книги из ГПНТБ / Брагина В.И. Технология угля и неметаллических полезных ископаемых

лива, призванные обеспечить повышение эффективности его применения в народном хозяйстве. К их числу относятся: не­ прерывный метод получения формованного металлургическо­ го и энергетического топлива из широкой гаммы ископаемых

остатка в энергетике и металлургии расширить ресурсы хи­ мического сырья; методы использования высокообводненных н многосернистых топлив путем их сжигания и газификации;

технология комплексного использования минеральной части углей с целью получения редких элементов, глинозема, сер­ нистых продуктов и строительных материалов, использование некоторых зол углей как ценной добавки к удобрениям в сельском хозяйстве; технология получения из твердого топ­

Б твердом топливе по сути скрыты почти неограниченные резервы сырья.

2.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ УГЛЯ И ЕГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

и смежных с цим геологических периодов и скопления водо­ рослей и микроорганизмов, населявших водоемы. По хими­

Водорослисостоят преимущественно из белков и жиров, количество клетчатки в них ничтожно, отмирая, они падают на дно водоем», где вместе с неорганическими примесями образуют органический гниющий ил-сапропель. Он и послу­ жил источником образования одной группы ископаемых уг­ лей—сапропелитов.

Высшие растения состоят, главным образом, из лигнинноцеллюлозных тканей и незначительного количества смоло- и воскообразных веществ. Белки и жиры, находящиеся в их живых тканях, играют подчиненную роль. При разложении накопившихся в низинных болотах высших растений полу-

чаются гумусовые вещества, откуда группа ископаемых уг­ лей-гумолитов. Первая группа углей большого промышленно-

единены общим названием гумолиты. Гумиты являются наи­ более распространенной группой углей. В частности к ним

' Самыми чистыми сапропелитовыми углями с наименьшим количеством гумусовых и. минеральных примесей являются богхеды. Типичные богхеды встречаются, например, в Под­ московном бассейне. Они матовые, без всякой слоистости, с

всех видов ископаемых является растительное вещество, при­ чем существуют 2 основных пути превращений растительного вещества [1] . Первый путь — постепенный переход от рас­ тительного вещества к торфу, бурым, каменным углям и антрацитам. Этот путь состоит в том, что в процессе пре­ вращений от растительного вещества отщепляются преиму­ щественно вода и в меньшей мере двуокись углерода. Вто-

рой путь ведет к образованию сапропелитовых горючих, салропелей, сланцев, богхедов, нефти. Этот путь заключает в себе процессы превращений, при которых от растительного материала отщепляются вода и двуокись углерода в равном

самого разнообразного качества. Запасы ценных каменных-

и содержание серы в углях бассейна колеблются в широких пределах. Среднее содержание золы на абсолютно сухое ве­ щество в большинстве угольных пластов 7—15%. Углей с

среднем 1%), среднесерийные — 1,5—2,5% (в среднем 2%),

По размерам добычи угля и антрацита Донецкий бассейн занимает первое место среди угольных бассейнов Советского Союза,

линзами минерального вещества.

ческим топливом; пригодны для газификации и полукоксо­ вания. Общие геологические запасы угля бассейна составля­

ное положение, но уступает другим бассейнам по качеству угля (высокая влажность, зольность, много серы). Содержа­ ние золы в углях колеблется от 12 до 45% и выше. Угли с высокой зольностью (45—55%) составляют около 10% всех учтенных запасов углей бассейна. Угли месторождений, рас­ положенных в западной части Тульской и восточной части Калужской области, характеризуются повышенной зольно­

могут добавляться к донецким спекающимся углям и исполь­ зоваться для коксования.

и связан железной дорогой со столицей Казахской ССР АлмаАтой и промышленными районами Сибири, Урала и респуб­

тельное количество золы (10—43% и выше). Содержание се­ ры в углях около 1%, по некоторым пластам более 2, по от­ дельным пластам достигает 3,5—4%. Содержание фосфора колеблется от 0,003 до 0,06%. Выход летучих веществ около

бассейнов Советского Союза. Общегеологические запасы бас­

Обогатимость углей трудная, и лишь отдельные пласты име­ ют легкую и среднюю степень ее.

Угли в большинстве относятся к малосернистым (содер­ жание серы не более 1,5%), часть — к среднесерийным (со­ держание серы до 3,5%), имеется небольшое количество слу­ чаев содержания серы до 6% и более.

Содержание фосфора неравномерное, и один и тот же пласт угля в различных частях месторождения содержит раз­ личное количество фосфора. Большая часть углей бассейна относится, к среднефосфористым (0,1—0,2%).

Выход летучих веществ, в углях бассейна — от 7 до 50%. Угли Печорского бассейна в зависимости от их состава ис­ пользуются для получения кокса и как энергетическое топ­ ливо.

К у з н е ц к и й бассейн расположен в южной предгорной части Западной Сибири, между горными отрогами Алтая — Салаиром и Кузнецким Алатау. Общие геологические запа­

и среднезольным. Наименьшей зольностью характеризуются

ленного освоения и выгодному географическому положению имеет исключительное значение как крупнейший энергети­ ческий центр Среднего Урала и топливная база промышлен­ ных предприятий Челябинской и прилегающих к ней обла­ стей.

себя угольные месторождения горского возраста, распо­

ганское обладают небольшой площадью распространения уг­

ных районов труднодоступны, и поэтому практическая цен­

трацитов включительно [40]. Разведанные балансовые запа­ сы на 1.1. 1966 г. составили 6,88 млн. руб. [ 9 ] . Качество ря­ дового товарного угля месторождений Средней Азии харак­ теризуется следующими показателями: содержание золы •6—20%, серы 0,4—2,3%, влажность 15—36%.

Г и Д ) , в крайней западной части бассейна бурые. Наилуч­ шие по качеству угли, дающие спекающийся кокс, приуроче­ ны к центральной части бассейна (Черемхово), Присаянской полосе и Заангарью. Вдоль северо-восточной окраины бас­ сейна среди гумусовых углей широко распространены сапро­ пелевые угли — богхеды. В центральной части бассейна в гумусовых углях встречаются прослои глинистых сапропелитов.

Качественные показатели гумусовых каменных углей: со­ держание влаги — 2—6%, золы — 10—27%, серы — 0,5— 8%, выход летучих веществ.— 40—53% [40].

В бурых углях содержится влаги 25—28%, золы —12— 22%, летучих — 50—55.,% [40].

Сапропелиты по сравнению с гумусовыми углями харак­ теризуются повышенной зольностью (до 45%), высоким вы­ ходом летучих веществ (75—88%). Угли в большинстве овоем средне- и труднообогатимые.

Угли используются для энергетических целей и для по­ лучения моторного топлива. Малосернистые спекающиеся угли могут использоваться для получения металлургическо-

развитием по западному склону Срединного хребта верхне­ меловых, палеогеновых и неогеновых отложений; в централь­ ной части этого хребта и в восточной части полуострова уг­ леносность практически отсутствует.

Геологические запасы углей полуострова Камчатка сос­ тавляют 0,83 млрд. т [40].

Угли обладают малой зольностью, очень высоким содер­ жанием влаги и быстро рассыпаются в мелочь. Часть углей

В естественном состоянии угли нетранспортабельны, тре­ буют ' брикетирования или сжигания на месте в пылевидном состоянии.

Вследствие высокого содержания смол угли бассейна мо­ гут использоваться в качестве сырья для химической про­ мышленности.

Распределение перспективной добычи угля по основным экономическим зонам и угольным бассейнам показано в табл. 1.

3.

СОСТАВ КАМЕННЫХ УГЛЕЙ И ВРЕДНЫЕ ПРИМЕСИ

Вещество ископаемого угля неоднородно и состоит из не­ скольких петрографических инградиентов, которые отлича­ ются твердостью, цветом, блеоком, содержанием золы и дру­

де сравнительно толстых прослойков без слоистости; обла­ дает большой твердостью и вязкостью. Под микроскопом он неоднороден, основная его масса бесструктурна и имеет включения скоплений растительных остатков, форменных элементов (споры, кутикула, оболочка листьев, пыльца), фюзенизированных обрывков растительной ткани (ксилен) и смоляных телец. В дюрене малометаморфизованных углей присутствует пыльца высших растений. Кутикула представ­ ляет собой такие остатки растений, как листья, молодые по­ беги и покровный слой веток, смоляные тела представляют собой прозрачные образования овальной формы, не имеющие

напоминает древесный уголь и обладает волокнистым строе­ нием. Обычно встречается по плоскостям напластования уг­ ля в виде линз и примазок. Характеризуется высокой золь­ ностью (5—30%) и содержанием Р, S; хрупкий, легче из-

мельчается, чем дюрен. Под микроскопом видно клеточное отроение древесины, из -которой фюзен образовался. Кокс из него получается в виде пброшка. Фюзен оказывает вредное •влияние на коксуемость других ингредиентов, при содержа­ нии его больше 10—12% уголь не коксуется.

В и т р е н — блестящий инградиент — вещество коллоид­ ного характера, встречается в виде длинных л,инз толщиной 1—8 см, имеет раковистый излом, обладает слабозаметной клетчатой структурой, хрупок, зольность низкая—1,3—1,5%. Часто линзы и прослойки витрена пронизаны резко выражен­

шению коксуемости более крупных классов, обедненных витреном.

• К л а р е л — блестящая разновидность (но менее чем ви­ трен), неоднороден и состоит из более или менее прозрачной основной массы и некоторого количества форменных эле­ ментов. Часто включает небольшие линзы витрена, фюзена и прослойки дюрена. Залегает Он мощными прослойками, а иногда и целыми пластами угля. По зольности (1—1,5%) ма­ ло отличается от витрена. Поскольку дюрен сложный микрокомпонент и в его состав входят различные форменные эле­ менты, основная масса его может иметь различный характер. Так, например, дюрен углей Кизеловского бассейна содер­ жит до 60% споровых оболочек и называется споровым дю-

Петрографические микрокомпоненты каменных углей от­ личаются и рядом химических особенностей. Фюзен наибо­ лее обособлен по своим химическим свойствам. Он ха­ рактеризуется пониженным выходом летучих веществ по

жены из различных более простых компонентов. Поэтому углепетрографы выделили три группы микрокомпонентов уг­ ля: витрен, фюзен и кутиновые форменные элементы [1] .