Қазақстанның көмір өнеркәсібі (Приозерный қоңыр көмір кен орны мысалында)

 

 

 

 

1.2  Қазақстан  Республикасының көмір өнеркәсібін  дамытудың 2020 жылға дейінгі кезеңге  арналған тұжырымдамасы

Қазақстан Республикасының  көмір өнеркәсібін дамытудың 2020 жылға дейінгі кезеңге арналған тұжырымдамасы (бұдан әрі - Тұжырымдама) Қазақстан Республикасы Үкіметінің 2007 жылғы 7 қыркүйектегі мәжілісінің N 28 хаттамалық шешімінің негізінде  әзірленді.  Тұжырымдамада тас  және қоңыр көмірлердің жұмыс  істеп тұрған және перспективалы  кен орындары қаралды, Мемлекеттік  теңгерімде ескерілген көмір қоры көрсетілді.  
      Қазақстандық көмірді кокстеу мен энергетика үшін тұтынудың 2020 жылға дейінгі кезеңге арналған болжамы орындалды, Қазақстан Республикасының көмір өндіретін кәсіпорындарын дамытудың техникалық мүмкіндіктері бағаланды, қажеттілік пен ресурстардың теңгерімі, көмір өндіретін жаңа кәсіпорындарды ұстауға, техникалық қайта жарақтандыруға және салуға арналған қажетті инвестициялардың болжамы жүзеге асырылды.  
      Орындалған тау-кен жұмыстары жобаларының негізінде көмір өндірудің қазіргі заманғы техникалық және технологиялық деңгейі қаралды, көмір саласының техникалық базасын жаңғыртудың және көмір өндірудің жерасты және ашық тәсіліне жаңа технологиялар енгізудің негізгі бағыттары көрсетілді.  
      Көмір өнімінің түр-түрін кеңейту, көмірді қайта өңдеудің дәстүрлі емес әдістерін қолдану, ілеспе пайдалы қазбаларды пайдалану жөніндегі негізгі бағыттар көрсетілді.

Қазақстан Республикасының, алыс және жақын шетелдердің тұтынушылары үшін кокстелетін көмір мен домна  коксін әлеуетті жеткізушілер Қарағанды  көмір бассейнінде "АрселорМиттал  Теміртау" акционерлік қоғамының  Көмір департаментінің (бұдан әрі - "АрселорМиттал Теміртау" АҚ КД) және "Гефест" көмір өнеркәсібі кәсіпорындарының қауымдастығының (бұдан  әрі - "Гефест" КӨКҚ) шахталары  болып табылады.  
2020 жылға орындалған жұмыстар бойынша кокстелетін қарағанды көміріне қажеттілік жылына 25 млн.тоннаға дейін артуы мүмкін. "АрселорМиттал Теміртау" АҚ Көмір департаментінің шахталары 17,0 млн. тонна көлемінде беруді ғана қамтамасыз етуі мүмкін, бұл ретте негізгі үлес кокс-химия өндірісінің мұқтаждықтары үшін "АрселорМиттал Теміртау" АҚ Болат шығару департаментінің байыту фабрикаларында ұқсатылады.Ресей Федерациясынаң металлургия зауыттары тұтынушыларының кокстелетін көмірге,    Қазақстан Республикасының түсті, фосфорлы және ферроқорытпа өнеркәсібі кәсіпорындарының домен коксіне сұранысын қалпына келтіру кезінде Қарағанды бассейнінің кокстелетін көміріне қажеттілік 2020 жылы 25-27 млн. тоннаға дейін өсуі мүмкін.  
      Осы проблеманы шешу үшін "Долинская-Наклонная", "Абай-Наклонная", N 7/9 "Тентек" және "N 1 Дубовская" жаңа шахталарын салу пысықталуда, олар салынған жағдайда кокстелетін көмір ресурстары 2013 жылдан кейін жылына 6,3 млн. тоннаға дейін өсуі мүмкін. Жаңа шахта алаңдарында кокстелетін көмір қорын игеру отандық және шетелдік инвесторлар көмір кәсіпорындарының құрылысын инвестициялаған жағдайда болуы мүмкін.  
      Қазақстан Республикасының энергетикалық көміріне қажеттілік болжамы мен экспортын есептеу үшін осы Тұжырымдамада мыналар қабылданды: Қазақстан Республикасы Премьер-Министрінің 2007 жылғы 31 мамырдағы N 147- өкімімен бекітілген 2007 мен 2015 жылдарға арналған Қазақстан Республикасының электр энергетикасы саласын дамыту бойынша іс-шаралар жоспары;  
      Қазақстан Республикасы Энергетика және минералдық ресурстар министрінің 2007 жылғы 26 маусымда N 153 бұйрығымен бекітілген қайта құруға, жаңғыртуға және кеңейтуге жататын электр энергетикасы объектілерінің, сондай-ақ 2007-2015 жылдарға арналған жаңа энергетикалық қуаттар құрылысының тізбесі. 

