно-Сибирский, V- Дальневосточный

Бассейны (цифры на схеме): 1 - Прибалтийский (восточная часть); 2 - Подмосковный; 3 -Ярегский;

4 - Сысольский; 5 - Волжский; 6 - Донецкий; 7 - Тимано-Печорский; 8 - Печорский; 9 - Сосьвинско-Салехардский; 10 - Кизеловский; 11 - Челябинский; 12 - Южно-Уральский; 13 - Орский (северная часть);

14 - Горловский; 15 - Кузнецкий; 16 - Таймырский; 17 - Тунгусский; 18 - Канско-Ачинский;

19 -Минусинский; 20 - Улуг-Хемский; 21 - Иркутский; 22 - Оленекский; 23 - Ленский; 24 - Синско-Майский; 25 - Южно-Якутский; 26- Нижнезейский; 27- Буреинский; 28 - бассейны Южного Приморья (Раздольненский, Угловский, Партизанский); 29 - Сахалинский; 30 - Зырянский. Месторождения (мелкие цифры на схеме): 1 - Гусиноозерское; 2 - Эрдем-Галгатайское; 3 - Чикойское; 4 - Апсатское; 5 - Букакачинское; 6 - Пограничное; 7 - Харанорское; 8 - Нюкжинское; 9-Согинское; 10- Верхнеаркагалинское; 11 - Гербикано-Огоджинское; 12 - Бикинское; 13 - Эльгенское; 14 - Корфовское; 15 - Анадырское;

16 - Бухты Угольной

На внутренний рынок в 2010 г. поставлено 197,5 млн. т российского угля. Экспорт углей составил более 115 млн. т, в т.ч. энергетических углей более 97 млн. т. Основным поставщиком углей на экспорт является Западно-Сибирский экономический район (доля 85,5% в экспорте, в том числе Кузнецкий бассейн – 84,3%).

Крупнейшие угледобывающие компании России: СУЭК (36% добычи); Кузбассразрезуголь (15%); Южный Кузбасс - Мечел (6%); Южкузбассуголь, Русский уголь и Северосталь ресурс (по 5%).

Среднесписочная численность персонала организаций по добыче и переработке угля в 2010 г составила 163,1 тыс. человек. Среднемесячная производительность труда рабочего по добыче угля составила более 200 т в месяц (115% к 2009 г). Среднемесячная заработная плата персонала занятому на добыче и переработке угля составила в 2010 г 27 тыс. руб., что примерно на 3,8 тыс. руб. больше чем в 2009 г.

За 2010 г. в угольной отрасли зарегистрировано 22 аварии (на 9 аварий больше, чем в 2009 г.). Высокая аварийность вызвана в значительной степени не соответствием реализованных инженерных решений фактическим горно-геологическим условиям ведения горных работ. В 2010 г. травмировано 1263 человек, в т.ч. смертельно травмировано 144 человека (всего в горнодобывающей отрасли погиб 256 человек). При добыче каждых 2÷3 млн. т угля в России гибнет 1 шахтер, в США смертельно травмируется 1 шахтер на 40 млн. т добытого угля. На Украине на 1 млн. т добытого угля гибнет 3 шахтера, а в КНР 4÷5 шахтеров.

В России ¾ добычи угля открытым способом приходится на разрезы глубиной до 130 м. Средний коэффициент вскрыши 4,87 м³/т, максимальный 14,2 м³/т (в Подмосковном бассейне). Средняя высота уступов 12 м. Наиболее эффективные (в 3,5 раза) бестранспортные системы обеспечивают 32% добычи угля открытым способом.

Среднегодовая проходка подготовительных горных выработок на угольных шахтах превышает 1 тыс. км. Общая среднегодовая длина очистных забоев до 80 км. Среднемесячное подвигание очистных забоев 40 м (до 60 м). Средняя нагрузка на забой при подземной добыче 750 т/сутки (минимум 200 т/сутки на тонких пластах, максимум до 2000 т/сутки на мощных пластах)²⁴. Средняя длина лавы 120 м (до 170 м). Порядка 80% подземной добычи угля в России приходится на шахты опасные по газу и по внезапным выбросам. В 2010 г. законодательно введена обязанность проведения дегазации на угольных шахтах.

