Оценка качества углей участка "Успеновский №2" Западного Донбасса на основании статистического анализа его химико-технологических свойств
Цель. Всесторонняя оценка качества основных промышленных угольных пластов участка “Успеновский №2” Лозовского угленосного района Западного Донбасса, установление их марочного состава по действующим стандартам и определение основных направлений их рационального использования. Методика. Методической о...
Saved in:
| Published in: | Розробка родовищ |
|---|---|
| Date: | 2016 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України
2016
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/133579 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Оценка качества углей участка "Успеновский №2" Западного Донбасса на основании статистического анализа его химико-технологических свойств / В. Савчук, Д. Рудаков, Д. Приходченко // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2016. — Т. 10, вип. 4. — С. 98-104. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860236286655201280 |
|---|---|
| author | Савчук, В. Рудаков, Д. Приходченко, Д. |
| author_facet | Савчук, В. Рудаков, Д. Приходченко, Д. |
| citation_txt | Оценка качества углей участка "Успеновский №2" Западного Донбасса на основании статистического анализа его химико-технологических свойств / В. Савчук, Д. Рудаков, Д. Приходченко // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2016. — Т. 10, вип. 4. — С. 98-104. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Розробка родовищ |
| description | Цель. Всесторонняя оценка качества основных промышленных угольных пластов участка “Успеновский №2” Лозовского угленосного района Западного Донбасса, установление их марочного состава по действующим стандартам и определение основных направлений их рационального использования. Методика. Методической основой исследований является анализ, обобщение и статистическая обработка показателей с последующим прогнозом и выявлением особенностей качества угля. Результаты. Выполнен анализ запасов топливно-энергетических ресурсов Украины, дана химико-технологическая характеристика углей пластов участка “Успеновский №2”. Проведенная статистическая обработка данных позволила выявить зависимости между показателями качества, а также установить латеральные и стратиграфические закономерности. Уточен марочный состав и пути рационального использования угля. Научная новизна. Путем статистического анализа установлены закономерности распределения показателей качества углей для пластов участка “Успеновский №” Лозовского угленосного района Западного Донбасса, в частности, подтверждена статистическая значимость уменьшения показателя отражения витринита и теплоты сгорания, а также увеличения выхода летучих веществ с увеличением глубины. Практическая значимость. Детальный статистический анализ данных качества угля позволяет дать рекомендации по рациональному использованию и внедрению чистых технологий переработки угля еще на стадии геологоразведочных работ.
Мета. Оцінка якості основних промислових вугільних пластів ділянки “Успенівська №2” Лозівського вугленосного району Західного Донбасу, встановлення їх марочного складу за діючими стандартами та визначення основних напрямків раціонального використання. Методика. Методичною основою дослідження є проведення аналізу, узагальнення та статистичної обробки показників із подальшим прогнозом та виявленням особливостей якості вугілля. Результати. Виконано аналіз запасів паливно-енергетичних ресурсів України, надано хіміко-технологічну характеристику вугілля пластів ділянки “Успенівська №2”. Проведена статистична обробка даних, яка дозволила виявити залежності між показниками якості й встановити латеральні та стратиграфічні закономірності. Уточнено марочний склад і шляхи раціонального використання вугілля. Наукова новизна. Шляхом статистичного аналізу встановлено закономірності розподілу показників якості вугілля для пластів ділянки “Успенівська №2” Лозівського вугленосного району Західного Донбасу, зокрема, підтверджена статистична значимість зменшення показника відбиття вітриніту та теплоти згорання, а також збільшення виходу летючих речовин зі збільшенням глибини. Практична значимість. Детальний статистичний аналіз даних якості вугілля дозволяє надати рекомендації щодо раціонального використання та впровадження чистих технологій переробки вугілля ще на стадії геологорозвідувальних робіт.
