Файл: Л.С. Недосекина Углепетрография.pdf

1

Введение

Дисциплина "Углепетрография" имеет целью изучение студентами процессов углеобразования, генетического обоснования качества углей как одного из основных геолого-экономических факторов их классификационных показателей, петрографического состава углей различного марочного состава, закономерностей образования и размещения угольных месторождений.

В итоге изучения дисциплины студенты должны знать: условия угленакопления в земной коре; особенности химического состава и вещественного состава растительного вещества как первичного исходного материала для образования углей; условия и механизм его преобразования в различные стадии углеобразования; направления использования углей и их качественные особенности; петрографический состав углей, его генетическую обоснованность; промышленную и генетическую классификации углей; закономерности (геолого-историческую, тектоническую) образования и размещения угольных месторождений; особенности геологического формирования и строения основных геологопромышленных районов Кузбасса; зональное распределение углей Кузбасса различного качества.

Студенты должны уметь: диагностировать и количественно оценивать минеральные включения в угле; устанавливать марочный состав угля по его качественным показателям согласно ГОСТ 25543-88 геоло- го-промышленной классификации углей; прогнозировать направление использования угля.

Курс "Углепетрография" опирается на знания, полученные студентами при изучении физики, химии, математики, биологии, динамической геологии, петрографии осадочных пород, геотектоники.

1. Содержание программы

1.1. Общие сведения об углях. Мировые ресурсы, добыча и использование углей. Роль угольной отрасли в экономике России. Генезис ископаемых углей. Условия угленакопления: геотектонические, геоморфологические, климатические. Состав первичного исходного растительного вещества. Химический состав растительного вещества. Особенности химического состава высших и низших растений. Веществен-

2

ный состав растительного вещества. Особенности вещественного состава высших и низших растений.

1.2.Первая стадия углеобразования. Условия разложения растительного вещества. Процессы разложения высших растений (гелефикация, фюзенизация, элювиация, иллювиация). Процесс разложения низших растений (битуминизация). Изменение химического и вещественного состава растительного вещества. Конечные результаты.

1.3.Вторая стадия углеобразования (углефикация). Условия углефикации. Изменение химического и вещественного состава торфа и сапропеля. Конечные результаты. Генетическая классификация углей по Ю.А. Жемчужникову, А.И. Гинзбург (1960). Классификация углей по степени углефикации (метаморфизму). Характеристика углей разных генетических групп (гумусовых, сапропелевых) и разной степени углефикации (бурых, каменных, антрацитов).

1.4.Качество углей. Направления использования ископаемых углей как главный критерий для изучения качества углей. Технический анализ углей. Качественные показатели, устанавливаемые техническим анализом (содержание влаги, выход летучих компонентов, спекаемость, зольность, теплота сгорания), их генетическая обусловленность.

обоснованность. Экономическая обоснованность классификации. Качественная и экономическая характеристика углей различного марочного состава.

1.6.Закономерности образования и размещения месторождений угля. Угленосность месторождений. Краткая характеристика основных угольных бассейнов мира.

1.7.Угли Кузбасса. Геологическая история формирования Кузнецкого угольного бассейна. Тектоническое строение Кузбасса. Геоло- го-промышленное районирование. Качественная зональность Кузбасса.

1.8.Характеристика основных геолого-промышленных районов Кузбасса (территориальная привязка, возраст, тектоника, угленосность, качество углей, запасы, добыча).

3

2. Содержание лабораторных занятий

2.1.Макроскопическая диагностика углей. Определение физических свойств, структуры и текстуры макрокомпонентов. Количественная оценка макрокомпонентов. Предварительный прогноз направления использования угля. Защита лабораторной работы.

2.2.Микроскопическая диагностика углей. Определение петрографических микроингредиентов. Их количественная оценка. Прогноз направления использования угля. Защита лабораторной работы.

2.3.Микроскопическая диагностика минеральных включений. Количественная оценка зольности углей. Защита лабораторной работы.

2.4.Определение технологических марок, групп и подгрупп углей по совокупности генетических параметров. Прогноз направления использования углей. Защита лабораторной работы.

2.5.Диагностика углевмещающих горных пород. Определение структуры, текстуры, минерального состава, фациальных условий образования. Защита лабораторной работы.

