Кушмурунское месторождение находится в Семиозерном районе Кустанайской области в 40 км к северо-востоку от районного центра пос. Семиозерного ив 140 км к юго-востоку от областного центра — г. Кустаная. Северная часть месторождения в районе ст. Кушмурун пересекается железнодорожной магистралью Магнитогорск— Целиноград. Оно открыто в 1948 г., геологоразведка закончена в 1955 г.
На месторождении разведано 28 угольных пластов мощностью от 0,7 до 60 м. Основные из них — Верхний Мощный со средней мощностью 10,3 м и Нижний Мощный— 15—22,5 м, общие геологические запасы по которым составляют 80% суммарных запасов всех пластов. Угли типичные бурые марки Б2. Имеются еще горючие сланцы с запасом 73 млн. т, в том числе 50 млн. т подсчитано до глубины 300 м).
В 1957 г. начались подготовительные работы но его освоению, но были законсервированы в 1959 г. Добычу угля здесь рекомендовано осуществлять тремя карьерами суммарной производительной мощностью 49 млн. т в год.
Эгинсайское месторождение, открытое в 1951 г., расположено в северо-западной части Тургайского бассейна, в 35 км к северо- востоку от железнодорожной станции Кушмурун, севернее Приозерного месторождения. Район не освоен и мало населен. В 1 — 2 км от него расположено оз. Кушмурун, в 2—10 км восточнее протекает р. Купдузды.
Суммарная мощность рабочих пластов здесь достигает 100 м. Основным является пласт Мощный, который включает 86% всех запасов угля. Угли бурые. Юго-восточная часть месторождения с геологическими запасами 1,5 млрд. т проектными организациями признается пригодной для открытой разработки с одним карьером производительностью 35 млн. т в год.
Приозерное месторождение в 6 км к северу от ст. Кушмурун железнодорожной магистрали Магнитогорск—Целиноград открыто в 1950 г. Протяженность его— 12 км, ширина — до 3,5 км, основная часть пригодна для открытой разработки.
На месторождении установлено 12 пластов угля максимальной суммарной мощностью 48 м, основные из них—Верхний Мощный и Нижний Мощный с суммарными ресурсами 88% от общих запасов всех пластов. Добычу угля здесь возможно осуществить открытым способом с помощью одного карьера мощностью 10 млн. т в год.
Орловское месторождение расположено в 130 км к северо-западу от бокситовых рудников Амангельдинской группы. В 70 км восточнее от него проходит железнодорожная ветка Есиль—Аркалык. Административно оно подчинено Тургайской области.
В пределах месторождения выделяются 3 участка: Северный, Центральный и Балтасайский. Центральный участок является наиболее угленасыщенным и занимает площадь 50 км2. Его можно отрабатывать одним карьером производительностью 25 млн. т при незначительном коэффициенте вскрыши (порядка 4 м3/т).
Остальные месторождения бассейна из-за слабой разведанности, ограниченных запасов, глубокого залегания и других причин пока не рассматриваются как перспективные.
Качество турганских углей характеризуется показателями табл. 4.
Технологические исследования углей бассейна проводились по керну скважин Кушмурунского, Эгинсайского, Приозерного, Харьковского и Орловского месторождений. Они заключались в опытной газификации углей, полукоксовании, обогащении, брикетировании и сжигании. Работы показали, что по условиям газификации эти угли близки к челябинским и с успехом могут газифицироваться в обычных слоевых газогенераторах. Обнаружено повышение содержания влаги в газе, что обусловлено большой влажностью рабочего топлива.
Обогащение углей в лабораторных условиях выполнялось гравитационным методом в растворе хлористого цинка. В результате содержание золы в углях, засоренных породными прослоями, снижалось на 11% (с 23 до 12%). Мощные пласты, почти лишенные породных прослоев и имеющие материнскую небольшую зольность, в обогащении не нуждаются.
Таблица 4. Качественная характеристика углей Тургайского бассейна
Месторождение, № карьера | Выход | Зольность рядового угля, % | Влажность, | Сера, % | Теплота сгорания, ккал/кг |
Кушмурунское | 50 | 22,0 | 34,0 | 2,6 | 3190 |
2 | 50 | 26,0 | 33,8 | 3,48 | 2900 |
3 | 50 | 22,0 | 32,3 | 1,46 | 3400 |
Орловское | 45 | 22,0 | 34,5 | 1,1 | 3232 |
Приозерное | 50 | 21,0 | 35,0 | 1,01 | 3184 |
Эгннсайское | 48 | :3,0 | 35,0 | 2,42 | 3334 |
Изучение брикетируемости углей бассейна проводилось Московским горным [8] и Уральским политехническим [9] институтами. Опыты показали, что водо- и термостойкие брикеты получаются в случае присадки к углям 8—10% нефтяного битума № 5. Проводились также опыты по получению металлургического кокса из углей бассейна с присадкой к ним углей других месторождений и пека [8]. В результате были получены коксобрикеты.