Purpose. To conduct a comprehensive assessment of the coal seams’ quality on the site “Uspenivska No 2” in Lozivskyi coal-bearing area of the Western Donbas industrial district; establish their grade composition according to current standards, and find the main directions of their rational use. Methods. The research is based on the methods of analysis, synthesis, and statistical treatment of indices followed by the prognosis and refining of coal quality characteristics. Findings. We analyzed the reserves of fuel and energy resources of Ukraine and evaluated chemical and technological characteristics of coal seams for the site “Uspenivska No 2”. Statistical treatment of the data allowed to reveal the relationships between the quality indices and establish lateral and stratigraphic patterns. The grade composition has been specified and the ways of coal rational use have been considered. Originality. The distribution patterns of coal quality parameters have been established for the site “Uspenivska No 2” in Lozivskyi coal-bearing area of the Western Donbas by statistical analysis. In particular, statistical significance of the reduction in the vitrinite reflectance index and combustion heat, as well as the increase in volatiles output with increasing depth has been confirmed. Practical implications. Detailed statistical analysis of coal quality allowed giving recommendations on rational use and implementation of clean technologies of coal processing at the stage of geological exploration.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:25:03Z |
| format | Article |
| fulltext |
Founded in
1900
National Mining
University
Mining of Mineral Deposits
ISSN 2415-3443 (Online) | ISSN 2415-3435 (Print)
Journal homepage http://mining.in.ua
Volume 10 (2016), Issue 4, pp. 98-104
98
UDC 555.574:553.96 https://doi.org/10.15407/mining10.04.098
ОЦЕНКА КАЧЕСТВА УГЛЕЙ УЧАСТКА “УСПЕНОВСКИЙ №2”
ЗАПАДНОГО ДОНБАССА НА ОСНОВАНИИ СТАТИСТИЧЕСКОГО
АНАЛИЗА ЕГО ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
В. Савчук1, Д. Рудаков2, Д. Приходченко3*
1Кафедра геологи и разведки месторождений полезных ископаемых, Национальный горный университет, Днепропетровск, Украина
2Кафедра гидрогеологии и инженерной геологии, Национальный горный университет, Днепропетровск, Украина
3Кафедра общей и структурной геологии, Национальный горный университет, Днепропетровск, Украина
*Ответственный автор: e-mail damian-87@i.ua, тел. +380962719664
ASSESSMENT OF COAL QUALITY ON THE SITE “USPENIVSKA NO 2”
IN WESTERN DONBAS BASED ON THE STATISTICAL ANALYSIS
OF ITS CHEMICAL AND TECHNOLOGICAL PROPERTIES
V. Savchuk1, D. Rudakov2, D. Prykhodchenko3*
1Geology and Mineral Exploration Department, National Mining University, Dnipropetrovsk, Ukraine
2Hydrogeology and Engineering Geology Department, National Mining University, Dnipropetrovsk, Ukraine
3General and Structural Geology Department, National Mining University, Dnipropetrovsk, Ukraine
*Corresponding author: e-mail damian-87@i.ua, tel. +380962719664
ABSTRACT
Purpose. To conduct a comprehensive assessment of the coal seams’ quality on the site “Uspenivska No 2” in
Lozivskyi coal-bearing area of the Western Donbas industrial district; establish their grade composition according to
current standards, and find the main directions of their rational use.
Methods. The research is based on the methods of analysis, synthesis, and statistical treatment of indices followed by
the prognosis and refining of coal quality characteristics.
Findings. We analyzed the reserves of fuel and energy resources of Ukraine and evaluated chemical and
technological characteristics of coal seams for the site “Uspenivska No 2”. Statistical treatment of the data allowed to
reveal the relationships between the quality indices and establish lateral and stratigraphic patterns. The grade
composition has been specified and the ways of coal rational use have been considered.
Originality. The distribution patterns of coal quality parameters have been established for the site “Uspenivska No 2” in
Lozivskyi coal-bearing area of the Western Donbas by statistical analysis. In particular, statistical significance of the
reduction in the vitrinite reflectance index and combustion heat, as well as the increase in volatiles output with
increasing depth has been confirmed.
Practical implications. Detailed statistical analysis of coal quality allowed giving recommendations on rational use
and implementation of clean technologies of coal processing at the stage of geological exploration.
Keywords: coal, chemical and technological parameters, ash content, sulfur content, combustion heat
1. ВВЕДЕНИЕ
Особенностью запасов топливно-энергетических
ресурсов Украины является то, что нефтегазовой
промышленностью уже добыто 85% разведанных
геологических запасов нефти и 77% запасов природ-
ного газа. Главным энергетическим сырьем в Укра-
ине является уголь. Его доля составляет 94.5% от
всех запасов топлива. Доля нефти собственной добы-
чи составляет всего 2%, а газа – 3.5% (Skliar, Zolotko,
& Filippenko, 2011). Подтвержденные запасы угля в
Украине составляют 56.2 млрд т, из которых на Дон-
басс приходится 93%, из которых более 31 млрд т –
энергетический. Это дает основания рассматривать
уголь как основу развития отечественной энергетики.
