Михайлов В.А., Курило М.В. та ін. Горючі корисні копалини України

Подождите немного. Документ загружается.

Розділ 3. Вугільні басейни Укераїни

279

кого району Харківської області у с. Новодмитрівка на західній пери-

кліналі Корульського куполу. Родовище складене породами палеогену і

неогену, буровугільні пласти входять до складу харківської, полтавсь-

кої серій палеогену і нерозчленованого неогену. Вони об’єднані в п’ять

продуктивних горизонтів, які мають блюдцеподібну форму (рис. 3.13).

Загальна потужність усіх вугільних пластів у

центральній частині

родовища досягає 157 м, а на периферійних ділянках знижується до

8 м. Лінійний коефіцієнт вугленосності становить 3,4–4,5 %.

Вугілля родовища буре, гумусове. За петрографічним складом во-

но поділяється на гелітове, атритове та ліпоїдно-гелітове. Зольність

вугілля основних робочих пластів змінюється від 6,3 до 40,6 %, вміст

сірки коливається від 0,2 до 9,2 %. Якість вугілля: W

– 40–50 %, A

– 25–28 %, Q

daf

– 26,0–29,0 МДж/кг, O

– 8–10 МДж/кг. Вугілля мо-

жна використовувати для отримання монтан-воску, виробництва

високоякісних брикетів та як паливо для електростанцій. Балансові

запаси бурого вугілля за категорією А+В+С

Новодмитрівського ро-

довища становлять 390 млн т, у тому числі з зольністю до 26 % –

342,5 млн т.

До другого типу належать буровугільні пласти Житковицького

родовища в Роменській депресії, розташованої в північно-західній

частині Дніпровського грабену. Буровугільне родовище представлене

чотирма пластами потужністю від 0,7-0,9 м до 1,8-2,5 м, що заляга-

ють на глибині від 40 до 241,5 м

(рис. 3.13).

Вугілля родовища високо- і багатозольне (9,6–34,8%) з вмістом во-

логи 3,9–17,5%, сірки – 0,3–1,5 %. Вихід летючих речовин становить

52,0–66,0 %. Теплота згорання – 22,9–29,3 МДж/кг. Вугілля містить

42,0–52,0 % вуглецю і 4,3–5,3 % – водню.

Розділ 3. Вугільні басейни України

280

Рис. 3.13. Геологічні розрізи Новодмитрівського (а) і Житковицького

(б) буровугільного родовищ [14]

Буре вугілля західних областей України

У західних областях України поклади бурого вугілля розповсюджені

досить широко, тут виділяються три вугленосні площі: Придністров-

ська, Прикарпатська і Закарпатська [3].

Придністровська вугленосна площа розташована на південно-

західній окраїні Східноєвропейської платформи у Львівській та Тер-

нопільській областях, в межах субширотної смуги шириною 7–30 км,

довжиною 180 км від м. Рава-Руська до м.

Шумськ. В її геологічній

будові беруть участь відклади юри, крейди, неогену і четвертинної

системи. Родовища і прояви вугілля приурочені до нижньотортонської

товщі міоцену потужністю до 30–50 м, яка представлена піщано-

глинистими відкладами з пластами бурого вугілля (1–3) потужністю

0,5–1,5 м, іноді 3 м. Відстань між вугільними пластами становить від

2 до 11 м. Будова пластів складна

(2–3 малопотужні пачки), потуж-

ність невитримана, часто вони мають форму невеликих лінз площею

0,1–2,5 км

. Глибина залягання пластів від 50 до 60 м. Вугілля буре,

має велику зольність (10–50 %) та сірчаність (2–10 %), вихід летючих

речовин становить 30–60 %, вміст вуглецю – 53–70 %.

Розділ 3. Вугільні басейни Укераїни

281

У 1959–1969 рр. родовища Золочівське, Ясенівське, Кременецьке,

Нестерівське, Рава-Руське розроблялися дрібними шахтами, викорис-

товувалося як енергетичне паливо. Однак їх розробка була припинена

у зв’язку з нерентабельністю і низькою якістю вугілля.

Прикарпатська вугленосна площа простягається з північного

заходу на південний схід смугою шириною 15–30 км, довжиною 130

км від м. Калуш Івано-Франківської

області до м. Сторожинець Черні-

вецької області. Родовища бурого вугілля приурочені до відкладів вер-

хнього тортону зовнішньої зони передового прогину Карпат.

