Многочисленные исследования, выполненные за последние годы, показывают, что спрос на уголь будет неуклонно расти на протяжении будущих нескольких десятков лет.
Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) представляет собой одну из основ развития экономики современного общества. Темпы научно-технического процесса, интенсификации общественного производства, повышения технического уровня и улучшения труда в значительной мере определяются состоянием энергетики страны. Именно поэтому во всех странах мира уделяется большое внимание проблеме развития энергетической базы. Роль энергетики возрастает еще больше в связи с прогрессирующим истощением обычных ресурсов (нефть, газ, уголь и др.) и все более заметным, иногда уже необратимым изменением (загрязнением) окружающей среды, сопровождающим работу энергоустановок.
Экономное и экологически чистое расходование энергии становится одной из основных задач инженерной деятельности в любой отрасли. Поэтому эффективному использованию природных ресурсов, защите окружающей среды уделяется большое значение. Так как использование высококачественного вида угля не всегда представляется возможным и целесообразным, а так же учитывая тенденции развития ТЭК, все большее значение приобретает ориентация теплоэнергетики на использование дешевых и легкодоступных низкосортных местных топлив [1].
Актуальность темы исследования. Запасы угля в мире существенно выше, чем нефти и газа рассматриваются в перспективе в качестве основных энергетических топлив. Поэтому необходимо стимулировать работы по исследованию в области угольной промышленности. Уголь в ближайшем будущем останется главным источником энергии. В связи с этим внимание уделяется низкосортным энергетическим топливам, таким как лигниты и бурый уголь.
Целью работы является изучение и энергетический анализ качественных характеристик лигнитов Горностаевского месторождения Восточно-Казахстанской области (ВКО).
Для решения вышеназванной цели были поставлены задачи:
– исследование состава и качественных характеристик лигнитов Горностаевского месторождения;
– сравнение качественных характеристик лигнитов и разных видов угля месторождений РК.
Горностаевское месторождение лигнитов расположено в Бескарагайском районе Восточно-Казахстанской области в 100 км западнее г. Семей на трассе железной дороги г. Семей – г. Павлодар. Основное полезное ископаемое месторождения – кобальто-никелевые руды, а лигниты являются сопутствующими [2].
В районе месторождения есть вся необходимая для ведения разведочных работ инфраструктура:
– железная дорога г. Семей – г. Павлодар;
– шоссе с асфальтовым покрытием г. Семей – г. Курчатов;
– на юге месторождения проходит ЛЭП напряжением 220 тыс. вольт;
– в 24 км к западу от месторождения расположен г. Курчатов, в котором возможно проживание коллектива работников горного предприятия.
Участок месторождения характеризуется довольно ровной поверхностью с абсолютными отметками рельефа в пределах (173÷183) м. Почвенно-растительный слой развит слабо и не повсеместно, мощность его не более (5÷10) см. Растительный мир скуден и представлен, в основном, степными растениями: ковыль, полынь.
Климат района месторождения резко континентальный. Среднегодовое количество осадков составляет 330 мм, наибольшее их количество выпадает в весеннее и осеннее время в виде дождей. В летнее время осадков выпадает мало, снежный покров устанавливается в середине ноября. Толщина его к концу зимнего сезона достигает (25÷30) см. Глубина промерзания грунта (1,0÷1,5) м, к началу апреля снег тает. В районе часто дуют ветры, высушивающие почву летом и вызывающие сильные бураны зимой. Преобладающее направление ветров в летнее время западное и юго-западное.
В 1960-68 годах в пределах Горностаевского ультрабазитового пояса поисковые и поисково-оценочные работ проводила Горностаевская (Семейтауская) геологоразведочная партия Семипалатинской комплексной ГРЭ. В процессе работ месторождение было изучено до глубины (50÷75) м в Левобережной части и до глубины 150 м в Правобережной части и составлен чертеж геологического разреза (рис. 1). Было установлено, что в районе Горностаевского месторождения кобальто-никелевых руд располагаются:
– месторождение известняков;
– месторождение бурых углей (лигнитов) с янтарем;
– месторождение керамических глин;
– месторождение песчано-гравийной смеси.
Лигнит (от лат. lignum – дерево, древесина) – ископаемая, слабоуглефицированная древесина (главным образом хвойных растений) бурого цвета, сохранившая анатомическое строение растительных тканей и по внешнему виду сходная с неизмененной древесиной. Лигнитом называют также бурый уголь, содержащий обильные включения плохо разложившихся древесных остатков (лигнитовый уголь). В некоторых зарубежных странах к лигниту относят слабоуглефицированные разности бурых углей.
На основании анализов проб, проведенных в лаборатории, были рассчитаны качественные характеристики лигнитов Горностаевского месторождения. для сравнения были взяты еще три марки угля наиболее распространенных в Казахстане.
По полученным данным были построены графики для более наглядного сравнения этих углей[3]. на графиках синим цветом показаны лигниты, зеленым уголь Карагандинского месторождения, красным уголь Каражиринского месторождения, желтым уголь Экибастузского месторождения. На рис. 2 показан график, где сравнивается общая влага углей, на рис. 3 график сравнения зольности углей, а на рис. 4 показан график, где сравнивается низшая теплота сгорания углей.
Рис. 1. Геологический разрез Горностаевского месторождения ВКО
Рис. 2. Общая влага
Рис. 3. Зольность
Рис. 4. Низшая теплота сгорания
Выводы
В результате проделанной работы были получены следующие выводы:
– Горностаевское месторождение располагается в удобном месте для добычи полезных ископаемых и в частности лигнитов, из-за близкого расположения железных дорог и трасс Республиканского значения;
– так как лигниты являются попутным полезным ископаемым к кобальто-никелевым рудам, их добыча вполне выгодна;
– при исследовании проб лигнитов получены их качественные характеристики и состав: углерод 59,83 %, водород 7,75 %, азот 0,58 %, кислород 27,6 %, сера 4,23 %;
– изучены качественные характеристики наиболее распространённых углей Казахстана;
– сравнение лигнитов Горностаевского месторождения показали то, что их состав и качественные характеристики близки к бурым углям Экибастузского месторождения и пригодны для сжигания в котельных малых мощностей.