Энергетика Северного и Центрального Казахстана - Топливно-энергетические ресурсы

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ 1.1. ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ
Северный и Центральный Казахстан располагает минимумом водноэнергетических ресурсов, на его долю приходится всего около 3 млрд. кВт-ч, или 1,7% гидроэнергетических ресурсов республики. Здесь пока не обнаружены запасы нефти и природного газа. Почти все классические ресурсы падают на долю угля (порядка 95%). Добываемые карагандинские, экибастузские, борлинские и куучекинские угли поставляются также потребителям страны. Перспективы этого региона по угледобыче очень велики. Общий объем добычи угля в перспективе возможно довести до 400 млн. т в год т. е. увеличить по сравнению с 1987 г. более чем в 3 раза. Такой рост обеспечивает дешевый карьерный способ разработки месторождения.
Ниже дается краткая характеристика крупных угольных месторождений и перспектива их развития.

Карагандинский угольный бассейн находится в Карагандинской области, вытянут в широтном направлении и занимает площадь 3600 км². На его территории расположены областной центр — г. Караганда, города Сарань, Шахтинск и Абай. Через бассейн проходит железнодорожная линия Агадырь — Целиноград. Согласно принятому геолого-промышленному районированию, бассейн делится на 4 угленосных района: Тентекскнй, Чурубайнуринский, Карагандинский и Верхнесокурский. В первых трех угли каменные, а в последнем — бурые.
Добыча угля в бассейне была начата русскими промышленниками в 1856 г. на промышленном участке. С 1856 по 1922 г. было добыто всего лишь 1,2 млн. т угля. Планомерное развитие бассейна началось с 1931 г., когда было принято специальное постановление правительства, определившее важность бассейна для народного хозяйства и необходимость добычи здесь угля в больших масштабах [1]. В свете реализации этого постановления в 1931 —1936 гг. на Промышленном участке бассейна (наиболее разведанном в то время) на выходах пластов было заложено 16 эксплуатационноразведочных шахт, строительство которых велось без детально проработанных проектов. Шахтные поля их имели небольшие размеры и ограниченные запасы угля. Ввиду этого срок службы шахт не превышал 10—15 лет, чему и соответствовало их весьма несовершенное и непроизводительное оборудование [109]. Эти шахты позволили в 1935 г. увеличить объем добычи угля по бассейну в 8,6 раза по сравнению с 1931 г.
В 1937—1941 гг. проводилась значительная работа по детальной разведке Промышленного и Майкудукского угольных участков. Это позволило приступить к строительству шахт большой мощности и с более производительными для того времени подъемными установками и поверхностными комплексами. Все это привело к увеличению объема добычи угля по бассейну в 1940 г. по сравнению с 1935 г. в 2,6 раза.
В годы Великой Отечественной войны из-за временной потери Донбасса необходимо было в кратчайший срок значительно увеличить объем добычи карагандинского угля при минимальных капитальных вложениях. Единственно возможным решением поставленной задачи было строительство мелких шахт на выходах пластов. Шахты, построенные в этот период, имели незначительную производственную мощность, упрощенный поверхностный комплекс и неудовлетворительный технико-экономический показатель, после окончания войны они потеряли свое значение. Ввиду этого часть их была законсервирована, а некоторые объединены с другими более мощными шахтами.
После войны и до настоящего времени строились и вводятся в эксплуатацию высокопроизводительные шахты с современными технологическими комплексами на поверхности, реконструируются многие действующие угольные предприятия. Объем добычи карагандинского угля увеличился в 1950 г. в 1,9 раза, в 1960 г. в 3,9, в 1970 г. в 5,2, в 1985 г. в 6,7 раза по сравнению с 1940 г.