Осади верхнього тортону представлені покутською світою, яка по-

діляється на три горизонти: нижньо-покутський, пістинський і верх-

ньопокутський загальною потужністю до 1400 м. Вугленосним у ме-

жах площі є пістинський

горизонт, представлений чергуванням щіль-

них і піщаних глин з пісками і пісковиками. В середній частині гори-

зонту, яка збагачена піщаним матеріалом, виділяються вугільні плас-

ти. Загальна потужність пістинського горизонту 290–320 м.

Вугленосна товща представлена трьома пластами потужністю 0,5

м і більше, що розділені безвугільними інтервалами потужністю від 10

до 42 м. Вугілля щільне, міцне, чорного

кольору. Зольність – 10–20 %,

вихід летючих речовин - 43–61 %, сірчаність - 2,0–6,5 %. Вугілля ха-

рактеризується підвищеною теплотою згорання (20,5–33,5 МДж/кг) і

належить до перехідного від бурого до довгополуменевого.

Ці відклади і пов’язані з ними родовища і прояви вугілля розпо-

всюджені в двох районах: Покутськом (Коломийське, Тростянецьке,

Новоселиця-Джурівське та ін. родовища бурого вугілля, які раніше

розроблялися) і Івано-Франківськом, де родовищ вугілля промислового

значення не виявлено. В 50-60-ті рр. ХХ ст. у зв’язку з нерентабельні-

стю розробка багатьох родовищ була припинена. Зараз практичний

інтерес може представляти тільки Коломийське родовище, прогнозні

ресурси якого оцінюють у 7 млн т.

Закарпатська вугленосна площа займає смугу шириною 18–34

км від західної

до південно-східної границі Закарпатської області. Ця

територія є прогином, де виокремлюються Солотвинська і Мукачівсь-

ка западини, а також Вигорлат-Гутинський вулканічний пояс, скла-

дені потужними товщами міоценових, пліоценових і четвертинних

утворень. Активна вулканічна діяльність, яка почалася в сарматі і

продовжувалася в паноні та пліоцені, зумовила складне співвідно-

шення осадових

піщано-глинистих порід з вулканічними утвореннями

– андезибазальтами, андезитами, дацитами, ріолітами, їх туфами.

Вугільні пласти залягають серед порід сарматського, панонського і

понтичного ярусів. Сарматський ярус представлений перешаруван-

ням глин, пісковиків з прошарками туфів і зрідка пластами бурого

Розділ 3. Вугільні басейни України

282

вугілля; панонський – осадовими піщано-глинистими породами з

прошарками бурого вугілля березинської серії, перекритої андезитами,

андезибазальтами гутинської світи. На породах гутинської світи за-

лягає вугленосна ільницька світа, представлена чергуванням глин,

пісків, алевролітів, пісковиків, туфів і туфобрекчій. В світі міститься

до десяти прошарків і пластів вугілля потужністю від декількох сан-

тиметрів до 1–2 м

, а деколи до 5 м. Характер залягання порід – лінзо-

подібний, загальна потужність – до 200 м.

У межах вугленосної площі нараховується більше 20 родовищ і про-

явів вугілля: Ужгородське, Березинське, Ільницьке, Велико-

Раковецьке, Горбське, Новоселицьке, Кривське та ін. На цих родови-

щах відомо від 1 до 7 робочих пластів складної будови, не витрима-

них за потужністю.

Вугілля засмічене туфогенним матеріалом, харак-

теризується високою зольністю (10–40 %). Вологість вугілля становить

15–35 %, вміст сірки коливається від 1,5 до 5,8 %, вихід летючих ре-

човин – 38–54 %, теплота згорання 16,6–25,1 МДж/кг.

До 1971 р. підземним способом розроблялися Ужгородське, Бере-

зинське, Кривське і Горбське родовища. Роботи на них припинені у

зв’язку з нерентабельністю розробки. Зараз відкритим способом роз-

робляється тільки Ільницьке родовище. Балансові запаси Закарпатсь-

кої площі незначні (39,2 млн т), перспективи невизначені, хоча буре

вугілля площі для області є основним побутовим паливом.

Буре вугілля південних районів України

Нижньодністровська вугленосна площа розташована на тери-

торії Ренійського і Болградського районів Одеської області, складена

відкладами неогену, які залягають на мезозойському і палеозойському

комплексах порід. Вугленосними є породи сарматського та понтично-

го ярусів, але тільки в самій південній частині території в районі озер

Ялпух і Кагул пласти вугілля сягають робочих потужностей

і можуть

представляти промисловий інтерес.