Около 60% добываемого в России угля приходится на Кузбасс, в т.ч. 80% наиболее ценных коксующихся марок. Угли Кузнецкого бассейна отличаются низкой сернистостью и разнообразием марочного состава. Порядка 40% угля добытого в Кузбассе идет на экспорт. Формально углепром Кузбасса обеспечен промышленными запасами на 60 лет. На 1 т добычи погашается от 2,4 до 4 т балансовых запасов. Подготовленные запасы особо ценных марок углей с благоприятными горно-геологическими условиями разработки близки к исчерпанию²⁵. Как в Кузбассе, так и в целом по России дефицитны угли марок Ж, КЖ, К, КО, ОС и СС, а часть углей, относимые по ГОСТам к коксующимся, не используются в составе коксовой шихты (табл. 8).

В Канско-Ачинском бассейне (более 80% балансовых запасов бурых углей России) добывается около 40 млн. т бурых углей с относительно низкой теплотой сгорания и высокой влажностью, которые используются только как местное топливо. Бурые угли Канско-Ачинского угольного бассейна залегают на небольшой глубине в благоприятных горно-геологических условиях, себестоимость их добычи самая низкая в России.

Таблица 8 Добыча отдельных групп коксующихся углей Кузбасса (2010 г.)

Группа углей	Доля в добыче, %	Доля в "идеальной" коксовой шихте, %
Коксующиеся	18	37
Отощающие	20	12
Спекающиеся	50	45
Газовые	12	6

Недостаточное развитие транспортных путей не позволяет в полном объеме использовать высокий ресурсный потенциал месторождений углей Тувы и Якутии. Транспортные издержки ограничивают использование углей восточной части страны в электроэнергетике европейской части и обуславливают необходимость импорта угля²⁶.

Из-за сложных горно-геологических условий каменные угли Печорского угольного бассейна имеют высокую себестоимость, но эксплуатация месторождений бассейна (на уровне 8÷10 млн. т угля в год), позволяет в значительной степени удовлетворять потребности в углях северо-запада и центра европейской части России, где используется преимущественно газовое топливо.

В Восточном Донбассе добывается 95% антрацитов страны (4÷5,5 млн. т). Донецкий уголь имеет высокую себестоимость из-за сложных горно-геологических условий, что определяет низкую эффективность действующих шахт.

Отсутствие эффективных технологий разработки угольных месторождений, имеющих сложные горно-геологические условия и технологий использования низкокачественных углей делают невозможным развитие угледобычи в центре и юге европейской части страны.

В связи с планируемым резким увеличением добычи энергетических углей, тенденцией их относительного (по сравнению с нефтью и природным газом) удешевления, необходимостью экономии ресурсов нефти и газа, актуальной является проблема нетрадиционного (нетопливного) использования бурых и энергетических каменных углей: производства из угля моторных топлив, а также горного воска, углегуминовых препаратов, полукокса, сорбентов и др.

Сырьевую базу для производства горного воска составляют угли группы 1Б. Наиболее высокое содержание восков имеют угли Южно-Уральского бассейна. Балансовые запасы углей 1Б на Урале, в Сибири и на Востоке страны составляют более 15 млрд. т. Их них для открытой добычи пригодны в Южно-Уральском 0,9, Иркутском 2,3, в Забайкалье 0,8, в Канско-Ачинском 3,3 млрд. т запасов.

Сырьевая база для производства углегуминовых препаратов включает как угли группы 1Б, так и окисленные каменные угли не пригодные для энергетики. В Канско-Ачинском бассейне запасы таких углей оцениваются в 400 млн. т, в Кузбассе не менее 125 млн. т.

Сырьевую базу полукоксования составляют подгруппы углей 2БВ, 3БВ, ДВ, ДГВ, 1ГВ. В России доля запасов этих углей составляет более 70% от всех разведанных. Особенно большими запасами располагают Сибирь, Северо-Восток и Дальний Восток. Для производства синтетических жидких топлив могут использоваться те же подгруппы углей, что и для полукоксования, но с большими ограничениями по зольности, содержанию мацералов группы инертинита, степени окисленности и восстановленности углей, химическому составу минеральной матрицы. Наиболее пригодны для деструктивной гидрогенизации угли марок Д и Г Кузбасса; угли марки Б Канско-Ачинского бассейна.

Для газификации используются высокозольные, высокосернистые и высоковлажные угли, применение которых в энергетике ограничено из-за низкого качества и экологических требований. Более 70% запасов таких углей находится в Сибири. Для производства технологического газа в наземных газогенераторах пригодны угли Канско-Ачинского бассейна. Синтез-газ может быть использован для получения метанола.

Бурые и энергетические каменные угли, могут быть использованы также для производства термобрикетов, сорбентов, формованного кокса, катионидов, фильтрантов и др. По оценкам специалистов США при извлечении редких металлов из углей можно дополнительно ежегодно получать продукцию на миллиарды $ и обеспечить более 50% потребностей в редких металлах. Из-за отсутствия четких требований к сырью оценка запасов углей России пригодных для этих целей не проведена.

Развитие угольной отрасли должно пойти по пути повышения качества угольной продукции до уровня мировых стандартов за счет внедрения технологий обогащения и облагораживания углей и создания индустрии глубокой комплексной переработки угля на месте добычи. Необходимо начать производство водоугольного топлива, которое может храниться, транспортироваться и сжигаться подобно нефтетопливу, а также создать специализированные углетранспортные системы. Добыча и потребление угля должно происходить в рациональном сочетании с другими энергоносителями, с учетом ресурсов каждого из них, затрат на добычу и транспортировку к потребителю, экспортных возможностей и т. д.

Большая роль в изучении геологического строения Кузнецкого бассейна принадлежит В.И. Яворскому, А.А. Белицкому, Э.М. Паху, А.З. Юзвицкому и др. исследователям. Кузнецкий угольный бассейн расположен на юге Западной Сибири, в пределах Кемеровской, частично в Новосибирской области. Площадь бассейна 26,7 тыс. км², протяженность 380, ширина до 180 км. Кузбасс занимает впадину, ограниченную Кузнецкого Алатау, Горной Шории, Салаирским кряжем. Рельеф эрозионный, отметки водоразделов снижаются к северу от 600 до 200 м.

Общие ресурсы угля бассейна по кондициям 1960 г. до глубины 1800 м 524,4 млрд. т, в пересчёте на УТ 471,7 млрд. т. Распределение запасов: по глубинам: до 300 м 19%, 300÷600 м 23%, 600÷1200 м 36% и 1200÷1800 м 22%; по мощности пластов: 0,71÷1,20 м 16%; 1,21÷3,50 43%; 3,51÷15 м 40%; более 15 м около 1%; по группам: каменные угли – 93,4%, бурые - 4,2%, антрациты – 2%. Палеозойские угли (карбон-пермь) составляют 95%, девонские – менее 0,1%, юрские – около 5%. Ресурсы коксующихся углей 283,4 млрд. т (54%), из них на глубинах 600÷1800 м – 2/3 ресурсов. Ресурсы угля для открытой разработки составляют 21,6 млрд. т, из них коксующихся 9,75 млрд. т (31%). Более 70% прогнозных ресурсов залегает на глубинах более 600 м, в интервале глубин 300÷600 м – 1/5 ресурсов.

Запасы углей Кузбасса оцениваются в 89,9 млрд. т, в т.ч. бурые 34,1 млрд. т, каменные 55,8 млрд. т; запасы коксующихся углей 28,9 млрд. т, из них наиболее ценные марки – 12,1 млрд. т. Запасы антрацитов 0,57 млрд. т.

В основании угленосной толщи Кузбасса залегают отложения от кембрия до карбона. Породы кембрийского и силурийского возраста представлены магматитами и метаморфизованными породами. Для девонских отложений мощностью до 6 км характерно переслаивание известняков с пестроцветными туфогенными песчаниками, аргиллитами и конгломератами. К красноцветам на севере бассейна приурочены слои горючих сланцев, а также пласты барзасских сапролиптобиолитов. Выше по разрезу залегают морские, угленосные прибрежно-морские и континентальные отложения. Общая мощность угленосных отложений Кузбасса от нижнего карбона до юры в центральной части бассейна до 7 км. Промышленное значение имеют пласты угля балахонской и кольчугинской серий каменноугольного и пермского возраста. Угленосные формации перекрыты прерывистыми и маломощными отложениями верхнего мела и кайнозоя.

