Условия залегания канско ачинского угольного бассейна. Канско-ачинский угольный бассейн - большая советская энциклопедия. Проблемы переработки и комплексного использования канско-ачинских углей Значение канско ачинского бассейна для экономики страны

Практическая работа для учащихся 9 класса №2

Составление характеристики угольного бассейна России.

Цель работы: отработать умение составлять экономико-географические характеристики угольных бассейнов (топливно-энергетических баз) по плану, используя картосхему, карты атласа и другие источники информации.

Материалы для выполнения работы: учебник по географии, атлас, другие источники информации (Интернет-ресурс).

Ход работы:

Вариант 1.

Задание: Дайте характеристику бассейна по плану (на примере Печорского угольного бассейна).

План характеристики:

Печорский угольный бассейн

1.Географическое положение бассейна. В какой части страны, в каком субъекте РФ расположен бассейн?

Расположен на северо-востоке европейской части страны, на севере республики Коми. Центр-Воркута. Другой город в бассейне Инта. До Воркуты проложена железная дорога - Печорская (Коноша-Воркута);

2. Способ добычи: подземный (шахтный);

3. Глубина добычи: 300 метров.

4. Мощность пластов: средняя мощность-1,5м;

5. Качество угля: высококачественные(0,8 ккал/кг);

6. Себестоимость добычи: угли дорогие (себестоимость высокая);

7. Величина добычи и запасы угля: 13 млн.т;

8. Потребители: предприятия Европейского Севера

9. Проблемы бассейна (экологическая, социальная и пр.)

Связаны с трудностями реализации дорогого угля, в условиях рыночной экономики. Экологические проблемы-терриконы. Социальные – несвоевременная выплата заработной платы.

10. Перспективы развития бассейна.

Небольшие перспективы развития из-за высокой себестоимости угля, неблагоприятных природных условий (удорожание жизни и условий труда в заполярье), конкуренция – природный газ, как более экологически чистое топливо.

Вариант 2:

Задание: по карте атласа определите местоположение Кузбасса и Канско-Ачинского угольных бассейнов. Дайте их сравнительную характеристику и сделайте вывод об эффективности эксплуатации этих угольных бассейнов. Заполните таблицу, сделайте вывод.

Вывод : уголь остается одним из важнейших топливных ресурсов, но является дорогим по добыче видом топлива, т. к. месторождения расположены в неблагоприятных климатических условиях (высокая оплата труда, социальные проблемы), проблемы реализации дорогого угля в условиях возрастающей конкуренции природного газа как более экологически чистого вида топлива. Однако, в перспективе его роль будет расти как основного вида топлива в районах его добычи, т.к. основные базы удалены от основных потребителей.

Восточная Сибирь – второй по величине после Дальнего Востока экономический район России.

Одной из преобладающих отраслей рыночной специализации района является угольная промышленность. В восточно-сибирском районе геологические запасы углей достигают 3,7 трлн. т, что составляет более половины угольных ресурсов России и вдвое превышает угольные ресурсы США. Наиболее изученными и освоенными являются Канско-Ачинский, Минусинский и Иркутский бассейны.

Канско-Ачинский бассейн расположен в южной части Красноярского края, в Кемеровской и Иркутской обл. РСФСР. Бассейн вытянут вдоль Транссибирской магистрали (от станции Итат на З. до станции Тайшет на В.) на расстояние около 800 км. Ширина от 50 до 250 км. Площадь открытой части бассейна около 45 тыс. км 2 . Енисей делит Канско-Ачинский бассейн. на две части: западную, ранее называвшуюся Чулымо-Енисейским бассейном, и восточную, известную ранее как Канский бассейн. Общие геологические запасы углей 601 млрд., в том числе пригодных для разработки открытым способом 140 млрд. т.

Первые представления об угленосности были получены в конце 19 – начале 20 вв. при геологических исследованиях по трассе строившейся Сибирской ж.-д. магистрали. Разработка углей в бассейне началась с 1904 г. на Иршинском месторождении; массовое освоение бассейна – с 1939 г. Основные месторождения: Берёзовское, Барандатское, Итатское, Боготольское, Назаровское, Ирша-Бородинское, Абанское, Саяно-Партизанское. Угленосная толща Канско-Ачинского бассейна сложена юрскими осадками континентального типа, представляющими чередование песчаников, конгломератов, гравелитов, алевролитов, аргиллитов и пластов угля. В преобладающей части имеет черты типичного платформенного бассейна с горизонтальным залеганием слабо литифицированных пород общей мощностью около 200–400 м; в юго-восточной части мощность угленосной толщи возрастает до 700–800 м; здесь она сложена более плотными породами и имеет складчатое залегание. Местами юра несогласно перекрывается непродуктивными отложениями мелового, палеогенового и неогенового возраста. Угленосность промышленного значения приурочена к двум разновозрастным циклам осадконакопления – нижнеюрскому и среднеюрскому. В бассейне известно до 20 рабочих пластов угля суммарной мощностью 120 м. Основное промышленное значение имеет залегающий в верхнем горизонте среднеюрских отложений пласт Мощный, мощность которого изменяется от первых десятков метров до 80 м. Угли по составу гумусовые с редко встречающимися прослоями сапропелево-гумусового состава, по степени углефикации – бурые (Б1 и Б2), за исключением Саяно-Партизанского месторождения, где они относятся к каменным (марки Г); мощность пластов на этом месторождении 1–1,5 м, условия залегания сложные.

Показатели качества бурых углей:

зольность 7–14%,

серы 0,2–0,8%;

выход летучих веществ 46–49%;

теплота сгорания рабочего топлива 11,7–15,7 МДж/кг (2800–3750 ккал/кг),

горючей массы 27,2–28,2 МДж/кг (6500–6750 ккал/кг);

на воздухе они растрескиваются и через 12–14 сут превращаются в мелочь.