У нижньому сарматі розкрито п’ять прошарків вугілля потужністю

0,05–0,5 м; у середньому сарматі – до 23 прошарків і пластів потужні-

стю до 1,15 м, які залягають на глибині 350–370 м. Вугільні поклади

утворюють два пласти складної будови потужністю 1,45 м. Вугленос-

на смуга завширшки 10–15 км просліджується з південного заходу на

північний схід на 35 км.

Понтичні пласти вугілля розповсюджені на тій самій площі, що і

сарматські, але залягають на менших глибинах (60–140 м), а іноді ви-

ходять на поверхню. Основним є один пласт потужністю 0,1–1,2 м.

Розділ 3. Вугільні басейни Укераїни

283

Вугілля сарматського і понтичного віку має зольність 25–30 %, воло-

гість – 25–27, вихід летючих речовин – 52–54, сірчаність – 8,3, вміст

вуглецю – 58–60 %, теплоту згорання – 24,2–27,8 МДж/кг.

Найбільші прояви вугілля – Василівський, Болградський, Крини-

чанський, Ренійський, Каракутський, які через малу потужність і ни-

зьку якість вугілля не розробляються.

В західній частині вугленосної площі встановлена вугленосність

нижнього карбону (Білгород-Дністровський,

Татарбунарський райо-

ни). На глибинах більше 1200 м тут встановлено до 28 вугільних плас-

тів потужністю 0,55 м і більше. Вугілля на цій площі кам’яне, гумусове

від довгополуменевого до коксового [15].

Прояви вугілля Кримського півострова пов’язані з тріасовою,

юрською і крейдовою системами, розташовані в гірській частині, де

виявлено і частково розвідано 57 проявів.

Так

, Бешуйське родовище, яке експлуатувалося до 1950 р., скла-

дено двома вугільними пластами потужності 0,6–0,8 м. Вугілля тут ви-

сокозольне (40–50 %), низького ступеню метаморфізму, перехідне від

бурого до довгополуменевого.

Результати багаторічних досліджень свідчать про те, що в Криму не

існує реальних перспектив виявлення родовищ вугілля, які задоволь-

няють сучасним вимогам промисловості відносно якості та

кількості

запасів і рентабельності гірничого підприємства.

Запитання та завдання для самоперевірки

1. Які існують типи природного вугілля і чим відрізняються умови їх

утворення?

2. Назвіть стадії вуглеутворення.

3. З чого складається вугілля?

4. Охарактеризуйте фізичні та хімічні властивості вугілля.

5. Де застосовується вугілля?

6. Які вимоги ставить до вугілля промисловість?

7. Назвіть країни, які найбільше видобувають вугілля?

8. Охарактеризуйте загальний стан

мінерально-сировинної бази ву-

гілля України.

9. Які існують класифікації вугілля?

10. Охарактеризуйте загальні риси геологічної будови Донбасу.

11. Назвіть тектонічні особливості Донбасу.

12. Назвіть основні вуглепромислові райони Донбасу.

13. Які постседиментаційні зміни характерні для вугільних розрізів

Донбасу?

Розділ 3. Вугільні басейни України

284

14. Назвіть якісні типи вугілля, що видобувають у Донбасі.

15. Охарактеризуйте гірничо-геологічні умови видобутку вугілля в

Донбасі.

16. Які запаси і ресурси вугілля відомі в Донбасі?

17. У чому полягають перспективи розвитку вуглевидобувної промис-

ловості Донбасу?

18. Охарактеризуйте геологічну будову Львівсько-Волинського вугіль-

ного басейну.

19. Назвіть особливості тектонічної будови

Львівсько-Волинського ву-

гільного басейну.

20. Назвіть основні вуглепромислові райони Львівсько-Волинського

вугільного басейну.

21. У чому полягають особливості вугілля Львівсько-Волинського вугі-

льного басейну?

22. Назвіть гідрогеологічні та гірничотехнічні умови експлуатації ро-

довищ Львівсько-Волинського вугільного басейну.

23. Охарактеризуйте особливості геологічної будови Дніпровського

буровугільного басейну.

24. Чи залежить розміщення

родовищ Дніпровського буровугільного

басейну від його тектонічних особливостей?

25. Охарактеризуйте вугленосність Дніпровського буровугільного ба-

сейну.