Пласты угля наиболее востребованных марок балахонской серии залегают среди песчаников, аргиллитов, алевролитов и конгломератов в Кемеровском и Прокопьевско-Киселевском районах. Максимальную мощность (2200 м) балахонская серия имеет на севере и по южной окраине. В юго-западной части мощность серии уменьшается до 1100 м, а угленосность возрастает (рис. 3).

В основании кольчугинской серии залегает безугольная кузнецкая свита, сложенная песчаниками, аргиллитами и песчано-глинистыми породами. Вышележащая ильинская подсерия разделяется на казанково-маркинскую и ускатскую свиты. Отложения существенно аргиллитистые безугольные на севере и востоке и с большим числом тонких пластов угля в западной и южной частях бассейна. К югу и востоку пласты рабочей мощности образуют единый угленосный комплекс с ерунаковской подсерией. Ерунаковская подсерия сложена песчаниками, алевролитами, аргиллитами и включает до 50 угольных пластов. Выше по разрезу залегает мальцевская серия триаса, общей мощностью свыше 1500 м.

Мальцевская серия безугольная, сложена песчано-глинистыми породами и силлами базальтов. Выше по разрезу в глубоких депрессиях Кузнецкой котловины трансгрессивно залегает угленосная тарбаганская серия юры. Верхнемеловые, палеогеновые и неогеновые пески, гравелиты, пестроцветные глины мощностью до 50 м, залегают на коре выветривания угленосной толщи на изолированных участках на севере и в присалаирской полосе.

Рис. 3 Схема геологического строения Кузнецкого бассейна

(по А.З. Юзвицкому и К.В. Миронову)

Четвертичные отложения представлены элювиально-делювиальными суглинками и аллювием речных террас.

Для бассейна характерно нарастание степени карбонизации угля в статиграфическом разрезе - от верхних пластов к нижним в каждой отдельной точке бассейна (закон Хильта-Скока). Одновременно карбонизация углей повышается по площади к центральной части бассейна по мере возрастания мощности перекрывающих пород. Марочный состав карбоновых и пермских углей меняется от длиннопламенных до антрацитов. Юрские угли бурые.

Угленосная толща Кузнецкого бассейна слагает синклинорий, возникшийй при давлении со стороны Салаира на юго-западе и Томь-Колыванской складчатой зоны на северо-западе. Вблизи этих границ угленосные отложения наиболее дислоцированы и образуют зоны интенсивной линейной складчатости. По направлению к центру бассейна прослеживается зона брахискладок, разделенных крупными разрывами.

Центральная, восточная и южная части бассейна входят в зону моноклинального залегания и пологих складок. Складки осложнены дизъюнктивными нарушениями. Вдоль границ синклинория прослеживаются ряд крупных взбросов и надвигов, приуроченных к антиклиналям. Амплитуды разрывов до 3 км. Преимущественное падение сместителей крутое в сторону внешних усилий. Тектоническая структура Кузнецкого бассейна в основном оформилась в киммерийскую фазу складчатости конца юры - начала мела. Окончание процесса произошло в результате более позднего поднятия окружающих бассейн горных сооружений.

Мировые ресурсы углей менее 15 трлн. т, из которых лишь 1/3 потенциально пригодны для получения моторных топлив. Мировые ресурсы нефти не превышают 1 трлн. т, природного газа 1000 трлн. м³, прирост запасов данных видов углеводородного сырья не компенсирует их добычу. Если исходить из биогенной гипотезы происхождения нефти, то можно сделать вывод о ликвидации мирового нефтяного рынка к концу XXI века. Общие ресурсы горючих сланцев (ГС) в мире оценены в 700 трлн. т (примерно 28÷30 трлн. т сланцевой смолы) и практически не освоены. Запасы ГС в оценивают в 13÷16 трлн. т и 550÷630 млрд. т сланцевой смолы.²⁷ Около 62% мировых ресурсов ГС сосредоточены в США. Месторождениями горючих сланцев располагают Эстония, Россия, Бразилия, Канада, Китай, Бразилия, Великобритания, Швеция, Германия, Испания, Австрия, Египет, Мали, Сомали и др. Большая часть ГС добывается в Эстонии (в 2007 г. - 16,4 млн. т, из которого получено 436 тыс. т сланцевой смолы). Суммарная добыча ГС в Бразилии, Китае, Германии, и Израиле до 2 млн. т. Инвестиции в сланцевую промышленность, при получении из ГС высоколиквидных продуктов и возможности комплексного и безотходного использования горной массы могут оказаться весьма эффективными.

