Научная статья на тему 'Пирометаморфогенная трансформация шахтных углеотходов в горящих террикониках Восточного Донбасса'

Пирометаморфогенная трансформация шахтных углеотходов в горящих террикониках Восточного Донбасса Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
245
63
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Труфанов В. Н., Рылов В. Г., Мещанинов Ф. В.

Приведены результаты комплексных геолого-структурных, минералогопетрографических, химико-аналитических, дериватографических и термобарогеохимических исследований трансформированных породных отвалов террикоников угольных шахт Восточного Донбасса. Рассмотрены модели горящих террикоников, вещественный состав и технологические свойства термически преобразованных в них углеотходов, определены возможные направления их практического использования.This work comprises the material about the complex investigation's of the pyrometamorphic mine waste coal in the eastern part of the Donbas.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Труфанов В. Н., Рылов В. Г., Мещанинов Ф. В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Пирометаморфогенная трансформация шахтных углеотходов в горящих террикониках Восточного Донбасса»

УДК 550.8 : 553.04: 622.33.048

ПИРОМЕТАМОРФОГЕННАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ ШАХТНЫХ УГЛЕОТХОДОВ В ГОРЯЩИХ ТЕРРИКОНИКАХ ВОСТОЧНОГО ДОНБАССА

© 2006 г. В.Н. Труфанов, В. Г. Рылов, Ф. В. Мещанинов

This work comprises the material about the complex investigation's of the pyrometamorphic mine waste coal in the eastern part of the Donbas.

Отвалы угольных шахт традиционно относятся к техногенным объектам повышенной экологической опасности, наиболее активно загрязняющим окружающую среду в процессе их горения или тушения [1,2]. Но перегоревшие в шахтных отвалах углевме-щающие породы могут представлять большой практический интерес как нетрадиционный источник вторичного минерального сырья, обладающий в условиях рыночной экономики востребованными потребительскими свойствами [3-9]. Одной из актуальных проблем комплексного освоения этих техногенных месторождений является построение генетических моделей их формирования, в основе которых находятся малоизученные процессы пирометаморфиче-ской трансформации исходных шахтных пород, входящих в состав террикоников.

Для решения этой задачи авторами проведены комплексные геолого-структурные, минералого-петрографические, химико-аналитические, деривато-графические и термобарогеохимические исследования трансформированных породных отвалов ряда угольных шахт Восточного Донбасса, результаты которых обсуждаются в настоящей статье.

Исследованиями 10 наиболее 10 крупных отвалов Краснодонецкого шахтоуправления (КДШУ), расположенных в Белокалитвенском районе Ростовской области, установлена различная степень термического преобразования складированных в них углеотхо-дов, зависящая от морфологии отвала (плоский или конический), способа формирования (автомобильный или рельсовый) и принадлежности к определенному минерально-технологическому типу (табл. 1).

Все обследованные отвалы, имеющие конусообразную форму терриконика, с учетом принятой схемы вскрытия и отработки месторождения сгруппированы в три минерально-технологических типа:

1. Отвалы, сформированные при наклонных шахтных стволах, пройденных в сочетании с горизонтальными подготовительными выработками по угольному пласту. Для них характерны наиболее высокие содержания угольных частиц во всех зонах терриконика с предпочтительной (до 30 %) концентрацией горючего материала в мелких фракциях. В связи с высоким содержанием угольных частиц в отходах, поступающих в отвал на всех этапах его формирования, распределение горючего материала в разрезе террикони-ка относительно равномерное. Такие отвалы являются

наиболее термопреобразованными в пределах всего объема терриконика.

2. Отвалы комбинированного вскрытия месторождения, сопровождающие проходку глубоких вертикальных стволов и квершлагов по пустой породе в сочетании с горизонтальными подготовительными и очистными выработками по угольному пласту. Углесо-держащие отходы в отличие от первого случая имеют наиболее сложный вещественный состав, что создает предпосылки для возникновения очагов самовозгорания главным образом в верхней, наиболее насыщенной органическим веществом части терриконика.