Список рекомендуемой литературы

1.Клер В.П. Изучение и геолого-экономическая оценка качества углей при геологоразведочных работах. – М.: Недра, 1975.

2.Лапинская Т.А. Основы петрографии / Т.А. Лапинская, Б.К. Прошли-

ков. – М.: Недра, 1974.

3.Еремин И.В. Петрография и физические свойства углей / И.В. Еремин, В.В. Лебедев. – М.: Недра, 1980.

4.Вальц И.Э. Петрография углей СССР. – Л.: Недра, 1982.

5.Петров В.П. Петрографический словарь. – М.: Недра, 1981.

6.Антосов И.И. Петрография органических веществ в геологии горючих ископаемых. – М.: Недра, 1981.

7.Заридзе Г.М. Петрография. – М.: Недра, 1988.

8.Миронов К.В. Справочник геолога-угольщика. – М.: Недра, 1991.

9.Кравцов А.И. Основы геологии горючих ископаемых. – М.: Высш.

шк., 1982.

10.Голицын М.В. Все об угле / М.В. Голицын, А.М. Голицын. – М.:

Наука, 1989.

11.Голицын М.В. Коксующиеся угли России. – М.: МГУ, 1992.

12.Бодоев Н.В. Сапропелитовые угли. – Новосибирск: Наука, 1991.

4

13.Ермолов В.А. Месторождения полезных ископаемых / В.А. Ермолов, Г.Б. Попова, В.В. Мосейкин. – М.: Изд-во Моск. гос. горн. ун-та, 2001.

14.Угли бурые, каменные и антрациты. Классификация по генетическим и технологическим параметрам. ГОСТ 25543-88. – М.: Изд-во стандартов, 1988.

3. Методические указания и порядок изучения курса

Изучение курса "Углепетрография" заключается в самостоятельной проработке литературы по основным разделам программы. Изучение следует начать с общих сведений об углях: о мировых ресурсах, добыче и использовании углей, о роли угольной отрасли в экономике России.

Важным вопросом курса является генезис углей, т.к. их петрографический состав, качественные особенности, а значит, и рациональное использование обусловливаются их происхождением. При этом особое внимание надо обратить на состав (химический и вещественный) исходного растительного вещества, условия его накопления (геотектонические, геоморфологические и климатические). Студент должен иметь четкое представление о стадийности углеобразования, обо всех процессах изменения химического и вещественного состава исходного материала на каждой стадии углеобразования и о конечных результатах этих процессов.

Ключевым вопросом курса "Углепетрография" является качество углей, которое является одним из геолого-экономических факторов угольного месторождения и во многом определяет технологию его добычи, переработки и использования.

Качество угля находится в прямой зависимости от его петрографического состава. Поэтому особое внимание следует уделить изучению петрографических макро- и микроингредиентов (разновидностей) угля. С общими понятиями о них и их качественными особенностями студент должен познакомиться по литературным источникам. Диагностика их, количественная оценка их содержания в сложных по составу углях предусмотрена программой лабораторного цикла.

В результате изучения качества углей студент должен иметь четкие знания о показателях качества, устанавливаемых техническим анализом, а также всех показателях, положенных в основу промышленногенетической классификации углей, предусмотренной ГОСТ 25543-88. Студент должен уметь по ГОСТ 25543-88 установить марку, группу и

5

подгруппу угля и дать прогноз направления его использования. При выполнении задания по третьему вопросу контрольной работы надо руководствоваться двумя основными направлениями использования углей: металлургического (коксохимического) и энергетического направлений. В металлургию на получение кокса направляются угли, обладающие способностью спекаться. Прямым показателем спекаемости (коксуемости) углей является умм. Косвенным показателем спекаемости является показатель Σок%, указывающий на необходимость обогащения углей или ее отсутствие.

Энергетическими углями являются угли с низким (менее 6 мм) умм, а также спекающиеся фюзенитовые угли, требующие обогащения по снижению спекаемости.

Для более глубокого изучения курса студентам рекомендуется познакомиться с геологической историей формирования Кузнецкого угольного бассейна, тектоническим строением, качеством углей Кузбасса и других основных угольных бассейнов мира, а также закономерностями образования и размещения угольных месторождений.

