Размещение ресурсов угля, география крупнейших угольных бассейнов мира. Характеристика угольных бассейнов
Уголь является важным национальным природным ресурсом в первую очередь благодаря своей энергетической ценности. Среди ведущих мировых держав только Япония не располагает большими запасами угля. Хотя уголь - самый распространенный вид энергоресурсов, на нашей планете имеются обширные территории, где угольных месторождений нет. Угли различаются по теплотворной способности: она самая низкая у бурого угля (лигнита) и самая высокая у антрацита (твердого блестящего черного угля).
Мировая добыча угля составляет 4,7 млрд. тонн в год (1995). Однако во всех странах в последние годы проявляется тенденция к снижению его добычи, поскольку он уступает место другим видам энергетического сырья - нефти и газу. В ряде стран добыча угля становится нерентабельной в связи с отработкой наиболее богатых и сравнительно неглубоко залегающих пластов. Многие старые шахты закрываются как убыточные. Первое место по добыче угля занимает Китай, за ним следуют США, Австралия и Россия. Значительное количество угля добывается в Германии, Польше, ЮАР, Индии, на Украине и в Казахстане .
Россия занимает первое место в мире по разведанным запасам угля. На ее территории расположено 23 % мировых запасов угля. Имеются угли различного типа: антрациты, бурые и коксующиеся.
Угольные ресурсы по территории России имеют неравномерное распространение. На долю восточных районов приходится 93 %, г на европейскую часть - 7 % всех запасов страны. Важным показателем экономической оценки угольных бассейнов является
себестоимость добычи. Она зависит от способа добычи, который может быть шахтным или карьерным (открытым), структуры и толщины пласта, мощности карьера, качества угля, наличия потребителя или дальности перевозки. Наиболее низкая себестоимость добычи углей в Восточной Сибири, наиболее высокая - в районах Европейского Севера. Бурые угли залегают в основном на Урале, в Восточной Сибири, в Подмосковье.
Восточная Сибирь сосредотачивает 45 % угольных ресурсов бывшего Советского Союза (Тунгусский, Канско-Ачинский, Таймырский, Иркутский бассейны). В Кан- ско-Ачинском бассейне уголь добывают открытым способом. Каменные угли, в тем числе к коксующиеся, известны в Кузнецком, Печорском и Южно-Якутском бассейнах. Основными угольными бассейнами являются Печорский, Кузнецкий, Канско- Ачинский, Южно-Якутский и Подмосковный бассейны.
Значение угольного бассейна в экономике региона зависит от количества и качества ресурсов, степени их подготовленности к промышленной эксплуатации, размеров добычи, особенностей транспортно-географического положения. Угольные бассейны восточных районов России опережают европейскую часть по технико-экономическим показателям, что объясняются способом добычи угля в этих угольных бассейнах. Открытым способом добываются угли Канско-Ачинского, Кузнецкого, Южно-Якутского, Иркутского бассейнов.
Наиболее крупные бассейны и месторождения бурого угля характерны для мезозойско-кайнозойских отложений. Исключение составляют нижнекаменоугольные бассейны угля Восточно-Европейской платформы (Подмосковный бассейн). Основные запасы бурых углей приурочены к юрским отложениям. Их значительная часть залегает на небольших глубинах в угольных пластах мощностью 10-60 м, что позволяет отрабатывать их открытым способом. На отдельных месторождениях мощность залежей достигает 100-200 м.
Европа. Залежи бурого угля связаны почти исключительно с отложениями нео- ген-палеогенового возраста. Добыча угля в Центральной и Западной Европе в 1995 г. составляла 1/9 от мировой. Высококачественный уголь, добываемый на Британских островах, имеет в основном каменноугольный возраст. Большая часть месторождений угля находится в южном Уэльсе, на западе и севере Англии и на юге Шотландии. В пределах континентальной Европы уголь добывают примерно в 20 странах, главным образом на Украине и в России. Из угля, добываемого в Германии, около 1/3 составляет высококачественный коксующийся уголь Рурского бассейна (Вестфалия); в Тюрингии и Саксонии и в меньшем количестве в Баварии в основном добывают бурый уголь. Промышленные запасы каменного угля в Верхнесилезском угольном бассейне на юге Польши занимают второе место после запасов Рурского бассейна. В Чехии также имеются промышленные запасы каменных (битуминозных) и бурых углей.
Северная Америка располагает самыми большими в мире промышленными запасами угля (всех типов), которые оцениваются в 444,8 млрд т, общие запасы в стране превышают 1,13 трлн тонн, прогнозные ресурсы - 3,6 трлн тонн. Крупнейший поставщик угля - штат Кентукки, за ним следуют Вайоминг и Западная Виргиния, Пенсильвания, Иллинойс, Техас (в основном лигнит), Виргиния, Огайо, Индиана и Монтана.
Примерно половина запасов высокосортного угля сосредоточена в Восточной (или Аппалачской) провинции, протянувшейся с севера на юг от северо-западной Пенсильвании до северной Алабамы. Высококачественные угли каменноугольного периода используются для производства электроэнергии и получения металлургического кокса, потребляемого, при выплавке железа и стали. К востоку от этого угленосного пояса в Пенсильвании находится угольный бассейн площадью 1300 кв. км, на который приходится почти вся добыча антрацита в стране.
