Природные угли

Тюменская область богата природными углями. В полосе, примыкающей с востока к Приполярному и Полярному Уралу, находится Сосьвинско-Салехардский угольный бассейн. Протяженность его угленосных отложений в субмеридиональном направлении достигает 700 км – от Байдарацкой губы на севере до районов Свердловской области на юге. В пределвх бассейна выделяются Обской, Хулгинский и Северо-Сосьвинский угленосные районы.

Залежи углей в бассейне размещаются в каменноугльных, триасовых , юрских и меловых отложениях.

Угленосность нижнекаменноугольного возраста установлена на площади между поселками Вижай и Усть-Манья. Здесь вскрыто 4 пласта каменного угля мощностью до 1 м. В настоящее время эта формация промышленного значения не имеет, но требует тщательного изучения, поскольку угленосные отложения каменноугольного возраста распространены на огромной площади.

Промышленная угленосность триасовых отложений установлена на Люльинском и Турупьинском месторождениях, расположенных к югу от пос.Саранпауль (рис.90). По условиям залегания месторождения являются аналогами залежей Богословского и Волчанского угленосных районов Свердловской области. Продуктивная толща сложена глинисто-алеврит-песчаными породами ятринской свиты и содержит до 6 угольных пластов мощностью от 2 до 40 м. Угли залегают на глубине 300-500 м и могут добываться карьерным и шахтным способами. Триасовые бурые угли имеют марки Б2 и Б3, зольность около 15%, содержание углерода 71,3% и теплотворную способность 6580 ккал/кг. Прогнозные ресурсы их составляют 1 млрд т.

Нижне-среднеюрская угленосная формация развита на всей территории Сосьвинско-Салехардского угольного бассейна. Разведаны пока лишь 7 месторождений с углями этого возраста: Семьинское, Оторьинское, Тольинское, Западно-Тольинское, Няйское, Лопсинское и Усть-Маньинское. Угольные пласты приурочены к тольинской и охтлямской свитам. Основной рабочий пласт здесь носит название «Главного». Мощность его изменяется от 5 до 11 м. Зольность юрских углей находится в пределах 9-25%.

Нижнемеловая угленосная формация наиболее развита в Щучьинской и Байдарацкой зонах. Здесь редкими скважинами вскрыто несколько пластов бурого угля мощностью до 37 м. Общие перспективные ресурсы Сосьвинско-Салехардского угольного бассейна оцениваются в 16 млрд т. (Воронов, 1980).

В целом угли Сосьвинско-Салехардского бассейна являются ценным энергетическим и химическим сырьем, хорошо доступны для добычи и могут с успехом использоваться в народном хозяйстве не только Тюменской области, но и прилегающих промышленных районов Среднего Урала.

Возможна комплексная отработка месторождений бассейна. Под угленосными пластами многих месторождений имеются залежи бокситов. Кроме того, с древней корой выветривания палеозойских пород здесь связаны залежи монтмориллонитовых и каолинитовых глин. Совместная отработка перечисленных полезных ископаемых значительно снизит себестоимость добываемого угля.

Люльинское месторождение бурых углей. Расположено в среднем течении р.Ятрия, в 25 км к юго-западу от пос.Саранпауль. Площадь месторождения составляет 120 км². Месторождение приурочено к западной части Люльинской впадины. В геологическом строении района месторождения принимает участие угленосная ятринская свита, залегающая на палеозойском фундаменте или на породах саранпаульской свиты. Ближе к западной границе впадины угленосные осадки фациально замещаются бокситоносными отложениями семьинской свиты. Угленосная толща сложена глинистыми, алевритовыми и песчаными породами с прослоями гравия и гальки и содержит 6 рабочих угольных пластов мощностью от 2 до 40 м. Пласт Я-6 имеет мощность 20-40 м. Триасовые осадки с размывом и угловым несогласием покрыты юрскими. Угли залегают на глубинах от 40 до 550 м. Зольность углей 15,1%, содержание углерода 71,3%, теплотворная способность 6580 ккал/кг. По степени углефикации угли относятся к бурым марки Б-2 и сходны с углями Челябинского бассейна. Присутствуют длиннопламенные угли марки Б₃, переходные к каменным с высоким содержанием германия. Запасы углей по категории С₂ до глубины 300 м составляют 150 млн т, до глубины 600 м – 696 млн т. Разведанные запасы по категориям В + С₁ + С₂ до глубины 100 м – 8 млн т. В основании угленосной толщи имеется залежь бокситов.

