2.3. Твердые горючие полезные ископаемые

Общие вопросы. Входя в тройку мировых лидеров по ресурсам угля и занимая пятое место по его добыче, Россия осуществляет целенаправленную модернизацию своей угольной отрасли. В основу современного этапа этой модернизации положены «Энергетическая стратегия России на период до 2030 г.», утвержденная распоряжением Правительства РФ от 13.11.2009 г. № 1715-р, и детализирующая ее угольный раздел «Долгосрочная программа развития угольной промышленности России на период до 2030 года» (далее - Долгосрочная программа), утвержденная распоряжением Правительства РФ от 24.01.2012г. № 14-р.

Развитие угольной промышленности на период до 2030 г. планируется на существующей сырьевой базе, созданной в период плановой экономики. Обеспеченность действующих угледобывающих предприятий эксплуатируемыми промышленными запасами по достигнутому уровню добычи превышает 50 лет. Однако при росте добычи даже в пределах проектных мощностей добывающих предприятий обеспеченность может значительно снизиться. Сырьевая база углей находится под воздействием ряда факторов, снижающих исходную ценность запасов:

- значительная часть запасов по ужесточившимся требованиям угольной промышленности к мощности, строению и выдержанности угольных пластов, углам падения, горно-геологическим условиям оказывается «нетехнологичной» и экономически неэффективной для освоения;

- преобладающие в запасах резервного фонда низкокалорийные бурые угли пользуются ограниченным спросом;

- рост затрат на природоохранные мероприятия при освоении месторождений снижает их инвестиционную привлекательность.

Ресурсный потенциал углей России по состоянию на 01.01.2011 г. составлял 4089,7 млрд т, из них балансовые запасы - 273,0 млрд т, в том числе разведанные (кат. А+В+С₁ - 193,7 млрд т (5 %), предварительно оцененные (кат. С₂) -79,3 млрд т (2 %), прогнозные ресурсы (кат. Р₁+Р₂+Р₃) - 3816,7 млрд т (92 %). В территориальном отношении 50 % угольных ресурсов сосредоточено в Восточной Сибири, 28 % на Дальнем Востоке, 16 % в Западной Сибири, 5 % в европейской части России и 0,3 % Урале. По видам углей среди разведанных запасов несколько преобладают бурые — 100,9 млрд т (52 %), на долю каменных углей приходится 86,0 млрд т (44 %; в том числе коксующихся 40,4 млрд т или 21 %), антрацитов — 6,8 млрд т (4 %).

Для рентабельной и эффективной работы угледобывающих предприятий в современных условиях требуется применение высокопроизводительной техники, что накладывает ограничение на мощность угольных пластов, углы их залегания, зольность добываемого угля и приводит к необходимости выделения только «технологичных» запасов». Естественно, что корректировка существующих параметров кондиций в пользу недропользования по повышению полноты извлекаемости запасов из недр. Объективная реальность заставляет по-новому взглянуть на имеющуюся сырьевую базу для развития угольной промышленности.

С этой целью ВНИГРИуголь ведет работы по геолого-экономической переоценке объектов нераспределенного фонда недр в угольных бассейнах и месторождениях России. К настоящему моменту завершены работы по угольным объектам Северо-Западного, Центрального, Южного, Северо-Кавказского, частично Приволжского, Уральского, Сибирского и Дальневосточного федеральных округов. В процессе выполнения работ была проведена дифференциация запасов участков и месторождений на следующие группы: эффективные, потенциально эффективные и неэффективные, с ранжированием объектов переоценки по эффективности их освоения (индекс доходности). Разделение запасов на группы выполнялось по геолого-промышленным, инфраструктурным, горнотехническим, экологическим и экономическим показателям.

По результирующим показателям геолого-экономической переоценки объектов нераспределенного фонда недр определен порядок вовлечения участков (месторождений) в возможное освоение. По этим данным предусматривается формирование перечня объектов лицензирования по основным угольным бассейнам до 2015 г. и обоснование направлений лицензионной деятельности до 2030 г.

В соответствии с Долгосрочной программой, развитие угольной сырьевой базы на период до 2030 г. предусматривается в рамках двух крупных блоков мероприятий:

- воспроизводство прогнозных ресурсов и запасов углей с учетом концентрации средств федерального бюджета и внебюджетных источников на выполнение геологоразведочных работ в наиболее перспективных районах;

- обеспечение рационального недропользования.

Основой планирования на перспективу геологоразведочных работ на все виды полезных ископаемых, выполняемых за счет средств федерального бюджета и средств недропользователей, является проект госпрограммы РФ «Воспроизводство и использование природных ресурсов», разработанный Минприроды России. Раздел по воспроизводству угольной сырьевой базы в Госпрограмме включают в себя проведение следующих мероприятий:

а) поисковые и поисково-оценочные работы;

б) оценка и разведка месторождений;

в) геологоразведочные работы на новых объектах и площадях;

г) тематические и опытно-методические работы.

В результате выполнения планируемых в основных угольных бассейнах и угленосных регионах страны поисковых и поисково-оценочных работ, проводимых преимущественно за счет средств федерального бюджета, будет обеспечена локализация прогнозных ресурсов и прирост оцененных запасов углей, подготовлены перспективные площади для передачи на лицензионной основе недропользователям. Эти виды работ предусматривается выполнить в европейской части страны (Печорский, Донецкий, Южно-Уральский бассейны), на Урале (Сосьвинско-Салехардский бассейн, месторождения Свердловской и Челябинской областей), в Сибири (Кузбасс, месторождения Алтайского, Забайкальского и Красноярского краев) и на Дальнем Востоке (месторождения Магаданской, Камчатской, Сахалинской областей, Хабаровского и Приморского краев, Республики Саха (Якутия)).

В рамках Госпрограммы за счет средств недропользователей предусматривается выполнить значительные объемы оценочных и разведочных работ в районах размещения действующих угледобывающих предприятий с целью компенсации добычи приростом запасов углей. Геологоразведочные работы будут проводиться в семи федеральных округах, где ведется угледобыча. При этом основные объемы оценочных и разведочных работ намечаются в бассейнах и месторождениях Сибири и Дальнего Востока, где возможен открытый способ добычи. При этом максимальным потенциалом роста угледобычи в долгосрочной перспективе, исходя из основных характеристик ресурсной базы (запасы и качество угля, геологические условия, возможность использования открытого способа разработки), обладает Восточно-Сибирский экономический регион страны, что требует ускоренного развития транспортной, прежде всего железнодорожной, инфраструктуры в этом регионе.

Одним из масштабных мероприятий Госпрограммы является проведение поисковых, оценочных и разведочных работ по формированию новых сырьевых баз углей в Республике Коми, на Урале, в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке.

Тематические работы по воспроизводству угольной сырьевой базы предусматривают:

- разработку научных основ прогноза угленосности с целью выявления на территории России новых угольных месторождений;

- разработку прогнозно-поисковых моделей угольных месторождений;

- переоценку и геолого-экономический анализ прогнозных ресурсов и запасов угольных месторождений нераспределенного фонда недр;

- разработку современных экспрессных полевых и лабораторных методов изучения качества и свойств углей при поисках и оценке угольных месторождений;

- создание информационных технологий мониторинга и управления запасами угля;

- создание научно-аналитической базы, нормативно-методического и правового обеспечения изучения и воспроизводства угольной сырьевой базы.

Долгосрочной программой предусмотрены мероприятия по обеспечению рационального недропользования, которые включают меры нормативно-правового, экономического и контрольно-надзорного характера.

Основные объемы геологоразведочных работ на уголь будут сосредоточены:

- на участках и месторождениях, находящихся в благоприятных условиях в отношении потребителей и транспортных коммуникаций;

- на локальных участках с небольшими запасами, находящихся в благоприятных условиях для ускоренного освоения нетиповыми угледобывающими предприятиями (разрезы, уклоны, штольни);

- в энергодефицитных районах, удаленных от центров угледобычи, для обеспечения местным угольным топливом небольших населенных пунктов и горнорудных предприятий (строительство малых угольных разрезов местного значения);

- на месторождениях, располагающих высококачественным углем, характеризующимся высокими потребительскими свойствами (коксующийся особо ценных марок, высококалорийный энергетический, конкурентноспособный на внешнем рынке или пригодный для технологического использования).

Получит опережающее развитие подготовка к освоению запасов угля под перспективное строительство в районах, где ожидаются благоприятные изменения экономической ситуации.

М.И. Логвинов, О.Е. Файдов, Г.И. Старокожева в статье делают следующие выводы:

1. Роль угля в мире как надежного энергетического сырья, в меньшей степени, чем другие энергоносители, зависящего от политических событий, будет возрастать. Это находит свое объяснение в наличии огромной сырьевой базы и ее широком распространении 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), и в возможности снижения цен за счет научно-технического прогресса в процессах добычи, переработки, транспортировки и использования.

2. Угольная сырьевая база России является уникальной в качественном и количественном отношениях, так как характеризуется наличием углей всех марок - от бурых до антрацитов - и может обеспечить достижение прогнозируемых уровней добычи твердого топлива, превышающих запланированные «Энергетической стратегией России на период до 2030 г.».