Самые крупные запасы угля размещаются на севере Центральных равнин и в Скалистых горах. В угольном бассейне Паудер-Ривер (шт. Вайоминг) угольные пласты
мощностью 30 м разрабатываются открытым способом гигантскими экскаваторами- драглайнами, тогда как в восточных районах страны даже маломощные (около 60 см) пласты часто доступны для выемки лишь подземным способом. На бурых углях Северной Дакоты работает крупнейшее в стране предприятие по газификации угля.
Запасы бурых и каменных (полубитуминозных) углей верхнемелового и третичного возраста в западных районах Северной Дакоты и Южной Дакоты, а также в восточных районах Монтаны и Вайоминга многократно превышают объем угля, добытого до сих пор в США. Крупные запасы каменных (битуминозных) углей мелового возраста имеются в межгорных осадочных бассейнах провинции Скалистых гор (в штатах Монтаны, Вайоминг, Колорадо, Юта). Далее к югу угольный бассейн продолжается в пределах штатов Аризона и Нью-Мексико. Небольшие угольные месторождения разрабатываются в штатах Вашингтон и Калифорния. Почти 1,5 млн тонн угля ежегодно добывается на Аляске . Потенциальным источником энергии является метан, содержащийся в угольных пластах; его запасы в США оцениваются более чем в 11 трлн м3.
Канада. Угольные залежи Канады сосредоточены в основном в восточных и западных провинциях, где добывается около 64 млн т битуминозных и 11 млн т бурых углей в год. Залежи высококачественных углей каменноугольного возраста имеются в Новой Шотландии и Нью-Брансуике, более молодых углей не столь высокого качества - в пределах продолжающихся к северу угленосных бассейнов Великих равнин и Скалистых гор в Саскачеване и Альберте. Высококачественные нижнемеловые угли залегают на западе Альберты и в Британской Колумбии. Они интенсивно разрабатываются в связи с растущим спросом на коксующийся уголь металлургическими заводами, расположенными на Тихоокеанском побережье страны.
Южная Америка. В остальной части Западного полушария промышленные месторождения угля невелики. Ведущий производитель угля в Южной Америке - Колумбия, где он добывается открытым способом главным образом на гигантском угольном разрезе Эль-Серрехон. За Колумбией следуют Бразилия, Чили, Аргентина и Венесуэла, располагающие весьма незначительными запасами угля.
Азия. В Азии залежи бурого угля связаны с отложениями преимущественно юрского, в меньшей степени мелового и палеоген-неогенового возраста. Самые крупные запасы ископаемого угля сосредоточены в Китае, где на этот вид энергетического сырья приходится 76 % потребляемого топлива. Общие ресурсы угля на территории Китая превышают 986 млрд т, примерно половина их находится в Шэньси и Внутренней Монголии. Большие запасы имеются также в провинциях Аньхой, Гуйчжоу, Шиньси и в Нинся-Хуэйском автономном районе. Из общего количества 1,3 млрд т угля, добытого в Китае в 1995 г., около половины приходится на 60 тыс. мелких угольных копей и разрезов местного значения, другая половина - на крупные государственные шахты такие, как мощный разрез Аньтайбао в провинции Шэньси, где ежегодно добывается до 15 млн. т сырого (необогащенного) угля.
Африка довольно бедна месторождениями ископаемых углей. Только в ЮАР (в основном на юге и юго-востоке Трансвааля) каменный уголь добывается в значительном количестве (около 202 млн т в год) и в небольшом объеме - в Зимбабве (4,9 млн т в год).
Австралия - один из крупнейших в мире производителей угля, экспорт которого в страны Тихоокеанского бассейна постоянно растет. Добыча угля здесь превышает 277 млн. тонн в год (80 % битуминозного, 20 % бурого угля). Наибольший объем добычи угля приходится на Квинсленд (угленосный бассейн Боуэн), за ним следуют Новый Южный Уэльс (месторождение в долине р. Хантер, Западное и Южное прибрежное), Западная Австралия (месторождения в окрестностях Банбери) и Тасмания (месторождение Фингал). Кроме того, уголь добывают в Южной Австралии (Ли-Крик) и Виктории (угленосный бассейн Латроб-Вэлли). Информация по основным угольным бассейнам Мира приведена в табл. 2.6.
Россия занимает первое место в мире по геологическим ресурсам и третье по разведанным запасам угля, которые пока скрыты в недрах.
В природе встречаются такие виды угля, как: каменный, в том числе коксующийся и антрацит, а также бурый уголь. Запасы всех видов угля размещены крайне неравномерно по территории страны. Среди разведанных запасов большая их часть находиться за Уралом, в Сибири. Угольные ресурсы дифференцируются по различным признакам, количественным и качественным характеристикам глубина залегания, характер геологического распространения, содержание влаги, серы, золы, теплота сгорания. Учет их весьма важен, так как все они влияют на стоимость добытой тонны угля, а, следовательно, и на очередность вовлечения в эксплуатацию.
Весьма существенно, что 54% запасов расположено на глубине до 300 м, 34% - на глубине 300 - 600м. и 12% - на глубине 600 - 1800 м. Почти 1/2 запасов каменных и 2/3 бурых углей находятся в зоне глубин до 300 м. В разных района запасы по зонам глубин распределяются далеко не одинаково. Ближе всего к поверхности залегают угли Урала (около 9/10 запасов - в зоне до 600 м.). Наиболее глубокое залегание угля характерно для европейской части России.
Господствующими являются каменные угли: они составляют свыше 2/3 общих запасов. Пропорции между каменными и бурыми углями имеют значительные территориальные различия. В европейской части России, например, явно преобладают каменные угли (4/5 всех запасов), на Урале, наоборот, бурых углей гораздо больше, чем каменных, а в Сибири бурых углей в 4 раза меньше по сравнению с каменными.
Кузбасс находится на территории Кемеровской области. Запасы - 725 млрд. тонн. Это основная база добычи каменного угля (50% от всей добычи по стране). Частично уголь добывается открытым способом. Уголь - коксующийся, высокого качества. Основные потребители: Сибирь, Урал, Центральный район, Поволжье.
Печорский бассейн расположен на крайнем северо-востоке европейской части России в пределах Республики Коми и Ненецкого автономного округа Архангельской области. Его большая часть находиться за Полярным кругом, треть в зоне вечной мерзлоты. В недрах бассейна содержится около 265 млрд. т. прогнозных ресурсов угля, более трети их приходится на коксующиеся. В геологическом отношении бассейн разведан очень слабо, - балансовые запасы составляют менее 9% от всех ресурсов. Условия добычи угля - тяжелые. Более трети шахт имеют очень сложные горно-геологические условия, опасны по газу и пыли, а также горным ударам. Производительность труда на таких шахтах в 1.5-2 раза ниже средней по бассейну и в 2-3 раза меньше, чем на перспективных предприятиях. Добыча на них нерентабельна, приносит большие убытки и должна быть прекращена. В соответствии с программой реструктуризации уже закрыта шахта «Хальмер-Ю», на очереди «Промышленная», «Южная», «Юнь-Яга» и «Юр-шор». Основными потребителями печорских углей являются северо-западные и центральные регионы. Коксующийся уголь идет на Череповецкий и Новолипецкий металлургические комбинаты, на Московский и Калининградский коксогазовые заводы. Значительная часть экспортируется в Данию, Финляндию, Швецию и другие страны. По существу, Печорский бассейн - это форпост отрасли в европейской части страны. После реструктуризации это будет обновленный, конкурентоспособный крупный производитель.
Восточное крыло Донбасса находится в Ростовской области. Обладает 23.9 млрд. т. геологических ресурсов. Балансовые запасы представлены в основном антрацитами - 5.75 млрд. т., а также каменными энергетическими - около 0.6 млрд. т. Пласты угля тонкие, зольность доходит до 33%, содержание серы - до 2.2%. В бассейне работают 42 шахты, в составе ОАО «Ростовуголь» - более половины. По критериям производительность труда, производственные затраты, травматизм только 10 шахт могут быть отнесены к перспективным и 12 - к стабильным. Прогнозная оценка добычи угля в Восточном Донбассе на 2000-2005 гг. - 15-16 млн. т. ежегодно. Выгодное географическое положение Восточного Донбасса - главное преимущество этой крупной угледобывающей базы в европейской части страны. Нынешние основные потребители и в дальнейшем будут ориентироваться именно на этот источник - другие удалены. Восточный Донбасс в ближайшей перспективе должен остаться относительно стабильным угледобывающим регионом
Южно-якутский бассейн - наиболее крупная действующая база добычи коксующихся углей на востоке страны. Он расположен в южной части Республики Саха. Месторождение тянется вдоль северного склона Станового хребта на 750 км при ширине угленосных отложений 60-150 км. Общие запасы - 44 млрд. т. Наибольшее промышленное значение имеет расположенное на юге Алдано-Чульманского района Нерюнгринское месторождение коксующихся углей. На базе этого месторождения началось создание комплекса в составе одноименного разреза - образцового предприятия отрасли проектной мощностью 13 млн. т. в год, крупнейшей в России обогатительной фабрики и Нерюнгринской ГРЭС, которая снабжает электроэнергией золотодобытчиков Алдана и энергосистему восточной России. На концентрате этого разреза работают металлурги Урала, на промпродукте и энергетическом угле - электростанции Приморского и Хабаровского краев, Забайкалья и районов Байкало-Амурской железнодорожной магистрали.
Канско-Ачинский буроугольный бассейн. Запасы - 600 млрд. тонн. Практически все запасы - высокотехнологичные, с низким содержанием золы и серы и не имеют аналогов среди месторождений бурых углей в мире. Канско-Ачинский угольный бассейн - вторая угольная топливно-энергетическая база России. Здесь сосредоточено 77% всех запасов бурых углей. Невысокая зольность (5-14%), низкое содержание серы (0.3-0.5%) при калорийности 3000-3700 ккал/кг предопределяют основное назначение углей этого бассейна - производство электро- и теплоэнергии, коммунально-бытовые нужды и химическое производство. Основа энергетики Восточной России. Себестоимость угля низкая, т. к. добывается открытым способом. Исключительно благоприятны горно-геологические условия бассейна. Пологое залегание пластов (до 5°), значительная мощность (до 60 м) и низкий коэффициент вскрыши (от 1 до 2.9 м 3 т) позволили создать в бассейне самые современные разрезы с применение высокопроизводительной горно-транспортной техники.
