14. Восстановленность углей. Методы определения степени восстановлен.

В последнее время проведены многочисленные исследования химических, физических и технологических свойств углей различных генетических типов по восстановленности. Замечено, что маловосстановленные угли характеризуются повышенным содержанием кислорода, пониженным содержанием серы, хуже спекаются, чем восстановленные. Восстановленные угли более реакционноспособны по отношению к окисляющим агентам, маловосстановленные предрасположены к внезапным выбросам угля и газа при их разработке. Выявленные различия в свойствах углей различных генетических типов объясняются условиями формирования угольных пластов. Маловосстановленные угли формировались в условиях аэробной среды; для них характерна большая степень разложения органического материала. Образование восстановленных углей проходило преимущественно в анаэробной водной среде без интенсивного окисления растительного материала. Генетический тип углей определяется по ряду химических и геологических показателей. Необходимость применения комплекса методов для определения восстановленности углей объясняется недостаточным уровнем существующих представлений о ее физической сущности. До настоящего времени не выявлены особенности молекулярного строения углей различных генетических типов, не установлены причины проявления указанных свойств. Отсутствие строгих физик – химических представлений о природе восстановленности затрудняет понимание ряда эффектов, наблюдаемых при разработке и переработке ископаемых углей. Физико-химическая сущность восстановленности определяется аморфными неароматическими участками структуры угольного вещества. Угли различных генетических видов имеют различное строение аморфных участков. Для подразделения углей на типы по восстановленности на отдельных этапах метаморфизма используют разные показатели. При выборе параметров существенно выполнение ряда требований: однозначная зависимость параметров от генетических факторов, определяющих различную восстановленность углей; количественное выражение; наличие большого количества данных (результатов определения стандартными методами), накопленных для углей основных бассейнов. Для углей с R_о > 2,0 % приемлемым критерием восстановленности может служить анизотропия отражения витринита А_R: А_R = 100 (R_o,max – R_{o, min} )/ R_o

Количественные критерии степени восстановленности углей. Несмотря на широкий выбор показателей степени восстан–ти, в настоящее время нет пока универсального параметра количественной оценки восстан – ти углей неодинакового петрографического состава на разных стадиях метаморфизма. Вследствие этого степень восстан – ти угля не может быть надежно выражена в виде, каких – то определенных значений одного показателя. Степень восстан – ти количественно описывается коэф. К_В, равным отношению фактического значения толщины пластического слоя у для спекающих микрокомпонентов к «эквивалентному» у_э, характерному для эталонного угля с К_В=1. Величина микротвердости витринита при R₀=const обратно пропорциональна коэф. восстан – ти K_v. Это дает возможность проводить альтернативную оценку степени восстан – ти углей по микротвердости витринита.

Учет плотностей органической массы. Степень восстан – ти м. б. определена по плотности углей, одинаковых по петрографическому составу и зольности. При разделении угля на фракции ст–нь восстан–ти витринита убывает с ростом плотности фракций, что обуславливается снижением содержания водорода, выхода летучих веществ и толщины пластического слоя при увеличении плотности. При одинаковой стадии метаморфизма и одинаковом содержании компонентов групп инертинита и липтинита выход легких фракций всегда выше в случае восстановленных углей. Количественная оценка степени восстан - ти позволяет более объективно разделять маловосстановленные и восстан – ые угли.