Склад, якість та основні напрями використання вугілля Старобільського вугленосного району

Abstract

У дисертації вирішено актуальне наукове завдання обґрунтування напрямів використання вугілля Старобільського вугленосного району на базі комплексної оцінки складу та якості вугілля. Для забезпечення всебічного комплексного вивчення і системного узагальнення показників складу та якості вугілля та підвищення рівня достовірності визначення напрямів його використання створено репрезентативну базу даних. Визначено типовий кількісно-петрографічний склад вугілля пластів продуктивних світ Старобільського вугленосного району. Виявлено генетичні особливості петрографічного складу вугілля та встановлено відмінності вугілля району в порівнянні з одновіковим вугіллям Старого Донбасу. Згідно зі всіма діючими класифікаціями, як вітчизняними, так і закордонними, вугілля пластів h8, k2н, l7 та m3 знаходиться на незначній, майже однаковій стадії вуглефікації та відноситься до кам’яного марки Д. Основними напрямами використання вугілля визначені енергетика та отримання синтетичного рідкого палива шляхом гідрогенізації. Встановлено, що для спалювання найбільш придатним є вугілля пласта m3 та частково пласта k2н. За ступенем придатності для гідрогенізації вугілля пластів, що вивчалися, за значеннями окремих показників належить до різних груп та в цілому є придатним для гідрогенізації.

Диссертация посвящена оценке петрографических и химико-технологических свойств угля Старобельского угленосного района с позиции определения рациональных направлений его использования. На основании комплексной методической базы решена актуальная научно-практическая задача по повышению уровня обоснованности направлений эффективного использования угля в промышленности, повышения энергетической безопасности страны. Впервые определен типовой петрографический состав промышленных угольных пластов продуктивных свит угля Старобельского угленосного района и проведена петрографическая типизация пластов. Впервые выявлены стратиграфические закономерности его изменения. Установлено, что в стратиграфическом разрезе от пластов нижних свит к пластам верхних свит количество мацеральной группы инертинита увеличивается, а групп витринита и липтинита уменьшается. Впервые на уровне мацералов определены петрографические особенности углей. Установлено, что в группе витринита преобладает комковатый пористый коллинит. Телинитовые разности витрена встречаются относительно редко и представлены, как правило, фрагментами с различной степенью сохранности клеточного строения. Особенностью группы инертинита служит преобладание содержания семифюзинита над содержанием фюзинита, а группы липтинита – значительное количество кутинизированного вещества и присутствие альгинитового и резинитового вещества. Установлено, что формирование торфяников в северной части Донецкого прогиба, по сравнению с другими его частями, происходило более медленно, в течение длительного времени в солоноватой морской области при различных уровнях обводненности торфяников и геохимической среды придало углю характерных специфических и неповторимых петрографических и химико-технологических свойств и особенностей их изменения. Выявлено, что к особенностям свойств углей относятся повышенная рабочая влажность, зольность, содержание серы и солей щелочных металлов. Применение автоматизированной системы поддержки принятия решений позволило уточнить изменение показателей состава и качества углей, выявить площадные закономерности их изменения и уточнить направления их рационального использования. Обнаружены генетические особенности петрографического состава угля и установлены различия угля изучаемого района по сравнению с одновозрастным углем Старого Донбасса. В соответствии со всеми действующими классификациями, как отечественными, так и зарубежными, уголь пластов h8, k2н, l7 та m3 находится на незначительной, почти одинаковой стадии углефикации и относится к каменному. С учетом петрогенетических и химико-технологических особенностей угля основными направлениями его использования определены энергетика и получение синтетического жидкого топлива путем гидрогенизации. По значениям теплоты сгорания уголь пригоден для использования в энергетике, однако, значительное содержание серы и щелочных металлов не позволяют рекомендовать уголь к использованию в энергетике без предварительного обогащения. Установлено, что в целом уголь Старобельского угленосного района, по сравнению с углем Донецкого бассейна аналогичной марки, характеризуется большей степенью пригодности к гидрогенизации и относится ко второй группе. Для определения наиболее перспективных площадей для гидрогенизации выделены зоны распространения углей различных групп. Своеобразность поведения углей в технологических процессах объясняется «провинциальными» особенностями его состава и качества, которые были сформированы в процессе накопления торфа и на начальной стадии диагенеза.

Topical scientific task to substantiation the directions of using coal of Starobel’sk coal area on the basis of a complex estimation of coal composition and quality is answered in the dissertation. The representative database is created for maintenance of all-round complex studying and system generalisation of indicators of coal composition and quality and increase of definition reliability level of using directions. The typical quantitatively-petrographic composition of coal beds of productive formation of Starobel’sk coal area is defined. Genetic features of petrographic composition of coal are revealed and differences of coal of the area in comparison with one-age coal of Old Donbass are established. According to all existing classifications of both domestic and foreign coal beds h8, k2н, l7, m3 are the small almost the same stage of coalification and refers to the hard coal mark D. The energy and produce synthetic liquid fuels through hydrogenation identified as the main directions of coal using. Most suitable for burning is coal bed m3 and partly bed k2н. Coal of all beds on values of separate indicators belongs to different groups on suitability degree for hydrogenation and as a whole is suitable for it.