ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ - Геологічні умови формування землистого вугілля Дніпровського буровугільного басейну

Актуальність теми. Сучасна економічна ситуація в Україні вимагає нової оцінки і перегляду перспектив ресурсів буровугільних покладів, їх структури і речовинного складу з метою раціонального комплексного використання в промисловості та сільському господарстві. Вивчення геологічних умов формування землистого бурого вугілля розкриває низку питань: визначення типів слабовуглефікованого бурого вугілля промислової марки 1Б (з метою застосування раціональних технологій видобутку та переробки), реконструкція палеогеографічних умов формування промислових буровугільних покладів та визначення особливостей саме землистого типу вугілля на основі речовинного складу.

В роботі основна увага приділена вивченню геологічних умов формування та закономірностей поширення землистого вугілля, яке на розвіданих родовищах Дніпровського буровугільного басейну складає від 5 до 35 %. До цього часу землистий тип бурого вугілля, незважаючи на визначені для нього фізико-хімічні та технологічні параметри, не набув статусу окремого типу, для якого були б визначені та запропоновані певні способи розвідки, видобутку та використання.

Таким чином, існує актуальна наукова і практична проблема, пов'язана із вивченням геологічних умов формування землистого типу бурого вугілля Дніпровського буровугільного басейну.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась у відповідності з напрямами держбюджетних науково-дослідних робіт відділу геології вугільних родовищ Інституту геологічних наук НАН України: "Стратиграфія та кореляція фанерозойських відкладів вугленосних та вуглегазоносних провінцій України" 1999-2003 р., в комплексній науково-дослідній роботі "Стратиграфія та кореляція фанерозойських відкладів нафтогазоносних та вугленосних провінцій України" (0195U010343), "Геологія і умови формування вуглегазоносних басейнів (провінцій) України" 2004-2008 р. та договірних робіт міжвідомчих тем: "Складання карти твердих горючих копалин України" (2004р.), за договором № 74-970 "Складання Тектонічної карти України масштабу 1:1 000 000 в межах Складчастого Донбасу та Волино-Подільскої плити і Дніпровсько-Донецької западини" (2003-2004 рр.), за договором № 4/6 "Визначити геолого-структурні, гірничо-геологічні та геохімічні критерії обгрунтування доцільності дегазифікаційних робіт вуглепородних масивів шахт" (2003 р.), за договором № 6КП/05 "Дослідження особливостей змін геологічного середовища у вугледобувних регіонах під впливом тектонічних факторів та розробка критеріїв їх оцінки" (2005 р.).

Мета і завдання досліджень з'ясувати геологічні умови формування землистого бурого вугілля на основі вивчення його речовинного складу, органічних і мінеральних компонентів та палеогеографічні умови торфонакопичення. Визначити на цій основі можливості раціонального використання землистого типу бурого вугілля.

Виділення землистого бурого вугілля, як окремого типу слабовуглефікованого бурого вугілля, промислової марки 1Б Дніпровського буровугільного басейну.

Об'єктом дослідження є геологічні та палеогеографічні умови седиментації та вуглефікації землистого бурого вугілля на основі речовинного складу, структурних та текстурних особливостей, вуглепетрографічних характеристик.

Предметом дослідження є верстви землистого бурого вугілля, як складової частини буровугільних покладів родовищ Дніпробасу, його поширення на діючих вуглерозрізах.

Фактичний матеріал Покладений в основу роботи. Матеріали, що покладені в основу роботи, одержані на діючих та розвіданих вуглерозрізах Ватутінського, Верхньодніпровського, Олександрійського вуглепромислових районів протягом кількох десятиліть геологами, гірниками та доповнені польовими роботами автора по вивченню геологічних розрізів вугільних товщ, за керновим матеріалом свердловин та у відкритих виробках. Також вивчалися колекції зразків вугілля в об'єднанні "Олександріявугілля", ІГН НАН України та зразки з кернового матеріалу ДП "Центрукргеологія". На діючих вуглерозрізах Морозівському, Протопопівському та Констянтинівському (об'єднання "Олександріявугілля") здобувачем під час польових робіт відібрано та вивчено понад 100 проб різних типів бурого вугілля, вивчено близько 15000 м геологічних розрізів відкритих виробками; переглянуто 1000 м кернового матеріалу бурого вугілля в керносховищах ДП "Центрукргеологія". Вивчено понад 200 зразків із колекцій вугілля в об'єднанні "Олександріявугілля", близько 50 зразків бурого вугілля та понад 300 прозорих шліфів із колекції відділу геології вугільних родовищ ІГН НАН України.

Методи дослідження:

    - Аналіз, узагальнення геологічної інформації по вугленосних відкладах Дніпробасу: геологічних карт і схем родовищ басейну, первинної документації геологічних розрізів відпрацьованих та діючих кар'єрів. - Проведення вуглепетрографічних досліджень бурого вугілля (з визначенням структурних і текстурних особливостей складових). - Лабораторні: вуглехімічні (визначення елементного складу, технічних характеристик бурого вугілля); спектральний та рентгеноскопічний методи; метод електронно-парамагнітного резонансу бурого вугілля, узагальнення результатів. - Реконструкція палеогеографічних умов часу торфонакопичення, за методом В. П. Гричука та ін. (1987).