Общие геологические запасы угля бассейна до глубины 1800 м, го данным [1], составляют 51,3 млрд. т. При этом от общих запасов углей в Тентекском районе находится 10,7 млрд. т, Чурубайнуринском — 17,6, Карагандинском — 19,5, Верхнесокурском—3,5 млрд. т.
Из четырех геолого-промышленных районов бассейна наибольшими балансовыми запасами углей располагают Карагандинский— 7,1 млрд. т (44,9%), Чурубайнуринский — 5,2 (33%),Тентекский — 2,9 (18,3%) и Верхнесокурский — 0,6 млрд. т (3,8%).
Из балансовых углей 7,0 млрд. т, или 44%, пригодны для коксование.
В 1981 г. Центрально-Казахстанское производственное геологическое объединение произвело количественную оценку ресурсов ископаемых углей в целях уточнения как разведанных, так и прогнозных запасов исходя из современных требований [3]. По данным этой работы, по состоянию на 1.01.79 г. общие запасы углей Карагандинского бассейна до глубины 1800 м оцениваются в 45,3 млрд. т, в том числе разведанные и учтенные балансом ВГФ СССР — 11,9 млрд. т, из них балансовые — 8,9 млрд. т. Запасы коксующихся углей составляют 11,8 млрд. т, в том числе разведанные и учтенные балансом ВГФ СССР — 5,2 млрд. т.
Промышленная угленосность бассейна связана с ашлярикской, карагандинской, долинской и тентекской свитами. Из них наиболее угленосными являются карагандинская и долинская свиты, а также низы тентекской. Угленосность ашлярикской свиты изучена слабо [3]. Эти свиты содержат до 80 пластов и пропластков, из них 65 пластов имеют рабочую (кондиционную^ мощность. Половина пластов (33 из 65) относится к тонким мощностью 0,6—1,3 м, до 29 пластов имеют мощность 1,3—3,5 м и лишь 3 пласта достигают мощности более 3,5 м [3].
В бассейне в настоящее время разрабатываются 28 угольных пластов, среди них мощные составляют 18%, средней мощности — 43 и тонкие —39% [107]. Добыча карагандинских каменных углей по горнотехническим и технико-экономическим условиям целесообразна только подземным способом. Для открытых работ пригоден лишь Верхнесокурский буроугольный район. На 1.01.86 г. в Карагандинском, Чурубайнуринском и Тентекском районах бассейна действовало 29 шахт, добыча угля здесь в 1985 г. составила 42 млн. т, из них 31 млн. т — коксующегося.
Качество углей изменяется в широких пределах. Зольность угольной массы снижается вверх по разрезу от 25—40% в пластах ашлярикской свиты до 15—25% в пластах Долинское и низах тентекской свит. В средней и верхней частях тентекской свиты зольность углей увеличивается до 25—35%. В пластах карагандинской свиты она колеблется от 10 до 35%. Влажность его составляет 3,5—6,5%, сернистость - 1,0—3,0%, выход летучих—15—40%, теплота сгорания — 5000—6800 ккал/кг. I
Бурые угли Верхнесокурского района характеризуются следующими качественными характеристиками: влажность—17,0%, зольность — 23—27%, содержание серы — 0,5—0,8%, низшая теплота сгорания рабочего топлива — 4250 ккал/кг.
Как отмечено выше, в настоящее время на бассейне добывается только каменный уголь и зольность добытого угля в среднем в 1985 г. составила 31,1 % [108]. Марочный состав углей бассейна разнообразен., Здесь встречается широкая гамма углей — от газовых до отощенных спекающихся. Угли долинской и тентекской свит относятся к маркам ГЖ, Ж, КЖ, карагандинской и ашлярикской — К, К2 и ОС.
Карагандинский бассейн характеризуется довольно сложными горно-геологическими условиями эксплуатации. Определяются они главным образом обводненностью и газоносностью угольных пластов. Водопритоки в горные выработки в Карагандинском районе составляют 3—12 м³/ч, увеличиваясь в Чурубайнуринском и Тентекском до 25—60. Бассейн является одним из газообильных в стране. Подавляющее число шахт — сверхкатегорные. Наибольшей газоносностью обладают пласты карагандинской и ашлярикской свит [107].