Анализ запасов угля Украины показывает, что
суммарная долевая часть малометаморфизованого
угля марок Д, ДГ и Г в категории А + В + С1 состав-
ляет 62%, в том числе 16.2% из которых пригодны
для коксования. Широкое их использование в про-
мышленности сдерживается их технологическими
особенностям (Zhykaliak & Lukinov, 2016). Угли
V. Savchuk, D. Rudakov, D. Prykhodchenko. (2016). Mining of Mineral Deposits, 10(4), 98-104
99
марок Д, ДГ и Г характеризуется преимущественно
повышенной влажностью, зольностью, сернистостью
и своеобразным химическим составом золы.
Площадь со значительными запасами такого угля
расположена к северу от Западного Донбасса, и по
фациальным и генетическим особенностям является
продолжением угленосной формации Донбасса, по-
лучила название Лозовского угленосного района.
Общие запасы и прогнозные ресурсы по данной
площади составляют около 3.5 млрд т. Их использо-
вание связано с рядом технологических и экологиче-
ских проблем (Savchuk, Prykhodchenko, Buzylo,
Prykhodchenko, & Tykhonenko, 2013; Savchuk, Pry-
khodchenko, Prykhodchenko, & Tykhonenko, 2014).
В сложившихся условиях возникает необходи-
мость детального статистического анализа данных
состава и качества угля еще на стадии геологоразве-
дочных работ для предоставления рекомендаций их
рационального использования и внедрения чистых
технологий переработки угля. Рациональное и эф-
фективное применение угля возможно только при
условии всестороннего изучения и оценки его соста-
ва и технологических свойств, надежных прогнозов
их изменения. Установление их генетических осо-
бенностей, определения стратиграфических и лате-
ральных закономерностей их изменения с последу-
ющим определением рациональных направлений
использования угля по новым технологиям приобре-
тает актуальное значение.
Целью работы является всесторонняя оценка каче-
ства основных промышленных угольных пластов
участка “Успеновский №2” Лозовского угленосного
района Западного Донбасса, установление их марочно-
го состава по действующим стандартам и определение
основных направлений рационального использования.
2. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Участок “Успеновский №2” сосредоточен в во-
сточной части Лозовского угленосного района и
находится на стадии законченных разведочных работ
(Рис. 1). Промышленная угленосность участка “Успе-
новский №2” приурочена к отложениям среднего
карбона свит С2
1, С2
2, С2
3, в разрезе которых выявле-
но до 20 угольных пластов и прослоев.
Средняя мощность продуктивной толщи от верх-
него угольного пласта i1
5 до нижнего пласта f0
5 со-
ставляет 655 м. Суммарная мощность всех угольных
пластов и прослоев в среднем равна 13.5 м. Коэффи-
циент общей угленосности составляет 1.9%.
В разрезе оцениваемого участка выявлено 9 уголь-
ных пластов: i1
5, h10, h4, h1, g1
3, g1
2, g1, f0
7, f0
5 со средней
мощностью более 0.6 м. Угольные пласты i1
5 и g1
3
практического интереса не представляют в связи с
ограниченной площадью распространения.
Рисунок 1. Схема расположения участка “Успеновский №2” в структуре Большого Донбасса
Мощность угольных пластов изменяется от 0.6 м до
2.16 м. Глубина залегания пластов колеблется от 328 до
1030 м. По мощности и площадному распространению
угольные пласты в основном относительно выдержан-
ные, тогда как пласты i1
5, g1
3, f0
5 – не выдержанные.
Углевмещающие породы представлены аргиллитами,
алевролитами, песчаниками. Имеют место ложные
кровля и почва в виде аргиллита углистого и расслоен-
ных высокозольных разностей угля. В пределах оцени-
ваемой площади угольные пласты i1
5, h10 имеют выход
под рыхлые мезокайнозойские породы вскрыши.
Химико-технологическая характеристика углей.
По средним показателям зольности средневзвешен-
ных пачек и пластовой зольности угли пластов ха-
рактеризуется как зольные и высокозольные
(At
d = 13.5 – 25.4%) (Табл. 1). Повышенная зольность
чистого угля, особенно пластов i1
5, h4, обусловлена
минерализацией угля в виде гнезд, налетов пирита,
кальцита, тонкого переслаивания угля глинистым
материалом. Высокая пластовая зольность угля
наблюдается за счет усложнения пластов.