В настоящее время на Приозерном месторождении создан разведочно-эксплуатационный разрез мощностью 500 тыс. т в год. Опытное сжигание приозерного угля было проведено на Южно-Уральской ГРЭС. Для испытания выбран котел ПК-14, запроектированный для сжигания челябинских и кушмурунских углей. Номинальная производительность котла 230 т/ч с параметрами пара 110 кгс/см2 и 510°С. Результаты исследований показали, что по условиям шлакования нагрузку котла можно не ограничивать, а размол этого топлива рекомендовано осуществлять в пылесистемах с мельницами-вентиляторами, прямым вдуванием и газовой сушкой. Некоторый интерес представляет Кияктинское месторождение Байконурской группы в 182 км на западе от Джезказгана.
По данным [10], здесь выделяются 2 участка: Центральный, охваченный детальной разведкой, и Южный, разведанный предварительно. Оба участка пригодны для открытой угледобычи.
Уголь месторождения относится к бурым и характеризуется следующими показателями: содержание влаги — 7,5—23,3%, зольность— 6,7—50,4%, содержание серы — 0,15—2,03%, выход летучих веществ — 29,4—63,5%, теплота сгорания на рабочее топливо — 4900 ккал/кг.
Общие запасы угля по месторождению составляют 66 млн. т, из них 26,7 пригодны для открытой разработки. На этом источнике можно заложить 2 карьера мощностью 0,6 и 0,2 млн. т в год.
Жиланшикский буроугольный бассейн является как бы продолжением Тургайского бассейна и занимает площади Амангельдинского и Джангельдинского районов Тургайской, Улытауского и Джезказганского Джезказганской области. Включает Жаркусское, Алтынжарское, Балатамское, Кайдагулское, Сырлытамское, Аманжолское, Балгасское и другие углеместорождения. Здесь проведены в основном поисковые геологические работы.
Угли характеризуются влажностью 15,0—18%, зольностью 22—24%, выходом летучих 49—54%, содержанием серы 1,2—6,4%, теплотой сгорания горючей массы 5800—6700 ккал/кг.
Общие геологические запасы (как прогнозные кондиционные) бассейна составляют 14,5 млрд. т. Все они располагаются практически на глубине до 100 м, в том числе до глубины 50 м — 7,1 млрд. т. По предварительным данным, 4,2 млрд. т пригодны для открытой разработки при коэффициенте вскрыши до 10 м3/т, в том числе 1 7 млрд. т при значении последнего до 5 м3/т.
Ввиду недостаточности проведения по этому источнику геологоразведочных работ и при почти полном отсутствии научно-исследовательских и проектных проработок целесообразность освоения этого месторождения оценить трудно.
Шубаркольское месторождение расположено в 150 км к северо- востоку от Джезказгана, в Тенгизском районе Карагандинской области. В 120 км южнее проходит железнодорожная линия Жарык—Джезказган. Ближайшей железнодорожной станцией (140—150 км) является Кызылжар.
Здесь установлено 3 угольных горизонта: Верхний, Средний и Нижний. Карагандагипрошахтом к открытой разработке рекомендован Верхний угольный горизонт, наиболее мощный и устойчивый. Он имеет выдержанную рабочую мощность 15—30 м, сравнительно простое строение и глубину залегания от 10 до 150 м; геологические запасы угля по нему составляют 2,1 млрд. т.
По проработкам Карагандагипрошахта, месторождение рекомендуется отрабатывать тремя угольными разрезами общей мощностью 22 млн. т. Средний промышленный коэффициент вскрыши по месторождению составляет 2,9 м3/т, в том числе на первые периоды отработки — всего 1,0-:-1,5 м3/т.
Шубаркольские угли имеют зольность рядового угля 13,5%, влажность—14,8%, выход летучих — 41—44%, содержание серы— 0,3-:-0,4%, калорийность на рабочее топливо — 5000— 5200 ккал/кг.
В настоящее время этот источник осваивается и добывается уголь. Согласно распоряжению Совета Министров СССР от 7 мая 1985 г. № 993, в 1990 г. объем добычи шубаркольского угля составит 2 млн. т.
Богембаевское месторождение находится в Целиноградской области в 160 км севернее Целинограда, Железнодорожная линия Целиноград—Кокчетав проходит в 120 км западнее от него.
С 1937 по 1969 г. месторождение эксплуатировалось трестом «Каззолото» сначала двумя шахтами, а в 1958—1969 гг.— двумя небольшими карьерами. Разработка его прекращена в связи с высокой себестоимостью добычи угля.
Угли каменные, зольность — 41—43%, содержание серы— 1,0— 1,5%, влажность — 4—6%, низшая теплота сгорания рабочего топлива—4500—5500 ккал/кг. Запасы угля составляют 0,15 млрд. т.