1. Подмосковный буроугольный бассейн находится на территории Смоленской, Тульской, Калужской областей. Представлен бурыми углями низкого качества, которые относятся к нерентабельным.
2. Бассейн Кизел находится на Урале в Пермской области. Уголь плохого качества.
3. Челябинский буроугольный бассейн в районе города Копейск.
4. Иркутский бассейн.
5. Райчихинский буроугольный бассейн на Дальнем Востоке у города Благовещенск.
6. Бурейский бассейн в Хабаровском крае (на реке Бурея у города Средний Урал). Каменный уголь.
7. Бассейн Суган у города Партизанск. Каменный уголь.
8. Буроугольный бассейн Артем в Приморском крае.
9. Южно-сахалинский бассейн. Каменный уголь.
Перспективы дальнейшего наращивания высококачественных энергетических и коксующихся углей связаны главным образом с Кузнецким бассейном . Подмосковный , Кизеловский , Челябинский и Южно -Уральский перспектив развития не имеют и могут быть отнесены к «затухающим».
Хорошие перспективы имеет Канско-Ачинский бассейн с его уникальными бурыми углями для энергетической и химической промышленности.
В Восточной Сибири велики геологические запасы углей - 2.6 трлн. т. Однако основная их часть расположена в малоизученных Таймырском и Тунгусском бассейнах . Освоены и разрабатываются месторождения в Иркутском бассейне - Харанорское и Гусиноозерское. Их геологические ресурсы составляют более 26 млрд. т.
Один из крупнейших в мире - Ленский бассейн , правда, он изучен и освоен слабо. Общие геологические ресурсы составляют 1.6 трлн. т, из них разведанные запасы превышают 3 млрд. т.
На Дальнем Востоке известны и другие каменноугольные залежи: Зырянский бассейн , Нижне-Зейский , буроугольный Буреинский и т.д. В Приморском крае добывают уголь около двух десятков небольших шахт и разрезов общей производственной мощностью около 11.7 млн. т. в год
Подмосковный, Кизеловский, Челябинский бассейны и угольные месторождения Урала до самого последнего времени играли важную роль в экономике этих регионов. До открытия нефтяных месторождений в Западной Сибири и на севере европейской части страны Подмосковные угли, например, были одним из главных энергоносителей для тепловых электростанций Центра. Уголь Уральских месторождений являлся основой создания мощного промышленного потенциала на Урале.
Все эти бассейны относятся к «затухающим».
Угленосные формации образовались в результате ряда природных процессов, таких как: органо-минеральное осадконакопление, диагенез и метаморфизм органического вещества.
Накопление остатков древних растений-углеобразователей происходило в условиях гумидного климата, начиная с середины девонского времени, с начала распространения наземной растительности. Особенно продуктивными были каменноугольный и пермский периоды палеозойской эры, в мезозое - юрский и меловой периоды, в кайнозойскую эру - палеоген и неоген. Основные максимумы накопления органического вещества, образовавшего угли, связаны со средним-поздним карбоном (22%), пермью (27%), мелом (16%) и средним-поздним палеогеном (27%).
Угольные бассейны и месторождения образовались в отрицательных структурах земной коры при различных геодинамических режимах и обстановках. В результате сформировались угленосные структурно-вещественные комплексы, сложенные песчаниками, алевролитами, аргиллитами, слоями гравелитов и конгломератов, прослоями туфогенных и вулканогенных пород, известняков, и главное - пластами каменных или бурых углей. Вмещающие породы и угли обычно закономерно чередуются, образуя ритмы разных порядков. Возрастной (девон–неоген) и геоструктурный (впадины внутриконтинентальных рифтов, авлакогены, позднеорогенные краевые прогибы и внутренние межгорные впадины коллизионных поясов, бассейны стабильных частей континентальных плит и др.) диапазон распространения угленосных формаций в земной коре, высокая чувствительность угольного вещества к изменению термодинамических условий в недрах (угли широкого спектра метаморфизма от бурых до антрацитов), цикличность строения угленосных отложений - это последствия различных палеогеодинамических ситуаций.
Специфическая особенность формирования угленосных формаций России со среднего девона до неогена, включительно, происходящего с некоторыми перерывами, заключалась в проявлении закономерностей разного порядка. К общим закономерностям глобального характера относится чередование вышеуказанных стратиграфических максимумов и минимумов угленакопления. Другая общая закономерность выражается в омоложении угленосных отложений на территории России в направлении с запада на восток.
При характеристике общей угленосности учитываются все пласты и пропластки, независимо от мощности и промышленной ценности. В этом случае их число меняется в бассейнах России разного типа от 5–10–20 до 50–100–300. Выделяют рабочую угленосность, в которую включают пласты кондиционной мощности. При мощности пластов 0,5–1,0 м число рабочих пластов составляет от 2–5–10 до 30–50. Среди рабочих пластов выделяют основные рабочие пласты, которые отличаются повышенной мощностью, выдержанностью, содержат подавляющую часть запасов и, состветственно, имеют наибольшую ценность. Число таких пластов меняется от 1–5 до 10–20.