3. Основным центром добычи коксующихся углей на перспективу останется Кузнецкий бассейн, повысится значение Южно-Якутского бассейна и будет сформирован новый центр на базе Улугхемского бассейна. Центром добычи и переработки энергетических углей должен стать Канско-Ачинский бассейн, подготовленные для освоения запасы которого могут обеспечить добычу, превышающую 500 млн т/год [Логвинов М.И., Файдов О.Е., Старокожева Г.И., Микерова В.Н. (ФГУП «ВНИГРИуголь») Основные проблемы, перспективы освоения и направления развития угольной сырьевой базы России. // Разведка и охрана недр. -2012. -№9, –с.55-61.].

К невостребованным источникам наращивания энергетической базы центральных районов Волго-Уральской провинции регионов относятся залежи углей визейского возраста, приуроченные Камскому угольному бассейну. Всего в бассейне выделяются шесть угленосных районов: Южно-Татарский, Мелекесский, Северо-Татарский, Верхнекамский, Бирский и Башкирский. Оцененные ресурсы углей на территории Татарстана составляют 2,7 млрд т. Визейские залежи угля могут представлять интерес для освоения методом подземной газификации при следующих основных условиях - уменьшении капитальных затрат за счет использования при строительстве подземной части газогенератора имеющегося фонда пробуренных скважин; - льготном налогообложении в первые годы освоения месторождений [Гатиятуллин Н.С., Войтович С.Е., Гафуров Ш.З. и др. Ресурсы и запасы визейских углей на территории Республики Татарстан и возможные пути их освоения. // Комплексное изучение и освоение сырьевой базы нефти и газа севера европейской части России. Сборник материалов Научно-практической конференции, Санкт-Петербург, 4-7 июня, 2012 -СПб. -2012.].

А.К. Назаров, А.М. Солдатенков, Т.Я. Лобанова и др. приводят краткие сведения по истории подготовки Государственного баланса запасов твердых горючих ископаемых, в том числе ее компьютеризации. Охарактеризованы состояние минерально-сырьевой базы угля, горючих сланцев и торфа, ее изменение за период 2004-2011 гг. Приведены данные по распределенному фонду недр, показаны его увеличение и колебания добычи твердых горючих ископаемых. Сделан вывод о повышении интереса к их разведке и добыче [Назаров А.К., Солдатенков А.М., Лобанова Т.Я. и др. Динамика и тенденции изменения состояния сырьевой базы твердых горючих ископаемых по данным Государственного баланса запасов полезных ископаемых (2004-2011 гг.). // Минерал. ресурсы России: Экон. и упр. -2012. -№ 4.].

К числу основных проблем ресурсного потенциала угольной промышленности А.П. Шипунов и П.А. Григорченко относят отсутствие в последние 10 лет масштабных геологоразведочных работ. В этот период они были локализованы в районах действующей угледобычи, а необходимых исследований на новых месторождениях не проводилось. В результате - отсутствие необходимой геологической информации о структуре и характеристиках запасов на новых месторождениях в условиях приближения предельных уровней добычи угля в Кузбассе. Ограничение в ближайшее время возможностей наращивания добычи особо ценных и дефицитных марок углей в Кузбассе может стать одним из основных сдерживающих факторов в развитии угольной промышленности. Добыча угля в Печорском и Донецком бассейнах, имеющих региональное значение и характеризующихся высоким уровнем производственных затрат на добычу, после снижения в 2000-2001 гг. поддерживается на уровне 8-10 млн т в Печорском и 4-5,5 млн т в Донецком бассейнах, в основном за счет печорских коксующихся углей и донецких антрацитов. Невостребованный спрос на низкокачественные подмосковные угли привел, как и предполагалось, к снижению добычи в Подмосковном бассейне до уровня 0,5 млн т в год. Имеющиеся запасы угля позволяют обеспечить добычу 1,5 млрд т в год. Однако сырьевая база отрасли не может считаться благоприятной. Запасы распределены крайне неравномерно. Свыше 80 % сосредоточено в Сибири, доля Европейской части лишь 10 %. Более половины вовлеченных в отработку запасов не соответствуют мировым кондициям по качеству угля, условиям залегания, газо- и взрывоопасности пластов [Шипунов А.П., Григорченко П.А. Минерально-сырьевая база угольной промышленности России и место в ней Печорского бассейна. // Нар. х-во Респ. Коми. -2010. 19. -№ 4.].

В.Ю. Линник изложил результаты анализа горно-геологических условий разработки угольных пластов, горно-геологических условий залегания угольных пластов и качественных характеристик угольных пластов на действующих и перспективных шахтах. Описана база данных и программный интерфейс для прогнозирования развития сырьевой базы угольной промышленности России, разработанная на основе выполненных исследований [Линник В.Ю. Формирование базы данных и разработка программного интерфейса для прогнозирования развития сырьевой базы угольной промышленности. // Маркшейд. вестн. -2012. -№ 1.].

Проведенные геолого-промышленный анализ и геолого-экономическая оценка нераспределенного фонда недр угольных месторождений на территории Подмосковного бассейна позволили выделить два наиболее крупных района - Калужскую и Тульскую области, на площади которых расположены наиболее перспективные к отработке угольные объекты. На территории этих областей в основном преобладают месторождения неметаллических полезных ископаемых, многие из которых являются ценным минеральным сырьем, - соль, бентонитовые глины, формовочные пески: трепелы, фосфориты, известняки и др. Анализ существующей минерально-сырьевой базы Калужской и Тульской областей, представленной главным образом нерудными и угольными месторождениями, позволил выделить три наиболее перспективных узла - Алексинский, Агеевский и Думиничский, представляющие собой компактное и сближенное расположение целой серии нерудных и угольных объектов. Комплексное использование подмосковного угля в бассейне позволит снизить эксплуатационные и капитальные затраты при отработке угольных пластов бассейна [Шерстюк Н.Н. Возможности комплексного использования минерального сырья в пределах Подмосковного буроугольного бассейна. // Литология и геология горючих ископаемых. Межвузовский научный тематический сборник. -Екатеринбург. -2010.].

В условиях развала торфяной отрасли в России осушенные торфяные болота, ранее активно использовавшиеся для добычи, стали в основном бросовыми землями во многом пожароопасными. Поэтому возникла необходимость в инвентаризации торфяного фонда, а также в оценке современного состояния торфяных ресурсов и перспектив развития отрасли в регионе. Для структурирования такой информации созданы геоинформационные базы данных. При их разработке выполнена систематизация торфяного фонда, предложена электронная интерактивная карта торфяных месторождений Томской области в формате ГИС, сформирован банк данных предприятий - возможных потребителей торфяной продукции, разработана предположительная схема территориального развития отрасли на примере Томского района, выделены перспективные для добычи торфа месторождения по районам Томской области. Базы данных предназначены для учета, оценки и оперативного информирования пользователей о состоянии торфяных ресурсов Томской области и могут применяться в производственной деятельности предприятий в сфере недропользования, торфодобычи и торфопереработки, при экономической оценке вариантов использования торфяных ресурсов и оценке экологического ущерба [Харанжевская Ю.А. Применение инновационных технологий для оценки современного состояния и систематизации данных по торфяным месторождениям Томской области. // Достиж. науки и техн. АПК. -2012. -№ 5.].

В 2008 году Постановлением Правительства Свердловской области от 27.08.2008 № 873-ПП были одобрены основные положения Стратегии социально-экономического развития Свердловской области на период до 2020 года. Данный проект предполагает рациональное и эффективное использование природных топливно-энергетических ресурсов (торфа), создание надежной энергетической базы для устойчивого экономического роста, направленной на обеспечение энергетической независимости и энергетической безопасности области. Перевод части местной энергетики на сжигание торфа позволит избежать или смягчить реально грядущий кризис систем отопления и электроснабжения малых муниципальных образований из-за опасности резкого усиления дефицита средств, прежде всего для покупки на рынке природного газа или дальнепривозных углей. Кроме того, торфяное топливо при сжигании является более экологичным, чем традиционные уголь и мазут, имеет низкую зольность. Использование местных ресурсов, таких как торф, в электроэнергетике уже нашло применение и в ближнем зарубежье [Гревцев Н.В., Бастриков А.А., Вечканова Е.М. Перспективы расширения использования в региональной энергетике местных торфяных ресурсов. // Международная научно-практическая конференция «Уральская горная школа – регионам», Екатеринбург, 11-12 апр., 2011 в рамках Уральской горнопромышленной декады, Екатеринбург, 4-13 апр., 2011. Сборник докладов. -Екатеринбург. -2011.].

В настоящее время назревает вопрос о возрождении торфяной промышленности, учитывая уникальные свойства торфа и возможности его использования в различных отраслях народного хозяйства. Торф в различные сложные периоды становления России неоднократно являлся стратегическим местным ресурсом, который эффективно использовался в период индустриализации России, развития сельского хозяйства, в топливной, химической, металлургической промышленности и т.д. Уральский экономический регион включает Курганскую, Оренбургскую, Пермскую, Свердловскую, Челябинскую и Удмуртскую территорию, общее число торфяных месторождений которой составляет 6263, площадь в границах промышленной глубины залегания торфа составляет 2684,9 тыс. га, а запасы торфа - 10278,5 млн т. Свердловская область по запасам торфа по Уральскому экономическому региону - одна из первых, так как запасы торфа составляют 7798,8 млн т из 10278,5 млн т. Второе место принадлежит Пермской области, имеющей 1935,5 млн т. Учитывая многообразие направлений по возможности использования торфа в народном хозяйстве, становится актуальной проблема комплексной оценки запасов торфа на месторождении по категориям торфяного сырья с учетом типа, группы, вида торфа, степени разложения, зольности, которые в своей совокупности дают возможность селективно оценить запасы торфа на месторождении по возможным и перспективным направлениям, применительно к тому или иному экономическому региону. Вместе с тем, при оценке запасов торфа предусмотрено применение промышленной классификации для выделения категорий сырья. Эти классификации по генетическому признаку и промышленному применению дают возможность наиболее объективно оценить запасы на торфяном месторождении [Александров Б.М., Вашакидзе Д.Г. Комплексная оценка запасов торфа на месторождении с выделением категорий торфяного сырья. // Международная научно-практическая конференция «Уральская горная школа - регионам», Екатеринбург, 11-12 апр., 2011 в рамках Уральской горнопромышленной декады, Екатеринбург, 4-13 апр., 2011. Сборник докладов. -Екатеринбург. -2011.].