Көрсетілген құжаттарға сәйкес Қазақстан Республикасында 2020 жылға  дейінгі кезеңге:  
      Екібастұз мемлекеттік аудандық электр станциясында (бұдан әрі - 1-ГРЭС) қуаты 500 МВт N 1, 2 және 3 блоктарды қалпына келтіру;  
      Екібастұз мемлекеттік аудандық электр станциясында (бұдан әрі - 2-ГРЭС) қуаты 500 МВт N 3 және N 4 энергия блоктарын салу;  
      Астана қаласында 240 МВт 2-жылу электр орталығы жылу агрегаттарын (бұдан әрі - ЖЭО) кеңейту, Астана қаласында 240 МВт қуаты 3-ЖЭО-да N 1 және N 2 жаңа жылу агрегаттарын салу;   Қазақстан Республикасының жұмыс істеп тұрған және перспективалық көмір кен орындарында өндіруді дамытудың техникалық мүмкіндіктерін бағалау орындаған жобалар, техникалық-экономикалық негіздемелер, кешенді жобалар және жобалық пысықталды.  [18]

Қазақстан Республикасының  әртүрлі облыстарында орналасқан, жергілікті халық үшін энергетикалық көмір  өндіретін шағын кен орындарының  ресурстары энергетикалық отынның  жұмыс істеп тұрған және әлеуетті тұтынушылары арасында бөлінеді. Қазақстан  Республикасы халқының коммуналдық-тұрмыстық  мұқтаждары 2020 жылға дейінгі кезеңге  арналған болжамдық қажеттілікке сәйкес толық көлемде шұбаркөл, майкөбе, қаражыра көмірлерімен және шағын кен  орындарының көмірлерімен қамтамасызданады. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2  «Приозерный»  қоңыр көмір кен орны мысалында

2.1 «Приозерный»  қоңыр көмірін пайдалану негізі

 

Приозерный кен орны Құсмұрын станцисынан солтүстікке қарай 6 шақырым жерде орналасқан. Ол солтүстік-батыс  бағытында созылған және обағандық  топтамасындағы көмірлілік түзілімдеріне  толы Тұрандық топтасымен ұштасқан. Кен  орынының қашықтығы 12 шақырым, енінің 3,5 шақырымдығында және көмірлілік қат  қабатының қуаттылығы 100-110 м, максималды 190 м қуаттылығында. Олар тек чернигов және құсмұрын кен қабаттарында төменгі  юра түзілімдері ретінде бар. Құсмұрын кен қабатының орташа қуаттылығы 100 м.

Кен орнының жер бедері күрделі тілімденген. Кен орнының  үлкен, батыс жағы 104-106 м белгілерімен Құсмұрын көлінің шетінде орналасқан, ал шығыс жағы көлдің бетінен 78 м-ге биіктікте жағаның астына түседі. Осыған сәйкес бетіндегі бор-палеогендік  түзілімдер қуаттылығы 25-30 м-ден 100 м-ге дейін артады.