Коэффициент угленосности (отношение мощности угольных пластов к мощности углевмещающих пород) для большей части угольных бассейнов и месторождений колеблется в пределах 2–5%. Величины порядка 10% свойственны угленосным объектам, содержащим мощные пласты, со сравнительно малой мощностью разреза угленосной толщи.
Угольные пласты, как основные носители угленосности, характеризуются, прежде всего, пространственно-морфологическими признаками: размером площади распространения, мощностью, строением (простое, сложное), изменчивостью на площади.
Технологические марки, группы по ГОСТ 25543-88 и метафоризм (R0, %) углей основных угольных бассейнов России
Угли Российской Федерации характеризуются большим разнообразием качества - марочного и вещественно-петрографического состава, химико-технологических и физических свойств.
Угли разделяются на три вида: бурые, каменные и антрациты, образование которых связано, в основном, с изменениями органического вещества в процессе метаморфизма. Выделение их определяет направление использования углей в промышленности, сельском хозяйстве и других отраслях.
Бурые (землистые и плотные) угли отделяются от каменных по теплоте сгорания на влажное беззольное состояние топлива (Qsaf) - менее 24 МДж/кг, и дают определенное количество растворимых в щелочи гуминовых кислот, количество которых закономерно падает по мере уплотнения бурых углей и приближения их (по внешнему виду) к каменным углям. В этом же направлении отмечается возрастание в углях содержания углерода. При маркировке и кодировании бурых углей используются показатели: значение отражения гуминита-витринита - R0 (менее 0,6%), петрографический состав (сумма отощающих компонентов - ? ОК, %, состоящая из инертинита и 1/3 семивитринита), максимальная влагоемкость - Wafmax (70–20% и менее), выход смолы полукоксования - Тdafsk (до 20% и более).
Каменные угли не дают щелочной вытяжки гуминовых кислот. Согласно классификации по генетическим и технологическим признакам каменные угли имеют средний показатель отражения витринита R0 - от 0,40% до 2,59%, теплоту сгорания на влажное беззольное состояние Qsaf - 24 МДж/кг и более, выход летучих веществ Vdaf - 8% и более. Для определения марки каменных углей используются: R0, ? ОК Vdaf, а также показатель спекаемости углей - толщина пластического слоя - “у” (в мм) и дополнительно (при необходимости) индекс Рога - RI (ед.). Особую ценность представляют каменные коксующиеся угли.
К антрацитам относятся угли с R0 от 2,20% и выше. Другие маркирующие параметры: ? ОК, в %, объемный выход летучих веществ - Vобdaf (в см3/г), анизотропия отражения витринита - AR (в %). Выход летучих веществ на сухое беззольное состояние Vdaf составляет менее 8%. Антрацит - угольвысшей степени углефикации. Он характеризуется наиболее высокими показателями плотности, электропроводности, механической прочности и термической стойкости.
Угли также дифференцируются по зольности, сернистости, теплоте сгорания (высшей и рабочего топлива).
Размещение разведанных запасов углей на территории Российской Федерации неравномерно: в Европейской и Уральской ее частях находится лишь 10% от разведанных запасов, в Сибири - около 80%, на Дальнем Востоке - 10%.
На территории России выделяют 4 угольных бассейна Российского значения: Печорский, Кузнецкий, Канско-Ачинский и Южно-Якутский.
Прогнозные ресурсы углей Российской Федерации - 3816,7 млрд т составляют 92% от всех угольных ресурсов. При этом около 94% прогнозных ресурсов (3590 млрд т) находятся в районах Сибири и Дальнего Востока (Тунгусский, Ленский, Южно-Якутский, Канско-Ачинский, Кузнецкий бассейны), а на Европейскую часть России и Урал (Печорский, Донецкий, бассейны, месторождения Свердловской области) приходится 6% или 227 млрд т. По степени изученности основное количество прогнозных ресурсов (67%) относится к категории Р3, доля наиболее изученных ресурсов категории Р1 - 14%.
Расположен в республике Коми и Ненецком автономном округе, с каменными углями, часть которых представлена ценными коксующимися разновидностями (Воркутинское, Воргашорское, Усинское месторождения), другая - энергетическими (Интинское месторождение). Фонд угледобывающих предприятий (шахт) в бассейне представлен суммарными запасами угля 1,7 млрд т, из которых 0,8 млрд т относятся к энергетическим, 0,9 млрд т - к коксующимся.
Мощность пластов 0,7–1 м, тепловая способность угля - высокая.
Для нового шахтного строительства подготовлено несколько участков с запасами угля 2,4 млрд т, в том числе с коксующимися углями - 1,5 млрд т. Резервные участки имеют худшие, по сравнению с действующими шахтами, геологические показатели, в основном, из-за приуроченности преобладающей части запасов угля к тонким пластам.
Из-за повсеместного развития мощного чехла покровных отложений (100 м и более) в бассейне практически отсутствуют возможности применения открытого способа разработки углей, поэтому себестоимость добычи высокая и возрастает за счет того, что угольный бассейн расположен в суровых климатических условиях.
Российская часть бассейна - старейший угледобывающий регион России, на балансе которого числится 1,7 млрд т запасов каменных, в основном энергетических углей.