26. Охарактеризуйте вугілля Дніпровського буровугільного басейну.

27. Назвіть гідрогеологічні та гірничотехнічні умови експлуатації ро-

довищ Дніпровського буровугільного басейну.

28. Які геолого-промислові райони виділяються в Дніпровському бу-

ровугільному басейні?

29. У чому полягають перспективи розвитку Дніпровського

буровугі-

льного басейну?

30. Чи є перспективи видобутку вугілля в Дніпровсько-Донецькій за-

падині?

31. Чи можна видобувати вугілля в Карпатах?

32. Де можна видобувати вугілля на півдні України?

Література

1. Вдовенко М.В., Полетаев В.И. О неостратотипах свит карбона

Львовско-Волынского угольного бассейна // Геол. журн. – № 2. –

С. 7–20.

2. Вырвич Г.П., Гигашвили Э.П., Дубик З.Г. и др. Каменные угли

Львовско-Волынского бассейна. – К.: Вища школа, 1978.

Розділ 3. Вугільні басейни Укераїни

285

3. Геология месторождений угля и горючих сланцев СССР. – М.: Гос-

научтехиздат, 1963.

4. Горное дело. Энциклопедический справочник. Т. 2. – М.: Углетехи-

здат, 1957.

5. Горовий А.Ф., Кірюков В.В., Брижанев А.М. Геологія та розвідка

вугільних родовищ. – К.: МОН України, 1994.

6. Гурський Д.С. Концептуальні засади державної мінерально-

сировинної політики щодо використання стратегічно

важливих

для економіки країни корисних копалин. – Львів: ЗУКЦ, 2008. –

192 с.

7. Іванов Г.А. Угленосные формации. – Л.: Недра, 1967.

8. Крюков В.В. Методы исследования вещественного состава твер-

дых горючих ископаемых. – Л.: Недра, 1970.

9. Кравцов А.И. Основы геологии горючих ископаемых. – М.: Выс-

шая школа, 1982.

10. Лазаренко Е.К., Панов Б.С

., Груба В.И. Мінералогія Донецького

басейна. Т. 1. – К.: Наук. думка, 1975.

11. Майданович И.А., Радзивилл А.Я., Иванов А.В. и др. Угленосные

формации и вещественный состав углей Днепровско-Донецкой

впадины. – К.: Наук. думка, 1990.

12. Матвеев А.К., Власов В.М., Голицин М.В. и др. Геология угольных

месторождений СССР. –

М.: Изд-во МГУ, 1990.

13. Мінеральні ресурси України та світу на 1.01.2004. – К.: Геоін-

форм, 2005.

14. Миронов К.В. Справочник геолога-угольщика. – М.: Недра, 1986.

15. Нагорний Ю.М., Нагорний В.М., Приходченко В.Ф. Геологія вугі-

льних родовищ. – Дніпропетровськ: НГУ, 2005.

16. Основы геологии горючих ископаемых / Ред. И.В. Высоцкий. – М.:

Недра, 1987.

17.

Радзивилл А.Я., Гуридов С.А., Самарин М.А. и др. Днепровский

буроугольный бассейн. – К.: Наук. думка, 1987.

18. Скаржинский В.И. Эндогенная металлогения Донецкого бассейна.

– К.: Наук. думка, 1975.

19. Смірнов В.І. Геологія корисних копалин. – К.: Вища школа, 1995.

20. Струев М.И., Саков В.И., Шпакова В.Б. и др

. Львовско-Волынский

каменноугольный бассейн. – К.: Наук. думка, 1984.

21. Черноусов Я.М. Геология угольных месторождений. – К.: Вища

школа, 1977.

22. Шульга В.Ф., Мелик Б.И., Гарун В.И. Атлас литогенетических ти-

пов и условия образования угленосных отложений Львовско-

Волынского бассейна. – К.: Наук. думка, 1992.