Наукова новизна одержаних результатів:

    - Землисте буре вугілля виділене в окремий тип (різновид) слабовуглефікованого бурого вугілля, за речовинним складом структурою та щільністю. - Поширення землистого типу вугілля у відкладах юрського, палеогенового та неогенового віків свідчить про подібність палеогеографічних умов торфонакопичення в межах УЩ протягом мезо-кайнозою. - Генезис різних типів слабовуглефікованого бурого вугілля Дніпробасу залежить від фаціальних умов у торфовищах (торфогенному шарі) в період торфонакопичення. Зміна типів вугілля у розрізі й на площі відповідає зміні геодинамічних та гідрологічних обстановок у період торфонакопичення, характерних для кожного родовища. - Розроблена класифікація для бурого вугілля Дніпробасу на основі мікропетрографічного дослідження. За співвідношенням структурних і безструктурних мікрокомпонентів виділені типи: телінітовий, колінітовий, телініто-колінітовий та колініто-телінітовий. - Вперше для України, на основі рентгеноскопічного дослідження, визначено мінерал шаллантит у землистому типі бурого вугілля (розріз Протопопівський). Це може свідчити про можливі гідротермальні процеси на початковій стадії вуглефікації.

Практичне значення одержаних результатів:

    - За даними результатів дослідження, виділено землисте буре вугілля, як окремий тип слабовуглефікованого (м'якого) бурого вугілля, промислової марки 1Б; - Визначено в складі буровугільної формації місце землистого вугілля та закономірності його поширення; - Уточнено критерії диференційованої оцінки якості буровугільних покладів промислової марки 1Б.

Особистий внесок здобувача. Під час польових робіт відібрано зразки бурого вугілля та лігнітів Дніпробасу. Поглиблено вивчено їх властивості вуглепетрографічними, літологічними, вуглехімічними методами, що покладено в основу роботи. Всі результати отримані особисто автором чи за його участю. Автором виконані картографічні побудови щодо поширення бурого вугілля на території України, палеогеографічних умов періоду торфонакопичення та літології (за фондовими та опублікованими матеріалами).

Апробація і реалізація результатів роботи. Основні результати роботи доповідалися на конференції молодих вчених ІГН НАН України "Сучасні проблеми геологічної науки" (Київ, 2003 р.), на науковій міжнародній науковій конференції "Природні ресурси Волині. Результати фундаментальних досліджень 1993-2003р." (Луцьк, 2003 р.), на міжнародній науковій конференції Львівського національного університету ім. І. Франка (Львів - Шацьк, 2004 р.), на Всеукраїнській науково-практичної конференції "Геологічна наука ХХІ століття" (Луганськ, 2004 р.), на міжвідомчій науково-практичній конференції "Енергетика Землі, її геолого-екологічні прояви, науково-практичне використання" (м. Київ, 2005 р), на науково-практичній конференції "Геологічні дослідження в Україні" (м. Луганськ, 2005 р.).

Публікації. Результати дисертації опубліковані в 11 наукових працях (9 наукових статтях і 2 тезах доповідей), з них 8 без співавторів, 8 у фахових виданнях.

Об'єм та структура роботи. Дисертація який складається із вступу, 8 розділів, висновків, списку використаних джерел.

Обсяг дисертації 180 сторінок, у тому числі 161 сторінки основного тексту, 88 ілюстрацій, 15 таблиць та списку використаних джерел із 188 найменувань.

Автор щиро вдячний за цінні рекомендації, критичні зауваження та консультації докторам геол.-мін. наук В. Ф. Шульзі, І. В. Оріщенко, кандидатам геол.-мін. наук А. В. Івановій, С. О. Мачуліній, н. с. Л. Б. Зайцевій, О. М. Сукачову, геологу "Олександріявугілля" В. М. Носику, геологу ДП "Центрукргеологія" В. М. Музиці.

Особливу подяку автор виражає науковому керівнику, доктору геолого-мінералогічних, завідувачу відділу геології вугільних родовищ Анатолію Яковичу Радзівіллу.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

ІСТОРІЯ ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ВИВЧЕННЯПОКЛАДІВ ДНІПРОВСЬКОГО БУРОВУГІЛЬНОГО БАСЕЙНУ

За роки освоєння Дніпробасу накопичений значний геологічний матеріал території вугільного басейну та вугільних покладів зокрема.

Перший етап охоплює проміжок часу з кінця ХVІІ ст. і до кінця ХІХ ст. Найбільш важливі роботи на той час були написані видатними дослідниками І. О. Гюльденштедтом, П. С. Палласом, Н. П. Барбот де Марні, Ф. Дюбуа де Монпером, Л. П. Долинським, В. А. Домгером, Р. А. Пренделем, І. Ф. Шмальгаузеном та ін. В їх працях відображені відомості про перші знахідки бурого вугілля в центральній частині України, виконані перші геологічні дослідження та відкриті родовища, складено карти.

