CC BY
25
Экология и охрана труда
б1
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Состояние окружающей природной среды Кемеровской области в 1999 г. Доклад Государственного комитета по охране окружающей среды Кемеровской области. - Кемерово, 2000 г. - 289 с.
2. Справка по результатам проверки состояния промышленной безопасности на ликвидируемых шахтах Кузбасса. - Кемерово. - 28.08.00.
3. Отчет о проделанной работе Кузбасским Центром мониторинга производственной и экологической безопасности за 3-й квартал и 9 мес 2000 г. г. Кемерово.
4. Zeidenzal Das ruhrkohlenbassin I Die Zeitschrift berg kohlen, - № 3. - 1999. - С. 55-58.
□ Авторы статьи:
Игнатова Алла Юрьевна
- канд. биол. наук, ст. преподаватель каф. хим. технологии твердого топлива и экологии
Чередников Эдуард Александрович
- ст. преподаватель каф. экологии Кем. Регионального института повышения квалификации
Чурина Надежда Леонидовна ■ зав. каф. экологии Кем. Регионального института повышения квалификации
УДК 552.57
Д.В. Шевелёв, Х.А. Исхаков
ИССЛЕДОВАНИЕ МИНЕРАЛООБРАЗОВАНИЯ НА ОБНАЖЕНИЯХ
УГОЛЬНОГО ПЛАСТА
При исследовании явлений самовозгорания углей в карьере, внимание привлекло интенсивное минералообразование на обнажениях пласта «Волковский» на одном из участков разреза «Черниговский». Здесь наблюдается чередование массивов, поверхность которых покрыта белым налетом, с массивами, покрытыми красно-
коричневым налетом. В отличие от процессов, характерных при самовозгорании, наблюдаемые здесь явления происходят при обычных температурах [1,2].
Минеральный состав отложений характеризуется наличием тех веществ, которые устойчивы в зоне осадконакопления
или образуются при экзогенных процессах. К ним относятся гидроксиды и сульфаты железа, карбонаты кальция и магния, а также силикаты [3].
Минералогический состав неорганической части отложений исследовали методом рентгенофазового анализа на дифрактометре ДРОН-2 в СиКа
- излучении.
Разрез «Черниговский» расположен в Кемеровском геоло-го-промышленном районе северной части Кузнецкого бассейна. Угленосные отложения представлены в полном объеме балахонской серией и частично кольчугинской. Вмещающие
породы представлены крупно-
зернистыми песчаниками и алевролитами, реже аргиллитами и конгломератами.
В результате проведенных исследований были получены представления об особенностях минеральной части пластовых отложений [4,5], представленные в таблице. Для уточнения природы некоторых минералов использовали дифференциально-термический анализ (рисунок).
Установлено, что оксид кремния представлен преимущественно кварцем и частично входит в состав минералов группы каолинита. Каолинит обнаружен дифференциальнотермическим анализом (проба 4). На термограммах этой пробы присутствует эндотермический эффект диссоциации при 550 °С и экзотермический эффект мул-литизации продуктов диссоциации при 925 °С, характерный для каолинитовых минералов
[6].
Проба 3 была подвергнута термоанализу результаты которого могут быть расшифрованы следующим образом: водный
оксид Бе203 • Н2О (лепидокро-кит) теряет воду 160-180 °С и переходит в у-Бе203 (маггемит) , который при температуре420-520°С переходит в а-Бе203 (ге-
Таблица
Минералогический состав пластовых выцветов
Проба Цвет Минералы
№1 Коричневый Кварц, гематит, кальцит
№2 Белый Кальцит, магнезит
№3 Красный Кварц, гематит
№4 Серый Каолинит, кальцит, оксид кальция
То же, после прокаливания
№1 Коричневый СаО, Fe2O3, a-SiO2
№2 Серый СаО, MgO
№3 Красный a-SiO2 , Fe2O3
№4 Белый a-SiO2 , СаО, ЗСаО^ Al2O3
* В экспериментальной работе принимал участие д.т.н., профессор Б.Г.Трясунов
62
Д.В. Шевелёв, Х.А. Исхаков
матит) [6].
Термограмма пробы 2 характеризуется наличием мощного эндотермического эффекта между 700-840 °С. Этот эффект связан с разложением карбонатов кальция и магния, на соответствующие оксиды и диоксид углерода, о том же свидетельствует потеря массы при указанных температурах [6].
Термограмма пробы 1 характеризуется наличием эффектов характерных для проб 2 и 3.
Из полученных данных следует отметить, что первичные минералы и породы, особенно минералы и породы карбонатного состава, способны под действием воды и диоксида углерода растворяться по обобщенной схеме:
СаСОз + Н2О +СО2 =
Са2+ + 2НСО-3.
В условиях равновесия для существования в растворе определенных концентраций НСО-3 необходимо присутствие определенного количества свободного диоксида углерода. Если содержание свободного диоксида углерода в воде больше, чем нужно для равновесия, то при соприкосновении такой воды с СаСО3 произойдет его растворение. Процесс растворения будет продолжаться до тех пор, пока не наступит равновесие. Если же содержание свободного диоксида углерода в воде окажется меньшим, чем нужно для
1. Стадников Г.Л. Самовозгорающиеся угли и породы, их геохимическая характеристика и методы опознавания. - М.:Углетехиздат,1956 .-366с.
2. Исхаков Х.А., Черныш А.В. Минералообразование на обнажениях угольного пласта // ХТТ.1980. №2.С.88-90.
3. Лазаренко Е.К. Курс минералогии. - М.: Высшая школа,1971.-607с.
4. Горбунов Н.И. Минералогия и физическая химия почв. - М. :Наука, 1978, -275с.
5. Савинкина М.А., Логвиненко А.Т. Золы Канско-Ачинских бурых углей. - Новосибирск.: Наука, 1979, -168с.
6. Горбунов Н.И., Цюрупа И.Г., Шурыгина Е.А. Рентгенограммы, термограммы и кривые обезвоживания минералов, встречающиеся в почвах и глинах. - М.: Изд-во АН СССР , 1952. -185с.
7. Саранчук В.И. Окисление и самовозгорание угля. - Киев: Наук. думка, 1982.-387с.
□ Авторы статьи:
Исхаков Шевелев
Хамза Ахметович Дмитрий Владимирович
- докт.техн.наук, проф.каф. химии - аспирант каф. химии техноло-
технологии неорганических веществ гии неорганических веществ
равновесия, то наоборот, из воды будет осаждаться СаСО3. При наличии более мощного источника СО2, концентрация углекислоты в подземной воде оказывается гораздо большей и это определяет возможность нахождения более высоких концентраций НСО-3 в подземных водах. При содержаниях СО2 в несколько граммов на литр равновесные концентрации НСО3-увеличиваются до десятков граммов на литр. Такая ситуация характерна при эндогенных пожарах в угольных пластах. Эти подземные воды обладают способностью растворять карбонаты кальция, магния, железа в гораздо большем диапазоне гидрогеохимических условий
[7]:
СаС0э+ Н2СО3 ^Са2+ +2НС0э~ ; МяС03+Н2С0э ^ М^+ +2НС0э;
Таким образом, под действием воды, кислорода, диоксида углерода происходит разложение первичных минералов угольных пластов, изменение их состава и вымывание отдельных составляющих, в результате чего образуются минералы вторичные, характерные для современного минералообразова-ния. Скорость этого процесса зависит от различных условий, в частности от количества воды, температуры, концентраций
растворенных кислорода и диоксида углерода.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