На территории России сосредоточена значительная часть мировых ресурсов торфа. Общая площадь торфяных месторождений составляет более 80 млн га с разведанными запасами и прогнозными ресурсами торфа более 162,7 млрд т. При этом большая доля торфяных запасов приходится на Западно-Сибирскую равнину. Западно-Сибирская равнина, располагаясь на территории трех природно-географических зон (лесостепной, лесной и тундровой), представляет собой крупнейший торфяной регион мира с площадью торфяных месторождений в границах промышленной глубины залежи более 30 млн га, с запасами торфа почти 108 млрд т, что составляет около 39 % мировых запасов. Центральную часть Западно-Сибирской равнины занимает Томская область, территория которая характеризуется значительной заболоченностью (50 %), высокой заторфованностью (35,6 %) и преобладанием крупных торфяных месторождений. Использование современных баз данных по запасам торфа в Томской области обладает рядом преимуществ. Базы данных обеспечивают быстрый доступ и пространственное отображение информации о торфяных месторождениях Томской области, запасах торфа, качестве и свойствах торфов, позволяет добавлять и изменять необходимую информацию. База данных предназначена для учета, оценки состояния и оперативного информирования пользователей о состоянии торфяных ресурсов Томской области, и может применяться в производственной деятельности предприятий в сфере недропользования, торфодобычи и торфопереработке. Создание баз данных с использованием современных ГИС-технологий позволит повысить инвестиционную активность предприятий малого и среднего бизнеса в освоении природного сырья - торфа [Харанжевская Ю.А., Седнев И.С. Применение ГИС-технологий для оценки современного состояния и систематизации данных по торфяным месторождениям Томской области. // Инновационные аспекты добычи, переработки и применения торфа. Материалы Международной конференции, посвященной 115-летию Национального исследовательского Томского политехнического университета, Томск, 18-20 окт., 2011 -Томск. -2011.].

Ю.Э. Петрова и А.А. Суханов приводят результаты анализа состояния изученности газов угленосных отложений России, определены целесообразность и возможность их промышленной отработки, перечислены основные проблемы, которые необходимо решить для успешного освоения этого вида сырья. Сделан вывод о необходимости создания в России единой государственной программы изучения и освоения метана угленосных отложений, подобной тем, которые действуют в США, КНР, Австралии и других странах [Петрова Ю.Э., Суханов А.А. Состояние проблемы изучения и освоения газов угленосных отложений. // Минерал. ресурсы России. Экон. и упр. -2012. -№ 2.].

В соответствии с данными ОАО «Газпром» в недрах осваиваемых и перспективных угольных бассейнов сосредоточена значительная часть спутника углей - метана, ресурсы которого в угольных бассейнах соизмеримы с ресурсами газа традиционных месторождений мира. Концентрация метана в смеси природных газов угольных пластов составляет 80-98 %. В связи с этим такие басейны следует рассматривать как метаноугольные, подлежащие комплексному поэтапному освоению, с опережающей широкомасштабной добычей метана. Прогнозные ресурсы метана в основных угольных бассейнах России составляют 84 трл м³, что соответствует третьей части прогнозных ресурсов природного газа страны [Хавкин А.Я. Особенности метанопроявлений в угольных пластах. // Газохимия. -2010. -№ 3.].

Геология формирования и прогнозирования месторождений твердых горючих полезных ископаемых. В.В. Трощенко (ЮНЦ РАН) в своей статье обосновывает положение об аллохтонном накоплении фитомассы при формировании подавляющего большинства пластовых угольных залежей. Предложен альтернативный вариант теории ритмичности осадконакопления угленосных толщ, где ведущая роль принадлежит не волновым движениям области осадконакопления, а пульсирующему воздыманию областей сноса [Трощенко В.В. (ЮНЦ РАН) Модель накопления первичного материала ископаемых углей и угленосных формаций. // Разведка и охрана недр. -2012. -№ 3, с. 30-33.].

Основным фактором, определившим характер позднеолигоценовой угленосности, по мнению И.Ю. Чекрыжова, был эксплозивный вулканизм. В Западном Приморье кислый эксплозивный вулканизм, сопровождавшийся формированием туфов и туфогенно-осадочных образований, проявился начиная с позднего олигоцена и продолжался до позднего миоцена. Вулканогенно-осадочные породы этого периода выделяются в тефроидную толщу. Характерной особенностью проявления кислого вулканизма этого периода является его исключительно эксплозивный характер. Для него не характерны (и неизвестны) вулканические жерловины (в привычном понимании этого термина) и лавовые продукты извержений. Литолого-минералогические особенности вулканогенно-осадочных отложений позволили предположить многоареальное раскрытие трещин - проводников газово-твердофазовых взвесей в пределах Амуро-Уссурийской рифтогенной структуры. До нижнего миоцена вулканические процессы сопровождались углеобразованием в наложенных тектонических впадинах. Соответственно, какое-то время процессы эксплозивного вулканизма и угленакопления протекали параллельно, но если первые усиливались в последующем, то вторые ослабевали. Уже в нижнем-среднем миоцене угленакопление отмечается лишь в реликтовой форме, а к позднему миоцену оно полностью угасает. Происхождение непромышленных захоронений углефицированной древесины, встречаемых в отложениях нижне-верхнемиоценового интервала, возможно связано с катастрофическими эксплозиями, приводившими как к захоронению древесины, так и к ее углефикации без значительного погружения. Своеобразной моделью, воспроизводящей процессы современного углеобразования, является массовое скопление древесины и другого растительного материала на озере Спирит-Лейк после катастрофического извержения вулкана Сент-Хеленс в мае 1980 г [Чекрыжов И.Ю. Роль вулканизма в процессах седиментации и угленакопления в кайнозойских впадинах Западного Приморья. // Вулканизм и геодинамика. Материалы 4 Всероссийского симпозиума по вулканологии и палеовулканологии, Петропавловск-Камчатский, 22-27 сент., 2009. -Петропавловск-Камчатский. -2009.].

И.Е. Стукалова, И. Сыкорова и К. Мах изложили результаты изучения основных петрографических типов бурых углей на примере месторождений из различных угольных бассейнов. Цель работы - макроскопическое описание, петрографическое исследование и изучение химического состава основных типов бурых углей. Для интерпретации результатов использовалась классификация микрокомпонентов бурых углей, предложенная Международным комитетом по петрологии углей [Стукалова И.Е., Сыкорова И., Мах К. Петрографические типы бурых углей. // Изв. вузов. Геол. и разведка. -2012. -№ 1.].

А.Ф. Исламов изучил минералого-геохимические особенности и условия формирования углей визейского и казанского возраста на территории Республики Татарстан. Выявленные минералого-геохимические особенности углей позволяют расширить спектр возможных направлений их использования. Установление значительных концентраций рассеянных элементов позволяет рассмотреть вопрос о возможности комплексного использования минерального сырья. Реконструкция условий осадконакопления позволяет уточнить направления поисков осадочных полезных ископаемых, ассоциирующих с углями [Исламов А.Ф. Минералого-геохимические особенности и условия формирования ископаемых углей Республики Татарстан. // Дисс. на соиск. уч. ст. канд. геол.-минерал. наук. Казан. (Приволж.) федер. ун-т. Автореф. дис. на соиск. уч. степ. -Казань. -2012.].

В.Г. Рылов и С.В. Левченко представили анализ палеогеоморфологических и ландшафтно-геохимических материалов, который показывает, что основным источником поступления элементов-примесей (ЭП) в древние торфяные залежи на стадии седиментогенеза были коры выветривания денудационных возвышенностей разного литологического состава, откуда они транспортировались внутриболотными водотоками. Стратиграфическая изменчивость концентраций ЭП в торфах определялась, в первую очередь, их неравномерным поступлением из зоны размыва вследствие изменения климатических условий и динамической активности речной системы, связывающей формирующийся торфяной пласт с внешними источниками минерального питания. На примере пластов Восточного Донбасса выявлены связи тяжелых металлов (Ti, Th, Ag) с железисто-алюмо-кремниевым составом угольной золы. Тогда как для палеогеоморфологических зон Миллеровской угленосной площади наиболее типично седиментогенное накопление рудных элементов (Cr, Mn, Ge, Be, Sc, Sr, Pb, Na, Cl, S), коррелирующих с сульфатно-кальциево-железисто-кремниевым составом золы углей. Наибольший интерес в углях и углевмещающих породах Миллеровского района Ростовской области представляют Ge, W, Be, Y, La, Sc, концентрации которых в локальных зонах эпигенетической гидротермальной флюидизации отдельных шахтопластов достигают значений, позволяющих положительно оценивать энергетическое топливо как сырье для попутного извлечения этих элементов из золы котельных и ТЭС [Рылов В.Г., Левченко С.В. Металлоносность углей российского сектора Донбасса в зависимости от палеогеоморфологических обстановок торфонакопления. // Современные проблемы геологии, геофизики и геоэкологии Северного Кавказа. Материалы 2 Всероссийской научно-технической конференции, Грозный, 8-10 нояб., 2012. -Грозный. -2012.].