V. Savchuk, D. Rudakov, D. Prykhodchenko. (2016). Mining of Mineral Deposits, 10(4), 98-104
100
Таблица 1. Химико-технологические показатели углей основных рабочих пластов участка
“Успеновский №2” Лозовского угленосного района
Пласт m, м Wa, % At
d, % St
d, % P, % Vdaf, % Y, мм Os
daf, Мдж/кг
i1
5
0.75 – 1.47
1.44
3.0 – 4.9
4.0
21.6 – 30.3
25.9
3.1 – 6.6
4.7
—
40.7 – 44.0
42.7
0
30.96 – 32.30
31.63
h10
0.72 – 1.28
0.95
1.7 – 4.2
2.9
9.9 – 24.0
15.8
1.4 – 3.5
2.3
0.007 – 0.016
0.010
39.3 – 44.6
42.3
0 – 6
5
30.47 – 33.38
32.27
h4
1.20 – 1.83
1.44
1.6 – 6.5
3.9
14.3 – 29.4
21.7
1.7 – 4.5
3.1
0.008 – 0.097
0.024
37.8 – 43.6
41.7
5 – 6
5
30.97 – 33.67
32.11
h1
0.60 – 1.25
0.90
1.1 – 7.1
3.4
5.5 – 30.7
13.5
2.0 – 4.5
3.0
0.002 – 0.042
0.012
38.1 – 43.5
41.2
5 – 7
6
30.18 – 33.70
32.73
g1
2
0.60 – 2.16
1.25
1.6 – 5.9
3.2
6.4 – 28.6
15.5
0.8 – 4.1
1.9
0.006 – 0.050
0.028
36.0 – 43.9
39.0
5 – 7
6
31.40 – 34.51
32.73
g1
0.85 – 2.12
1.50
1.5 – 4.7
2.6
7.4 – 29.8
17.1
1.5 – 4.5
2.8
0.007 – 0.044
0.021
36.5 – 42.3
40.1
6 – 9
7
31.73 – 34.25
33.25
f0
7
0.70 – 1.09
0.95
1.1 – 4.7
2.6
9.9 – 31.5
19.0
1.8 – 4.5
2.9
0.007 – 0.102
0.046
37.3 – 43.1
40.4
6 – 11
8
32.19 – 34.53
33.33
f0
5 0.60 – 1.09
0.70
1.4 – 4.1
2.6
16.9 – 24.7
18.6
1.4 – 3.9
3.1
0.008 – 0.047
0.028
38.6 – 42.6
40.8
7 – 10
8
33.34 – 34.21
33.8
По соотношению (SiO2 + Al2O3)/(Fe2O3 + CaO + MgO)
зола углей пластов h10, h4, g1
3, g1
2, g1, f0
7, f0
5 относится
к кислой, пласта h1 – к основной, по химическому
составу зола углей пластов h10, h4, g1
3, g1
2, g1, f0
7, f0
5
является кремнистой, пласт h1 – железистой.
По среднему содержанию серы обшей угли пла-
стов h10, g1
2 – среднесернистые, пластов h4, h1, g1
3, g1,
f0
7, f0
5 – сернистые, средние значения изменяются от
1.9 (пл. g1
2) до 3.0% (пл. h1) при предельных значени-
ях 1.4 – 4.5%. В составе серы общей преобладает сера
пиритная и массовая доля ее изменяется от 40 до 84%
при средних значениях 60 – 75% по отношению к
сере общей. Массовая доля сульфатной серы незна-
чительная и средние значения ее составляют 3 – 4% к
сере общей. Средние знамения органической серы
составляют 21 – 37% к сере общей. Выход летучих
веществ (Vdaf) – высокий, изменяется от 36.0 до 45.0%
при средних 39.0% (пл. g1
2) – 42.3% (пл. h10) и зависит
от петрографического состава, степени окисленности
и восстановленности углей. Этот показатель характе-
ризует угли как каменные невысокой стадии мета-
морфизма. Закономерности в распределении Vdaf на
площади пластов не отмечено. Влага аналитическая
(Wa) колеблется от 1.1% до 7.1% при средних значе-
ниях 2.6 – 3.9%. Элементный состав характеризует
угли как каменные невысокой степени метаморфизма
и в среднем изменяется в следующих пределах:
C: 78.6 – 80.4%; H: 5.4 – 5.6%; (O + N): 10.8 – 14.1%.
Наблюдается закономерность увеличения содержа-
ния углерода и понижения содержания суммы кисло-
рода и азота от верхних пластов к нижним.
Статистический анализ свойств углей. С целью
повышения достоверности статистических оценок
для увеличения объёма выборки несколько пластов
одной свиты были объединены и рассматривались
как единая выборка по свитам: пласты f0
5 и f0
7, пла-
сты g1, g1
2 и g1
3, и пласты h1, h4 и h10. Также был вы-
полнен анализ для общей выборки по всем трем рас-
сматриваемым свитам.