3. Отвалы при вертикальных стволах и других выработках вспомогательного назначения (вентиляционные стволы, сбойки и пр.), пройденные в горных массивах по горным породам с низким коэффициентом угленосности. Породы, складированные в терри-кониках данного технологического типа, не претерпевают, как правило, существенного «эпигенетического» преобразования вследствие того, что содержание в них химически активных (в том числе и горючих) веществ незначительно.

Для наиболее распространенных технологических типов горящих (или склонных к самовозгоранию) террикоников, разработаны модели механической и физико-химической трансформации складированного в них органо-минерального вещества (ОМВ) на таких стадиях существования отвала [10], как:

1 - гравитационной сегрегации ОМВ при отсыпке отвала;

2 - автотермодеструкции ОМВ в очаге самовозгорания;

3 - преобразования ОМВ при тушении и геомеханической рекультивации «остановленного» отвала.

Большое значение для реализации процессов самовозгорания шахтных отвалов имеет отмечаемая многими исследователями неоднородность внутреннего строения терриконика, возникающая вследствие гравитационного фракционирования мелко- и крупнокускового материала углеотходов в процессе формирования отвала. Опытно-экспериментальными исследованиями [1] доказано, что при отсыпке отвала «под откос» наиболее крупные куски породы, скатываясь по склону отвала, концентрируются вблизи его основания, а мелкие фракции, насыщенные включениями углефи-цированного вещества (до 25 - 30 % и более), задерживаются в верхней части терриконика (рис. 1).

Таблица 1

Характеристика шахтных отвалов Краснодонецкого шахтоуправления (КДШУ)

Перечень отвалов Период эксплуатации Параметр отвала Тип отвала Состояние отвала Качество складированной горной массы Литотип отвала

Шх. № 4/10 1944-1983 34900 52,0 490,0 Кониче- Потушенный, 90-95, 5-10, 1,0, 1,13 Песчано- глини-

(ствол № 2) ский частично перегоревший сто-сланцевый

Сбойки № 3- 1962-1979 3500 21,0 18,0 » Не горящий 95-98, 2-5, 1,0, 0,32 Глинисто-

бис «Щербаков» сланцевый

Шх. № 12, 13 1946-1972 10500 35,0 243,0 » Перегоревший 95-98, 2-5, 0,7, 2,24 Песчано- глинисто- сланцевый

Шх. Севрюгов- 1946-1974 15000 40,0 225,0 » » 90-95, 5-10, 1,0, 3,57 »

ка (ствол № 6)

Сбойка 1962-1979 1600 14,0 5,6 » Не горящий 95-97, 3-5, 1,7 0,27 Глинисто-

№ 3 шх. № 17 сланцевый

Промплощадка 1955-1998 38800 75,0 544,5 » Потушенный, 87-90, 10-13, 3,0, 0,41 Песчано-

шх. № 17 частично перегоревший глинисто-сланцевый

Вент. шурф 1962-1979 1900 7,5 10,1 Плоский Не горящий 95-98, 2-5, 1,9, 0,44 Глинисто-

№ 1 сланцевый

Промплощадка 1944-1966 7200 37,0 120,0 Кониче- Перегоревший 98-99, 0,7-2,0, 0,5, 4,27 Песчано-

шх.№ 16 скип глинисто-сланцевый

Вентсбойка № 1956-1979 10400 9,0 121,0 Плоский Не горящий 98-100, 0-2,0, 1,5, 0,27 »

1 шх. № 17

Коллективный 1989-1998 9100 3,0 101,2 » » 95-98, 2-5, 2,1, 0,46 Глинисто-

отвал КДШУ сланцевый

Отмеченная вертикальная зональность отвалов конической формы, вызванная механической сегрегацией углеотходов, наиболее контрастно проявлена в терри-кониках высотой более 20 м, что необходимо учитывать при прогнозировании мест вероятного зарождения очагов самовозгорания.