М.И. Гамов, А.В. Наставкин, А.В. Труфанов и др. приводят результаты изучения генетических особенностей рудоносности бурых углей трех разрабатываемых месторождений Приморского края. Были выполнены углепетрографические, термобарогеохимические исследования, включающие вакуумную декриптометрию и газовую хроматографию, полуколичественный спектральный анализ. Показаны высокие перспективы Бикинского месторождения по обнаружению в нем потенциально ценных элементов [Гамов М.И., Наставкин А.В., Труфанов А.В. и др. Генетические особенности рудоносности бурых углей Приморья. // Изв. вузов. Сев. -Кавк. регион. Естеств. н. -2012. -№ 4.].

Вариации минерального и химического составов угольных пластов, контрастно проявляющиеся при региональных сопоставлениях, зависят в первую очередь от положения торфяных болот относительно озерно-речных или лагунно-дельтовых систем, а также их удаленности от предполагаемых областей минерального питания. На примере Восточного Донбасса В.Г. Рылов, Н.В. Грановская, С.В. Левченко и др. установили, что палеогеографические обстановки формирования углей являются важнейшим фактором их седиментогенной металлоносности. Угленосные отложения среднего карбона отнесены к двум структурно-формационным угленосным комплексам (СФУК): раннему - Алмазно-Несветаевскому (с отложениями башкирского яруса) и позднему - Должано-Садкинскому (с отложениями московского яруса). В соответствии с современной геодинамической концепцией данные СФУК образованы в различных обстановках коллизионного этапа на заболоченных континентальных окраинах и в прибрежно-морских условиях. Они отличаются строением, ориентировкой и типом разновозрастных геоморфологических палеоструктур торфяников, что влияет на морфометрические параметры угольных пластов, а также на распределение в них типоморфных металлов. Приведенные данные показывают, что на поздней фазе коллизионного этапа развития южной окраины Русской платформы (московский и гжельский ярусы карбона) в отдельных районах Восточного Донбасса были сформированы локальные тектоно-седиментационные структуры, развивавшиеся по типу унаследованных впадин. Повышенные концентрации металлов в углях наиболее крупной из них - Садкинской котловины, вероятно, происходило по аналогии с механизмом образования германиеносных буроугольных месторождений молодых подвижных платформ Забайкалья и Приморья [Рылов В.Г., Грановская Н.В., Левченко С.В. и др. Палеогеографические обстановки формирования металлоносных углей Восточного Донбасса. // Ленинградская школа литологии. Материалы Всероссийского литологического совещания, посвященного100-летию со дня рождения Л.Б. Рухина, Санкт-Петербург, 25-29 сент., 2012. -СПб. -2012.].

На Южном Урале имеются огромные неиспользуемые запасы окисленных и бурых углей, лигнитов, органогенных глин, содержащих до 50-70 углерода и являющихся ценнейшим природным органическим сырьем. Кощей Е.В. и Кленина Т.И. предлагают варианты переработки и нетопливного использования некондиционных углесодержащих продуктов, имеющих в своем составе повышенные концентрации редких элементов (галлия, германия, ванадия, скандия, иттрия, лантанидов и др.) и веществ гумусовой природы [Кощей Е.В., Кленина Т.И. О возможности нетопливного использования лигнитов, окисленных и бурых углей. // 5 Международный симпозиум «Химия и химическое образование», Владивосток, 12-18 сент., 2011. Сборник научных трудов. -Владивосток. -2011.].

Высокие концентрации многих редких металлов (Ge, Ga, Li, Be, Cs, REE+Y, Zr, Hf, Nb, Ta, Sc, Se, Re), которые могли бы быть объектами попутной добычи, известны сегодня почти на ста угольных месторождениях, расположенных в разных странах мира. Аномальные аккумуляции многих из них установлены не только в углях и продуктах их сжигания, но и во вмещающих отложениях, а также в породах фундамента угленосных впадин. В генетическом отношении все известные редкометалльные руды в угольных бассейнах подразделяются на четыре основных типа: аллювиальные, туфогенные, инфильтрационные и эксфильтрационные. Все они отличаются не только механизмом образования, но и морфологией рудных тел, содержанием полезных компонентов и формой их нахождения, а также спектром сопутствующих элементов. В условиях современных проблем с редкоземельным сырьем особое внимание привлекают угольные месторождения, в которых известны аномальные накопления РЗЭ. Последние могут формироваться в различных геологических обстановках, на разных стадиях развития угольных бассейнов и в результате неодинаковых по своей природе рудообразующих процессов. Среди них, с точки зрения перспектив промышленного освоения, особый интерес представляют:

1) туфогенные глинистые горизонты значительной (2-10 м) мощности с РЗЭ, Zr, Hf, Nb, Ta и Ga;

2) инфильтрационные руды с РЗЭ, U, Mo, Se и Re в окисленных участках угольных пластов;

3) гидротермальные РЗЭ-руды в угольных пластах, а также в аргиллизированных и карбонатизированных вмещающих породах и брекчиевых телах в фундаменте угленосных впадин.

В.В. Середин рассмотрел основные проблемы (геологические, технологические, экологические и др.), от решения которых зависит эффективность освоения редкометальных ресурсов угольных месторождений и сроки их вовлечения в эксплуатацию [Середин В.В. Угольные месторождения как источник редких металлов: перспективы и проблемы попутного производств. // Всероссийская научно-практическая конференция «Редкие металлы: минерально-сырьевая база, освоение, производство, потребление», Москва, 1-2 марта, 2011. Тезисы докладов. -М. -2011.].

Новым направлением в литологии является использование данных о геохимии редкоземельных элементов (РЗЭ) в углях для реконструкций условий древнего осадконакопления. В основу настоящей работы Р.Р. Хасанова, А.Ф. Исламова и Ш.З. Гафурова положены данные по содержанию РЗЭ в ископаемых углях Татарстана. Установлено, что визейские угли характеризуются преобладанием легких лантаноидов и обнаруживают их повышенные концентрации до десятков и сотен г/т, приуроченные к приконтактовым участкам угольных пластов. Для характеристики особенностей распределения РЗЭ был использован ряд геохимических коэффициентов, позволяющих детализировать условия их накопления. Большой разброс значений по зольности и сумме РЗЭ указывает большое количество разнообразных факторов, влияющих на их вещественный состав. Наиболее важными из них являются климатический режим, ландшафтно-геоморфологические особенности территории и петрографический состав обрамляющих торфяники отложений. Визейское осадконакопление происходило в условиях преобладающего практически на всей рассматриваемой территории гумидного типа литогенеза [Хасанов Р.Р., Исламов А.Ф., Гафуров Ш.З. Реконструкция условий визейского торфонакопления на территории Волго-Уральского региона на основе распределения редкоземельных элементов. // Концептуальные проблемы литологических исследований в России. Материалы 6 Всероссийского литологического совещания, Казань, 26-30 сент., 2011. -Казань. -2011.].

Б.Ф. Нифантов, В.П. Потапов, Б.А. Анферов и др. сообщают в своем докладе об обнаруженных промышленных содержаниях благородных и редких комплексов металлов в кузнецких углях и продуктах их промышленной добычи, сжигания, обогащения, отходах. Они могут стать новым источником экономической выгоды при осуществлении селективной выемки угольных пластов, глубокой переработки углей и вторичного минерального сырья в угольной, коксохимической, энергетической и других отраслях промышленности [Нифантов Б.Ф., Потапов В.П., Анферов Б.А. и др. Угли Кузнецкого бассейна - нетрадиционный источник добычи благородных и редких металлов. // Современные проблемы геологии и разведки полезных ископаемых. Международная конференция, посвященная 80-летию основания в Томском политехническом университете первой в азиатской части России кафедры «Разведочное дело», Томск, 5-8 окт., 2010: Материалы научной конференции. -Томск. -2010.].

Торфяные месторождения встречаются на всех континентах Земли, охватывая большинство стран мира, расположенных в различных климатических зонах. Известно, что погребенные залежи торфа обнаружены даже в Гренландии и на островах Антарктиды. Г.В. Наумова, А.Э. Томсон, Н.А. Жмакова и др. приводят сведения о распространении торфяных месторождений в различных регионах Земли и особенностей их формирования в зависимости от природных факторов. Отражены современные научные представления о роли верховых торфяных месторождений в биосферных процессах и основные критерии их отбора для создания на территории Беларуси заказников, заповедников, резерватов ценного торфяного сырья [Наумова Г.В., Томсон А.Э., Жмакова Н.А. и др. Торфяные месторождения и современные подходы к их использованию. // Болота и биосфера. Материалы 8 Всероссийской с международным участием научной школы, Томск, 10-15 сент., 2012. -Томск. -2012.].

Для территории центральной части Приволжской возвышенности на основании полученного качественно нового материала и обобщения данных по изучению торфяных разрезов Н.В. Благовещенской и А.В. Чернышевым выполнена классификация торфов и торфяных залежей, определена их встречаемость. Восстановлены основные закономерности по динамике торфонакопления в голоцене для каждого типа и вида торфяной залежи болот [Благовещенская Н.В., Чернышев А.В. Голоценовые торфяные отложения центральной части Приволжской возвышенности. // Бюл. Моск. о-ва испыт. природы. Отд. геол. -2011. 86. -№ 5.].

В.С. Архипов, Ю.И. Прейс, В.К. Бернатонис и др. рассмотрели вопросы распространения битуминозных торфов на Европейской территории России, Белоруссии и в Западной Сибири. Проанализированы физико-географические и палеоклиматические факторы, способствующие отложению битуминозных торфов в торфяной залежи. Представлены стратиграфические разрезы с отложениями битуминозных торфов. Изучена битуминозность распространенных торфов Томской области и выявлены битуминозные торфа переходного и низинного типов. По опубликованным и фондовым материалам геологической разведки проведен поиск и оценены ресурсы как верховых, так и переходных и низинных битуминозных торфов. Учет битуминозных торфов переходного и низинного типов позволил существенно расширить сырьевые ресурсы битуминозных торфов. На основании анализа геологической информации выделены стратиграфические схемы локализации битуминозных торфов в залежах Томской области и сделан прогноз распространения таких торфов на ее территории [Архипов В.С., Прейс Ю.И., Бернатонис В.К. и др. Битуминозные торфа Томской области. // STT. -Томск. -2008.].

Гербикано-Огоджинская угленосная площадь расположена в Огоджинской впадине, заполненной осадками нижнего мела с силлами, дайками и лакколитами субвулканических пород. Угленосность здесь приурочена к отложениям огоджинской свиты нижнего мела. Область накопления отложений огоджинской свиты на протяжении раннего мела представляла собой озерно-болотную равнину. Торфонакопление происходило при компенсированном ее прогибании, что позволило накопиться значительным по мощности толщам. Межпластовые отложения минеральных осадков свидетельствуют об изменении режима прогибания на некомпенсированный, что приводило к образованию на данной площади озер и привносу как терригенных, так и хорошо отсортированных песчано-глинистых осадков. Эти отложения препятствовали окислению торфяников, уплотняли их и способствовали образованию угля. Основных длительных периодов торфонакопления в разрезе свиты восемь [Савченко И.Ф., Артеменко Т.В. К палеореконструкции условий торфонакопления в Гербикано-Огоджинской угленосной площади. // Вопросы геологии и комплексного освоения природных ресурсов Восточной Азии. 2 Всероссийская научная конференция, Благовещенск, 15-16 окт., 2012. -Благовещенск (Амур. обл.). -2012.].

Степень трофности среды торфонакопления определяет компонентный состав торфяных отложений. Он является результатом проявления болотообразовательного и торфообразовательного процесса. Г.Л. Макаренко выявил новые закономерности взаимоотношения группового ботанического состава и степени разложения торфяных отложений. На генетической основе установлена взаимосвязь их природных свойств. Полученные закономерности позволяют по новому взглянуть на природу торфонакопления, как на одну из наземных форм биогенного осадконакопления в условиях избыточного увлажнения суши [Макаренко Г.Л. Геологическая природа торфяных месторождений. // Синтез знаний в естественных науках. Рудник будущего: проекты, технологии, оборудование. Материалы Международной научной конференции, Пермь, 2011. -Пермь. -2011.].

Г.Л. Макаренко разработал научно обоснованную теорию болото- и торфообразовательного процесса, основанную на генетическом принципе. Изучены генезис торфяных месторождений, условия естественного состояния и динамики среды болотообразования и саморазвития болотной экосистемы и ее отражение в составе и свойствах торфяных отложений непосредственно в залежи. Решена задача систематизации огромного фактического материала с разработкой и использованием новых подходов и методов изучения торфяных месторождений, основанных на более полном учете геологических данных и факторов, характеризующих геологическую обстановку. Открыты возможности в развитии новой концепции геологического изучения торфяных месторождений, отличающихся разнообразием растительного покрова, стратиграфией залежи и природными свойствами торфяных отложений [Макаренко Г.Л. Изменение стратиграфии залежей торфяных месторождений на основе петрографической классификации торфа. // ТГТУ. -Тверь. -2012.].

В границах Мезенского бассейна выделяется перспективная Чим-Лоптюгская площадь, а в ее пределах - одноименное месторождение с частично разведанными и подготовленными к промышленному освоению запасами горючих сланцев. В ходе проведенных в 1980-1990-е годы поисковых и поисково-оценочных работ на Чим-Лоптюгском месторождении в горючих сланцах и вмещающих породах были установлены аномальные содержания никеля, ванадия, молибдена, кадмия, цинка, серебра, иттрия, бария и других элементов. Никель в горючих сланцах фиксировался в концентрациях от 70 до 500 г/т, при среднем значении 200 г/т. Предполагается, что возможным концентратором никеля является силикатная аутигенная фаза типа глауконита. Среднее содержание ванадия в горючих сланцах 540 г/т, при серии аномальных значений на уровне и даже выше 1000 г/т. Основная форма нахождения ванадия - V_орг.. Молибден отчетливо коррелирует с ванадием, но предел аномальных значений в процессе спектрального анализа был ограничен эталоном 100 г/т. Предполагается присутствие двух аутигенных форм молибдена: Mo_орг. и Mo_сульф.. Цинк присутствует во всех пробах в концентрации от 70 до 5000 г/т, при среднем значении 500 г/т. Также постоянно присутствует кадмий в концентрациях от 1 до 100 г/т, этот элемент, как и цинк, может иметь органическую и неорганическую (сульфидную) форму основного носителя. Аномалии на уровне 200 и 300 г/т, при средних содержаниях 65 г/т отмечались для иттрия. Достоверно не установлена его связь с органикой или глинистым веществом. В ходе разведочных работ на Чим-Лоптюгском месторождении проведено детальное геохимическое опробование всего вскрываемого разреза дочетвертичных отложений [Игнатьев Г.В. Металлоносность юрских горючих сланцев Мезенского бассейна. // Материалы 4 Всероссийской молодежной научной конференции «Минералы: строение, свойства, методы исследования», Екатеринбург, 15-18 марта, 2012. -Екатеринбург. -2012.].

Е.Ю. Коваленко, Т.А. Сагаченко и Р.С. Мин охарактеризовали сернистые и азотистые соединения органического вещества горючего сланца из отложений Куонамского комплекса Восточной Сибири (Республика Саха) методами масс- и хромато-масс-спектрометрии. Ресурсы достаточно значимы, но пока не востребованы. Полученные данные имеют значение для создания единой базы по составу и физико-химическим свойствам горючих сланцев Восточной Сибири, как нетрадиционных источников углеводородного сырья. Результаты исследования могут быть использованы при решении вопросов, связанных с разработкой новых и совершенствованием существующих технологий переработки [Коваленко Е.Ю., Сагаченко Т.А., Мин Р.С. Гетероорганические соединения горючих сланцев. // 19 Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Волгоград, 25-30 сент., 2011. Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители. Химия ископаемого и возобновляемого углеводородного сырья. Аналитическая химия: Новые методы и приборы для химических исследований и анализа. Химическое образование. Тезисы докладов. -Волгоград. -2011.].

Методы поисков и разведки месторождений твердых горючих полезных ископаемых. Журбицкий Б.И., Микерова В.Н., Бударина Т.В. и др. рассмотрели вопросы методики и технологии моделирования угольных месторождений на этапе подготовки данных для оценки ресурсов и подсчета запасов углей. Определены структура и содержание моделей угольных объектов (проявлений, участков, месторождений). Для построения модели угольных объектов подготовлена картографическая база данных, в которой содержатся отсканированные и переведенные в электронный графический растровый формат бумажные картографические материалы по поисковым, поисково-оценочным работам и предварительной разведке (геологические карты, геологические разрезы, гипсометрические планы угольных пластов и бурого угля, поверхности карбона, сопоставления нормальных разрезов скважин). Все цифровые карты собраны в едином ГИС- проекте в среде ArcGis 9.3, в котором выделяются два уровня данных - Восточный Донбасс (обзорная карта) и Садкинский Восточный участок (детальный уровень). Восточный Донбасс - включает в себя слои топоосновы, расположения участков, геологического строения. Садкинский Восточный участок - содержит слои топооснов различного масштаба, геологического строения, гипсометрии пластов, расположения скважин различных стадий от поисковой до детальной разведки и т. д. Разработанные методики моделирования и технологические решения позволят в оперативном режиме оценивать достоверность проводимых геолого-разведочных работ любой стадии, выполнять их оптимизацию по информационным и ресурсным критериям, более достоверно оценивать категории геологической изученности запасов/ресурсов углей [Журбицкий Б.И., Микерова В.Н., Бударина Т.В. и др. Методические вопросы геологического моделирования угольных месторождений на основе баз данных по скважинам для подсчета запасов и оценки ресурсов углей. // Проблемы геологии, планетологии, геоэкологии и рационального природопользования. Материалы 9 Международной научно-практической конференции, Новочеркасск, 20 дек., 2010. -Новочеркасск. -2011.].