Для бассейна характерно преобладание в разрезе угленосной толщи тонких пластов: 85% промышленных запасов сосредоточено в пластах мощностью менее 1,2 м, в том числе 23% в пластах мощностью менее 0,7 м. Следует отметить диспропорцию: пласты мощностью более 1,2 м содержат всего 15% запасов, а участие их в добыче составляет 46%. Разработка угля осложнена значительными глубинами залегания пластов. Большинство шахт ведет очистные работы глубже 500 м.
Перспективы нового шахтного строительства следует оценивать как ограниченные, выявление новых перспективных площадей в пределах бассейна маловероятно.
(площадь 26,7 тыс. км2) является главным угольным регионом России. Две основные угленосные толщи (кольчугинская и балахонская серии) содержат пласты с каменными углями от длиннопламенных до антрацитов.
Разнообразны и структурные условия залегания пластов: нарушенные многочисленными разрывами складки в северной части бассейна, сжатые линейные складки с крутым залеганием пород, осложненные надвигами и взбросами в крайней западной части, малонарушенные брахискладки в центральной части и пологое моноклинальное залегание в южной части бассейна.
Всего в пределах бассейна имеется около 126 рабочих угольных пластов, из них мощностью менее 1,3 м - 19%, 1,3–3,5 м - 43%, 3,5–10 м (редко до 20–30 м) -38%. Угли каменные полосчатые с участием фюзинита - балахонские и однородные витринитовые - ерунаковские от Д до А, малозольные, низкосернистые - 0,4–0,6% и фосфористые - до 0,12%.
Уголь добывается двумя способами: шахтным и карьерным. Следует отметить еще одну особенность бассейна. В угольных пластах в сорбированном виде содержится метан - альтернативный энергоноситель, который может быть извлечен и утилизирован по существующим технологиям при разработке угля, а также вне связи с ней. Прогнозные ресурсы метана в угольных пластах Кузнецкого бассейна по экспертной оценке составляют 13 трлн м3.
Угольный потенциал Кузнецкого бассейна позволяет достигнуть практически любых уровней добычи угля для различных направлений использования, однако ограничением служат экологически допустимые нагрузки на окружающую природу. Здесь добывают 40% угля Российской Федерации.
Канско-Ачиннский угольный бассейн расположен в Восточной Сибири между городами Канск и Ачинск и Красноярского края и частью в Кемеровской области. Это крупнейший в России и мире бассейн с энергетическими бурыми углями, заключенными в выходящем на поверхность пласте преобладающей мощностью 30–50 м и горизонтальным или очень пологим залеганием. Качество углей характеризуется низкой серой - 0,3–0,6%, золой - менее 10%, влагой - 25–30%, малой теплотой сгорания горючего топлива - 13–15 МДж/кг.
Разработка углей ведется тремя крупными разрезами, среди которых крупнейший в России “Бородинский” годовой мощностью 29 млн т. Общие запасы угля на разрезах - 5,9 млрд т.
Для строительства новых разрезов подготовлен резерв из 20 участков с общими запасами угля 42 млрд т.
Бассейн уникален по масштабам. Протяженность пластов составляет 700 км при их ширине от 100 до 300 км. Уголь лежит на поверхности и добывается только открытым способом. Это самый дешевый уголь в стране. Используется, в основном в качестве топлива для электростанций и для производства жидкого топлива. Все это позволяет считать бассейн главным энергетическим источником России.
Южно-Якутский угольный бассейн расположен в Дальневосточном районе, на юге Республики Саха (Якутия). Сложен коксующимися и энергетическими углями, где под открытую разработку пригодны верхние угольные пласты Нерюнгринского и Эльгинского месторождений. Ресурсы составляют - 190 млрд м3.
Бассейн стал развиваться благодаря строительству Байкало-Амурской магистрали.
Уникальный по прогнозным ресурсам Тунгусский угольный бассейн (площадь свыше 1 млн км2). Геологические запасы 1883 млрд т. Ресурсы - 13 186 млрд м3. Угли от БЗ до А и графитов. В бассейне мощность угольных пластов изменяется от нескольких до 20–60 м в южной части (на Кокуйском месторождении). На региональный метаморфизм углей наложен широко распространенный магматермальный, связанный с трапповыми и другими магматическими формациями.
Ленский угольный бассейн (площадь около 600 тыс. км2). Резко отличаются по угленосности западная и центральная части с пологозалегающими пластами бурых и длиннопламенных углей и восточная складчатая Приверхоянская часть с пластами каменных углей от Д до К. Перспективы промышленного освоения установлены для Кангаласского, Сангарского и Джебарики-Хайяского районов, где возможна отработка мощных угольных пластов как подземным, так и открытым способами. Ресурсы составляют – 8411 млрд м3.
Практика работы угольных предприятий России в условиях рынка показала необходимость увеличения кондиций рабочих пластов по мощности во всех угольных бассейнах и регионах.
Актуальна геолого-экономическая переоценка запасов углей нераспределенного фонда недр по рыночным критериям, определение реальных перспектив развития сырьевой базы угля, переоценка запасов по новой классификации запасов/ресурсов твердых горючих ископаемых, адаптированной к Международной рамочной классификации запасов/ресурсов ООН.