Розділ 3. Вугільні басейни України

286

Розділ 4. Розділ 4. Метан і супутні гази вугленосних товщ

280

РОЗДІЛ 4

МЕТАН І СУПУТНІ ГАЗИ

ВУГЛЕНОСНИХ ТОВЩ

Історія вилучення метану з вугленосних товщ почалась з моменту

усвідомлення небезпеки його наявності в підземних гірничих вироб-

ках при видобуванні кам’яного вугілля. Із збільшенням глибини роз-

робки вугільних родовищ зростає метаноносність шахтних виробок,

що вимагає його постійного вилучення для забезпечення проведення

гірничих робіт. З часом з’явилась ідея використання

вилученого ме-

тану для практичних потреб. Тоді ж почалися і експериментальні роз-

робки, спрямовані на вилучення метану до початку розробки вугіль-

них пластів, виявлення можливостей дегазації блоків вугленосних

товщ. Ще в 1934–1935 рр. в Англії, а в 1939 р. в Німеччині проводи-

лись досліди із вилучення метану не тільки під час розробки

вугільних

пластів, але й з непорушених товщ. Проведені випробування методів

дегазації, результати яких у подальшому впроваджувались на шахтах

Англії, Німеччини, Бельгії, Голландії, США тощо. При цьому об’єми ви-

лученого газу сягали десятків мільйонів кубометрів за його вмістом

більше 50 %. Використання одержаного метану давало значні прибу-

тки. Наприклад, вилучений на шахті „Вікторія

” (Рурський басейн) в

1952 р. об’єм метану (20 млн м

) був достатнім для забезпечення газом

міста з населенням більше 150 тис. чол.

Зараз в Польщі, Німеччині, Франції, США, Індії та інших країнах

використовують вилучений метан із вугленосних товщ в обсягах, які

можна порівняти з об’ємами природного газу, що добувається з тра-

диційних газових родовищ, що забезпечує значний економічний

ефект, дозволяє

диверсифікувати джерела постачання енергоносіїв.

Метан під час видобутку вугілля відноситься до шкідливих домі-

шок. По-перше, він утворює з повітрям вибухонебезпечну суміш, що

вимагає великих витрат на вентиляцію шахт, а, по-друге, він є осно-

вною причиною раптових викидів вугілля і газу, що супроводжується

Розділ 4. Метан і супутні гази вугленосних товщ

281

тонким подрібненням вугілля, великим виділенням газу за короткий

проміжок часу і утворенням порожнин у пласті. Багаторічними дослі-

дженнями встановлено, що чим вища газонасиченість вугілля, тим

частіші і інтенсивніші бувають викиди. Дегазація вугільних пластів і

вмісних порід знижує імовірність раптових викидів вугілля і газів.

Раптовим викидам сприяє порушеність суцільності вугільних пластів.

Походження метану вугленосних товщ

Метан широко розповсюджений в природі, його основні обсяги в

земній корі приурочені до осадових порід. У космосі та на Землі метан

знаходиться в розсіяному стані в породах, практично повсюдно трап-

ляється в підземних водах, є постійним супутником вугільних і наф-

тових родовищ. В пористих породах формуються і промислові родо-

вища метану

, подекуди з унікальними запасами. Багато вчених вва-

жають, що спочатку метан утворюється в осадових породах, звідки

він поступає в пластові води, а виділившись із води, метан утворює

поклади вільного газу [1].

Розрізняють гази відкритих пор (які легко видобуваються) і закри-

тих пор (які вилучаються важко). Вони або розчинені в поровій воді,

або сорбовані мінеральною частиною породи і органічною речовиною,

або перебувають у вільному стані в закритих порах. Гази вилучають із

порід вакуумною, термовакуумною і хімічною дегазацією.

Зазвичай вміст газів в породах у розрізі зростає з глибиною і від

окраїн нафтогазоносних провінцій до їх внутрішніх частин. Вміст ме-

тану і його гомологів збільшується

від пісковиків до глин і аргілітів,

зростає із збільшенням концентрації органічної речовини.

Розсіяні – це гази, що сорбовані органічною речовиною та поро-

дою. Очевидно, що органічна речовина буде відзначатись більш висо-

кою газонасиченістю порівняно з мінеральною частиною породи, а

також розрізнятися складом газів. Сорбовані вуглеводневі гази міне-

ральної частини породи представлені

переважно метаном і невеликою

кількістю його гомологів. Бітумінозні аргіліти містять сапропелеву ор-

ганічну речовину, для якої характерні гомологи метану. В гумусовій

(вуглистій) органічній речовині доля гомологів метану незначна.

У вугленосних товщах та власне у вугіллі зосереджена величезна кі-

лькість вуглеводневих газів, серед яких переважає метан, присутні

вуглекислий газ, важкі вуглеводні

, азот, сірководень, гелій та водень.

Ці гази утворюються в процесі перетворення рослинного матеріалу в

торф і вугілля, в процесі метаморфізму вугілля і його вивітрюванні,

тобто протягом всього часу існування родовищ вугілля.