Механизм самовозгорания породных отвалов, содержащих в необходимом объеме химически активное вещество в виде углефицированной органики и железа, сводится главным образом к реализации следующих физико-химических процессов [2]:

- окисляющее воздействие воздуха, подводимого через толщу грубообломочных пород основания тер-риконика к очагу разогрева;

- прогрессирующий характер аккумулирования тепла, выделяющегося в результате протекания экзотермических реакций окисления химически активных горючих и минеральных компонентов.

Процесс горения отвалов, протекающий иногда в течение нескольких десятилетий, создает условия для частичной или полной термодеструкции складированных в них отходов угледобычи. При этом начальная стадия трансформации угольного вещества (инкубационный период, предшествующий самовозгоранию) сопровождается эманациями в основном окисленных (СО2, СО, 802, пары воды) газов. В период разогрева, самовозгорания и активного горения отвалов на их вершинах и склонах фиксируются многочисленные фумаролоподобные выходы преимущественно восстановленных легких и тяжелых углеводородных газов, а также И28 и Н2.

Температура газов при выходе их на поверхность варьирует в широком диапазоне - от нескольких десятков до 400 °С [1]. Существование очага пожара обеспечивает вертикальную зональность температурного поля внутри терриконика по аналогии с той, которая характерна для доменных печей (рис. 1).

В первом приближении, по результатам термоба-рогеохимических исследований [10, 11], внутри горящего терриконика можно выделить три контрастные температурные зоны:

- активного горения - ядерная часть очага самовозгорания с температурами разогрева горелых пород, превышающими их температуру плавления (более 1300 °С);

- глубокого обжига с частичным оплавлением вмещающих пород с температурами разогрева от 600 до 1200 °С;

- флюидогенного преобразования высокоуглеродистых пород вдоль каналов восходящей фильтрации паро-газовой смеси в температурном диапазоне пневма-толитово-гидротермального процесса (500 - 100 °С).

Выделенным температурным зонам, по степени термодеструкции складированных в отвале горных пород, соответствуют следующие типы вторичных пирометаморфитов угольного ряда: 1 - переплавленные силициты в виде шлакообразной массы; 2 -обожженные породы - «горельники» с подзонами окислительного и восстановительного обжига; 3 -углеводородно-флюидизированные породы, слагающие периферические штокообразные тела в верхней части терриконика.

Активная фаза окислительной термодеструкции антрацитовых углей в очаге самовозгорания реализуется протеканием следующих высокоэнтальпийных экзотермических реакций:

2С (тв.) + 02 = 2СО (г.); АН = - 570,24 кДж (при дефиците кислорода).

С (тв.) + 02 = С02 (г.); АН = - 960,58 кДж (при избытке кислорода).

В условиях избытка кислорода и паров воды экзотермической диссоциации с образованием серной кислоты и гидроксидов железа подвергается серный колчедан, являющийся в углях Восточного Донбасса типоморфной минеральной примесью:

4Бе82 (тв.) +1502 (г.) + 14 Н2О (ж.) = 8Н28О4+ +4Ре(0Н)3 АН = - 1157,9 кДж.

Находящаяся в угле сера также сгорает с образованием сернистого газа и выделением незначительного количества тепла:

8 (тв.)+ 02(г.) = 8О2 (г.); АН = - 292,3 кДж.

Расширению параметров очага самовозгорания способствует также возгорание содержащихся в углях горючих газов и в первую очередь метана, относящегося к группе алканов. Механизм процессов горения алканов полностью еще не изучен, однако установлено 12[г], что он включает сложную последовательность радикальных реакций, интегрированное выражение которых может быть представлено в виде более простых стехиометрических уравнений, суть которых зависит от условий доступа воздуха.

При обильном доступе воздуха к очагу самовозгорания:

СН4(г.) + 202(г.) = С02(г.) + 2Н20(г.)

2. При ограниченном доступе кислорода:

СН4(г.) + 3/202(г.) = С0(г.) + 2Н20(г.)

3. При крайне затруднительном доступе кислорода:

СН4(г.) + 02(г.) = С(тв.) + 2Н2О (г.)

В последнем случае при неполном сгорании алка-нов образуется газовая сажа, обладающая взрывоопасными свойствами.