Показатели качества каменных углей:

зольность 10%,

выход летучих веществ 48%;

теплота сгорания рабочего топлива 26,1 МДж/кг (6220 ккал/кг),

горючей массы 33,6 МДж/кг (8030 ккал/кг).

Угли бассейна имеют сравнительно невысокую зольность и теплотворную способность (2,8–4,6 тыс. ккал). Но угли содержат значительное количество влаги (до48%), что приводит к их быстрому окислению, а также обладают способностью самовозгораться. Это делает их непригодными для длительного хранения и перевозки на дальние расстояния. Мощность пластов составляет от 14 до 70 м, а на отдельных участках достигает 100 м. Пласты угля расположены горизонтально и близко к поверхности. Бассейн имеет благоприятные горно-геологические условия разработки, что обеспечивает их низкую себестоимость.

Угли бассейна пригодны также в качестве сырья для химической промышленности. Неглубокое залегание пластов угля, большая мощность основного пласта Мощного на обширных площадях позволяют вести разработку месторождений открытым способом. В 1970 было добыто 18 млн. т угля. Весьма перспективным является разведанное Берёзовское месторождение, располагающее крупными запасами угля. Кроме углей, на площади бассейна имеются месторождения нерудных полезных ископаемых, главным образом стройматериалов.

Канско-Ачинские угли экономически выгодно использовать как топливо на электростанциях, строить которые следует вблизи добычи угля, и передавать полученную электроэнергию. Их также можно использовать для получения жидкого топлива и химического сырья. На их базе строятся крупные тепловые электростанции, и создается Канско-Ачинский территориально-производственный комплекс.

В будущем, возможно значительное увеличение мощности Березовского разреза и строительство крупного нового разреза Бородинский-2. Бассейн имеет отличные технико-экономические показатели добычи угля: здесь самая низкая себестоимость и самая высокая производительность труда в отрасли. На углях Канско-Ачинского бассейна одна из крупнейших в стране Назаровская ГРЭС, Березовская ГРЭС-1. Дальнейшая концентрация таких крупных теплоэлектростанций на небольшой территории может иметь серьезные экологические последствия. Поэтому разрабатываются новые энерготехнологические методы использования углей Канско-Ачинского бассейна. Прежде всего, это обогащение углей, позволяющее транспортировать высококалорийное топливо в другие регионы страны: в Забайкалье, на восток Западной Сибири, на Северный Кавказ и в Поволжье. Ставится задача разработки и внедрения новой технологии получения жидкого синтетического топлива из углей бассейна.

За последние годы произошло:

Перевыполнение планов прироста запасов и прогнозных ресурсов угля в Канско-Ачинском угольном бассейне;

Завершение разведки с утверждением в ТКЗ запасов бурых углей промышленных категорий на участке Тайнинский Канского месторождения (41,4 млн. т)

Издание геолого-промышленного атласа Канско-Ачинского угольного бассейна;

Публикация монографий «Канско-Ачинский угольный бассейн» и «Угольные бассейны и месторождения Восточной Сибири» (т. III, «Угольная база России»).

Заключение

Проблемы развития в условиях перехода к рынку

Современное положение угольной промышленности Российской Федерации является глубоко кризисным. Ежегодно снижается объем добычи угля. С 1988 г. По настоящее время добыча снизилась с 391 до 345 млн. т. Основными причинами падения добычи угля являются ухудшения состояния шахтного фонда, нерешенность социальных проблем шахтеров, очень высокие тарифы на перевозку на перевозку углей железнодорожным транспортом.

В Канско-Ачинском бассейне добыча угля производится наиболее производительным и дешевым способом – открытым, т.е. в разрезах (карьерах). В России таким способом добывается более 60% всего угля.

Угольные базы имеют большое районообразующее значение. Они притягивают к себе следующие производства: теплоэнергетику, химическую промышленность и другие энергоемкие производства. Для угольной промышленности и сопутствующих отраслей характерны массовые грузопотоки, что вызывает значительное транспортное строительство, создание элементов инфраструктуры.

В условиях становления рынка, проблемы предприятий угольной промышленности тесно связаны с социально-экономическими проблемами угледобывающих регионов и характеризуются запущенным состоянием социальной сферы многих шахтерских городов и поселков, необходимостью обеспечения занятости и социальной поддержки высвобождаемых работников.

Основная доля углей в России добывается шахтным способом, в тоже время растет открытая добыча. Уже сейчас она составляет более 40% общего объема добычи. В настоящее время добыча угля составляет более 250 млн. т. в год. В перспективе же она будет снижаться и в первую очередь в европейских районах. В Канско-Ачинском бассейне предполагается некоторое увеличение добычи углей за счет открытой добычи.

Важным показателем экономической оценки угольных бассейнов является себестоимость добычи. Она зависит от способа добычи, структуры и толщины пласта, мощности карьера, качества угля, наличие потребителя и дальность перевозки. Угольные бассейны восточных районов России опережают европейскую часть по технико-экономическим показателям, что объясняется способом добычи угля в этих угольных бассейнах.

Между тем доля угля в топливно-энергетическом балансе страны резко сокращается (с 66,1% в 1950 г. до 20,9% в 1990 г.), хотя абсолютные объемы угледобычи росли до 1989 г. Уже к этому времени начали просматриваться признаки назревающей деградации отрасли. Производительность труда шахтеров потеряла прежние темпы роста, а затем стала падать. Непрерывно снижалась фондоотдача и росла потребность отрасли в капиталовложениях, источники которых все более сужались. Почти половина шахт требовала реконструкции, но средств на нее не хватало, и основные фонды отрасли изнашивались морально и физически.

