Промышленное торфоуглевакопление в Приморье

Условные обозначения: 1 - техногенный объект с удельным сопротивлением более 100 Омм; 2 - горизонт глин с удельными сопротивлениями 10-42 Омм; 3 - горизонт суглинков и песков с удельными сопротивлениями 18-^25 Омм; 3 - горизонт алевролита и песчаника с удельными сопротивлениями 25-К30 Омм.

В результате интерпретации полевых материалов составлены геоэлектрические разрезы, на которых под почвенно-растительным слоем мощностью 0.2-0.5 м повсеместно прослеживаются аллювиальные глины. На всех профилях горизонт глин выделяется удельными сопротивлениями ниже 12 Омм. Причем глины выдержаны по простиранию, нигде не выклиниваются и исключают возможность присутствия в них линз песка, галечника или дресвы. Глубина залегания подошвы глин, в среднем, составляет 7-10 м и на отдельных локальных участках достигает 20 м. В частности, на представленном профиле 8 (см. рисунок) на интервале ПК 56-ПК 96 глубина подошвы увеличивается до 15 м. Над глинистым горизонтом выделен высокоомный объект с сопротивлениями более 100 Омм и мощностью до 4 м. Такой уровень удельных сопротивлений соответствует небольшой линзе техногенного загрязнения нефтяного происхождения. Однако этот объект не имеет пространственного протяжения и не фиксируется на соседних профилях.

Под глинами выделяется комплекс пород, представленных песками и суглинками, а ниже по разрезу - песчаниками и алевролитами. Их удельное сопротивление изменяется в диапазоне 20-70 Омм. Этот комплекс прослеживается до глубины 40 м. Видно, что он неоднороден, но выделение в нем пород различного литологического состава не входило в задачу исследований. По общему уровню удельных сопротивлений можно отметить., что комплекс пород полностью обводнен и это согласуется с данными бурения на соседних площадях.

Следует отметить, что повсеместная выдержанность глинистого горизонта исключает возможность попадания керосина в подстилающий комплекс пород и грунтовые воды. Над глинами коллектора также отсутствуют, за исключением небольших объектов, таких как на профиле 8. Однако эти объекты, ввиду малой глубины и ограниченности глинами, не могут долго служить ёмкостью пролитому керосину, который легко вымывается из них при сильном дожде поверхностными водами и попадает в близлежащие реки и озера.

Таким образом, выполнено картирование нефтяного загрязнения геологической среды на небольшом участке крупного склада ГСМ. Определены условия распространения нефтяного загрязнения, но его объемы досконально не изучены. Благоприятным условием для данного участка является отсутствие нефтяного загрязнения грунтовых вод, служащих источником питьевой воды. В целом данные работы можно рассматривать как первый этап оценки условий и характера загрязнения, являющиеся основой для постановки детальных работ. •., • г.„> ; г*<,• * V’,г. л:

ЛИТЕРАТУРА

1. Богословский В.А.., Жигалин А.Д., Хмелевской В.К. Экологическая геофизика. - М.: изд. МГУ.-2000.-256 с.

2. Геоэкологическое обследование предприятий нефтяной промышленности / под ред.

В.А.Шевнина и И.Н.Модина. - М.: изд. РУССО. - 1999. - 511 с. -

3. Шкабарня Н.Г., Шкабарня Г.Н., Голованов Б.Е. Электрическая томография при

инженерно-геологических изысканиях // Вестник отделения строительных наук. - Владивосток: «Дальнаука», 2006, выпуск 10. с. 262-271. г >

* ' ‘ ',,и. .-ГГ-Ц*! ; . ; .. ч ‘ -V \  ". л . л

>• -  'Л -- л ; А.К.Седых, Н.А.Нагорнова

ПРОМЫШЛЕННОЕ ТОРФОУГЛЕНАКОПЛЕНИЕ В ПРИМОРЬЕ

Уголь, как углеводородное сырье, несмотря на нефтегазовые приоритеты на современном мировом рынке, уверенно сохраняет свою определяющую роль в энергетике и металлургии.