Совокупная реализация перечисленных экзотермических процессов обусловливает интенсивное повышение температуры в очаге самовозгорания, приводящее сначала к разложению карбонатов, а в дальнейшем и плавлению алюмосиликатов горных пород. Разложение карбонатов при этом сопровождается образованием твердой фазы оксида кальция и газообразного диоксида углерода в соответствие со следующей эндотермической реакцией, протекающей с поглощением тепловой энергии:

СаСОэ (тв.) = СаО (тв.) + СО2 (г.); А Н = + +157,0 кДж.

В ядре очага горения, где достигается температура плавления породообразующих силикатных минералов (гидрослюда, хлорит, монтмориллонит, каолинит, свободный кремнезем и др.), оксид кальция вступает в реакцию с кремнеземом, оксидами железа и алюминия, в результате чего образуется жидкий, относительно легкоплавкий шлак, состоящий из железокаль-циевых алюмосиликатов:

СаО (тв.) + 8Ю2 (тв.) = Са8Юэ (ж.)

СаО (тв.) + М2О3 (тв.) = СаЛЬО4 (ж.)

СаО (тв.) + Бе2Оэ (тв.) = СаРе2О4 (ж.)

Расплавленный шлак из ядерной части очага горения стекает в подстилающую крупноблоковую зону пород основания терриконика, пропитывая и цементируя их обломки с образованием своеобразных пи-рометаморфитов брекчиевидного облика внешне напоминающих игнимбриты. Побочным продуктом шлакообразования в условиях высокого парциального давления сернистых газов является ангидрит (Са8О4), который в присутствии паров воды преобразуется в гипс (Са8О 4 • 2Н2О). При этом наиболее существенно процессы гипсообразования проявлены в тех участках терриконика, которые сложены высококарбонатными породами - известняками, известковистыми сланцами и пр.

Минералогическими индикаторами высокотемпературного пирометаморфического преобразования пород в очагах самовозгорания являются следующие процессы зафиксированные в горящих отвалах КДШУ:

- присутствие в горелых и ошлакованных породах новообразованных минералов в виде высокотемпературной модификации кварца - кристобалита и муллита (свыше 1300 0С);

- диссоциация известняка с образованием оксида кальция (750 - 800 0С);

- новообразования гематита (магнетита) по пириту и биотиту;

- появление зерен кварца, с признаками резорбции и волнистого погасания;

- преобразование угольных включений в термоантрацит или термографит;

- наличие новообразованных минеральных агрегатов с приобретенной гранобластовой, зубчатой или инкрустационной микроструктурой.

На основании приведенных данных, среди «го-рельников» зон высокотемпературного обжига и флюидогенного преобразования углесодержащих пород выделена специфическая группа вторичных пи-рометаморфитов с индивидуальными особенностями фазового состава и набором характерных структурно-текстурных и физико-химических диагностических признаков, описание которых приводится ниже.

Экзоглиежи (ЭГЖ) являются типичными представителями апопелитовых пирометаморфитов, которые по своим структурным особенностям и вещественному составу аналогичны классическим глиежам, образованным в результате эндогенных подземных пожаров на каменноугольных или колчеданных месторождениях.

Макроскопически ЭГЖ горящих и перегоревших террикоников представлены весьма крепкими терра-котоподобными разновидностями горелых пород от красного до кирпично - бурого цвета. Их характерной чертой является сохранение структурно - текстурных особенностей первичных пород - аргиллитов или алевритистых глинистых сланцев. В частности, наиболее часто встречающаяся в ЭКЖ слоистая микротекстура, подчеркивается сочетанием параллельно-ориентированных в скрытокристаллической цементирующей массе афанитового облика, удлиненных лейст слюдистых минералов, практически нацело замещенных гидроокислами железа. Реликтовые пели-товые частицы, представленные гидрослюдой,

Термические зоны терриконика:

1 - очаг самовозгорания;

2 - жидкого шлакообразования;

3 - окислительного обжига;

4 - восстановительного обжига и термографитизации;

5 - углеводородной флюидизации и активированного термоантрацита;

6 - газовых эманации.