За последние три десятилетия не было создано ни одной принципиально новой технологии выполнения добычных процессов. На протяжении всей своей советской истории угольная отрасль руководствовалась крайне искаженными экономическими показателями. Система устанавливаемых государством цен была настоящим павильоном кривых зеркал. Цены резко занижались, и половина шахт всегда работала с убытком, но держалась на плаву посредством государственных дотаций. В начале 90-х годов цены на уголь были отпущены и стремительно скакнули вверх. И тут выяснилось, что переход на рыночную систему требует длительной подготовки, причем это относится не только к угольной отрасли, но и ко всем потребителям.

В условиях перехода к рынку возрастает значение реструктуризации угольной промышленности, которая направлена на преобразование производственной и организационной структур угольной отрасли. Основными условиями ее проведения являются:

Формирование конкурентоспособных угольных компаний

Обеспечение социальной защищенности работников отрасли

Последовательное снижение государственной поддержки предприятий отрасли

Социально-экономическое, экологическое оздоровление и обеспечение социальной стабильности в угледобывающих регионах

Выбор эффективной стратегии дальнейшего развития угольной отрасли России тесно связан с направлениями, темпами и результативностью осуществляемых в стране социально-экономических преобразований. Существуют следующие стратегий развития минерально-сырьевого сектора экономики.

Стратегия поиска разведки и промышленного освоения новых угольных месторождений. Эта стратегия делает главную ставку на открытие и освоение новых месторождений и требует первоочередного инвестирования геологопоисковых работ. Она может быть эффективной для дефицитных видов минерального сырья, но ситуация с обеспеченностью России запасами угля прямо противоположна: выявленными ресурсами страна вполне обеспечена, а обнаружение новых – маловероятно.

Стратегия простого поддержания и максимального использования ранее созданного потенциала мощностей. Такая стратегия применима при отсутствии роста потребностей в данном сырье. Она дает эффект за счет более полного использования имеющегося потенциала.

Стратегия широкомасштабного нового шахтного строительства при сохранении ранее введенного шахтного фонда. Это самая консервативная, но долгое время доминирующая в горных отраслях стратегия. Именно она привела к бедственному состоянию большую часть предприятий угольной промышленности России. Следование ей в будущем было бы весьма неэффективно ввиду высокой капиталоемкости, продолжающегося ничем не компенсируемого усложнения горно-геологических условий и морального старения технологий.

Стратегия технологического перевооружения действующих предприятий отрасли. Она основывается на идее широкомасштабной модернизации и выведения всех предприятий на современный научно-технический уровень. Нет сомнений, что глобальное техническое перевооружение дает крупный эффект, но в ближайшее время это вряд ли осуществимо, так как требует крупных инвестиций. Реальных источников для ее практического осуществления нет. Однако в будущем, после принятия законодательных актов, дающих инвесторам определенные гарантии на правительственном уровне, и в случае стабилизации политического положения в стране ситуация может резко измениться.

Стратегия развития экспортных поставок. Данная стратегия направлена на повышение конкурентоспособности отечественных углей на мировом рынке. В нынешних условиях это вряд ли осуществимо. Главные месторождения высококачественного угля слишком далеко удалены от морских портов. Отечественные производители с трудом вписываются в мировые стандарты качества угля. Рынки давно заняты морскими поставками высококачественных углей из США, Австралии, ЮАР. В настоящих условиях российские предприятия могли бы стать конкурентоспособными лишь при крайне низких уровнях зарплат и транспортных тарифов, «бесплатной» экологии и пр.

Стратегия обеспечения «экономической безопасности страны». Подобные суждения появились относительно недавно, но звучат все чаще. Заложенная в ней идеология по сути противоположна рыночной: это идеология «вражеского окружения» и «железного занавеса». В принципе она не отражает ни современного международного положения, ни экономических реалий.

Стратегия создания ресурсосберегающих технологий. По сравнению с предыдущими она выглядит наиболее революционной, прорывной. Взамен инвестирования в угольную отрасль предполагается приоритетное финансирование технологий экономного его использования потребителями. Пути снижения этих потребностей весьма многообразны: эффективное использование сырья при дальнейшей его переработке, создание эффективных заменителей, утилизация накопленных в отвалах техногенных ресурсов, комплексная разработка месторождений, технологии замкнутого цикла. Опыт свидетельствует, что помимо прямого экономического эффекта стратегия способствует существующему оздоровлению окружающей природной среды.

Трансформирование системы управления отрасли. Преобразование форм собственности. Ликвидирование убыточных и неперспективных предприятий.

Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) Российской федерации является основой экономики страны, обеспечивая жизнедеятельность всех отраслей хозяйства, консолидацию регионов страны в единое экономическое пространство, формирование значительной части бюджетных доходов и валютных поступлений. От результатов деятельности ТЭК зависит, в конечном счете, платежный баланс страны, поддержание курса рубля и степень снижения долгового бремени России. ТЭК – важное звено в цепи преобразований, связанных с переходом к рыночной экономике.

Бесперебойная работа ТЭК – один из ключевых факторов национальной экономической безопасности, динамичного развития внешнеэкономических связей России и интеграционных процессов в рамках Содружества Независимых государств.

Этот угольный бассейн – один из самых крупных в России. Географическое положение Канско-Ачинского бассейна и характеристики его как одного из крупнейших в стране делают его привлекательным для масштабного освоения. Большая часть Канско-Ачинского угольного бассейна находится в пределах Красноярского края, меньшие участки – на территории Иркутской и Кемеровской областей. Возможности добычи угля в этом регионе огромны. Потенциально здесь можно добывать более 1 млрд тонн угля в год. Максимум добычи пришелся на 1991 год, когда было извлечено 56 млн тонн угля. Особенностью бассейна является возможность добывать уголь открытым способом. Преобладают месторождения бурого угля, который используется в теплоэлектроэнергетике. Месторождения каменного угля встречаются нечасто.