Контрольная работа выполняется студентом в виде краткого, но достаточно полного и логически правильного изложения представлений по тематике предложенных вопросов. Ответы должны сопровождаться иллюстрациями, примерами в зависимости от специфики вопроса, а также ссылками на использованные первоисточники информации.

Вариант контрольной работы выбирается по последней цифре шифра зачетной книжки студента.

Домашняя контрольная работа отсылается в университет за 2

месяца до начала сессии. Итоги проверки этой работы, а также замечания по ней обсуждаются студентом и преподавателем во время собеседования до начала сессии либо во время сессии.

Во время сессии на аудиторных занятиях студенты прослушивают лекции по основным теоретическим положениям курса и выполняют лабораторные работы. К сдаче зачета по курсу студент допускается при условии выполнения домашней контрольной работы, посещения всех аудиторных занятий и выполнения всех лабораторных работ.

Во время сессии, а также в межсессионный период студент может получить консультацию преподавателя по любому разделу курса.

6

4. Варианты заданий к контрольной работе

Вариант № 1

1.Геотектонические условия и закономерности угленакопления и размещения месторождений угля.

2.Элементный и групповой состав углей различных генетических групп и различной степени углефикации.

3.По следующим технологическим параметрам установить марку, группу и подгруппу угля по ГОСТ 25543-88 и дать прогноз направления его использования:

а) Vdaf % = 33,0; yмм = 29; Σок % = 14; R0 % = 0,90; б) Vdaf % = 42,0; yмм = 0; Σок % = 7; R0 % = 0,59.

Вариант № 2

1.Геоморфологические и климатические условия и закономерности угленакопления и размещения месторождений угля.

2.Промышленно-генетическая классификация каменных углей, ее экономическое обоснование.

3.По следующим технологическим параметрам установить марку, группу и подгруппу угля по ГОСТ 25543-88 и дать прогноз направления его использования:

а) Vdaf % = 15,9; yмм = 0; Σок % = 44; R0 % = 2,0;

б) Vdaf % = 41; yмм = 11; Σок % = 9; R0 % = 0,67.

Вариант № 3

1.Химический состав первичного растительного вещества как исходного материала углеобразования.

2.Теплота сгорания, спекаемость и обогатимость углей, их генетическая обоснованность.

3.По следующим технологическим параметрам установить марку, группу и подгруппу угля по ГОСТ 25543-88 и дать прогноз направления его использования:

а) Vdaf % = 26,8; yмм = 17; Σок % = 27; R0 % = 1,13; б) Vdaf % = 43,1; yмм = 7; Σок % = 16; R0 % = 0,61.

Вариант № 4

1.Вещественный состав высших растений как исходного материала углеобразования.

7

2.Физико-механические свойства углей, их генетическая обоснованность.

3.По следующим технологическим параметрам установить марку, группу и подгруппу угля по ГОСТ 25543-88 и дать прогноз направления его использования:

а) Vdaf % = 18,0; yмм = 0; Σок % = 60; R0 % = 1,36; б) Vdaf % = 38,1; yмм = 30; Σок % = 8; R0 % = 0,85.

Вариант № 5

1.Вещественный состав низших растений как исходного материала углеобразования.

2.Физические и оптические свойства углей, их генетическая обоснованность.

3.По следующим технологическим параметрам установить марку, группу и подгруппу угля по ГОСТ 25543-88 и дать прогноз направления его использования:

а) Vdaf % = 21,7; yмм = 11; Σок % = 33; R0 % = 1,22; б) Vdaf % = 42,0; yмм = 0; Σок % = 9; R0 % = 0,55.

Вариант № 6

1.Процессы разложения высших растений. Условия разложения. Изменение вещественного и химического состава исходного материала. Конечный результат.

2.Промышленно-генетическая классификация антрацитов, ее экономическая обоснованность.

3.По следующим технологическим параметрам установить марку, группу и подгруппу угля по ГОСТ 25543-88 и дать прогноз направления его использования:

а) Vdaf % = 30,9; yмм = 32; Σок % = 11; R0 % = 1,01; б) Vdaf % = 41,2; yмм = 12; Σок % = 10; R0 % = 0,71.

Вариант № 7

1.Процесс разложения низших растений. Условия разложения. Изменение вещественного и химического состава исходного материала. Конечный результат.

2.Промышленно-генетическая классификация бурых углей, ее экономическая обоснованность.