Строение и температурная зональность доменной печи:

1 - железная руда, известняк, кокс;

2 - загрузочный конус (колошник);

3 - колошниковый газ;

4 - кладка печи;

5 - зона восстановления оксида железа;

6 - зона образования шлака;

7 - зона горения кокса;

8 - вдувание нагретого воздуха через фурмы;

9 - расплавленное железо;

10 - расплавленный шлак.

Рис.1 Сопоставление термохимических процессов, протекающих в горящем терриконике (А) и доменной печи (Б)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

хлоритом, монтмориллонитом, в сочетании с мелкими корродированными зернами кварца с волнистым зональным погасанием, а также тридимитом, андалузитом и силлиманитом обусловливают характерную для ЭГЖ бластопелитовую микроструктуру.

Экспериментальными исследованиями установлено, что в условиях высокотемпературного окислительного обжига углевмещающих пород КДШУ происходит глубокая трансформация глинистых минералов в рентгеноаморфное силикатное стекло (стек-лофаза) с включениями силлиманита, муллита, три-димита и, возможно, корунда.

По результатам дифференциально-термического и рентгенофазового анализов, начальными процессами термодеструкции глинистых минералов является удаление 1 - 2 % гигроскопической влаги (60-120 0С) и выгорание содержащихся в них органических примесей (300-400 0С). В интервале температур 550 - 620 оС интенсивно протекает эндотермическая реакция с потерей 12 % исходной массы вещества. При этом выделяется кристаллизационная вода и происходит разрушение кристаллической решетки слоистых силикатов с образованием рентгеноаморфной стеклофазы. В интервале температур 950 - 990 оС для всех высокоглиноземистых глинистых минералов фиксируется кристаллохимический переход, связанный с образованием структурной композиции, в которой часть кремнекислородных тетраэдров замещена группой А1О4. Этому превращению соответствует отчетливо выраженный экзотермический эффект с незначительной потерей веса, обусловленный распадом глинистого каркаса на силлиманит и кремнезем. В интервале 1240 - 1545 оС отмечается полная трансформация силлиманита в кальцинированный муллит.

Экзобухиты (ЭБХ) по аналогии с их природными разновидностями [9] представлены в основном остеклованными (витрифицированными) аркозовыми песчаниками и алевролитами. Под микроскопом структура ЭБХ - псаммитовая, алевропилитовая, гиалопили-товая, порфиробластовая, гиалиновая; микротекстура массивная, мелкопузырчатая, витрофировая. Цвет породы изменяется от темно-серого и черного до кир-пично-красного и коричневато-бурого.

ЭБХ состоят преимущественно из округленно -угловатых интенсивно корродированных зерен кварца, плагиоклаза, калишпата и фрагментов более микрозернистой переплавленной массы, заключенных в стекло-фазе. Стекло кислое, с показателем преломления ниже, чем у канадского бальзама и с розоватым дисперсионным эффектом. Местами устанавливаются скопления микролитов кордиерита в виде мелких эвгедральных выделений (преимущественно призматических с гексагональным поперечным сечением), с прямым угасанием и сравнительно высоким (выше, чем у стекла) светопреломлением. Кварцевые зерна, представленные а-р модификациями, тридимитом и кристобалитом, характеризуются мозаичным погасанием и ассоциированы с редкими порфировидными выделениями муллита. Вокруг обломков реликтовых зерен р-кварца в стекле наблюдаются округлые перлитовые трещины.

Как известно, исходный р-кварц, слагающий уг-левмещающие песчаники и алевролиты Восточного

Донбасса, при температуре 573 0С претерпевает полиморфное превращение в а-модификацию. Далее при повышении температуры до 870 0С происходит перестройка кристаллической решетки а-кварца с переходом его в тридимит, а затем при температурах более 1000 0С - в кристобалит. При температурах более 1300 0С кварц начинает растворяться в стеклообразной массе. Новообразованные в горящих отвалах КДШУ пирометаморфиты по псаммитам характеризуются практически полной потерей летучих компонентов [10].