История освоения бассейна

О наличии на данной территории угля было известно с 18 века. Канско-Ачинский бассейн, географическое положение которого совпадает с важнейшими транспортными путями Сибири, давно является лакомым куском для геологов и угольщиков. Первая попытка добычи была осуществлена в 1903 году. В 1918 добывалось уже несколько десятков тысяч тонн твердого топлива в год.

В довоенный период уголь добывался на шахтах, а суммарная добыча составляла 400 – 450 тысяч тонн. В послевоенное время шло активное создание угольных разрезов. После распада Советского союза добыча угля сократилась. За последние два десятилетия было заложено еще несколько угольных карьеров, из которых 2 – Канский и Переяславский – относятся к категории крупных.

Современные возможности добычи угля в бассейне обеспечены кропотливыми работами большого числа геологов, работавших в геологических центрах нашей страны.

Вклад Восточной Сибири в добычу угля

По возможностям экономического развития Восточная Сибирь занимает второе место в России после Дальнего Востока. Добыча, переработка и использование угля относятся к числу приоритетных направлений развития региона. Совокупные запасы угля в Восточной Сибири составляют больше половины имеющихся в России угольных ресурсов. Среди наиболее хорошо освоенных и изученных угольных бассейнов региона является Канско-Ачинский угольный бассейн.

Географическое положение Канско-Ачинского бассейна

Канско-Ачинский угольный бассейн находится на несколько сотен км восточнее Кузбасса, на территории Красноярского края, а также в Иркутской и Кемеровской областях. По широте бассейн вытянут на 800 км и находится в районе пролегания Транссибирской ж. д. магистрали.

Бассейн состоит из двух равных по размеру частей: западной и восточной. Между ними располагается Енисейский кряж и предгорья восточных Саян. По краям располагаются отроги Кузнецкого Алатау, Енисейского кряжа и Восточного Саяна.

Канско-Ачинский угольный бассейн включает 10 геологических районов, где целесообразна промышленная разработка угля. Тут находятся такие крупные месторождения, как Березовское, Назаровское, Абанское и другие. В месторождениях преобладают бурые угли.

Сфера использования угля Канско-Ачинского бассейна в будущем будет расширяться. Предполагается применять его для получения химической продукции, угольного жидкого топлива и термического угля.

Геология бассейна

Угли Канско-Ачинского бассейна формировались в верхнеюрскую и нижнеюрскую эпоху. Тип углесодержащих осадков – континентальный. Угольные пласты располагаются среди гравелитов, алевролитов, песчаников, конгломератов и аргиллитов. Канско-Ачинский бассейн напоминает платформу с горизонтальным расположением пород. Толщина пластов составляет от 200 до 400 м. В некоторых местах, помимо отложений юрской эпохи, присутствуют также меловые, неогеновые и палеогеновые осадки.

Географическое положение Канско-Ачинского угольного бассейна приводит к тому, что наибольшая мощность угленосного слоя достигается на юго-востоке, где она увеличена до 800 метров по вертикали. Характер пород здесь несколько иной, чем на остальной части бассейна: они имеют складчатое строение и более высокую плотность.

На западе осадочные слои Канско-Ачинского бассейна уходят под более молодые осадочные образования.

Суммарные запасы угля в бассейне, по состоянию на 1979 год, составляют 638 млрд тонн. При этом открытым способом можно добыть 143 млрд тонн. В толще пород обнаружено около 50 пластов угля, из которых наиболее интересен «Березовский» (толщина слоя 90 метров) и «Мощный» (толщина слоя 15 – 40 метров). В целом же мощность пластов бассейна составляет от 15 до 100 метров. Всего открыто 30 месторождений угля и 7 угольных площадей.

Характеристики и качество угля

В Канско-Ачинском бассейне преобладают бурые угли, хотя встречаются и каменные. Доля золы составляет от 8 до 16% угольной массы, что считается сравнительно небольшой величиной. Содержание серы в угле не превышает 1 процент. В составе золы обнаружено большое количество оксида кальция (25 – 60% от общей массы). При этом содержание токсичных и радиоактивных элементов очень мало.

Тепловыделение угля соответствует 4500 ккал. Содержание воды в угле велико (48%). Это может приводить к самовозгоранию и ускоренному окислению. Это считается главным недостатком Канско-Ачинских углей, так как ограничивает возможности их транспортировки и хранения. Поэтому их сжигают на расположенных неподалеку электростанциях. Для подачи угольного топлива используют конвейерные линии, по которым уголь из зоны выработки поступает к топкам котлов.

Условия добычи

Благодаря небольшой глубине и удобному расположению бассейна условия для разработки месторождений являются благоприятными. Поэтому добыча угля характеризуется низкой себестоимостью и экономической рентабельностью. Уголь идеально подходит для использования на химических производствах региона.

Сферы применения

Уголь используется для производства электроэнергии. Особенно большое его количество поступает на Иркутскую ТЭЦ. На нем работают также электростанции Красноярска, Абакана, Канска, Ачинска, Минусинска. В небольших городах и селах его применяют для отопления.

Экологические проблемы бассейна

Масштабная открытая разработка и сжигание угля приводит к загрязнению атмосферы пылевыми частицами, которые затем оседают на почве и растениях. В пыли содержатся: кальций, барий, медь, магний, сурьма. Площадь угольных карьеров достигает 30 кв. км. В целях осушения зоны добычи выкачивается большое количество подземных вод. Максимальный уровень выпадения пыли составляет 2000 тонн в год на кв. км. Это приводит к деградации плодородных слоев почвы. Из-за сжигания угля происходит загрязнение воздуха пылью буроугольной. Географическое положение Канско-Ачинского бассейна в зоне влияния Сибирского и Азииатского антициклонов приводит к распространению загрязнителей вблизи поверхности земли.

Планы на будущее

Предполагается наращивать добычу угля, прежде всего, в Березовском месторождении. Также в планах наладить процесс обогащения, что позволит транспортировать уголь в другие регионы. Не исключено развитие инновационных направлений использования: получение термоугля, жидкого угольного топлива и сырья для химической промышленности.

Заключение

Таким образом, географическое положение Канско-Ачинского бассейна в России – это Восточная Сибирь. Это один из самых крупных угольных бассейнов страны. Добыча угля ведется в основном открытым способом. Запасы угольного бассейна огромны. Уголь расположенных тут месторождений характеризуется невысокой зольностью, низким содержанием серы, токсических и радиоактивных веществ. Однако большой процент влаги делает его неудобным для транспортировки и хранения, в связи с чем он используется в основном местными ТЭЦ. В дальнейшем предполагается его обогащать и транспортировать в другие регионы, а также использовать для производства синтетического топлива и сырья для химических производств. Экологическая ситуация в районах активной угледобычи является неблагоприятной в связи с загрязнением воздуха частичками пыли и дыма и попаданием их в почвенный слой, что можно видеть на местных фото. Географическое положение Канско-Ачинского бассейна определяет суровость климатических условий, но в остальных отношениях является экономически выгодным.

В.Д.Буткин, проф., д.т.н., И.И.Демченко, доц., к.т.н., _Красноярская академия цветных металлов и золота

В системе топливно-энергетического комплекса России Канско-Ачинский бассейн (КАБ) занимает особое место. Являясь бассейном мирового значения, КАБ характеризуется благоприятными горно-геологическими условиями залегания мощных (28-70 м) угольных пластов с наличием уникальных запасов - более 600 млрд.т, в том числе 140 млрд. тонн, пригодных для открытой угледобычи с производительностью в 2-3 раза превышающей среднюю по стране.

Бассейн позволяет получать не только самый дешевый уголь в России, но и его производные, самые дешевые различные виды топлива и электроэнергию. Причем одна тонна условного топлива здесь в 2-3 раза дешевле, чем из природного газа и в 3-5 раз - чем из нефти. Потенциальные возможности КАБа позволяют довести годовой объем добычи, значительно превосходящий всю добычу угля в СНГ.

Для Канско-Ачинских углей (КАУ) характерно:

♦ незначительное содержание серы (0.2-0.6 %);

♦ низкая зольность (до 8-10%);

♦ отсутствие вредных элементов;

♦ относительно высокая удельная теплота сгорания (3600-3800 ккал/кг);

♦ легкость тонкого помола;

♦ наиболее высокий выход гуминовых кислот (25-28%), что означает предпочтительность использования биологически активных КАУ для получения гуминовых удобрений и стимуляторов роста растений.

Уголь КАБа содержит: бор, марганец, кобальт, цинк, никель. Вмещающие горные породы бассейна и прилегающие территории имеют локальные рудосодержащие зоны -германий, алюминий, железо и др.

Выяснилось также, что буро-угольные месторождения Канско-Ачинского бассейна и продукты их переработки содержат золото, серебро, платину и другие ценные металлы (табл. 1). О присутствии золота на объектах бассейна указывают результаты разведочных работ на его угольных месторождениях. Так, во вскрышных породах Урюп-ского месторождения при геологоразведочных работах в трех скважинах были обнаружены знаки золота в количестве от одного до четырех.

Однако отмеченные особенности КАУ и природные возможности КАБа совершенно не используются. В настоящее время в основном реализуется уголь-сырец по низким ценам с большими затратами на транспорт низкосортной продукции.

Поэтому развитие Канско-Ачин-ского топливно-энергетического комплекса (КАТЭКа) целесообразно рассматривать с позиции комплексного использования КАУ не только как энергетического, но и как ценного химического и металлосодержащего сырья.

Основные направления возможных путей использования и переработки КАУ представлены на рис.1.

Как и прежде, рядовой КАУ в значительном количестве (64.2%) будет направляться на тепловые электростанции ТЭС (ГРЭС), а 1/3 добываемых КАУ - на котельное слоевое сжигание. При этом улучшение качества твердого топлива и повышение стабильности его характеристик путем поставок сортовых углей, а кое-где и брикетов, позволит увеличить эффективность работы котельных, надежность и срок службы оборудования и обеспечить выполнение требований по охране окружающей среды.

Однако строительство стационарных сортировочных и обогатительных фабрик на разрезах не всегда оправдано ввиду затрат на строительство и высокие транспортные издержки, к тому же возможно изменение спроса на продукцию. Поэтому весьма целесообразно вести рассортировку угля на разрезе мобильными блочно-модульными установками, быстро реагирующими на изменение конъюнктуры рынка. Эти установки, с целью уменьшения транспортных расходов необходимо располагать ближе к добычному участку, связывая его внутрикарьерным транспортом. На малых разрезах или при отработке пластов-спутников на крупных разрезах, добычное и перерабатывающее оборудование может составлять единый горно-технологический комплекс.

Полученное таким образом сортовое топливо для сохранения его качества, уменьшения потерь и предотвращения загрязнения воздушной среды и территории целесообразно загружать в специальные контейнеры грузоподъемностью 1, 3, 5, 10, 20 т.

В настоящее время на коммунально-бытовые нужды отгружают
1% добываемых КАУ. Использование рядовых углей в коммунальных и бытовых печах существующих конструкций увеличивает выбросы вредных веществ в среднем в 2.0-2.5 раза, чем при сжигании на тепловых электростанциях. При сжигании рядовых углей, особенно бурых, потребители несут большие (от 5 до 13 %) потери из-за механического недожога, из которых более половины - за счет потерь топлива с уносом. На 15-20% снижаются КПД печей и установок. В продаже отсутствуют мелкопорционный сортовой уголь и брикеты. Минимальная партия угля, которую предлагает Гортоп к продаже, составляет одну тонну, что совершенно не удобно для периодического использования. В этой ситуации оправдано какую-то часть угля и брикетов упаковывать после сортировки и брикетирования в сгораемые пакеты из крафт-бумаги, полиэтилена или мешковины массой 5, 10, 20-30 кг. Наиболее крупным потребителем такой продукции мог бы стать МПС, использующий уголь для отопления пассажирских вагонов и предъявляющий повышенные требования к качеству топлива.

Очень важным и актуальным вопросом комплексного использования недр КАТЭКа является брикетирование КАУ, которое может быть как со связующим, так и без него.

Институтом горючих ископаемых предложен способ получения брикетов из бурых углей без применения специальных связующих веществ, сущность которого заключается в совмещении низкотемпературной (380-395 °С) обработки угля с прессованием. Технология процесса включает скоростной нагрев мелкозернистого угля (класс 2-5 мм) в вихревой камере, тепловую выдержку в течение 20-45 сек. нагретого угля и горячее прессование. Термобрикеты, полученные таким способом, являются малодымными, водоустойчивыми, термически и механически прочными.

Процесс получения термобрикетов относится к безотходной технологии. При сжигании термобрикетов КПД отопительной печи составляет 75%, или на 25% выше, чем при сжигании рядового угля .

Технология брикетирования КАУ со связующими добавками разработана институтом обогащения твердого топлива. По этой технологии брикетируется не рядовой, а облагороженный уголь. Уголь обрабатывается в автоклавах насыщенными водяными парами или нагретой водой при давлении 1-2 МПа и температуре 180-210 °С. При сбросе давления уголь отдает находящуюся в капиллярах влагу. Хотя куски угля после отработки и сохраняют свою форму, прочность их низка, образуется большое количество мелочи, к тому же увеличивается способность угля к самовозгоранию. Если для автоклавированного угля применить в качестве связующего битум, то полученные под небольшим давлением на валковых прессах брикеты обладают повышенной теплотой сгорания и водостойкостью. Однако использование в качестве связующего продуктов нефтепереработки и природных битумов ведет к увеличению содержания серы в брикете и в целом ухудшает экологич-ность продукта. Поэтому поиск экологически чистого, доступного, недорогого и эффективного связующего имеет актуальное значение. Например, за рубежом в качестве связующего используют отходы парфюмерной промышленности. При этом полученные брикеты еще и приятно пахнут.

В институте КАТЭКНИИуголь разработана технология брикетирования бурых углей на штемпельных прессах с использованием в качестве связующего продуктов их биопереработки. Возникновение связующих свойств у продуктов биопереработки угля основана на образовании большого числа полярных кислоро-досодержащих функциональных групп в процессе биоконверсии угля. Оптимальное время биопереработки от 10 до 20 часов. Давление прессования 120 МПа. Оптимальная влажность связующего 16-17%. Оптимальное количество связующего до 20%. Прочность на сжатие 15.5 МПа. Прочность на истирание 84.2%. Теплотворная способность 3300-3700 ккал/кг. Это связующее не содержит вредных веществ, не ухудшает свойств исходного угля и является экологически чистым в сравнении с нефтебитумом. Разработана технология и технологическая схема промышленного модуля по получению брикетированного бездымного топлива пиролизом полученных брикетов. Температура пиролиза 500-550 °С. Содержание летучих до 20%. Теплотворная способность 6200-6400 ккал/кг. Полученные брикеты термостойкие, но не водостойкие. Поэтому их целесообразно упаковывать в пакеты или отгружать в специализированных контейнерах.

Ключевым для всех технологий глубокой переработки угля является процесс газификации. Экологически чистые технологии, базирующиеся на процессах газификации, позволят решить многие проблемы, связанные с крупномасштабным использованием низкосортных твердых топлив. Газификация КАУ позволяет радикально расширить область его применения, так как полученные при этом продукты могут использоваться вместо продуктов из нефти, природного газа и, частично, вместо металлургического кокса. В области энергетики газификация позволяет на базе углей практически любого качества создать экологически чистые парогазовые установки для работы как на конденсационных, так и теплофикационных электростанциях. В коммунально-бытовом секторе газификация обеспечивает значительный социальный эффект, позволяя создавать экономичные и экологически чистые отопительные устройства, допускающие высокую степень автоматизации. Газификация угля послужит источником газов-восстановителей, необходимых в доменных процессах и процессах прямого восстановления железа и цветных металлов. И, наконец, при газификации угля можно получить синтез-газ, смесь газов, содержащую, главным образом, оксид углерода и водород, и являющуюся основой для производства синтетических моторных топлив, водорода, метанола. Последний широко используется в качестве сырья для получения химических продуктов: формальдегида, уксусной кислоты и уксусного альдегида, эти-ленгликоля, метилмета-крилата и т.д. Фирмой «Мобил» (США) разработан процесс получения бензина, низких олефинов и ароматических углеводородов из метанола.

Стоимость одной тонны метанола на международном рынке превышает 160 долларов США. Для получения одной тонны метанола требуется 2.7 тонны КАУ. Расчеты института КАТЭКНИИуголь показали, что при дешевом КАУ себестоимость метанола, полученного из КАУ, значительно ниже, чем из природного газа.

Метанол можно транспортировать на любые расстояния по трубопроводам, а также в емкостях - автомобильным, железнодорожным, речным и морским транспортом. Затраты на транспорт и хранение метанола значительно меньше, чем природного газа и нефти. Метанол можно использовать в качестве топлива для газовых турбин и котлов. Причем он является самым экологически чистым топливом.

Метанол успешно заменяет тет-раэтилсвинец в качестве присадки к бензину для повышения его октанового числа. Добавка одного процента метанола к бензину увеличивает его октановое число на единицу. При добавлении к бензину 15% метанола не требуется какая-либо переделка двигателя. Добавка 20-80% метанола в солярку значительно улучшает работу дизельных двигателей, особенно в зимнее время.