В Приморье это наиболее четко отражается в электроэнергетическом производстве за счет работающих на угле тепловых станций, производящих более 70% всей потребляемой в крае электроэнергии.

Климатические и тектонические условия прошлых геологических эпох способствовали формированию на территории Приморья в мезокайнозое угленосных формаций, имеющих промышленное значение. Всего установлены четыре эпохи продуктивного торфоугленакопления.

Наиболее древняя верхнетриасовая эпоха (карний) захватывает территорию к югу от широты г, Уссурийска. Здесь открыто два месторождения (Монгугайское и Синегорское) и несколько проявлений каменного угля и антрацитов, отработка которых частично осуществлялась в первой половине XX века кустарным способом, а также в конце XX века небольшим разрезом. Угли преимущественно высокозольные и высококалорийные. Пласты угля неустойчивые по мощности (0,5—] ,5 м) и протяженности (первые десятки — сто м). Это объекты для отработки мелкими уклонами И «нетиповыми» разрезами с мощностями в пределах первых десятков тысяч тонн угля в год. Месторождения слабо изучены, характеризуются сложной разрывной и складчатой тектоникой и расположены либо в пригородных зонах активного промышленного и сельскохозяйственного производства, либо вблизи охраняемых заповедников и заказников.

Перспектива освоения триасовых месторождений в настоящее время сомнительна, хотя общее количество прогнозных ресурсов этих углей - около 1 мрд, т.

Нижнемеловая эпоха промышленного торфоугленакопления (готерив — альб) получила распространение на территории Приморья южнее широты оз. Ханка и характеризуется наличием хорошо известных угольных объектов: Верхне-Раздольне некого и Партизанского бассейнов, Подгородненского месторождения. Угли каменные всех марок до антрацитов, средне- и высокозольные, высококалорийные. Пласты угля от выдержанных до неустойчивых по мощности и протяженности, отрабатывались и отрабатываются в настоящее время как подземным, так и открытым способами. Общая доля нижнемеловых углей в балансе запасов составляет всего 16 %.

Важное промышленное значение имел в свое время Партизанский угольный бассейн, в котором в 60-70-х годах XX столетия добывалось 5-ю шахтами до 1,5 млн. г угля в год. Кроме энергетических в небольшом количестве отрабатывались угли коксующихся марок, экспортируемых в Японию, а также тощие угли для цементной шихты Спасского завода. Бассейн является самым сложным по горно-геологическим условиям эксплуатации. В настоящее время добыча угля в нем приостановлена, все шахты законсервированы, хотя балансовых запасов угля в недрах осталось 320 млн. т. Перспективы возобновления добычи угля в бассейне сохраняются, особенно в Мелъниковском, Белопадинском и Тигровском угленосных районах. В основном это штольневые запасы, взять которые можно уклонами и, возможно, «нетиповыми» разрезами мощностью до 100 тыс. т угля в год. Угли энергетические марки Г. Большой интерес представляет юго-восточный борт Основной промышленной площади бассейна, осложненный надвигом, перспективный на поиски металлоносных углей, дающих вполне реальную возможность возрождения угледобычи в бассейне.

Подгородненское месторождение расположено в пригороде Владивостока и отрабатывалось шахтой, которая также законсервирована. Однако месторождение сохраняет перспективу для возобновления добычи угля, балансовые запасы которого около 20 млн. т. Угли каменные высокозольные, высококалорийные марки Т, пласты выдержанные средней мощностью 1,5-2,5 м. Из-за высокого показателя теплоты сгорания подгородненские угли не могут использоваться в «чистом виде» как энергетическое топливо. Их целесообразно использовать в качестве форсуночного топлива для обжига клинкера на Спасском цементном заводе, а также как добавка в низкокалорийные энергетические угли.

Нижнемеловые угли Верхне — Раздолъненского бассейна представляют наибольший интерес, так как содержат в своем составе в значительном количестве липоидные компоненты, преимущественно резинит (смолу). Угли каменные марки Д, средне- и высокозольные, высококалорийные. Пласты сложного строения, быстро выклинивающиеся по простиранию, представляющие собой чередование углистых пород, угля и породных прослоев. Основным в бассейне является Липовецкое месторождение, которое длительное время отрабатывалось шахтой и разрезом общей мощностью до 2-х млн. т в год. Угли используются только как энергетическое топливо. В настоящее время добыча угля осуществляется небольшим уклоном и разрезом общей мощностью около 1 млн. т в год.