Таким образом, процесс образования ЭГЖ и ЭБХ можно назвать витрификацией исходного терригенно-го материала, в результате которой происходит конверсия минерального состава отвальных пород с образованием остеклованных или полностью расплавленных литотипов в условиях окислительного обжига.

При недостаточном притоке кислорода воздуха и быстром подъеме температуры, определенная часть углевмещающих пород подвергается восстановительной термодеструкции ОВ углей, сопровождающейся эмиссией из очага самовозгорания таких газообразных компонентов, как СО2, SO3, CH4, H2, CO, H2O. Реализация этого процесса в недрах терриконика приводит к преобразованию угольных частиц в «термоантрацитовый недожог» с полной или частичной графи-тизацией исходного органического вещества. Породы, содержащие в значительном количестве такого рода новообразования, выделены нами в подгруппу высокоуглеродистых флюидизитов.

Высокоуглеродистые флюидизиты, близкие по своему составу и особенностям строения «черным блокам» Челябинского угольного бассейна [12], вскрыты и оконтурены бульдозерными расчистками в привершинной части некоторых перегоревших терри-коников в процессе проведения их геомеханической рекультивации. Они представлены плотными спекшимися в ноздреватую конгломератоподобную массу породами черного цвета с характерным стальным блеском углистых частиц на свежих изломах, слагающими штокообразные тела внутри относительно неизмененных процессами пирометаморфизма шахтных отходов. Пространственно такие уникальные зоны распространения флюидогенно-преобразованных углесодержащих пород (ФПУП) приурочены к местам разгрузки газообразных продуктов пиролиза органического вещества, происходящего в глубоко залегающих очагах самовозгорания пород терриконика.

Высокоуглеродистые флюидизиты содержат значительное количество органического вещества (15 -20 % и более) в виде спекшихся частиц угольного штыба, «цементирующих» более крупные обломки терригенного материала. Флюидогенно-преобразован-ное в горящих отвалах ОВ обладает набором типо-морфных свойств, присущих термоантрациту: повышенная по отношению к углям плотность ОВ (1,8 -1,9 г/см3); слабо выраженные полупроводниковые свойства (p -проводимость с низкими значениями термо-ЭДС на уровне + 5,5 мкВ/град); наличие на рентгеновских дифрактограммах характерных для частично графитизированного ОВ рефлексов (d 100 = =3,4 Ао и d 002 = 2,02 Ао), интенсивность которых

превышает собственно «антрацитовые» пики угля более чем в два раза.

Термоаналитические исследования углистых частиц ФПУП проводились на дериватографе системы Ф. Паулик, И. Паулик, Л. Эрден в температурном интервале от 20 до 1000 оС в воздушной среде со скоростью нагревания 10 град./мин, а также на термовакуумном декриптографе ВД-5 по методике, разработанной сотрудниками Геотехцентра-Юг РГУ [13]. На кривой ДТА выделяются три этапа преобразования исходного вещества: 40 - 120, 340 - 410 и 700 - 840 оС. Интервал 40 - 120 оС характеризуется потерей 1,5- 2 % веса исходного препарата и не имеет каких-либо термических эффектов. На этом этапе происходит, по-видимому, только простое обезвоживание образца, обусловленное испарением сорбированной угольными частицами гигроскопической влаги. При температуре 340 - 410 оС протекает стандартный пиролиз органического вещества, приводящий к эмиссии легко летучих алифатических соединений угля. Общий вид экзотермического эффекта свидетельствует о достаточно высокой скорости протекания пиролиза органического вещества, сопровождающегося потерей 4-6 % массы исходного препарата. Дальнейшее нагревание пробы ФПУП приводит к полному выгоранию угольных частиц, которое сопровождается контрастным экзотермическим эффектом в интервале температур 700 - 840 оС и 10-12 % потерей массы исходного вещества.