Көмірлілік түзілімдері  көлденең бұзылуымен күрделенген жазық  брахисинкалдық қатпар құрайды. Кен  орнында максималды 48 м қуаттылығымен  көмірдің 12 қабаты белгіленген. Өндірістік көмірлілік Құсмұрын кен қабатының  тұнбасымен байланысты, оларға көмірдің 10 қабаты жатады, оның 9-да жұмыс қуаттылығы бар. Негізгі ТҚ және ЖҚ  көмір  қабаттары разрездің төменгі  жартысында жатыр, олардың жалпы  қорлары барлық қорлардың 88 %-ын құрайды.

ТҚ қабаты 50-ден 220 м-ге дейін  тереңдікте орналасқан және максималды қуаттылығы 16 м орташа 8 м-інде. Қабаттың құрылысы қарапайым, ал оның қоры жалпы  кен орны бойынша 48 %-ын құрайды.

ЖҚ қабатының максималды қуаттылығы 36 м орташа 22 м-інде. Шығыс  бағытында ол үш будаға ыдырайды. Қабаттың тереңдігі 48-ден 179 м-ге дейін, оның үлесі  жалпы қордың 40 %-ын құрайды.

ТҚ және ЖҚ қабаттарын бөлетін  жиынтық құрылысында сапропелдік  көмір және жанғыш жанартас қатысатын  аралық үш қабаты бар. Ең басты маңызы Ар 1 қабатында бар, оның орташа қуаттылығы 3 м тең. Кен қабатының жоғарғы  жартысында 5 жұқа ұзақ тұрған қабат  бар.

Б 2 тобындағы қоңыр көмір, көбісінде гумустық, сирек сапропелдік-гумустық, гумустық-сапропелдік, жанғыш жанартас.

Кен орнының көмірі аз күкіртті, пириттік күкірт құрамы 0,004-тен 0,8 %-ға дейін  орташа 88 %-ында өзгереді, органикалық  күкірт 0,2-ден 1 %-ы орташа 0,5 %-ында бар  және сульфаттық күкірт 0,05 %-ын құрайды.

Кен орнында 5 суы бар жиек анықталған, оның ең суға байы жоғары борлық құмдар. Кен орнындағы көмірдің жалпы  баланстық қоры 404 млн тонна, сонымен  қатар шатқалмен өндеуге келетіні 359,8 млн тонна, ашылудың 5,3 м³/т коэффициентінде. Кен орнындағы орташа нақты көмір тығыздылығы 18 млн т/км², ал шатқал тілімі үшін 31 млн т/км².

Разрездің төменгі жағында 20-30 м орташа қуаттылығымен  конгломераттар, гравелиттер и алевролиттер қатпарларының  кезектесуімен ұсынылған чернигов кен қабаттарының түзілімдері төселеді. Тұтастай кен қабатының қуаттылығы 30-дан 100 м-ге дейін (орташа 70-80 м) өзгереді.

Тікелей юра түзілімдерінде төменгі бордың континенталды тұнбасы  линза түрінде төселеді, олар түйіршікті кварц құмдарымен, әктің-сазды құмдарымен және 20-30 м қуаттылығы бар құмдақпен  ұсынылған жоғарғы бордың континенталды  түзілімдерімен ауысады.

Палеогендік жүйе негізінде  орташа қуаттылығы 15 м глауконито-кварц  құмдардан құрылған тасарандық кен  орнының теңіз түзілімдерімен ұсынылған.

Ширек түзілімдер бұрыл-сары саз балшықтарымен ұсынылған.

Приозерный бытқылын толтыратын юр кезеңінің көмірлілік топтамасының обаған жынысы жалпы қуаттылығы кен  орнының оңтүстік-батысында 25 м және солтүстік-шығысында 150 м-ге дейін борлық, палеогендік, неогендік және ширек  түзілімдерімен жабылады. Көмірлілік тұнбалар горизонталды жалпы төселуінде синклиналдық қыртыс құрайды.