Наиболее рациональным является комплексный подход к липовецюш углям. Их гумусовая составляющая должна использоваться как энергетическое топливо, а смоляные угли, как химическое сырье.

Общее количество прогнозных ресурсов и запасов углей Верхнее-Раздольненского бассейна -около 1 мрд. т, из которых 50 % - это смоляные угли. Если бассейн оценивать, как объект химического сырья, то он является уникальным по запасам. Подготовленные же балансовые запасы угля бассейна составляют 320 млн. т.

Палеогеновая эпоха промышленного торфоугленакопления (эоцен-ранний олигоцен) получила распространение по всему Приморью и характеризуется развитием угленосных отложений в границах приразломных впадин. С ней связано начало освоения угольных месторождений в крае в 60-х годах XIX столетия (Тавричанское месторождение) и основной объем добычи угля в середине ХХ-го столетия на Артемовском и Тавричанском месторождениях. Угли бурые (ЗБВ) и переходные к каменным (ДВ). Пласты угля выдержанные и относительно выдержанные средней мощностью 1,5-3,0 м, среднезольные, среднекалорийные. Они являются хорошим энергетическим топливом.

В 60-х годах XX столетия было начато освоение Шкотовского и Бикинского месторождений, нижняя угленосная свита которых имеет эоцен - олигоценовый возраст. На Шкотовском месторождении отработка угля осуществлялась шахтой Смоляниновской и одноименными разрезами. На Бшинском месторождении в настоящее время начата отработка пластов нижней угленосной свиты разрезом «Лучегорский - 2».

Для рассматриваемой эпохи промышленного торфоугленакопления отмечено формирование фациально изменчивых формаций со сложной разрывной тектоникой, нередко с высокой метаноносностью отрабатываемых участков, проявлением пучения вмещающих пород, иногда --самовозгоранием углей. Несмотря на закрытие всех шахт на Артемовском и Тавричанском месторождениях, в их недрах осталось 185 млн. т. балансовых запасов угля. На Шкотовском месторождении в пределах Южного тектонического блока не освоено около 200 млн. т балансовых запасов. Кроме этого, здесь же разведано германий - угольное месторождение. Перспективы возобнавления угледобычи на всех выше отмеченных месторождениях вполне реальны, особенно для Тавричанского (поле шахты № 5) и северо-восточных районов Артемовского месторождения, а также для Южного блока Шкотовского месторождения.

Освоение площадей развития нижней угленосной свиты на Бикииском месторождении (северные и северо-западные районы) только начинается. Здесь особый интерес представляет германий-уголъное проявление, предварительно изученное на оценочной стадии.

Общая доля эоцен-ол иго ценовых углей в балансе запасов составляет 28 %.

Палеоген-неогеновая эпоха торфоугленакопления (поздний олигоцен-средний миоцен) имеет самое широкое распространение на территории Приморья. Угленосные отложения получили развитие как в крупных приразломных впадинах (верхние угленосные свиты Бикинского и Шкотовского месторождений), так и в отдельных более мелких структурах с одной угленосной свитой (,Павловское, Раковское, Ореховское и др. месторождения), и между приразломными впадинами (Нежинское месторождение и др.). Их интенсивное промышленное освоение начато со второй половины XX столетия и продолжается в настоящее время.

Угли бурые (2БВ\ средне- и высокозольные, низко- и среднек&кзрийиыс. Угольные пласты фациально изменчивые по простиранию и падению, часто относительно выдержанные средней мощности 2,0 - 4,0 м. Угли являются энергетическим топливом удовлетворительного и хорошего качества. В настоящее время на эти угли приходится около 90% добычи энергетических углей в крае (.Бакинское и Павловское месторождения), а общая доля позднеолигоцен-среднемиоценовых углей в баланс запасов составляет 56%.