Горючий сланец - это осадочная горная порода, в составе которой определяющая роль принадлежит преобразованному ОВ простейших организмов - керогену. Кероген, содержание которого составляет 20÷40%, включает ароматические, алициклические, кислород- и серосодержащие ОВ. При пиролизе из керогена продуцируется сланцевая смола.

В России запасы ГС составляют 5,5 млрд. т и учитываются в Прибалтийском (восточная часть - Ленинградское месторождение), Волжском, Тимано-Печорском, Вычегодском бассейнах и двух месторождениях в Кемеровской и Иркутской областях. Промышленное освоение запасов ГС осуществлялось только на Ленинградском и Кашпирском (Волжский бассейн) месторождениях.

Ленинградское месторождение ГС, находится в основном в пределах Ленинградской области. ГС представлены диктионемовыми сланцами (не учитываются государственным балансом) и кукерситами. Диктионемовые сланцы черного цвета, тонкослоистые, глинисто-алевритовые, содержат до 20% горючего вещества, развиты полосой от запада Ленинградской области до р. Сясь. Максимальная ширина полосы до 80 км, глубина залегания пласта 300 м и мощность до 8 м установлены в Эстонии. Диктионемовые сланцы встречаются в многочисленных обнажениях Балтийско-Ладожского глинта, в т. ч. в пригородах Санкт-Петербурга (рис. 3). Ресурсы диктионемовых сланцев только на Ижорском участке составляют 5,7 млрд. т. Теплота сгорания Q_δ 4,2÷5,9 МДж/кг, содержание ОВ 16,8%. Выход смолы с теплотой сгорания 36,8÷40,2 МДж/кг около 3%. Диктионемовые сланцы обогащены FeO, P₂O₅, V₂O₅, сульфатами Ca и Mg, азотом и ураном (UO_2х от 0,01 до 0,17%). Под радиационным воздействием ОВ диктионемовых сланцев в природных условиях локально преобразуется в чешуйки графита и мельчайшие зерна алмаза. Полупромышленное извлечение урана осуществлялась в середине XX века. Опыт промышленного использования черных сланцев как топлива имеется в ФРГ.

Рис. 3. Разрез залежи диктионемовых сланцев [9].

1 – современные отложения; 2 – известняки; 3 - черные сланцы; 4 – оболовые пески; 5 – кембрийские глины

Протяженность залежи кукерсита в пределах Ленинградского месторождения с запада на восток около 55 км, ширина от 15 до 22 км. Западная часть Прибалтийского бассейна осваивается предприятиями Эстонии, восточная часть - Ленинградское месторождение является основным и наиболее изученным объектом для добычи горючих сланцев в Российской Федерации. С севера месторождение ограничено по выклиниванию сланценосной толщи; западная граница проходит по р. Нарова; восточная и южная границы проведены по параметрам кондиций: мощность промышленного пласта горючего сланца (промпласта) 1,5 м и теплота сгорания горной массы 5,4 МДж/кг.

Промпласт Ленинградского месторождения имеет сложное строение и включает 4 слоя горючего сланца (кукерсита) с прослоями известняков (рис. 4). Мощность 3 рабочих слоев горючего сланца составляет 0,8-1,3 м. Средняя теплота сгорания кукерсита 12,4 МДж/кг, зольность 48%, выход смолы 24%. Плотность горной массы в среднем 1,8 т/м³, сланцевых прослоев - 1,57 т/м³.

Рис. 4. Структурная колонка промпласта Ленинградского месторождения

Промпласт залегает в основании кукерского горизонта и перекрыт 80 м толщей карбонатных пород среднего ордовика, на которых залегают карбонатно-песчано-глинистые отложения среднего девона и четвертичные осадки мощностью до 40 м. Отложения среднего ордовика, содержащие промпласт горючих сланцев, распространены повсеместно и представлены известняками доломитизированными и глинистыми в различной степени. Толща коренных пород погружается на юго-юго-восток под углом менее 1°. Горно-геологические условия отработки осложняют 2 системы субвертикальных трещин. По трещинам северо-восточного простирания (40-60) по пласту и в его кровле развит карст, северо-западные трещины являются водопроводящими. Гидрогеологические условия разработки очень сложные из-за напорных вод пластово-трещинно-карстового типа. Залежь кукерсита характеризуются постепенным и монотонным ухудшением горно-геологических и геолого-промышленных параметров в направлении с запада на восток и с севера на юг.