Разрез алаңында көмірлік қабаттардың жиынтық қуаттылығы 33 – 40 м, жабатын жыныс – 35 -40 м.

Қопарма жыныстар біршама  төмен беріктікпен сипатталады, бұл ашуды және көмiр шығаруды аз көлемде қопсыту үшін бұрғылап ату жұмысын қолдануынсыз-ақ жүргізуге  қол тигізеді.

Қопарудың орташа коэффициенті тоннаға 3 м³.

Приозерный қоңыр көмірлі  кен орнының өндеуінің гидрогеологикалық шарты күрделі. Көмір разрезінің сулануында келесі сулылық жиектер қатысады: жоғары олигоцендік, орташа-жоғары эоцендік, борлық (жоғары борлық және төмен борлық) және юра кешені.

Жоғары  олигоцен түзілімдері кен орнының тек шығыс жағында жатыр және әр түрлі түйіршікті құмдармен ұсынылған. Іргесінде барлық жерде су тірегіш саз жатыр. Суланған құмдар қуаттылығы 1-6 м, жерасты сулардың жату тереңдігі 2-20 м. Скважинаның салыстырма дебиттары 0,6-0,9 л/сек, сүзудің орташа коэффициенті – 25 м/тәуілгіне. Минерализация мөлшері 0,1-0,3 г/л. Сулылық жиектің табиғи ресурстары шамалы.

 Орташа-жоғары эоцендік сулылық жиек кен орнының көп жерінде сазды опокпен және опок түрлі құмдақпен ұштасқан. Табанында сазды құмдақтар төселеді. Сулылық жиек жоғары олигоцендік жиектің белсенді болуы арқылы асады. Сулылық жиектің қуаттылығы 0-ден 45 м-ге дейін, орташа 15 м өзгереді. Төселу деңгейі 11-37 м, пьезометрикалық деңгей 40-50 м. Бұл жиек жыныстарының сулылығы және сіңушілігі біркелкі емес. Скважинаның салыстырма дебиттары 0,1-ден 2,4 дейін л/сек, сүзудің орташа коэффициенті – 0,1-13,0  м/тәуілгіне.

Жоғары  борлық сулылық жиек кен орнының барлық алаңында орналасқан, оның литологиялық құрамы және су сіңушілігі континенталды түзілімдерге және шағын теңіз шарттарында жиналатын түзілімдерге тән шеттен тыс ұстамсыздығымен ерекшеленеді. Түзілімдер біркелкі емес, әр түрлі дәрежеде сазды, кейде сазды цементте борпылдақ құмдаққа ауысатын әр түрлі түйіршікті құмдармен ұсынылған. Түзілімдер қуаттылығы орташа 30-35 м құрайды.

Сулылық жиек суға тым бай. Орныққан деңгей 0,8-ден 56,6 м-ге дейін  өзгереді, сүзудің коэффициенті 1,3-тен 25,6 дейін м/тәуілгіне. Жиектің суы  тегеурiнді, тегеурiннің мөлшері 4 пен 13 м аралығында. Түзілімдер суы 4-тен 13-ке дейін г/л минерализациясымен сульфаттық агрессияға ие. Түзілімдердің табиғи ресурстары шамалы, жерасты сулардың қорлары олардың статикалық қорларымен анықталады.

Төмен борлық түзілімдер қысқа дамыған және лигниттік және каолиниттік бокситтектес саздармен, аллиттармен, сирек кварц құмдақтарымен ұсынылған және іс жүзінде су тіргеіш болып табылады. Пьезометрикалық деңгей бетіне жақын (0,4 м) немесе одан 1,0 м-ге биік. Салыстырма дебиттары 0,05-0,8 л/сек. Сулары тым тұзды, агрессиялы. Жиектің суы шектеулі және тез таусылады.