Турупьинское проявление бурых углей расположено в западной части Турупьинской впадины и сложено осадками ятринской свиты рэта, залегающей на размытой поверхности палеозоя. По мере приближения к западному борту Турупьинской впадины угленосные осадки фациально замещаются безугольными отложениями триаса. Ятринская свита с размывом и угловым несогласием перекрывается полимиктовыми песчаниками и гравием юры. Продуктивная толща срезана предюрским размывом на глубине 210 м. Скважинами вскрыты 4 угольных пласта мощностью 2,5 – 7 м.

Семьинское проявление бурых углей расположено в южной части Турупьинской впадины. Район проявления сложен угленосной песчано-алеврит-глинистой толщей охтлямской свиты лейаса - аалена и тольинской свиты байоса - келловея. Толща включает 35 маломощных (0,1-2,5 м) уголных пластов с суммарной рабочей мощностью около 10 м. В прибортовой части впадины вскрыты триасовые (рэт) осадки, угленосность которых не выяснена.

Оторьинское и Тольинское месторождения бурых углей расположены на правобережье р.Волья в пределах Мансийского вала. Район сложен охтлямской свитой лейаса – аалена и тольинской свитой байоса – келловея, залегающих с размывом на палеозойских образованиях. Обе свиты сложены песчано-алевролит-глинистой толщей охтлямской свиты лейаса – аалена и перекрыты осадками маурыньинской свиты келловея – оксфорда. По направлению к центральной части Мансийского вала обе свиты часто выклиниваются. В этих участках на коре выветривания палеозойских образований залегает маурыньинская свита. Угленосная толща принадлежит охтлямской и тольинской свитам и включает пласты углей мощностью до 10,8 м. Многие из пластов не выдержаны по мощности и часто выклиниваются. Основная промышленная угленосность принадлежит пласту «Главный» мощностью 4,8 – 10 м. Угли Оторьинского месторождения ультраклареновые, Тольинского – дюреновые и дюрено-клареновые. Зольность углей 13,6%. Содержание серы низкое (0,33%). Запасы их до глубины 300 м составляют 728 млн т., треть из которых пригодна для открытой разработки.

Няйское месторождение бурых углей расположено в среднем течении р.Няйс, южнее Тольинского месторождения. Угленосная толща относится к осадкам охтлямской и тольинской свит. Охтлямская свита содержит до 6 рабочих пластов с максимальной суммарной мощностью 12,5м. Наибольшая толщина пластов наблюдается в северной части месторождения. Основная часть углей промышленной мощности размещается в интервале глубин 100-300 м.

Лопсинское месторождение бурых углей расположено в левобережной части долины р.Лопсия в ее среднем течении. Угленосная толща тольинской свиты содержит до 4 пластов мощностью 1 – 9,7 м (в среднем 3,5 м). Запасы углей до глубины 300 м составляют 51 млн т.

Усть-Маньинское месторождение бурых углей расположено к юго-востоку от пос.Усть-Манья, в бассейне р.Сев. Сосьва. Структурно относится к западному борту Усть-Маньинской впадины. Угленосные отложения относятся к тольинской свите, содержащей 1 пласт бурых углей мощностью 0,4-2,5 м. Запасы углей 12 млн т.

Ханмейское буроугольное месторождение расположено в районе ж.д. станции Обская. Угленосная толща приурочена к песчано-алевролито-глинистой толще средней и верхней юры. Протяженность угленосных отложений более 30 км при ширине выходов под отложения кайнозоя более 8 км. Мощность пластов угля до 8,8 м. Средняя мощность перекрывающих рыхлых осадков 175 м. Зольность углей 12,45%; выход летучих компонентов 37,4%, теплотворная способность 6800 ккал/кг. Прогнозные ресурсы до глубины 500 м составляют 2 млрд т (Золотарев, 2004).

В пределах северного окончания Сосьвинско-Салехардского буроугольного бассейна В.Н.Вороновым и Л.А.Бабушкиным предложено выделить Щучьинско-Байдарацкий угленосный район, где при геологической съемке м 1: 50 000 изучены две угленосные площади: Нядаяхинская и Лаборовская. На Нядаяхинской площади угленосность приурочена к верхнему триасу, юре и нижнему мелу.

В бассейне р.Нядаяхи изучено Восточно-Уральское проявление углей, где в толще нижнего мела вскрыто 5 пластов бурых углей мощностью от 0,2 до 24 м (суммарная мощность 52,2 м). Угленосные отложения с размывом перекрыты суглинками и алевритами верхнего плиоцена. Бурые угли матовые витрен-фюзеновые, малозольные (средняя зольность 6,6%). Теплотворная способность их 6380 ккал/кг. В углях присутствует большое количество крупных темно-бурых фрагментов гелифицированной плотной древесины, занимающей половину объема угля, а также примесь глинистого вещества в количестве 2,3-7,9%. Угли относятся к классу 2Б.