Основные объекты угледобычи - разрез «Лучегорский-1» Бикинского месторождения и Павловский угольный разрез. Запасы угля значительные (сотни млн. т.), однако их освоение на полную мощность на Павловском месторождении ограничено гидрогеологическими проблемами (осушение огромной территории сельхозугодий). Здесь же подготовлено для промышленного освоения германий-угольное месторождение.

Сохраняет перспективы освоения верхняя угленосная свита на Шкотовском месторождении, отработка которой осуществлялась шахтой им. Артема и мелкими разрезами. Здесь остались не освоенными около 210 млн. т подготовленных запасов углей. Строительство крупных разрезов в пределах Северного тектонического блока Шкотовского месторождения исключается из-за его

повсеместного перекрытия базальтовыми покровами, однако отработка уклонными полями (по типу шахты им, Артема) вполне реальна.

Из других, пока не осваевоемых месторождений бурого угля с подготовленными балансовыми запасами, как перспективными для промышленного освоения, необходимо отметить северо-западные фланги Бонивуровского месторождения (за пределами заповедника), Ракове кое около г.Уссурийска, отдельные угленосные мульды в Арсеньевской зоне (Ореховская, Крыловская, Малиновская). Более детального изучения, как объекты энергетических и, возможно, металлоносных углей, заслуживают: Глуховская впадина на юге Приморья, Маревская в центральной части и Аччанская на севере. Перспективно проведение поисковых работ с целью выявления угленосных мульд вдоль кромок Шкотовского и Борисовского плато базальтов на юге Приморья, где уже открыты Нежинское и Смолъпинское месторождения. На первом велась добыча угля небольшим разрезом.

Оценивая в целом состояние уг ольной базы Приморья можно констатировать, что в основном эксплуатационные работы будут сосредоточены на буроугольных месторождениях, обеспеченных подготовленными запасами угля на 25-30 лет с их отработкой в количестве 10-12 млн. т б год преимущественно открытым способом. Предполагается использование углей не только, как энергетического топлива, но и как химико-технологического сырья (Липовецкое и другие месторождения Верхне-Раздольненского бассейна), а также вовлечение в сферу промышленного производства металлоносных углей {Павловское и Шкотовское германий-уголъные месторождения, Партизанское проявление редких и редкоземельных элементов в углях и угольных породах и др.).

В настоящее время по Приморскому7 краю числится более 4-х мрд. т балансовых запасов бурых и каменных углей с преобладанием бурых (84%).

Шкабарня Г.Н., Шкабарня Н.Г.

УСЛОВИЯ ИЗУЧЕНИЯ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТОМОГРАФИЕЙ НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Одним из эффективных методов разведки угольных месторождений в Приморье на глубинах до 100 м является электрическая томография [1]. Основная идея электрической томографии заключается в получении детальной информации о различных неоднородностях в некотором полупространстве многоэлектродными системами наблюдений, опоясывающими это полупространство по определённым направлениям. Источники и приёмники системы могут находиться одновременно на поверхности и в скважинах, а получаемая информация обеспечивает эффективное изучение геологического разреза по заданным срезам.

Для установления рациональных методических приёмов проведения полевых работ и создания способов обработки томографических матриц требовался детальный анализ результатов математического моделирования полей в неоднородных средах. Выбранные модели включали полупространства с горизонтальными, вертикальными и наклонными границами, клиновидными структурами, локальными объектами в виде сфероадов вращения, шаров и полушаров у поверхности раздела и на глубине.

Такие модели в первом приближении отражают фрагменты геоэлектрических разрезов и имеют аналитические решения по определению потенциала в поле точечного источника, расположенного внутри среды (скважины) и на поверхности. Расчёт кажущихся сопротивлений и поляризуемостей производится оперативно и с высокой точностью. Поэтому для целей моделирования и установления закономерностей аномальных полей удобнее пользоваться аналитическими, а не численными методами.

Для изучения характера и условий залегания угольных пластов использовались закономерности поля в горизонтально-слоистой среде с расположением источников и приёмников на поверхности и внутри среды. Именно эта простая модель широко применялась ранее при интерпретации данных электрического зондирования в методах сопротивлений и вызванной поляризации. >у Л ч:у - : ‘ : з