До другого етапу можна віднести період геолого-знімальних робіт, які дозволили систематизувати фактичний матеріал. Серед узагальнюючих робот можна виділити, як найбільш цінні - М. О. Соколова (1893), А. В. Фааса (1913), В. І. Лучицького та Б. Л. Личкова (1930), В. М. Чирвінського та В. Т. Сябряя (1934-1935), І. Е. Вальц та М. В. Чирвінської (1937), І. Є. Слензака (1946) та інші. В їх роботах обгрунтовані дані геологічної будови басейну та вік вугільних покладів, відкрито ряд родовищ, перші спроби вуглепетрографічних, вуглехімічних досліджень та визначення генезису вугілля, складені карти.

До третього етапу можна віднести період, в який розпочинається проведення крупномасштабної геологічної зйомки, розгортаються детальні пошуково-розвідувальні роботи на багатьох родовищах басейну, вивчення вугільних покладів окремих родовищ, що й знайшло відображення в узагальнюючих монографіях В. Т. Сябряя (1958, 1959), О. П. Агулова, А. М. Алексєєва, М. Я. Бариша та інші (1961), під редакцією П. Г. Нестеренка (1963). Виконується ряд робіт в окремих напрямах вивчення вугілля та вугленосних товщ: на основі стратиграфічного та палінологічного вивчення вугільних товщ - Є. М. Матвієнко (1965), петрографічне вивчення - О. М. Ігнатченко та Л. Б. Зайцева (1973, 1978), А. А. Міхеліс (1965 - 1990), І. Н. Дроздова (1969 - 1989), С. В. Коваленко (1992), бітумінозність вугілля - М. О. Самарін (1976), О. М. Ігнатченко та Л. Б. Зайцева (1978), Н. Б. Сєрова (1976-1982), палеогеографічні умови - В. М. Нагірний (1965 - 1978), В. Т. Сябряй (1958, 1959) С. А. Гурідов (1987), С. В. Сябряй та інші (2005).

Монографія "Дніпровський буровугільний басейн" А. Я. Радзівілла, С. А. Гурідова, М. О. Самаріна та ін. (1987) та звіт "Вплив морфології та генезису буровугільних пластів на гірничо-геологічні умови їх розробки" ДП "Центрукргеологія" відповідальний виконавець В. М. Музика (2005) - узагальнюючі роботи останніх років.

МЕТОДИКА ТА ОБСЯГИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Вибір методичних прийомів був визначений метою та задачами дисертаційної роботи. Для визначення ролі структури і рельєфу кристалічного фундаменту УЩ у формуванні та розміщенні буровугільних покладів Дніпробасу найбільш інформативним і результативним є структурно-геоморфологічний (і палеоструктурно-палеогеоморфологічний) методи дослідження.

Поширення землистого вугілля у вугленосних товщах Олександрійського вуглепромислового району, а також у різних вуглепромислових районах Дніпробасу, досліджувалося автором у польових умовах, за даними фондових і опублікованих матеріалів, шляхом співставлення та кореляції розрізів, пошуків на їх основі закономірностей змін морфології тіл, їх кількості та ритміки пластів.

На основі фондових та опублікованих матеріалів, автором, побудовано оглядову карту М 1:4 000000 та карту поширення бурого вугілля на території України в різних геологічних структурах М 1:4 000000 (за допомогою програми Аdobe illustrator).

Петрографічний склад вивчався за макропетрографічним та мікропетрографічним дослідженнями. Макропетрографічний склад вивчався на діючих розрізах і зразках, відібраних геологами "Олександріявугілля" (В. М. Носик та В. М. Василина), власних зразках, відібраних під час польових робіт та зразках з колекції відділу геології вугільних родовищ ІГН НАН України. Мікропетрографічний склад вивчався у тонких прозорих шліфах під бінокуляром МБІ-6, у прохідному світлі. Під час вивчення мікропетрографічного складу виконано ряд світлин, що відображають будову вугілля, мікрокомпоненти та мінеральні включення.

Реконструкція палеокліматичних умов часу торфонакопичення проводилася двома методами. За методом В. П. Гричук та ін. (1987), на основі спорово-пилкових спектрів визначено температурний режим клімату часу торфонакопичення. За методом актуалізму, проведене співставлення рослинного покриву з сучасним поширенням в межах кліматичних і природних зон.

Для визначення специфічних ознак землистого вугілля використані елементний та технічний аналізи, спектральний, рентгеноскопічний та електронно-парамагнітного резонансу різних типів буровугільних покладів.

Комплекс використаних лабораторних досліджень дає додатковий матеріал стосовно геологічних умов формування торфовищ.

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ГЕОЛОГІЇ БУРОГО ВУГІЛЛЯ

Похожие статьи




ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ - Геологічні умови формування землистого вугілля Дніпровського буровугільного басейну

Предыдущая | Следующая