В пределах Лаборовской площади одной из скважин вскрыты юрские отложения с тремя маломощными (1,2- 2,4 м) пластами бурых углей. Другие скавжины вскрыли нижне-среднеюрские отложения с пятью пластами углей суммарной мощностью 13,6-23,4 м. Угли матовые, при высыхании рассыпаются в темно-бурую массу.

Апробированные ресурсы углей Щучьинско-Байдарацкого района составляют 4,8 млрд т (Воронов, Бабушкин, 2007).

Угли юрского возраста известны также на юго-востоке Западно-Сибирской плиты, где давно открыт Чулымо-Енисейский буроугольный бассейн с колоссальными запасами. К сожалению, эти залежи находятся на значительной глубине и могут использоваться лишь с помощью их подземной газификации.

В центральных и южных районах Западно-Сибирской плиты, в пределах Тюменской и Томской областей, известна абросимовская свита среднего олигоцена. Она представлена серыми и буроватыми глинами, песками и алевритами общей мощностью 50-70 м, которые накапливались в озерных и болотных условиях. Толща включает пласты бурого угля, достигающие промышленной мощности. Они выходят на поверхность в долинах Демьянки, Туя, Уя, Васюгана, Парабели и других рек, а также вскрыты многочисленными скважинами. Это Обь-Иртышский буроугольный бассейн. Горизонтально залегающая угленосная толща этого бассейна включает 4 угольных пласта толщиной 3-4 м. Угли могут разрабатываться открытым способом.

Торф

Горючее полезное ископаемое, представляющее собой первую стадию преобразования растительного материала, накапливающегося в болотах, называется торфом. Неполное разложение остатков отмерших растений при участии микроорганизмов в условиях повышенной влажности и затрудненного доступа воздуха приводит к образованию гумуса. Содержание последнего определяет степень разложения первичной органики и, соответственно – важнейшие свойства торфа. Если степень разложения ниже 50%, то структура торфа ближе к волокнистой, а цвет светло-коричневый или желтый. В случае более глубокой переработки исходного материала, торф приобретает аморфную структуру и более темный цвет.

Сырой торф представляет собой кашеобразнйю массу, содержащую 80-90% воды. Перед употреблением в качестве топлива торф сушат, доводя содержание влаги до 25%.

Сухой торф подразделяется по зольности (т.е по количеству минеральных неорганических примесей) на малозольный (до 5% золы), среднезольный (5-10% золы) и высокозольный (более 10% золы). Зольность торфа зависит от условий образования. Дело в том, что по гипсометрическому уровню относительно рек, дренирующих территорию, выделяются низинные, верховые и переходные болота. Низинные приурочены к поймам рек, верховые – к водоразделам, а болота переходного типа размещаются на террасах. Чем ниже уровень болота, тем больше в него сносится терригенного материала. Следовательно, в низинных болотах образуется самый высокозольный торф.

В Тюменской области получили развитие все три типа болот. Верховые болота содержат торф слабой степени разложения при средней мощности залежей 3-3,5 м. Низинные болота имеют мощные залежи торфа – до 8-9 м. Они и представляют наибольший практический интерес. Запасы низинного торфа в Тюменской области составляют 19% от всей суммы запасов.

До недавнего времени торф с зольностью выше 25% считался плохим, поскольку использовался почти исключительно как топливо. При этом неорганическая примесь являлась большой помехой, засоряя топки котельных установок. Сейчас это сырье употребляют в качестве органического удобрения полей. Поэтому, оценивая качество торфа с этой позиции, приходится разбираться в химическом и минеральном составе золы.

Большое содержание карбоната кальция и фосфорных соединений делает торф высококачественным удобрением, особенно в условиях Западной Сибири, где почвы обеднены этими компонентами.

Фосфор в торфе представлен минералом вивианитом – водным фосфатом железа, который дает значительные прибавки к урожаю. Применение же обычного торфа в качестве удобрения дает хороший эффект только в совокупности с минеральными неорганическими добавками.

Сухой торф – прекрасная подстилка для скота, особенно зимой. Один кг этого материала способен впитать около 10 кг воды, в то время как солома поглощает лишь 3 кг жидкости. Кроме того торфяная подстилка обладает антисептическими свойствами – она препятсятвует развитию болезнетворных микробов. Не пропадает и торфяная подстилка. Она представляет собой ценное органическое удобрение – торфяной навоз, по своим свойствам намного превосходящий обычный навоз.

Запасы торфа в Западной Сибири огромны – 106683 млн т. это составляет около 70% общероссийских и более 30% мировых запасов этого сырья. На территории Тюменской области выявлено и разведано 2352 месторождения торфа с запасами 63258 млн т.

К сожалению, при переходе тепловых электростанций на газовое топливо торф в Тюменской области почти не разрабатывается.