В.В. Васильев и Н.А.Мошиченко в докладе на научной конференции дали характеристику угольных бассейнов Западного Забайкалья. Все угленосные площади приурочены к локальным впадинам северо-восточного и широтного направления. Разведанными являются южные и центральные экономически освоенные районы, тяготеющие к Транссибирской железнодорожной магистрали, в которых находятся более 84 % общих ресурсов. Угли Западного Забайкалья бурые (1Б-3Б) нижнемелового и неогенового возраста и каменные (марок Д, ДГ, Г, ГЖ, КЖ) нижнемелового, нижне- и среднеюрского возраста. С помощью ГИС-технологий создана трехуровневая информационная система, состоящая из управляющего ГИС-проекта, ГИС-проектов по субъектам Российской Федерации и ГИС-проектов по конкретным угольным месторождениям, включающая картографическую и фактографическую базу данных на каждом уровне. Переход между уровнями осуществляется с помощью интерактивных связей. Созданная картографическая модель карты размещения основных угольных объектов Западного Забайкалья является основой для создания различных тематических карт, позволяет оперативно получать информацию о геолого-промышленных характеристиках угольных объектов, определять сырьевой потенциал угольной промышленности региона, планировать постановку геологоразведочных работ на уголь и проводить мониторинг основных характеристик угольной сырьевой базы региона [Васильев В.В., Мошиченко Н.А. Применение ГИС-технологий при создании цифровой карты размещения основных угольных месторождений Западного Забайкалья России. // Геология Западного Забайкалья. Материалы Всероссийской молодежной научной конференции, Улан-Удэ, 7-9 апр., 2011. -Улан-Удэ. -2011.].

Прогнозные ресурсы торфа по категории P₃ П.В. Бернатонис предлагает оценивать на перспективных территориях статистическим способом с использованием сведений об их заторфованности и удельных запасах торфа; по категории P₂ - на предполагаемых месторождениях по аналогии с разведанными месторождениями; по категории P₁ - на оконтуренных крестом или векторным способом месторождениях по способу среднего арифметического. Запасы торфа вместо статистического способа предложено подсчитывать способами среднего арифметического, геологических блоков, геологических разрезов и эксплуатационных блоков с отнесением их к категориям A, B, C₁ и C₂ в зависимости от принадлежности месторождений к той или иной группе по сложности геологического строения для целей разведки [Бернатонис П.В. Основные направления совершенствования методики оценки прогнозных ресурсов и подсчета запасов торфа. // Вестник. ТГУ. -2011. -№ 350. ].

При отработке месторождений торфа необходимо учитывать влияние на показатели кондиций не только многолетней, но и сезонной мерзлоты. При этом рентабельность добычи торфа в районных сезонной мерзлоты будет зависеть от продолжительности и глубины промерзания пород. Поэтому П.В. Бернатонис, В.К. Бернатонис и О.Г. Савичев представляют целесообразным провести районирование территории России по геокриологическим условиям отработки месторождений торфа. Наличие многолетней и сезонной мерзлоты оказывает существенное влияние на горно-геологические условия отработки месторождений торфа. Поэтому торфоразведочные работы в криолитозоне должны сопровождаться специализированными геокриологическими съемками с составлением карт сезонного промерзания и протаивания пород и карт развития многолетнемерзлых пород. Эти работы могут проводиться одновременно с гидрогеологическими и инженерно-геологическими исследованиями с составлением комплексных гидрогеокриологических и инженерно-геокриологических карт. И, наконец, необходимо учитывать, что многолетняя мерзлота оказывает существенное влияние на методику проведения торфоразведочных работ, вынуждая геологов переходить на бурение мелких скважин. Кроме того, геокриологическая обстановка влияет на горно-геологические условия разработки торфяных месторождений, которые, в свою очередь, являются одним из критериев для группировки месторождений торфа по сложности геологического строения для целей разведки [Бернатонис П.В., Бернатонис В.К., Савичев О.Г. Геокриологическое обоснование кондиций на торф. // Инновационные аспекты добычи, переработки и применения торфа. Материалы Международной конференции, посвященной 115-летию Национального исследовательского Томского политехнического университета, Томск, 18-20 окт., 2011. -Томск. -2011.].

Метаноносность, метанобезопасность на угольных шахтах. Проблемы внезапных выбросов. Самовозгорание угля. Пожары на месторождениях твердых горючих ископаемых. Предлагаемый А.Н. Корминым метод определения газоносности угольных пластов основан на прямом определении газоносности по кернам, отобранным при бурении скважин из пластовых горных выработок, и корректировке измерений с учетом объемов упущенного при отборе и доставке в лабораторию газа, рассчитываемых методом обратной экстраполяции. В 2008 г. в Институте угля и углехимии СО РАН была разработана «Временная методика определения газоносности угольных пластов в процессе ведения горных работ», основанная на прямом методе определения газоносности по кернам, взятым при бурении скважин из подготовительных или очистных выработок. На основе данной методики выполнена оценка фактической природной газоносности угольных пластов при горных работах на трех шахтах Кузбасса [Кормин А.Н. Оценка газоносности угля в процессе угледобычи. // 1 Усовские чтения в Кузбассе, Кемерово, 8 февр., 2010. Сборник трудов научной молодежи Кемеровского научного центра СО РАН. -Новосибирск. -2010.].

М.С. Плаксин в своей диссертации предлагает метод оценки газодинамической активности угольного пласта, позволяющего заблаговременно выделять границы газодинамически опасных зон для повышения безопасности горнопроходческих работ на основе геологоразведочной и горнотехнологической информации. Идея работы заключается в исследовании особенностей метанообильности подготовительной выработки при изменении свойств и состояний угольного пласта для выявления признаков потенциальной газодинамической опасности [Плаксин М.С. Разработка метода оценки газодинамической активности угольного пласта при проведении подготовительных выработок. // Дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. Науч. центр по безопас. работ в угол. пром-сти ВостНИИ. Автореф. дис. на соиск. уч. степ. Кемерово. -2012.].

С.М. Простов обосновал метод электрофизического контроля параметров трещины гидроразрыва при предварительной дегазации угольных пластов, обеспечивающего повышение интенсивности газоотдачи пластов за счет управляемости процесса гидроразрыва. Основные задачи исследования: моделирование продольного электросопротивления угольного пласта при гидроразрыве; расчет электрического поля точечного источника в тонком слое; разработка методики и выбор технического обеспечения исследования свойств массива при извлечении метана из угольных пластов [Простов С.М. Электрофизический контроль состояния и свойств массива при извлечении метана из угольных пластов. // Вестн. Рос. акад. естеств. наук. Зап.-Сиб. отд-ние. -2011. -№ 13.].

Н.В. Жикаляк представил результаты оценки состояния и перспектив извлечения угольного метана Юго-Западного Донбасса. Рассмотрены особенности локализации метана в углях и вмещающих породах, его ресурсы и направления использования, а также этапы дегазации и извлечения метана в зависимости от условий изучения и освоения угольных месторождений. Предлагается добычу метана в Донецкой области и Донбассе в целом рассматривать как равнозначную с добычей угля или как полноценное самостоятельное производство газометанового энергетического сырья.

Добыча метана в Донецкой области и Донбассе в целом должна рассматриваться не только как извлечение сопутствующего сырья, а как равноправная добыча, равнозначная с добычей угля, или как полноценное самостоятельное производство газометанового энергетического сырья. Радикальным мероприятием государственного регулирования в Украине безопасной угледобычи и стимулирования поэтапного извлечения метана угольных месторождений должен стать законодательный запрет добычи угля газоносностью 15 м³ и более на тонну сухой беззольной массы без заблаговременной предварительной дегазации угольных пластов. Предварительное извлечение метана целесообразно производить как вертикальными скважинами с последующим гидроразрывом угольных пластов и песчаников, так и вертикально-горизонтальными скважинами при наличии мощных пачек газоносных песчаников, структура и морфология которых благоприятны для горизонтального бурения. Объемы извлечения метана в скважины будут зависеть не только от природной газоносности и газопроницаемости поровых и порово-трещинных коллекторов, но и от времени функционирования дегазационно-эксплуатационных скважин, а также технологических мероприятий по управлению свойствами и состоянием углепородного массива. Поэтому большое внимание необходимо уделить проведению экспериментальных исследований процессов деструкции системы уголь-метан, условий и механизма десорбции метана из угольного вещества, развития трещиноватости в угольных пластах и вмещающих породах, а также интенсификации газоотдачи угля различных марок с применением комбинированного техногенного воздействия на угольный пласт и замещения метана углекислым газом. Для оценки развития в угольных пластах самоподдерживающегося циклического процесса деструкции системы «уголь-метан» постоянно должны определяться условия и параметры изменения горного давления в углепородном массиве в зависимости от фронта развития горных и очистных работ.

Следовательно, комплексная поэтапная дегазация угольных месторождений и шахтных полей Донецкой области является основой для наиболее эффективного использования энергетического потенциала Донбасса и обеспечения метанобезопасности угледобычи в сложных горно-геологических условиях [Жикаляк Н.В. (ГРГП «Донецкгеология»). Состояние и перспективы извлечения состояния угольного метана в Донецкой области. // Разведка и охрана недр. -2012. -№ 6, с. 44-50.].

