СПОСОБ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ УГОЛЬНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
COMPLEX COAL FIELD DEVELOPMENT METHOD

Изобретение относится к горному делу, в частности к комплексному освоению месторождения полезных ископаемых, а именно к разведке промышленных содержаний элементов-примесей в угольном месторождении.
Известен способ освоения угольного месторождения, включающий поиск полезного ископаемого, предварительную, детальную и эксплуатационную разведки, вскрытие, подготовку и последующую разработку полезного ископаемого с целью добычи полезного ископаемого и переработки последнего [1]. Недостатком способа является его ориентированность на извлечение одного полезного ископаемого - угля.
Наиболее близким аналогом, принятым в качестве прототипа, является способ комплексного освоения угольного месторождения, включающий проведение поисковых работ, определяющих наличие собственно месторождения; проведение предварительной разведки, определяющей характер и границы месторождения; проведение детальной разведки месторождения, определяющей запасы углей, их качественные характеристики и содержание в них и в отходах их переработки ценных и/или токсичных элементов-примесей; проведение эксплуатационной разведки, определяющей строение угольного пласта; разработку месторождения с целью добычи угля и последующую переработку добытого угля с извлечением ценных и/или токсичных элементов-примесей [2].
Недостатком прототипа является необходимость проведения опробования угольных пластов месторождения по большому количеству вероятных элементов-примесей (до 50 элементов-примесей), которые потенциально могут входить в состав угольного вещества того или иного пласта в промышленных содержаниях. В связи с этим допускаются повышенные затраты времени, материальных и трудовых ресурсов, снижающие эффективность комплексного освоения угольного месторождения.
Цель изобретения - повышение эффективности комплексного освоения угольного месторождения за счет опробования угольных пластов при проведении его разведки по ограниченному числу базовых элементов.
Поставленная цель достигается тем, что в способе комплексного освоения угольного месторождения, включающем проведение поисковых работ, осуществление предварительной, детальной и эксплуатационной разведок, оценку содержания в углях и в отходах их переработки элементов-примесей, разработку месторождения с целью добычи угля и последующую переработку добытого угля с извлечением элементов-примесей, оценку содержания в углях и в отходах их переработки элементов-примесей производят при эксплуатационной разведке в два этапа: на первом этапе ведут опробование с выявлением рудообразующих содержаний в золах углей базовых элементов; на втором - опробование только по тем элементам, которые тесно связаны с базовыми элементами.
Большинство угольных месторождений в нашей стране уже разведаны и осваиваются в той или иной степени в зависимости от экономической целесообразности. Однако развитие аналитических методов определения редких элементов в углях и геохимические исследования угля и углевмещающих пород показывают, что отходы сжигания части добываемого угля представляют собой рудообразующий комплекс, что можно выявить на стадиях детальной или эксплуатационной разведки.
Научными исследованиями, проведенными в нашей стране за предыдущие 20 лет, установлено, что элементы, часто встречающиеся в углях, ассоциируют друг с другом, т.е. находятся в угле совместно, и высокое содержание одного элемента с большой степенью вероятности свидетельствует о соответствующем содержании другого элемента или группы элементов. Такие элементы, повышенное содержание которых с большой степенью вероятности определяет соответствующее содержание в углях другого элемента или группы элементов, являются базовыми.
В связи с этим оценку содержания в углях и отходах их переработки элементов-примесей предлагается проводить при проведении эксплуатационной разведки в два этапа. На первом этапе проводят опробование угольных пластов на содержание базовых элементов; на втором - опробование только по тем элементам, которые ассоциируют с базовыми элементами, выявленными на первом этапе.
Способ комплексного освоения угольного месторождения может быть осуществлен следующим образом. Например, в Кемеровской области существуют угольные месторождения с разнообразным марочным составом добываемых углей. В Кузнецких углях часто встречаются повышенные содержания ценных элементов-примесей (Al, Ti, Fe, Y, Zr, Nb, Ag, Ta, Au и др.), стоимость минеральных концентратов которых многократно превышает стоимость добытого угля.
Поскольку большинство угольных месторождений уже находятся в стадии освоения, а опробование угольных пластов на содержания элементов-примесей на стадии детальной разведки не проводилось, то изучают состав угольного вещества на стадии эксплуатационной разведки, которую предлагается проводить в два этапа. На первом этапе определяют строение угольного пласта и проводят опробование углей по базовым элементам. При выявлении повышенных концентраций хотя бы одного базового элемента дальнейшее опробование углей ведут по тем элементам, которые ассоциируют с этим базовым элементом, например, титан имеет выраженную склонность ассоциировать с Fe, Y, Zr, Nb, Hf, Ta, другими элементами. Если на первом этапе разведки в угле выявлено рудообразующее содержание в пересчете на золошлаковый материал (ЗШМ) титана, то на втором этапе проводят опробование только по тем элементам, которые с ним ассоциируют в рудных содержаниях. В этом случае будет значительно снижен объем опробования без снижения качества разведочных работ и разведки месторождения в целом.
Таким образом, при двухэтапной эксплуатационной разведке угольного месторождения будут значительно снижены затраты (трудовые, материальные, финансовые, времени), что в конечном счете ведет к повышению эффективности комплексного освоения угольного месторождения. А это и есть цель изобретения.
Источники информации
1. Бокий Б.В. Горное дело. / Учебное пособие. Москва, Ленинград, Углетехиздат, 1953 - 744 с. (аналог).
2. Арбузов С.И., Ершов В.В. Геохимия редких элементов в углях Сибири. - Томск, Изд. дом «Д-Принт», 2007 - 468 с. (прототип).