Завершающим процессом глубокой переработки КАУ является получение синтетических жидких топлив (СЖТ), в том числе моторных . Рост потребностей в моторном топливе и углеводородном сырье для промышленности органического синтеза потребует уже в недалеком будущем СЖТ, так как запасы нефти и газа значительно меньше запасов угля. Технологическая схема получения СЖТ по предложению института горючих ископаемых (ИГИ) ориентирована на получение высококачественных продуктов: высокооктанового бензина АИ-93, малосернистого дизельного топлива зимних сортов и газотурбинного топлива. В основу технологии ИГИ положены принципы гидрогенизации угля, позволяющие осуществить процесс при давлении 10 МПа, небольшом газообразовании (7-10%) и расходе водорода 1.5-2%. Превращение органической массы угля достигает 90%. Технологическая схема производства включает подготовку угля и пасты, жидкофазную гидрогенизацию пасты, гидроочистку фракции менее 400 °С и гидрокрекинг фракции (180-300 °С), концентрирование водорода, утилизацию топливных добавок из шлама с регенерацией катализатора, утилизацию сточных вод. В результате переработки КАУ (в расчете на 1.5% влажности и 10 % золы) выход товарных продуктов составит: бензина - 11%; дизельного топлива - 24.5%; газотурбинного топлива - 3.2%; энергетического топлива - 37% и газа - 20%. Учитывая сложности и многогранности проблемы производства СЖТ, необходимо продолжить НИР по созданию технологий нового поколения.

Один из перспективных путей использования углей в качестве топлива для тепловых электростанций состоит в переходе от сжигания сухого угля, доставляемого в основном железнодорожным

Транспортом, к прямому его сжиганию в виде угольной суспензии, транспортируемой самым дешевым трубопроводным транспортом.
В настоящее время различают следующие виды угольных суспензий: высококонцентрированная водоугольная суспензия (ВВУС), суспензии с органическими растворителями (угольно - метанольные, спиртоугольные), углекислотные суспензии (мелкие фракции угля в среде СО2).

В институте КАТЭКНИИуголь разработаны и промышленно проверены технологии и аппаратурное оформление производства ВВУС из рядового угля влажностью 33%, концентрацией сухого вещества 42-48%, удельной теплотой сгорания 2200-2500 ккал/кг; ВВУС из предварительно подсушенного угля влажностью 10-15%, концентрацией сухого вещества 56-58%, удельной теплотой сгорания 3000-3200 ккал/кг; ВВУС из авто-клавированного угля влажностью 15-18%, концентрацией сухого вещества 56-58%, удельной теплотой сгорания 3000-3300 ккал/кг; ВВУС из термоугля (полукокс) влажностью менее 5%, концентрацией сухого вещества 62-67%, удельной теплотой сгорания 3700-4000 ккал/кг. Стабильность полученных суспензий не менее 30 суток, при удовлетворительной вязкости и текучести для транспортирования трубопроводным транспортом. При сжигании ВВУС на электростанциях произойдет снижение выбросов: оксидов серы - в 2-8 раз; оксидов азота - в 2-4 раза; пыли - в 3-4 раза.

Дальнейшим развитием угольных суспензий является замена воды на метанол, что значительно повышает эффективность передачи энергии.

ВВУС, переданная по трубопроводу в тот или иной район страны, может быть использована не только для выработки электроэнергии, но и для получения гумусосодержащих суспензий сельскому хозяйству. Для получения гумусосодержащих суспензий могут быть использованы некондиционные и сажистые угли, запасы которых в КАБе составляют около 700 млн. тонн.

На рис. 2 представлена принципиальная технологическая схема одного из вариантов опытной установки по производству биостимулятора «Гумат-Б». Полученный гумусосодержащий продукт включает в себя все компоненты, которые содержатся в почвенном гумусе и повышают
биохимическую активность почв.

В основе способа переработки углей лежит активная деятельность природных биоцинозов, формирующихся от химического состава питательной среды. Процесс безотходный, экологически чистый и осуществляется без применения химических реагентов. Для осуществления способа используют органические отходы угольной промышленности, которые в настоящее время вызывают загрязнение окружающей среды продуктами самовозгорания и веществами, вымываемыми из отвалов карьерными водами и атмосферными осадками. Получаемый гумусосодержащий продукт обогащен продуктами микробиологического синтеза и может использоваться на щелочных, кислотных и нейтральных почвах.

В институте КАТЭКНИИуголь разработана технология микробиологического окисления и деструкции органической массы углей. Выделены штаммы микроорганизмов, обеспечивающие перевод труднорастворимых органических соединений в легко усваиваемые высшими растениями формы. Получено комплексное органо-мине-ральное удобрение «Биогум», «Биогум-Т» для сельского хозяйства.

Замена минеральных и частично органических удобрений «Биогумом» обеспечивает значительное повышение урожайности овощей, зерновых и плодовых культур. Гумусосодержащая суспензия эффективна для удержания песков и сильно пылеватых почв, для рекультивации земель, нарушенных горными работами. Принципиальное значение полученного результата состоит в том, что уголь выступает не только как источник получения энергии и сырья для углехимии, но и как неисчерпаемый источник повышения плодородия земель страны. Изменяется подход к технологии рекультивации земель.

Традиционным сорбционным материалом являются активированные угли, выпускаемые для очистки сточной, отработанной и природной воды, а также очистки отходящих промышленных газов. В г.Красноярске работает завод по производству сорбентов. Из КАУ производят сорбенты АБК (активированный, буроугольный, дробленый) и БКЗ (буроугольный кокс, зернистый). Сорбенты АБД и БКЗ – продукты последовательной одно- и двухступенчатой переработки углей, получающиеся в виде зерен (40–60%) и порошков (60–40%), испытаны в 17 отраслях народного хозяйства для очистки сточных, оборотных и природных вод. Активированные угли имеют сферическую форму. В процессе активации сферических гранул имеет место их частичное разрушение, следствием чего является образование фракции частиц размером менее 0.5 мм. Этот продукт с успехом может быть применен в процессах адсорбции из жидких сред, в частности, для извлечения органических веществ из сточных вод.