При проведении термодекриптометрических (рис.2) и газовохроматографических исследований были получены следующие результаты:

- на типовых декриптограммах ФПУП выявлены дополнительные маловыразительные эффекты газовыделений в интервале 420 - 560 и 640 - 760 оС, характерные для антрацитовых углей высокой стадии метаморфизма;

- наиболее контрастным является термодекриптацион-ный эффект 40 - 260 оС, на долю которого приходится максимальное количество выделяющихся газообразных продуктов, представленных Н20, С02, СО, 02, М2, СН4 . Следует также отметить, что конфигурация построенной гистограммы для данного эффекта декрип-тации характеризуется отрицательной асимметрией, что вполне согласуется с кинетикой десорбции газов высокопористыми частицами углей [17];

- полученные энергетические показатели ФПУП наряду с данными ДТА свидетельствуют об их значительной газоотдающей способности, которая не сопровождается широкомасштабной термодеструкцией органического вещества. Последнее может свидетельствовать о высокой степени структурной упорядоченности ФПУП, с одной стороны, и его высокой сорб-ционной емкостью - с другой. Сочетание этих свойств, как известно, отвечает требованиям промышленности, предъявляемым к качеству угольных сорбентов.

Рис.2. типовая декриктограмма высокоуглеродистого флюидизита из отвала шахты «Несветаевская»

Таким образом, проведенные комплексные исследования пирометаморфитов позволили установить термодинамические условия образования и важнейшие тимоморфные особенности техногенных месторождений, представленных трансформированными

породными отвалами угольных шахт Восточного Донбасса, а также рекомендовать содержащиеся в них ФПУП в качестве нетрадиционного сырья для получения углеродистых сорбентов с высокими технологическими и экологическими параметрами.

Литература

1. Меркулов В. А. Охрана природы на угольных шахтах. М., 1981.

2. Саранчук В. И., Баев X. А. Теоретические основы самовозгорания углей. М., 1976.

3. Бент О. Н., Беседа Н. И. // Уголь Украины. 1994. № 1, С. 8 - 9.

4. Буравчук Н. И., Рутьков К. И. Переработка и использование отходов добычи и сжигания углей. Ростов н/Д, 1997.

5. Гипич Л. В., Коломенский Г. Ю., Смирнов Б. В. // Результаты исслед. по комплекс. использ. отходов добычи и сжигания углей, горючих сланцев и сопутствующих им полезн. ископ. при геолого - разведочных работах. М., 1991. С. 146-154.

6. Горовой А. Ф., Мартынова А. И. // Междунар. симп. по пробл. прикл. геол., горн. науки и пр - ва. СПб., 1993; Геогр. и гидрогеол. угол. месторожд. экол. горн. пр - ва: Тез. докл. СПб., 1993. С. 65 - 66.

7. Михеева Т. Е. // Физ.-хим. основы и экология, проблемы использования отходов добычи и переработки. ТГИ/ М., 1980. С. 49 - 50.

8. Посыльный И.Д. // Уголь. 1979. № 2. С. 52 - 53.

9. Мещанинов Ф.В. Геолого-структурные и термоба-рогеохимические условия формирования техногенных объектов угольного ряда Восточного Донбасса: Автореф. дис. ... канд. геол.-мин. наук Ростов н/Д, 2001.

10. Трунов Б. Д. Методические рекомендации по изучению и использованию в народном хозяйстве породных отвалов угольных шахт Ростовской области. Ростов н/Д, 1987.

11. Косинский В. А., Труфанов В. Н., Славгородский Н. И. // Лабораторные и технологические исследования и обогащение минерального сырья: Обзорная информация ВИЭМС. Вып. 1. М., 1989.

12. Умнов А.Е., Голик А.С., Палеев Д.Ю., Швецов Н.Р. Предупреждение и локализация взрывов в подземных условиях. М., 1990.

13. Труфанов В.Н., Грановский А.Г., Грановская Н.В. и др. Прикладная термобарогеохимия. Ростов н/Д, 1992.

14. Эттингер И.Л. Газоемкость ископаемых углей. М., 1966.

Ростовский государственный университет

15 августа 2005 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.