Самайсорское месторождение находится в Ерментауском районе Целиноградской области, в 180 км к северо-востоку от Целинограда. Железнодорожная линия Целиноград — Павлодар проходит в 40—50 км к югу от него. Геологические запасы угля оцениваются в 300 млн. т. Изучено оно слабо. По имеющимся данным, порядка 150 млн. т может быть отработано открытым способом при коэффициенте вскрыши до 10 м3/т.
Угли содержат 25—28% золы, 0,4—1,0% серы, выход летучих веществ — 28—30%, теплота сгорания горючей массы — 6800 ккал/кг.
Проработки проектных институтов по месторождению отсутствуют.
Аякмалайсорское месторождение расположено в Баянаульском районе Павлодарской области, в 135 км к югу от Павлодара.
Угли имеют следующие качественные характеристики: зольность— 35—50%, выход летучих — 8—15%, содержание серы — 0,3—0,6%, теплота сгорания горючей массы (по бомбе)— 6000— 7000 ккал/кг. Запасы месторождения до глубины 600 м составляют около 1,0 млрд. т.
Несмотря на значительные запасы, месторождение ввиду высокой зольности угля и необходимости подземной разработки не представляет практического интереса.
Самарское месторождение расположено в 25 км к западу от Карагандинского бассейна, в 70 км от Караганды и 40 км от Шахтинска. Открыто в 1952 г.
Общие геологические запасы углей этого источника до глубины 1800 м оцениваются в 1306 млн. т, из них коксующихся — 859 млн. т. Балансовые и кондиционные запасы составляют 763 млн. т коксующихся углей.
Самарские угли каменные, характеризуются следующими данными: зольность — 20—40%, влажность—1—7 %, выход летучих— 32—42%, сернистость— 1,2—6,2%, калорийность на рабочее топливо — 5600—5900 ккал/кг.
По оценкам [3], Самарское месторождение является резервом перспективного развития добычи коксующихся углей в Казахстане.
Завьяловское месторождение находится в 70 км к западу от Карагандинского бассейна, в 90 км от Караганды и в 10—15 км от Самарского месторождения. Известно с 1910 г. Общие геологические запасы месторождения до глубины 1200 м оцениваются в 528 млн. т, балансовые запасы составляют 297 млн. т, из них 201 млн. т коксующихся углей. Угли каменные и имеют следующие качественные характеристики: зольность — 23—36%, влажность — 1—6%, выход летучих — 26—38%, сернистость—1,3—5,0%, калорийность на рабочее топливо — 4900—5600 ккал/кг.
Таблица 5. Технико-экономические показатели месторождений и качественная характеристика углей
Таким образом, Завьяловское месторождение, как и Самарское, является резервом для дальнейшего развития добычи коксующихся углей.
Нуринское месторождение расположено в 40 км к северу от Караганды и востоку от Темиртау. По его территории проходит железнодорожная магистраль Караганда—Целиноград. Угли этого источника высокозольные (21—45%К выход летучих 22—25%. Угли относятся к марке ОСэн и Кэн. Изученность его крайне слабая.
Общие запасы углей месторождения до глубины 1800 м оцениваются в 491 млн. т. Все эти запасы, по данным [3], считаются прогнозными и некондиционными. Месторождение из-за ограниченности запасов и высокой зольности углей в обозримой перспективе промышленного интереса не представляет.
Месторождение Койтас расположено в 215 км к северо-востоку от Целинограда. В 60 км к югу проходит железнодорожная линия Целиноград—Павлодар. Открыто в 1958 г. и до 1968 г. было
известно как буроугольное. Поисковыми работами в 1967—1969 гг. здесь выявлены каменные угли.
Общие запасы каменных углей до глубины 600 м оцениваются в 3000 млн. т как прогнозные кондиционные, т. е. по мощности и зольности соответствуют разведанным балансовым.
Таблица 5. Технико-экономические показатели месторождений и качественная характеристика углей (продолжение).
Общие запасы бурых углей учтены как прогнозные кондиционные в количестве 1300 млн. т, в том числе пригодных для открытой отработки — 4000 млн. т.
Бурые угли характеризуются следующими данными [4]: зольность— 9—37%, влажность аналитическая—12—29%, выход летучих веществ на горючую массу — 36—45%, содержание серы — 0,1-0,4%.
По предварительным данным Карагандагипрошахта, на месторождении можно создать карьер мощностью 9 млн. т в год при среднем коэффициенте вскрыши 3,4 м3/т. Для окончательного суждения о целесообразности привлечения этого источника в хозяйственный оборот необходимо проводить дальнейшие геологоразведочные и проектные проработки.
Тениз-Коржункульский бассейн находится в Ерментауском районе Целиноградской области, непосредственно к востоку от ст. Ерментау железнодорожной магистрали Целиноград—Павлодар. Целиноград удален от него на 180 км к западу.
В пределах бассейна известны 4 месторождения: Космурунское (на западе), Кызылсорское (на юге), Бозшасорское (на севере) и Сарыадырское (на юго-востоке). Среднюю его часть, между месторождениями Кызылсор и Бозшасор, занимает слабоизученный Центральный участок.
Угли бассейна относятся к каменным, качество их характеризуется следующими данными: влажность — 0,8—3,0%, зольность — 15—48%, содержание серы — 0,4—1,5%, выход летучих веществ — 22—39%, низшая теплота сгорания рабочего топлива сарыадырского угля — 4900—6500 ккал/кг. Общие геологические запасы углей Тениз-Коржункульского бассейна до глубины 1800 м оцениваются в 2,6 млрд. т. Для открытых работ пригодны 0,1 млрд. т.
Разработка отдельных месторождений бассейна периодически производилась в небольших масштабах. В разные периоды добыча угля производилась карьерным способом на месторождении Сарыадыр и шахтой на месторождении Космурун. Перспективы бассейна ограничены. По имеющимся данным, на Сарыадырском месторождении можно заложить один карьер производственной мощностью 1 млн. т в год.
Месторождение Кайнама расположено в 140 км к юго-востоку от Павлодара и в 180 км к северо-западу от Семипалатинска. Известно с 1932 г. В годы Великой Отечественной войны эксплуатировалось двумя небольшими шахтами для нужд местной промышленности Семипалатинска и Павлодара. Изучено достаточно полно.
Угли каменные, имеют влажность аналитическую 0,8—2,6%, зольность—11—30%, сернистость — 0,8—2,6%, выход летучих веществ — 32—42%, теплоту сгорания горючей массы — 7000— 8100 ккал/кг.
Общие запасы месторождения до глубины 600 м оцениваются в 666 млн. т. Основное их количество может быть отработано только шахтным способом и поэтому в ближайшее время не представляет практического интереса.
Яблоновское месторождение в 140 км к юго-востоку от Кокчетава имеет запасы угля 45 млн. т. Зольность углей — 30—42%, выход летучих—13—16%, содержание серы — 0,5—2,0%. Все запасы месторождения переведены в группу забалансовых по зольности.
В 1930 г. оно эксплуатировалось артелью старателей, а в 1932— 1934 и 1938—1950 гг.— трестом «Каззолото». С 1938 по 1950 г. было добыто всего 165 тыс. т угля.
На территории Павлодарской, Целиноградской, Карагандинской и Кокчетавской областей выявлены также следующие источники твердого топлива: Жамантузское месторождение (120 млн. т), Богембаевское (147), Коксенгирское (118), Кызылтауское (135), Первомайское (75), Акмолинское (76), Максимовское (108), Жолдыбайское (41), Тамсорское (18), Приозерное (15), Богдановское (10), Батыршасорское (14 млн. т) и др.
Рис. 1. Схема расположения основных угольных месторождений Северного и Центрального Казахстана: 1 — Караганда; 2 — Экибастуз; 3 — Майкюбе; 4 — Куу-Чеку; 5 — Борлы; 6 — Кумыскудык; 7—Кайнама; 8 — Тениз-Коржункульский; 9 — Богембай; 10 — Шубарколь; 11 — Эгинсай; 12 — Приозерное; 13 — Жаныспай, 14 — Орловское; 15 — Жиланшикский
Эти месторождения по запасам угля небольшие, по горнотехническим условиям освоения и качественным характеристикам углей неперспективные.
Таким образом, Северный Казахстан располагает рядом крупных угольных бассейнов и месторождений, которые окажут влияние на топливный баланс не только республики^ но и других регионов страны.
Технико-экономические показатели освоения месторождений и качественные характеристики углей приведены в табл. 5, из которой видно, что в перспективе только за счет открытых разработок можно увеличить объем добычи угля по Северному Казахстану на 260 млн. т в год.
Схема размещения угольных месторождений Северного и Центрального Казахстана приведена на рис. 1.
По проектной производительности карьеров особо крупными являются Экибастузское месторождение и Тургайский бассейн. На эти источники приходится до 67% всего возможного объема добычи угля по Северному Казахстану. Угли низкокачественные: высокая зольность, влажность, низкокалорийные и высокосернистые. Ввиду этого экибастузские и тургайские угли целесообразно сжигать в котлах крупных тепловых электростанций. Низкокачественными являются куучекинские и борлинские угли, они также должны использоваться на тепловых электростанциях.
Шубаркольские, карагандинские и майкюбенские угли высококачественные, и их эффективно использовать в первую очередь в промышленных печах, индивидуальных отопительных установках коммунально-бытового хозяйства и котельных.