Также как для других энергоносителей, прирост рентабельных угольных запасов возможен на основе изучения как предварительно оцененных запасов категории С2 посредством осуществления работ на стадии предварительной разведки, так и на базе оценки прогнозных ресурсов, на поисковой и оценочной стадиях геолого-разведочных работ. В настоящее время рациональными для изучения, постановки геолого-разведочных работ с целью подготовки будущей рентабельной угледобычи, являются угольные объекты с прогнозными ресурсами, составляющими всего около 1%–1,5% (40–50 млрд т) от общего количества прогнозных ресурсов углей России.
Буду благодарен, если Вы поделитесь этой статьей в социальных сетях:
Уголь широко распространен в земной коре: известно более 3,6 тыс. его бассейнов и месторождений, которые в совокупности занимают 15 % земной суши. Как общие, так и разведанные запасы угля намного больше запасов нефти и природного газа. В 1984 г. на XXVII сессии Международного геологического конгресса общие мировые угольные ресурсы были оценены в 14,8 трлн т (в том числе 9,4 трлн т каменного и 5,4 трлн т бурого угля), а во второй половине 1990-х гг. в результате разного рода переоценок и перерасчетов – в 5,5 трлн т (в том числе 4,3 трлн т каменного и 1,2 трлн т бурого угля) .
Все топливные ресурсы мира (в том числе уголь) принято учитывать по двум категориям - общегеологическихи разведанных(достоверных, доказанных, подтвержденных) ресурсов. В пределах земной суши они распределяются довольно неравномерно. Так, по оценкам конца 1990-х гг., первое и второе места по их запасам делят между собой регионы СНГ и Азиатско-Австралийский. На третьем месте находится Северная Америка, а далее идут Ближний и Средний Восток, зарубежная Европа, Африка и Латинская Америка. Естественно также, что регионы различаются и по структуре своих топливных ресурсов. В целом в мире на долю угля приходится 70–75 % всех топливных ресурсов (в условном топливе), а остальная часть примерно поровну распределяется между нефтью и природным газом. При этом в Европе, например, доля угля составляет 90 %, а на Ближнем и Среднем Востоке, напротив, 100 % приходится на ресурсы нефти и природного газа.
Всего угольные ресурсы разведаны в 83 странах мира. Геологические закономерности их распределения по территории земной суши изучали многие ученые. Академик П. И. Степанов еще в 1937 г. установил минимумы и максимумы угленакопления, связанные с особенностями конкретных геологических эпох, с их палеогеографической обстановкой. Затем эти подсчеты неоднократно уточняли. Согласно современным представлениям, 47 % всех угольных ресурсов приходится на отложения палеозоя, 37 – мезозоя и 16 % – кайнозоя. В том числе из отдельных геологических периодов максимумы угленакопления приходятся на пермь, карбон и мел, в меньшей мере – на юру, неоген и палеоген. В Европе резко преобладают карбоновые и палеоген-неогеновые угли, в Азии – пермские.
Наибольшие скопления каменного угля наблюдаются на территории Северной Америки и Азии, а бурого угля – Европы. Большое количество месторождений находится в Китае, Индонезии, северных районах России. Из этого следует, что большая часть угольных бассейнов и месторождений находится в северном полушарии. В южном полушарии бассейны каменного угля находятся на территории Австралии, ЮАР, Бразилии, а бурого угля – только в Бразилии и Перу. Угольных месторождений здесь тоже на порядок меньше, в отличие от северного полушария. Все это говорит нам о том, что активное угленакопление во все периоды исторического развития было характерно именно для материков северного полушария.
В 1975-1980гг неустойчивость мировой энергетики, вызванная энергетическим кризисом, способствовала частичной переориентации большинства развитых стран на уголь. Происходила перестройка территориально-производственной структуры отрасли. Были закрыты нерентабельные шахты и разрезы, широко применялась механизация и автоматизация производственных процессов. Такая реструктуризация была характерна, прежде всего, для развитых стран. В СССР и странах Восточной Европы перестройка угольной промышленности имела вялотекущий характер, вследствие чего добыча угля в среднем составляла 1,5 тыс. т в сутки на один забой против 5-10 тыс. т в сутки в передовых угледобывающих странах. Реструктуризация отрасли имела не только технологический характер, она оказала сильное влияние и на размещение угольных предприятий. В странах, обладающих большой территорией (США, Канада, СССР и др.), произошел сдвиг отрасли в районы, где возможна добыча угля открытым способом. В США и Канаде центр тяжести отрасли сместился в западные районы, в СССР - в восточные, в Китае - в приморские провинции. В европейских странах территориальные сдвиги оказались менее заметны, т.к. сдвиги в размещении происходили в пределах угольных бассейнов. Аналогично европейским странам происходили изменения в размещении в Австралии и ЮАР .
Разведанные угольные запасы оцениваются в 861 млрд т, в расчете на 2010г. На США, Китай и Россию приходится более 1/2 всех мировых разведанных запасов угля, их доля от общемировых составляет соответственно 28%, 18% и 13%. На остальные же страны приходится 41%. Первые десять стран по разведанным запасам угля представлены на рис.1.2.
Рис.1.2 Первые десять стран по разведанным запасам угля на 2010г.