Юр  сулылық кешені өз ара жиі қатпарласатын көмір қабаттарының 30 - 40 м қуаттылығы бар құмдақтармен, алевролиттармен және аргиллиттармен ұсынылған. Жыныстардың өнімді қат қабатының қуаттылығы орташа 100 м.

Юр кешенінің жабындысында қатты суланған жоғары бордың құмды  тұнбалары жатыр. Көмірлілік жыныстың қат қабаты желге мүжілген базальтармен төселеді. Юр түзілімдерінің су өткізуі  ашық жарықшақтықтың дамуымен шарттас. Өнімді қат қабатта тым қатты  суланған көмір қабаты және көмір  үстіндегі жарықшақтық түзілімдер. Сүзудің коэффициенті оларда 0,8-ден 7,5 дейін м/тәуілгіне өзгереді. Сулары жоғарыминерализацияланған 8-12 г/л, тым ащы. Түзілімдердің су ағыны шағын, өйткені жиек табиғи қорларға іс жүзінде ие емес, ал статикалық қорлары аз.

Келтірілген кен орнының  гидрогеологикалық шартынан келесі мәселе шығады, тау кен орнына су құйылуының қалыптасуының негізгі  көзі және разрездің сорғы құралы жоғарыборлық сулылық жиек болып  табылады.

Құсмұрын көлі кен орнының  сулануында іс жүзінде қатыспайды, себебі оның түбі су тірегіш сазды  жыныстан тұрады.

Разрезге негізгі су құйылыстар екі сулылық жиек арқылы қалыптасады: жоғарыборлық және юр сулылық кешені. Екі жиекте тегеурінді және гидравликалық  жағынан өз ара байланысты, олардың  төселуі горизонталдыға жақын. Осы  уақытта разрезге су құйылу 1 300 м³/сағат құрайды.

Сонымен, Приозерный қоңыр  көмір кен орны күрделі гидрогеологикалық  шарттарымен сипатталады, және бұл  жыныстарды құрғату жұмыстарын алдың  ала  әзірлеу қажеттілігін анықтайды. 

Әзірлеудің геологиялық  күрделілігі және тау-геологиялық  шарттары бойынша ол I топқа жатады.

Тектоника. Приозерный бытқылын толтыратын көмірлілік тұнбалар екінші және үшінші қатардағы дизъюнктивті бұзылуымен күрделенген жазық синклиналды қыртысты құрайды. Көмірлілік бытқылдың жиегінде жыныстардың горизонталды жалпы төселуінде олардың құлау бұрышы 5 – 10^о-қа жетеді.

Екі негізгі тектоникалық бұзылулар Приозерный бытқылының солтүстік-батыс  және оңтүстік-шығыс жиектерін шектейді және  солтүстік-батыс және оңтүстік-шығыс  жиек жылыспалары деп аталады. 60 – 80^о бұрышында шұғылқұлайтын жылыспалар, негізінде, созылуы бойынша керіледі. Жылыспа амплитудасы 20-120 м құрайды және оның солтүстік жағында тек солтүстік-батыс жиек жылыспасы 150-220 м жетеді.

Ең көп бұзылу кен орнының  оңтүстік-батыс жағында байқалады. Бұл жерде үш дербес бұзылулар  белгіленген – жылыспалар ұзындығы 2,5; 1,1 және 1,1 шақырым. Солтүстік-батыс  жиек жылыспасынан бес шағын дербес 450 м-ден 1,6 шақырымға дейін ұзындығы бар жылыспалар тарайды.

Приозерный кен орны көмірлілігі чернигов және құсмұрын кен қабаттарымен байланысты. Кен орнында барлығы көмірдің 16 қабаттары бар. Чернигов кен қабатында өндірістік көмірлілік жоқ. Өндірістік көмірлілік құсмұрын кен қабатымен ұштасқан, онда 13 көмір қабаттары анықталған, оның қорлар есебін шығаруға 10 қабат қатысады.