Для повышения качества, получения коксового и энергетического концентрата, значительное количество карагандинского угля перерабатывается. В 1985 г. на обогатительных фабриках объединения «Карагандауголь» переработано 24,38 млн. т угля, в том числе для получения коксового концентрата — 17,3. Более 14 млн. т коксующегося угля поставлено потребителям (Карагандинскому, Орско-Халиловскому и другим металлургическим комбинатам) в рядовом виде для переработки на месте. При переработке карагандинского угля выход коксового и энергетического концентрата составит 55—58%, промпродукта и шлама— 14—15, отсева— 10— 13, отхода— 17% [4].
Карагандинский бассейн — единственный поставщик коксующихся углей для черной металлургии Казахстана, в значительной мере для Южного Урала, а также других отраслей. Угольные шахты Карагандинского бассейна с общей производственной мощностью более 46 млн. т обеспечены промышленными запасами угля на 30 лет
[108]. В то же время обеспеченность запасами действующих шахт — Северной, Карагандинской, Майкудукской, Кировской, Долинской, Стахановской — общей мощностью 8 млн. т угля в год составляет 7—14 лет (в среднем 12). Выбывшие до 2000 г. мощности шахт в объеме 8 млн. т угля в год могут быть компенсированы за счет строительства двух новых шахт на подготовленных участках мощностью 8,8 млн. т и реконструкции действующих шахт на общую мощность 2,7 млн. т [108].
Верхнесокурский район бассейна представляет определенный интерес для организации добычи угля открытым способом. Здесь перспективно Верхнесокурское месторождение, которое находится в 50 км восточнее Караганды.
На месторождении выделено 5 разведочных участков: Кумыс-кудукский, Кузнецкий, Центральный, Южный и Западный. Из них детально разведан только Кумыскудукский. По проработкам Карагандагипрошахта, на Кумыскудукском и Кузнецком участках можно заложить 2 разреза мощностью соответственно 6 и 5 млн. т в год с коэффициентом вскрыши 6—8 м³/т.

Kyу-Чекинское месторождение находится в Молодежном районе Карагандинской области, в 55 км к северо-востоку от Караганды. Железнодорожная линия Караганда — Целиноград проходит в 23 км юго-западнее месторождения, и оно связано с ней веткой железной дороги. Геологическое строение месторождения сложное. Для открытых разработок доступны верхние пласты.
Угли относятся к марке К2 и имеют следующие качественные характеристики: влажность — 6—7%, зольность — 40—45%, содержание серы — до 0,8%, выход летучих — 25%, теплота сгорания — 4000—4250 ккал/кг.
На этом источнике в настоящее время действует карьер, где добывается около 3 млн. т угля в год.
Ввод в эксплуатацию Куу-Чекинского разреза осуществляется очередями, первая очередь была введена в 1967 г., последняя — в 1972 г.

Борлинское месторождение расположено в Молодежном районе Карагандинской области, в 16 км от районного центра — пос. Молодежный, вблизи шоссе Караганда — Экибастуз и канала Иртыш — Караганда. На нем залегают 3 угольных горизонта сложного строения, основные запасы угля заключены в двух нижних. Балансовые запасы угля по месторождению составляют 314 млн
По данным Карагандагипрошахта, на месторождении можно создать карьер мощностью 10 млн. т в год. При этом в первые годы эксплуатации разреза будут обрабатываться запасы угля только нижнего горизонта со средней зольностью 41,7%, а в последующие годы — запасы среднего горизонта со средней зольностью 42,1%.
Угли месторождения малосернистые (0,44-0,014%), влажность их колеблется от 2 до 8,44% при среднем значении 4,51%. По данным Карагандагипрошахта [2], борлинский уголь можно обогащать в тяжелых средах. Ожидаемый баланс продуктов обогащения борлинских углей составляет: