ЕНИСЕЙСКАЯ АРКТИКА

Hекоммерческая междисциплинарная научно-образовательная платформа

КЕЙС “УГОЛЬ АРКТИКИ”

Необходимо проанализировать климатические, инфраструктурные, горно-геологические условия месторождения и предложить концепцию проекта разработки разреза«Холодный».

Оленинское каменноугольное месторождение входит в состав Ленского угленосного бассейна. Первые данные о геологии и угленосности района получены в 1875 году, планомерное геологическое изучение начато в 1933 году в связи с освоением Северного морского пути. В 1933–1948 гг. площадь покрыта геологической съемкой масштаба 1:200 000, на месторождения проведены геологоразведочные (поиски, разведка) работы. Для проектирования разреза необходимо утверждение кондиций и подсчёт запасов. Месторождение Оленинское расположено в северо-западной части Республики Саха (Якутия), на правобережье р. Лена. В административном отношении – на территории муниципального образования «Булунский улус (район)» Республики Саха (Якутия), в 70 км к западу от административного центра – пос. Тикси.

Основным видом транспорта для района является водный – по части р. Лена. Поселок Тикси, на побережье моря Лаптевых вблизи устья р. Лена, имеется морской арктический порт.

Круглогодичные дороги отсутствуют, транспортное сообщение с участком в течение года возможно воздушным транспортом с использованием посадочной площадки в пос. Тикси для самолетов АН-2, АН-38-100, вертолета МИ-8, в зимний период – автомобильным транспортом повышенной проходимости по временным дорогам (зимникам). До ближайшей круглогодично действующей автомобильной дороги с грунтовым покрытием Ленск – Мирный – Чернышевский – Удачный 440 км по прямой.; Населенные пункты, объекты хозяйственной деятельности на участке отсутствуют.

Энерго- и теплоснабжение может осуществляться от дизельных электростанций и котельных, работающих на привозном дизельном топливе.

В орогидрографическом отношении месторождение представляет слабо всхолмленную равнину с абсолютными отметками от +105 до +160 м.

Климат суровый, арктический. Морозы немного смягчает море, средняя температура января – −37.3 градусов, июля и августа (самых тёплых месяцев) – всего +2.9 и +7.7 градусов соответственно. Уже в первой половине сентября приходит климатическая зима, и кончается она только в середине июня. Круглый год возможны заморозки и морозы. С ноября по февраль оттепели исключены. Но каждое лето случаются короткие, но жаркие периоды с температурой более 25 градусов.

На основании имеющихся материалов по классификации Сыроватко М.В. Оленинское месторождение следует отнести к 1 группе – месторождениям, приуроченным к дислоцированному скальному комплексу пород с устойчивым геологическим разрезом. В целом подземные воды не оказывают серьезного влияния на эксплуатацию месторождения.

Все пласты месторождения сложного строения и представлены переслаиванием пачек углей гумусовый, липтобиолитовых (рабдописситовых) породных прослоев.

Таблица 2.2.1

Климат в районе месторождения

Показатель Янв. Фев. Март Апр. Май Июнь
Абсолютный максимум °C −7,6 −5,2 1,6 9,6 23,6 32,8
Средний максимум, °C −26,7 −26,1 −22,1 −13,5 −2,6 7,2
Средняя температура, °C −30,2 −29,6 −26,3 −18,3 −6,1 3,2
Средний минимум, °C −33,8 −33,3 −30,8 −23,7 −9,7 0,1
Абсолютный минимум, °C −48 −50,5 −47,2 −46,9 −32,2 −15,8
Норма осадков, мм 32 22 16 10 13 27

Продолжение таблицы 2.2.2

Показатель Июль Авг. Сен. Окт. Нояб. Дек. Год
Абсолютный максимум °C 34,3 29,8 23 6,1 −1,2 −4,9 34,3
Средний максимум, °C 12,1 11,1 4,2 −7,9 −20,1 −25,1 −9,1
Средняя температура, °C 7,6 7,7 1,6 −10,8 −23,4 −28,4 −12,8
Средний минимум, °C 3,9 4,5 −1,2 −14,3 −27,1 −31,9 −16,4
Абсолютный минимум, °C −3,9 −4 −18,2 −35 −43,9 −48,8 −50,5
Норма осадков, мм 45 50 27 16 21 42 321

Рисунок 2.2.2.1 – Схема расположения месторождения Оленинское

Горно-геологические условия

В орографическом отношении площадь разреза «Холодный» представляет собой слабо всхолмленную равнину с абсолютными отметками рельефа +120 – +156 м. Рабочие характеристики на участке имеют 4 угольных пласта: А1, А2, А3, В4. Мощность междупластий колеблется от 0,25 до 1,6 м. Углы падения пластов увеличиваются от 150-200 на северном фланге участка, 300-400 на западном. Выявленная тектоническая нарушенность участка незначительная, представлена крупным разрывным нарушением с амплитудой 16- 30 м и двумя мелкоамплитудными сбросами. Наличие выходов под четвертичные наносы сближенных угольных пластов создает благоприятные горно-геологические условия для отработки их открытым способом.

Породы вскрыши участка представлены глинистыми, песчано-глинистыми отложениями четвертичного возраста, тонко- грубозернистыми песчаниками, реже алевролитами и аргиллитами раннемелового возраста. Нижняя часть сложена разнозернистыми песчаниками с прослоями мелкогалечниковых конгломератов с линзами гумусового угля и растительного детрита.

Верхняя часть свиты на 80-90% представлена разнозернистыми песчаниками с прослоями алевролитов, реже аргиллитов и 4 пластами каменных углей. На участке (до глубины 100 м) в разрезе распределены следующие породы различных литотипов.

Таблица2.2.2.2

Породы на участке на глубине до100м

Порода Значение, % Порода Значение, %
Глины четвертичные 13 Песчаники крупнозернистые 5
Песчаники тонкозернистые 21 Песчаники разнозернистые 3
Песчаники мелкозернистые 27 Алевролиты 4
Песчаники среднезернистые 15 Аргиллиты 2
Уголь 10

В целом по степени обводненности месторождение относится к средне обводненным.

По расчетным данным водопритоки в планируемый разрез за счет подземных вод, будут находиться в диапазоне от 100 до 354 м3/час.

Таблица2.2.2.3

Характеристика угля

Наименование показателя Значение
Марка Д
Зольностью, % 6,2–8,6
Содержание серы,% 0,5
Выход летучих веществ в горючей массе угля,% 27,6-33,8
Теплотворная способность в среднем, ккал/кг 5800

Размеры разрабатываемого участка составляют: по простиранию угольных пластов

– 9 км, вкрест простирания – 3,5 км.

Таблица2.2.2.4

Запасы угля

Индекс пласта Запасы угля, млн.т.
А+В+С1
А1 29,2
А2 21,1
А3 21,4
В4 7,4
Итого: 79,1

Таблица 2.2.2.5

Плановая динамика производства разреза«Холодный»

Наименование показателя Ед. изм. * 1 год 2 год 3 год 4 год 5 год 6-20 годы
Добыча угля тыс. т 500 1500 2000 2500 3000 3500
Коэффициент вскрыши 3 м /т 4,2 6,5 8,2 9,2 10,5 11,5

*1год –годвводаразрезавэксплуатациюиначалапромышленнойдобычи

Важно учесть, что при разработке месторождения, необходимо обеспечить минимальный коэффициент разубоживания угля. Низкий коэффициент позволит снизить затраты на переработку и обеспечить высокий экспортный потенциал добываемых углей.

Таблица2.2.2.6

Характеристика пластов угля

Рисунок 2.2.2.6


Индекс пласта
Глубина залегания от- до абсолют. отметки Мощность между- Пластья, м Средняя мощность пласта, м
Степень выдержанности
Количество породных прослоев Мощность породных прослоев, м
А1 24-220 +102-(-85)
4,5 относит. выдержан 0-11 0,04-0,33


0,30-3,45



А2 31-227 +99-(-91)
3,1 невыдержан 0-6 0,04-0,39


0,60-4,00



А3 35-231 +95-(-95)
2,5 относит. выдержан 1-6 0,04-0,20


0-2,45



В4 38-234 +92-(-99)
2 невыдержан 0-6 0,5-0,25

Таблица2.2.2.7

Физико-механические свойства пород

Задание для Кейса -2 «Уголь Арктики»

По условиям кейса вам необходимо :

  1. Проанализировать климатические, инфраструктурные и горно-геологические условия Оленинского месторождения и определить факторы, влияющие на возможность отработки разреза «Холодный».
  2. Предложить и обосновать эффективную систему и технологию отработки запасов разреза «Холодный», обеспечивающую выход предприятия на проектную мощность в соответствии с планом. Привести план-график реализации проекта.
  3. Предложить комплекс мероприятий, обеспечивающих высокий уровень энергоэффективности разработки и эксплуатации угольного разреза «Холодный».
  4. Предложить комплекс производственных и социально-бытовых объектов, необходимых для функционирования предприятия.
  5. Определить круг возможных потребителей и предложить оптимальный вариант транспортировки угля до конечного потребителя.
  6. Привести структуру затрат и объем инвестиций, необходимых для реализации проекта. Предложить источники финансирования.