Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ
Воробьев Александр Егорович,
Шамшиев Орунбай Шамшиевич
ГЕОЛОГО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПСЕВДОВУЛКАНИЧЕСКИХ ПРОЯВЛЕНИЙ
НА ГОРЯЩИХ УГОЛЬНЫХ ТЕРРИКОНАХ
Содержание
Введение 4
1. МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕРРИКОНОВ 7
1.1. Методы исследования вещественного состава минеральной массы терриконов 7
1.2. Способы определения степени самообжига горелых пород 11
1.3. Методы и методика изучения и оценки техногенных минеральных объектов 12
1.5. Изучение углевмещающих пород 14
1.6. Разработка плана научно-исследовательских работ по натурному изучению терриконов Кызылкийского месторождения 17
Выводы 20
2. УГОЛЬНЫЕ БАССЕЙНЫ И МЕСТОРОЖДЕНИЯ КЫРГЫЗСКОЙ РЕСПУБЛИКИ 21
2.1. Геологические характеристики угольных бассейнов и месторождений Кыргызстана 21
2.2. Геолого-структурные особенности угольных бассейнов и месторождений Республики Кыргызстан 23
2.2.1. Южно-Ферганский буроугольный бассейн 32
2.2.2. Буроугольное месторождение Бешбурхан 34
2.2.3. Буроугольное месторождение Абшыр 47
2.2.4. Буроугольное месторождение Кызылкия 57
2.3 Характеристика угля и его основные свойства 67
2.4. Литолого-петрографическая характеристика углевмещающих пород 78
Выводы 99
3. ТИПИЗАЦИЯ УГЛЕСОДЕРЖАЩИХ ТЕРРИКОНОВ 101
3.1. Возможные типы терриконов 101
3.2. Модель строение террикона 104
3.3. Качественный состав и характеристика угольных терриконов 106
3.4. Химико-минералогическая характеристика углевмещающих пород 117
Выводы 122
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ГОРЯЩИХ УГОЛЬНЫХ ТЕРРИКОНОВ 124
4.1. Основные теории самовозгорания терриконов 124
4.2. Модель самовозгорания терриконов 135
4.3. Исследование химической активности углей 138
4.4. Исследование вулканических и терриконных фумарол 140
4.5. Схема (модель) горелого террикона 145
4.6. Перераспределение химических элементов в терриконах 156
Выводы 174
5.1. Минералогический состав и микроструктура характерных разновидностей горелых пород 175
5.2. Месторождения природных горелых пород 178
5.3. Горелые породы угольных терриконов 181
5.4. Качество горелых пород в зависимости от содержания углистых примесей 182
5.5. Дифференциально-термический анализ горелых пород 189
5.6. Адсорбционная активность горелых пород как показатель степени обжига 191
5.7. Химический состав горелых пород 195
5.8. Пути промышленного использования горелых пород терриконов 200
Выводы 212
Заключение 213
Литература 214
Введение
Техногенные месторождения являются результатом интенсивного развития геологоразведочной, горнодобывающей и перерабатывающей промышленности, и представляют собой довольно значительные скопления горных пород и минералов на дневной поверхности или в горных выработках, пригодные по количеству и своему качеству для дальнейшего промышленного использования.
Терриконы, образуемые при освоении угольных месторождений, обычно входят в группу техногенных минеральных объектов (обладая низкой удельной концентрацией полезного ископаемого – угля). Эти объекты широко распространены во всех угледобывающих регионах мира: Англии, Германии, Индии, Испании, Польши, России, США, Казахстане, Кыргызстане, Чехии, Украине и т.д.
Ежегодно в терриконы поступает около 50-60 млн. м3 горных пород, угля и различных сопутствующих минералов. В частности, горелые отвалы угольных шахт, карьеров и обогатительных производств сконцентрированы в пределах Челябинского буроугольного бассейна [Максимова]. Формирование этой техногенной зоны происходило непрерывно на протяжении 90 лет. В настоящее время здесь расположено около 40 частично срытых терриконов, занимающих общую площадь 1294740 м2. Суммарный объем складированных в них пород составляет 20156000 м3. Большая часть отвалов интенсивно горела в период с 1950 по 1985 гг. Остаточные термические явления наблюдаются и поныне. К 2000 году 16 отвалов целиком или частично уничтожены. Объем перемещенной горелой породы только в окрестности г. Копейска оценивается в 6000000 м3.
Складирование и хранение таких значительных объемов горной массы на дневной поверхности является весьма негативным вторжением в эволюционную сложившуюся естественную среду (биосферу). Но негативное влияние на окружающую среду образующихся с течением времени пирогенных отвальных комплексов (горелых терриконов и зольных отвалов) – является еще более большей экологической проблемой.
Первые геолого-минералогические работы (начиная 1930 г.) по горелым терриконам, расположенным на территории бывшего Советского Союза были выполнены в Львовско-Волынском и Донецком угольных бассейнах, затем аналогичные работы стали осуществляться и на территории других угольных бассейнов и регионов.
Процессы самовозгорания углистого вещества и термопреобразование углесодержащих горных пород которые происходят в терриконах, имеют немало общего с их естественными аналогами – природными вулканами (Сребродольский, 1989; Лотова, 1990; Чесноков, Щербакова, 1991; Lapham et al., 1980; Sokol et al., 1998).
Большинство исследований этих объектов были посвящены минералогии сублимационных ("фумарольных") фаз, а также продуктов их взаимодействия с силикатным материалом терриконов (Сребродольский, 1989; Щербакова, 1989; Lapham etal., 1980; Witzke, 1996, 1997).
Однако, к настоящему времени получен все еще сравнительно небольшой объем информации (как по минералогии и петрографии таких комплексов, так и по физико-химическим условиям их возможного преобразования).
Процессы перераспределения вещества, протекающие в горящих терриконах, приводят, с одной стороны, к накапливанию определенных химических элементов или полезных компонентов (образование техногенных месторождений), с другой – к их рассеиванию, т.е. загрязнению окружающей среды. Кроме этого, изменяются основные физико-механические свойства хранимых горных пород.
Объектом исследования авторов являлись угольные терриконы (отвалы) Кызылкийского буроугольного месторождения (Кыргызстан).
Цель исследований - обоснование геолого-минералогических условий псевдовулканических проявлений на горящих угольных терриконах Кыргызстана приводящее к определенному изменению пористости и крепости хранимых горных пород.
Методика исследований, фактический материал. Фактическую основу работы составляет материал, собранный авторами в процессе натурного изучения угольных терриконов Кызылкийского месторождения (Кыргызстан).
Комплекс работ включал в себя отбор проб с террикона (свыше 100 проб), необходимого для определения внутреннего строения террикона, проведении полевых и лабораторных измерений, подготовке проб для физико-механического, химического и минералогического) анализа, а также интерпретации полученных данных.
/terrikony-kniga_1_glava.docx
/terrikony-kniga_4_glava.docx
/terrikony-kniga_5_glava.docx
|