С.В. Сахно предлагает способ повышения эффективности попутной добычи газа в использовании прогноза места бурения дегазационных скважин в условиях недостаточной геологической информации. Основная идея способа заключается в максимальном извлечении газа находящегося в природных макро- и микроловушках, причем не только свободного газа находящегося в них до начала ведения очистных работ, но и поступающего при разгрузке массива в процессе отработки месторождения. Предлагаемый метод прогноза основан на известном факте существования ореола рассеяния гомологов метана в местах скопления газа, находящегося в свободной фазе. Одним из аналогов способа является известный при поиске нефтегазовых месторождений прогноз газопроявлений по выходу тяжелых углеводородов на дневную поверхность. Так, вблизи мест скопления метана, например, структурных ловушек газа, геологических нарушений закрытого типа - наблюдаются повышенные содержания газов-гомологов выступающих в качестве индикаторов, эти участки будут прогнозироваться как перспективные для выбора мест бурения скважин. Реализация способа заключается в измерении фонового содержания газов-индикаторов в специально пробуренных по заданной сетке шпурах в кровле выработки, или технологических шпурах, например, под анкерную крепь. Регистрация содержания газов производится мобильными переносными газоанализаторами. При необходимости уточнения места бурения скважин возможно сгущение сетки шпуров. Вблизи регистрации максимального содержания газов-индикаторов необходимо закладывать дегазационные скважины. Для доведения предлагаемого способа до стадии практической реализации необходимо исследовать процесс миграции газов в углепородном массиве, изучить закономерности распределения гомологов-индикаторов вблизи ловушек и мест скопления углеводородных газов, на что и будут направлены дальнейшие исследования [Сахно С.В. Повышение эффективности попутного извлечения метана на основе учета площадной неравномерности его распределения. // Проблемы недропользования. Международный форум-конкурс молодых ученых, Санкт-Петербург, 25-27 апр., 2012: Сборник научных трудов. -СПб. -2012.].

Горная наука установила: в угольных пластах, в их естественном состоянии, в недрах Земли всегда содержатся летучие вещества, из которых на газ метан приходится более 90 %. Установлено: в угольных пластах содержание метана составляет 10-30 % от горючей массы угля, т.е. до 10-30 м³/т. А в процессе внезапного выброса угля и газа количество выделившегося метана обычно превосходит его возможное первоначальное содержание в самом пласте. И это не доли процента и не проценты. Количество выделившегося метана в выброшенном угле нередко превосходит его естественное содержание в угольном пласте в десятки раз, а при особо мощных внезапных выбросах угля и газа в сотни раз. Количество гипотез по этой проблеме скоро превысит десяток. Три самые первые:

1. Свободный газ содержится в порах и трещинах угольных пластов. Исследования показали - газ, содержащийся в трещинах и порах угольного пласта составялет не более 1-3 % его содержания в выброшенном угле.

2. Добавляется газ, содержащийся в соседних пластах и пропластах, а также во вмещающих породах. Тщательные исследования и расчеты показали - этот газ составляет 2-3 % от выделившегося при внезапных выбросах.

3. В угольных пластах всегда содержится сорбированный газ метан. Исследования показали, что его также не более нескольких процентов в выделившемся при выбросе метана. Одна из последних гипотез связана с восходящими потоками газа в недрах Земли. Несмотря на очевидность этой гипотезы, она пока развивается за счет гранта РФФИ и интеграционного проекта СО РАН [Грицко Г.И., Кулаков Г.И. Влияние мощности угольных пластов на интенсивность и частоту внезапных выбросов угля и газа на угледобывающих предприятиях. // СПАССИБ-СИББЕЗОПАСНОСТЬ-2010. Совершенствование систем управления, предотвращения и демпфирования последствий чрезвычайных ситуаций регионов и проблемы безопасности жизнедеятельности населения. Международная выставка и научный конгресс, Новосибирск, 21-23 сент., 2010: Материалы научного конгресса. -Новосибирск. -2010.].

Известны: региональный прогноз - оценка газодинамической опасности пластов в пределах месторождений и горных отводов шахт; локальный прогноз - установление критических выбросоопасных глубин ведения горных работ в пределах выемочных полей. Предлагаемый А.А. Рябцевым метод регионального прогноза позволяет еще на стадии оценки перспективности месторождения сделать заключение о влиянии газового фактора на уровень выбросоопасности пластов. Суть его заключается в следующем. Ведение горных работ по пласту приводит к снятию механической нагрузки. В результате происходит процесс распада углеметанового вещества, представленного в виде твердого углегазового раствора, а выделяющаяся при этом энергия газа способна формировать новую удельную поверхность в твердом компоненте угля. Установлено, что такое развитие процесса соответствует величине показателя газодинамической активности, зависящей от глубины залегания пласта, его газоносности, выхода летучих веществ и прочности угля [Рябцев А.А. Региональный прогноз газодинамической активности углеметановых пластов и планирование объемов извлечения попутного метана. // 1 Усовские чтения в Кузбассе, Кемерово, 8 февр., 2010. Сборник трудов научной молодежи Кемеровского научного центра СО РАН. -Новосибирск. -2010.].

В статье Ф.А. Голынской рассматривается роль органических микрокомпонентов в процессе самовозгорания углей. Установлено, что петрографический состав органической части углей играет важную роль в процессе их окисления и самовозгорания, это обусловлено сорбционной способностью и химической активностью соединений, входящих в состав органических микрокомпонентов. Наивысшей среди органических микрокомпонентов сорбционной способностью обладают крупные включения микрокомпонентов группы фюзинита, что связано с его высокой пористостью, обусловленной хорошо сохранившейся клеточной структурой. Включения фюзинита в витринитовой массе в результате его окисления обуславливает образование в витрините микротрещиноватости и, как следствие, обеспечивает свободный доступ кислорода к угольному веществу. Микрокомпоненты группы витринита, как наименее устойчивые к окислению, при значительном их содержании и хорошей сохранности клеточной (пористой) структуры, имеют первоочередное значение в процессе самовозгорания углей. Повышенной активностью к окислению обладают угли, в которых полости клеточной структуры микрокомпонентов выполнены мелкодисперсным пиритом [Голынская Ф.А. Роль органических микрокомпонентов в процессе самовозгорания углей. // Маркшейдерия и недропольз. -2011. -№ 5.].

Изобретение В.В. Дырдина, С.Ф. Шепелевой и Д.С. Вершинина может быть применено при текущем прогнозе выбросоопасности угольных пластов. Способ включает поинтервальное бурение скважин глубиной не менее 5,5 м с шагом не более 1,0 м, измерение, начиная с расстояния 0,5 м, на каждом интервале выхода бурового штыба и начальной скорости газовыделения. Для условий разработки угольного пласта по величинам газового давления и температуры угольного пласта устанавливают возможность существования в угольном пласте газовых гидратов. В пробуренной скважине измеряют удельное электросопротивление угольного пласта и строят график зависимости удельного электросопротивления угольного пласта от расстояния вдоль оси скважины. С помощью графика определяют ширину зоны угольного пласта, содержащую газовые гидраты природного газа. Далее рассчитывают показатель выбросоопасности в зависимости от ширины зоны угольного пласта, содержащей газовые гидраты, и влажности угольного пласта. После этого делают заключение о выбросоопасности данного участка угольного пласта. Технический результат заключается в повышении надежности определения выбросоопасных зон в угольных пластах, склонных к внезапным выбросам угля и газа [Дырдин В.В., Шепелева С.Ф., Вершинин Д.С. Способ определения выбросоопасных зон в угольных пластах. // Пат. док. № 2447289. МКИ E21F 5/00 (2006.01). КузГТУ. Заявка № 2010133198/03; Заявл. 06.08.2010. Опубл. 10.04.2012.].

В.С. Зыковым описаны газодинамические явления, происходящие на угольных шахтах, природа их возникновения, основные факторы, определяющие газодинамическую активность. Приведена классификация газодинамических явлений на угольных шахтах с указанием общих характеристик и отличительных особенностей различных типов явлений. Показано их отношение к общей классификации опасных зон, встречающихся при ведении горных работ. Рассмотрены процессы формирования опасных по газодинамическим явлениям ситуаций, механизм возникновения и развития явлений. Описан порядок разделения шахтопластов, их участков и зон на категории опасности по газодинамическим явлениям. Изложены требования к проектированию и ведению горных работ на склонных к газодинамическим явлениям пластах, общая организация работ и основные мероприятия по предупреждению газодинамических явлений, технология ведения горных работ ниже критических по внезапным выбросам и горным ударам глубин [Зыков В.С. Внезапные выбросы угля и газа и другие газодинамические явления в шахтах. // ИУУ СО РАН. -Кемерово. -2010.].

Диссертация С.А. Шепелевой посвящена исследованию влияния диссоциации твердых растворов природных газов по типу газовых гидратов при определенных термодинамических условиях на выбросоопасность краевых зон угольных пластов для повышения точности текущего прогноза. Идея работы состоит в том, что природный газ в угольных пластах при определенных термодинамических параметрах может находиться в связях по типу газовых гидратов, которые при диссоциации могут выделять дополнительно большие объемы свободного газа и тем самым влиять на формирование выбросоопасных ситуаций [Шепелева С.А. Совершенствование метода прогноза потенциально выбросоопасных зон в угольных пластах. // Дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. Науч. центр по безопас. работ в угол. пром-сти ВостНИИ. Автореф. дис. на соиск. уч. степ. -Кемерово. -2011.].