Сферические адсорбенты успешно прошли испытания в процессе очистки отходящих газов, производства антибиотиков, извлечения золота из цианистых пульп и очистки крови (гемосорбция). Наибольшей сорбционной емкостью характеризуются продукты термической обработки при сжигании бурых углей. Весьма перспективен процесс сорбционного извлечения из воды металлов, встречающихся в стоках гальванических производств (меди, никеля, кадмия, хрома, железа).

Красноярский край, Сибирь является динамично развивающимся регионом России. В ближайшее время значительные масштабы приобретут технологии производства строительных материалов (кирпича, блоков, композиционных стеновых материалов, пористых заполнителей для легких бетонов, керамзитовых материалов и др.) для гражданского, гидротехнического и дорожного строительства из вскрышных пород (глины, аргиллиты, алевролиты, пески, песчано-гравийные смеси, керамзитовые глины), органоминеральных отходов углехимических предприятий и золошлаковых отходов ГРЭС.

Таким образом, конечная продукция открытой угледобычи КАБа может быть представлена весьма широкой гаммой угольных химических продуктов и строительных материалов с высокими энергетическими и потребительскими свойствами. Более того, геологические исследования последних лет указывают на перспективность месторождений КАБа на золотое оруденение, и Канско-Ачинские угли можно рассматривать как комплексное сырье, для освоения которого должны быть созданы новые технологии.

Восточная Сибирь является вторым по величине экономическим районом России после Дальнего Востока.

В числе приоритетных отраслей его рыночной специализации находится угольная промышленность. Объем геологических запасов восточно-сибирского региона составляет более половины всех ресурсов угля на российской территории. Канско-Ачинский бассейн считается одной из наиболее изученных и освоенных угольных баз республиканского значения.

Канско-Ачинский угольный бассейн расположился в нескольких сотнях километров к востоку от на территории Красноярского края и частично в Кемеровской и Иркутской областях.

Он растянулся в широтном направлении на 800 км вдоль Транссибирской железнодорожной магистрали. Площадь Канско-Ачинского угольного бассейна разделяется Енисейским кряжем и предгорьями восточного Саяна на пару одинаковых по величине частей - Канскую восточную и Чулымо-Енисейскую западную. На Чулымо-Енисейской части размещены крупные межгорные и предгорные впадины, характеризующиеся ассиметричностью.

Их обрамляют отроги Енисейского кряжа, Кузнецкого Алатау и Восточного Саяна. Занимаемая ими площадь является месторождением нижне-среднеюрских угленосных образований. Более молодые отложения угля залегают в области Западно-Сибирской платформы.

Характеристика Канско-Ачинского угольного бассейна

В Канско-Ачинском угольном бассейне выявлено 24 месторождения, основными из которых являются:

• Саяно-Партизанское.
• Ирша-Бородинское.
• Абанское.
• Барандатское.
• Итатское.
• Берёзовское.
• Назаровское.
• Боготольское.
• Урюпское.

Угленосная толща представляет собой юрские осадки континентального вида, которые сложены чередованием аргиллитов, конгломератов, песчаников, гравелитов, алевролитов и пластов угля.

Угленосность имеет два разновозрастных цикла формирования осадка - среднеюрский и нижнеюрский. Канско-Ачинскому угольному бассейну в преобладающей части присущи черты платформы, на которой горизонтально залегают слабо литифицированные породы.

Здесь мощность пластов угля варьируется в диапазоне от 200 до 400 метров. На некоторых участках юрские осадки перекрываются палеогеновыми, меловыми и неогеновыми отложениями.

На юго-востоке мощность угленосных образований составляет примерно 800 метров. В этой части породы более плотные, для них характерно складчатое залегание. Величина Канско-Ачинских угольных запасов, согласно подсчетам в 1979 году, составляет 638 миллиардов тонн.

На данный момент выявлено полсотни угольных пластов, среди которых особо уникальными считаются «Березовский» (мощность 90 метров) и «Мощный» (мощность от 15 до 40 метров).

Способ добычи и качество угля

В основном , но есть и каменные.

Зольность угля, добываемого в Канско-Ачинском бассейне, колеблется в пределах от 8 до 16 %. Это сравнительно невысокий показатель. Уровень содержания серы не более 1 %. В золе присутствует изрядное количество оксида кальция в концентрациях 25-60%. Доля радиоактивных и токсичных малых элементов в угле незначительна.

Теплотворная способность равняется в среднем 4,5 тысячам ккал. Большая доля влаги в составе угля (48 %) способствует быстрому окислению и увеличивает вероятность самовозгорания. Проблемы этого месторождения в том, что данные характеристики не позволяют хранить уголь Канско-Ачинского бассейна в течение длительного срока, а также транспортировать его на дальние расстояния. В связи с этим ископаемое в основном сжигается на крупных электростанциях, возведенных вблизи разрезов. Подача угля осуществляется по конвейерным линиям, непосредственно из забоя к топкам котлов.

Канско-Ачинский угольный бассейн отличается благоприятными горно-геологическими условиями разработки. Неглубокое залегание угольных пластов предоставляет возможность осуществлять добычу карьерным способом. Это обеспечивает низкую себестоимость и экономическую выгоду угольной разработки. Угли Канско-Ачинского бассейна идеальны в качестве сырья для химической промышленности.

Перспективы развития

В перспективе намечается значительно повысить темпы угольной добычи на территории Березовского месторождения, где расположены наиболее крупные запасы.