Месторождение кукерситов числится на балансе ОАО Ленинградсланец. Товарная продукция: технологический ГС (~25% добываемого сланца) с теплотой сгорания 12,1 МДж/кг, поставлялся на местный сланцеперерабатывающий завод, энергетические ГС с теплотой сгорания 10 МДж/кг на электростанции Эстонии и др. предприятия. В качестве попутного полезного ископаемого ограниченный сбыт имел известняк (использован при отделке Казанского вокзала в Москве и метрополитена в Санкт-Петербурге). В 2003 г. АО «Завод Сланцы» прекратил систематическую переработку ГС из-за убыточности производства сланцевого масла низкого качества, морального и физического износа оборудования. Отсутствие рынка сбыта и общий экономический спад обусловили прекращение добычи сланца в 2009 г. Устойчивая добыча ГС возможна при инвестициях в строительство энерготехнологического комплекса по выработке тепла, электроэнергии и безотходной переработки горной массы в высоко ликвидные продукты (синтетическую нефть – 350 тыс. т/год и высококалорийный газ – 100 млн. м³/год), цементное и агрохимическое сырье. Существенные инвестиции требуются также для технического перевооружения горного производства и капитальное горное строительство.

Ресурсы смолы Ленинградского месторождения составляют 139 млн. т. Ленинградская область ежегодно потребляет порядка 400 тыс. т мазута и из Печорского и Кузнецкого бассейнов завозится более 600 тыс. т угля. Газообразные выбросы в атмосферу оксидов азота и серы при сжигании ГС в 2 и более раз меньше, чем при сжигании мазута и угля.

Ленинградское месторождение является перспективной минерально-сырьевой базой сланцепереработки и может служить опытным полигоном для разработки и внедрения передовых технологий освоения запасов горючего сланца, как открытым, так и подземным способом, а также переработки сланца и использования попутно залегающих полезных ископаемых. Горючие сланцы месторождения высокого качества и уступают лишь сланцам Эстонского месторождения и месторождения Грин Ривер в США.

Торф в глобальном масштабе является возобновляемым топливно-энергетическим ресурсом. Он продолжает накапливаться на 60% торфяников. Мировые ресурсы торфа оцениваются в 5÷6 трлн. т. Торфяники занимают около 2% поверхности суши Земли. Около 90% торфяников планеты расположены в Канаде (41%), России (21%), Индонезии (10%), США (8%), Финляндии (3%), Швеции (2%), Белоруссии, Малайзии, Норвегии и Великобритании (по 1%). Активное накопление торфа происходит в тропической Африке, Латинской Америке и Юго-Восточной Азии. Общие запасы торфа составляют более 120 млрд. т, а подтвержденные запасы около 10 млрд. т. Глобальная добыча торфа в 2006 г. составила 27 млн. т (в 1980 гг. в СССР добывалось до 150 млн. т торфа в год). Лидером по добыче и использованию торфа является Финляндия (1/3 от мировой добычи), далее следуют Ирландия (20,4%), Белоруссия (8,5%), Россия (7,8%), Канада (5,2%), Швеция (4%). В небольших масштабах торф добывается в Украине, Эстонии, Германии, странах Балтии, Румынии, Великобритании и Бурунди. Цена торфа около 30 $/т стабильна.

Площадь промышленных залежей торфа России составляет 0,5 млн. км². Энергетический потенциал торфяных ресурсов России, оценивается в 49,5 млрд. т УТ. Запасы только на освоенных месторождениях позволяют довести объемы добычи торфа до 10÷11 млн. т/год, что энергетически эквивалентно 5÷7% угля ежегодно потребляемого в России. Наибольшие запасы торфа сосредоточены в Западно-Сибирском (52,4%), Северном (17,5%) и Уральском (12,7%) регионах. Крупнейшее в мире «Васюганское» месторождение торфа расположено в центральной части Западно-Сибирской низменности (в пределах Новосибирской, Томской, Омской и Тюменской областей), промышленная залежь занимает площадь 50 тыс. км² и содержит 19 млрд. т торфа. Ресурсы торфа ХМАО (Ср. Приобье) составляют более ¼ общероссийских.