Guo Chen-ye, Xian Xue-fu, Yao Wei-jing и др. описывается математическое моделирование с программой ANSYS на основе фактических данных по выбросам, собранным на шахте в течение 30 лет. Результаты моделирования показывают, что большое влияние оказывают тектонические напряжения и трещины пород, окружающих выработки к лаве. Опасные места связаны с кровлей этих выработок в так называемых карманах размером 5-15 м [Guo Chen-ye, Xian Xue-fu, Yao Wei-jing и др. Влияние зоны трещиноватости на внезапные выбросы. Zhongguo kuangye daxue xuebao. // J. China Univ. Mining and Technol. -2010. 39. -№ 6.].

Фрянов В.Н., Криволапов В.Г., Фрянова О.В. и др. предлагают научную идею формирования и консервации в угольном пласте газогидратов, разложения соединений метана и воды в безопасных участках шахтного поля или на земной поверхности с замещением метана углекислым газом и последующим использованием метана в качестве энергоносителя [Фрянов В.Н., Криволапов В.Г., Фрянова О.В. и др. Дегазация угольных пластов на шахтах посредством формирования газогидратов метана и управляемого перехода его в газообразное состояние. // Горн. инф.-анал. бюл. -2011. -№ 11.].

Изобретение И.Ю. Зайцева может быть применено при добыче метана как для его промышленного использования, так и для дегазации разрабатываемых угольных пластов. Способ включает бурение скважин, обсаживание скважин и цементирование затрубного пространства, выделение в углепородном массиве, по меньшей мере, одного пласта с низкой газопроницаемостью, по меньшей мере, одним угольным пластом, намеченным к дегазации, вскрытие угольных пластов и вмещающих пород, механическое воздействие на угольные пласты, удаление рабочей жидкости, отбор воды по всей толще углепородного массива ниже пласта с низкой газонепроницаемостью, добычу газа по всей толще углепородного массива. Механическое воздействие на угольные пласты осуществляют с использованием гидроразрыва пласта, или газодинамического воздействия на пласт, или пневмогидродинамического воздействия на пласт, или гидровоздействия в режиме кавитации. В углепородном массиве выделяют, по меньшей мере, один пласт с низкой водопроницаемостью, расположенный ниже дегазируемого угольного пласта, проводят вскрытие углепородного массива в интервале, ограниченном снизу пластом с низкой водопроницаемостью, а сверху пластом с низкой газопроницаемостью. На путях миграции газа и в областях его скопления бурят дополнительные скважины. Технический результат заключается в обеспечении наиболее полного извлечения газа, содержащегося как в угольных пластах, так и во вмещающих водонасыщенных породах [Зайцев И.Ю. Способ дегазации угольных пластов. // Пат. док. № 2447290. МКИ E21F 7/00 (2006.01). Инконко. Заявка № 2010145974/03; Заявл. 11.11.2010. Опубл. 10.04.2012.].

С.В. Сластунов рассмотрел вопрос системного обеспечения метанобезопасности угольных шахт. Изложены концептуальные подходы к решению этой проблемы. Отмечается необходимость глубокой дегазации разрабатываемых пластов в условиях их интенсивной разработки. Показана необходимость применения новых технологий заблаговременной дегазации с использованием скважин с поверхности. Рассмотрены перспективы развития научного направления по управлению свойствами и состоянием углегазоносного массива для борьбы с основными опасностями в угольных шахтах [Сластунов С.В. Метанобезопасность шахт России - ключевая проблема угольной отрасли. // Горн. инф.-анал. бюл. -2011.].

Цель диссертационной работы В.А. Скрицкого - развитие научных представлений о механизме возникновения очагов самовозгорания угля в выработанном пространстве очистных забоев и на их основе повысить эффективность способов предотвращения аварий, обусловленных возникновением эндогенных пожаров в угольных шахтах. Идея работы заключается в том, чтобы при разработке новых и совершенствовании известных способов оценки эндогенной пожароопасности и предотвращения эндогенных пожаров учитывались роль влагообмена и горного давления в формировании и развитии очагов самонагревания угля [Скрицкий В.А. Исследование механизма возникновения очагов самовозгорания угля и обоснование способов предотвращения эндогенных пожаров в шахтах. // Дисс. на соиск. уч. ст. докт. техн. наук. Ин-т горн. дела СО РАН. Автореф. дис. на соиск. уч. степ. Новосибирск. -.2011.].

Рассмотрено изменение эндогенной пожароопасности бассейна после реструктуризации отрасли и закрытия высокоаварийных шахт. В.Г. Игишев и С.А. Син показали, что относительная аварийность по виду «эндогенный пожар», оцениваемая их числом на 1 млн т подземной добычи, уменьшилась в два раза. Отмечено, что с расширением области применения схем проветривания лав с отводом метана по выработанному пространству резко обозначилось негативное влияние на эндогенную пожароопасность отложений угольной пыли [Игишев В.Г., Син С.А. Современное состояние проблемы борьбы с эндогенными пожарами в шахтах Кузбасса. // Уголь. -2012. -№ 7.].

Цель диссертационной работы Д.И. Савельева - установление зависимостей пылеобразующей способности угля от концентрации смачивателя и давления газожидкостного раствора поверхностно-активных веществ (ГЖР ПАВ) при предварительном увлажнении угольного массива для повышения пылевзрывобезопасности за счет снижения пылевыделения и пылеотложения в горных выработках. Идея работы состоит в использовании физико-химического воздействия газонаполненных растворов ПАВ на угольный массив для повышения смачиваемости и равномерности распределения нагнетаемой жидкости в пласте за счет большей проникающей способности газожидкостных смесей ПАВ [Савельев Д.И. Повышение пылевзрывобезопасности при подземной разработке угля за счет обработки угольного массива газонаполненными растворами ПАВ. // Дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. Моск. гос. горн. ун-т. Автореф. дис. на соиск. уч. степ. -Москва. -2011.].

Изобретение А.В. Заболотных относится к способам тушения пожара и может найти применение при предотвращении распространения пожаров на торфяниках. Способ предотвращения распространения пожаров на торфяниках включает устройство траншей, которые роются в зимний период, а вода доставляется в прорытые траншеи зимой в виде снега, вывозимого с территории населенных пунктов или прилегающих территорий, после чего снег трамбуется. После окончания зимних снегопадов снежный вал укрывают светоотражающей водонепроницаемой пленкой, слоем грунта или тонкодисперсного золошлакового материала для сохранения снега в летнее время. При приближении пожара снег интенсивно тает, увлажняя торф на всю глубину залегания, предотвращая распространение пожара. Изобретение позволяет упростить и удешевить способ, повысить эффективность защиты объектов от распространения огня при пожарах на торфяниках при любой мощности торфяного слоя [Заболотных А.В. Способ предотвращения распространения пожара на торфяниках. // Пат. док. № 2432977. МКИ A62C 3/02 (2006.01). Заявка № 2010141973/12; Заявл. 14.10.2010. Опубл. 10.11.2011.].

Б.М. Кизяев, К.В. Губер, В.К. Губин и др. предлагают способ тушения локальных очагов глубинного горения торфа, который включает подачу в толщу горящего слоя торфа воды, насыщенной двуокисью углерода. Для этого в слое торфа на всю его глубину бурят вертикальную скважину и вдоль ее оси в толще торфяника гидравлическим ударом последовательно выполняют несколько рядов радиальных горизонтальных скважин. При этом перекрывают устье вертикальной скважины, изолируют ее дно от подстилающего горизонта и эту систему скважин заполняют водой, насыщенной двуокисью углерода. Предлагаемый способ тушения локальных очагов глубинного горения торфа позволяет без потерь подавать непосредственно в толщу горящего торфа насыщенную двуокисью углерода воду и, благодаря сочетанию охлаждения толщи горящего торфа водой и заполнению его перового пространства углекислым газом, повышает эффективность тушения глубинного пожара в локальных очагах [Кизяев Б.М., Губер К.В., Губин В.К. и др. Способ тушения локальных очагов глубинного горения торфа. // Пат. док. № 2444390. МКИ A62C 3/02 (2006.01). ВНИИГиМ РАСХН. Заявка № 2010152471/12; Заявл. 23.12.2010. Опубл. 10.03.2012.].

Изобретение Голубева Н.К., Бедретдинова Г.Х., Васильева В.Н. и др. может найти применение при борьбе с пожарами на месторождениях торфа. Способ предотвращения и локализации пожаров на торфяниках включает размыв торфа подаваемой пульпой с одновременным заполнением размытой воронки минеральным грунтом и выносом размытой массы обратным потоком, при этом подаваемую к участку пульпу сгущают, разделяют на осветленный и сгущенный потоки, осветленным потоком размывают траншеи преимущественно по возвышениям рельефа и заполняют их минеральным грунтом крупной и средней фракций сгущенной пульпы, а смесь размытого торфа с мелкими фракциями осветленной пульпы переливают через бровки траншей на прилегающие торфяные площади. Способ позволяет создавать эффективную вертикальную завесу из негорючего минерального грунта, препятствующую распространению наиболее вероятного очага возгорания, и укрывать прилегающие площади слоем минерализованного торфа, снижающего вероятность его самовозгорания [Голубев Н.К., Бедретдинов Г.Х., Васильев В.Н. и др. Способ предотвращения и локализации пожара на торфяниках. // Пат. док. № 2444388. МКИ A62C 3/02 (2006.01). ВНИИГиМ РАСХН. Заявка № 2010152472/12; Заявл. 23.12.2010. Опубл. 10.03.2012.].