(сост. авт. по )
В составе первой десятке по разведанным запасам угля экономически развитые страны находятся примерно на одном уровне с развивающимися. Такое положение сохраняется благодаря большой доле США в мировых запасах угля. США принадлежит четыре из двенадцати крупнейших месторождений угля: Иллинойский, Аппалачский, Альберта, Паудер-Ривер. Среди развивающихся стран выделяются Россия и Китай, занимающие соответственно второе и третье место. В России также как и в США находится четыре крупнейших месторождения: Иркутский, Кузнецкий, Донецкий, Канско-Ачинский (табл.1.2). В Китае нет крупных бассейнов, но есть большое количество мелких месторождений.
Таблица 1.2
Крупнейшие угольные бассейны мира
| Месторождение, бассейн | Начальные запасы, млрд т | Стоимость, млрд US$ цена (25-38 дол./т) |
| Иллинойский (США) | 100,0 | 3840,6 |
| Аппалачский (США) | 93,4 | 3588,6 |
| Иркутский (Россия) | 77,0 | 2957,4 |
| Кузнецкий (Россия) | 57,6 | 2213,5 |
| Витбанк (ЮАР) | 51,1 | 1963,5 |
| Донецкий (Украина, Россия) | 48,3 | 1855,5 |
| Канско-Ачинский (Россия) | 80,2 | 1712,8 |
| Рурский (Германия) | 36,5 | 1403,4 |
| Альберта (Канада, США) | 46,6 | 1392,.0 |
| Дамодарский (Индия) | 31,1 | 1192,9 |
| Паудер-Ривер (США) | 50,9 | 1120,4 |
| Нижнерейнский (Германия) | 50,0 | 1067,9 |
На три крупнейших бассейна приходится 270,4 млрд т начальных запасов. Они оцениваются в 10386,6 млрд US$. Два из них находятся на территории США, а третий в России. Это все месторождения каменного угля. Также большие угольные месторождения присутствуют на территории Германии И Индии. Угольные бассейны Донецкий и Альберта находятся одновременно в 2 странах. Первый на территории Украины и России, а второй – Канады и США.
По запасам угля США принадлежит первое место в мире. Этих запасов при современном уровне добычи должно хватить на 300-350 лет.
Размещение запасов очень благоприятно как по техническим параметрам (глубина залегания относительно невелика - до 450 м на Западе и до 900 м в Аппалачском бассейне), так и по отношению к основным потребителям. Среднее расстояние между районами добычи и потребителями, в основном ТЭС, составляет от 100 до 320 км. В районах угледобычи, где находятся крупные ТЭС, этот разрыв уменьшается на порядок. Наиболее значимые запасы угля (более 80%) сосредоточены в семи штатах: Вайоминге, Кентукки, Иллинойсе, Пенсильвании, Колорадо, Алабаме и Техасе.
Преобладают запасы каменного угля. Месторождения угля размещаются по территории страны довольно равномерно. Так, из 49 континентальных штатов 41 имеет угольные месторождения разного качества и объема. В Пенсильвании сосредоточено 95% антрацитов страны, в Северной Дакоте - почти 70% бурых углей.
Россия занимает второе место в мире по запасам угля. Прогнозные ресурсы еще более значительны ввиду малой изученности большей части территории Сибири и Дальнего Востока. Основные месторождения, разрабатываемые в настоящее время, находятся в границах следующих угольных бассейнов: Печорский, Восточный Донбасс, Канско-Ачинский, Кузнецкий, Южно-Якутский. В Сибири находится большое число месторождений с огромными запасами углей различного качества, в т.ч. гигантский Ленский бассейн, освоение которых затруднено из-за их неблагоприятного экономико-географического положения. Федеральное значение имеют Кузнецкий и Канско-Ачинский бассейны, поставляющие уголь в 68 регионов России.
Завершает тройку лидеров Китай, обладая большими запасами для успешного развития угольной промышленности, находясь по этому показателю на третьем месте в мире. Месторождения имеются во всех китайских административных единицах первого порядка, кроме Шанхая. На территории провинций Шаньси, Шэньси, автономных районов Внутренняя Монголия и Нинся-Хуэйский расположен крупнейший Шаньсинский угольный бассейн. Преобладают малосернистые угли.
В достаточном количестве имеются угли, пригодные для коксования. Во Внутренней Монголии открыто несколько крупных месторождений с запасами более 10 млрд т. Самое крупное месторождение находится около г. Датун в пров. Шаньси, где добывается 270 млн т в год.
Таким образом, роль угля в современной структуре топливно-энергетического баланса мира очень велика. Угольная промышленность продолжает оставаться важной отраслью мировой энергетики, а угольное топливо – занимать «вторую строчку» в структуре мирового энергопотребления. Развитие этой отрасли отличается большей стабильностью по сравнению, скажем, с нефтяной, что объясняется целым рядом причин. Среди них – и гораздо лучшая обеспеченность разведанными ресурсами, и постоянный устойчивый спрос со стороны прежде всего электроэнергетики и металлургии. Однако по экологическим критериям, по условиям работы шахтеров угольная промышленность находится в менее выгодном положении, чем нефтяная и тем более газовая. Несмотря на множество альтернативных источников энергии, уголь был, есть и в обозримом будущем останется одним из незаменимых источников первичной энергии, потребление, которого неуклонно растет в связи с дальнейшим развитием мировой экономики.
Что касается угольных запасов, то они распределены между странами не равномерно. Основные запасы сосредоточены в Азиатском и Североамериканском регионах.