Для каждой свиты были определены средние зна-
чения, коэффициент вариации, асимметрия и эксцесс,
а для общей выборки – также и интервал достоверно-
го определения этих параметров с уровнем значимо-
сти 5% (Pivniak et al., 2009) (Табл. 2). Среднее содер-
жание серы в общей выборке достаточно высокое
(> 3%), фосфора – сравнительно небольшое (0.022%),
хотя анализ функции распределения этих показате-
лей показывает существенную асимметрию с не-
сколькими достаточно большими значениями. Про-
верка гипотезы о несоответствии распределений этих
параметров нормальному распределению на основа-
нии показателей асимметрии и эксцесса подтвержде-
на с доверительной вероятностью 99.73%. Более
того, даже выборки от логарифмов содержаний серы
и фосфора не могут характеризоваться как логнор-
мальные распределения. Причиной этого является
небольшая доля проб (5% для фосфора и 12% для
серы) с очень высокими содержаниями данных эле-
ментов, превышающими 50% от среднего между
крайними значениями в выборках.
Максимальные значения серы (> 4.5%, характер-
ные для высокосернистых углей) получены для
скважин №21018, 22883, 22899, 22941, 22966, 23076,
23138, 23292 в свите C2
2, и №8828, 21018, 23098,
23036 в свите C2
3. Распределение содержания серы в
плане для обоих свит практически не коррелирует
друг с другом. Выборка по свите C2
1 недостаточно
представительна для построения карты.
Пробы с высоким содержанием фосфора (более
0.03%) приурочены к скважинам №8877, 20655, 20712,
23055, 23127, 8828, 8877, 20790, 20807, 20849, 21325,
21576, 22831, 23127, 23194, 21003, 21018 – в свите С2
3,
а также №21279, 8750 – в свите С2
3. При этом содер-
жания серы и фосфора практически не коррелируют
между собой. По анализу 39 проб, в которых опреде-
лялось одновременно содержание обоих элементов,
коэффициент корреляции составил 0.016. Наибольшая
мощность пласта отмечена по скважинам №20849,
22946, 23055, 23061, 23075, 23077, 23131, 23148,
23245, 23246, 23274, 23286, 23287, 23291, 20781,
22808, 22854, 23077, 23123, 23193, 23289 – в свите С2
2,
а также №23021, 23036, 23061, 23074, 23075, 23091,
23179, 23291 – в свите С2
3.
Распределения других показателей имеют заметно
меньшую асимметрию (особенно для показателей Rо,
Vdaf, Wa), а гипотеза о том, что они распределены
нормально, не отвергается.
V. Savchuk, D. Rudakov, D. Prykhodchenko. (2016). Mining of Mineral Deposits, 10(4), 98-104
101
Таблица 2. Результаты статистического анализа свойств углей в свитах С2
1 (f), С2
2 (g) и С2
3 (h)
на территории площади “Успеновская №2” Лозовского угленосного района
Свита
Стат.
параметр
Классификационные показатели
m, м Wa, % At
d, % St
d, % P, % Vdaf, %
Qs
daf,
Мдж/кг
Ro
С2
1
n 33 1 2 5 16 1 1 16
x 0.656 2.8 20.4 2.22 0.042 40.6 34.1 0.619
xmin 0.2 2.8 14.7 1.4 0.007 40.6 34.1 0.48
xmax 1.24 2.8 26.1 3.2 0.102 40.6 34.1 0.67
ν 0.411 — — 0.309 0.698 — — 0.045
A 0.359 — — 0.434 0.906 — — –2.137
E 0.201 — — –0.790 0.345 — — 5.975
С2
2
n 148 13 30 53 62 13 11 79
x 0.947 4.323 16.937 3.215 0.023 39.246 33.318 0.568
xmin 0.3 2.0 5.4 1.2 0.004 36.0 32.2 0.44
xmax 1.75 6.1 34.4 8.9 0.066 45.7 34.2 0.72
ν 0.329 0.336 0.468 0.539 0.615 0.073 0.019 0.092
A –0.026 –0.534 0.668 1.278 0.742 1.004 –0.004 –0.221
E –0.504 –1.319 –0.525 1.797 0.073 0.598 –0.954 0.860
С2
3
n 121 15 31 51 44 15 12 58
x 0.766 4.207 17.858 3.035 0.013 42.267 32.267 0.454
xmin 0.1 2.0 5.3 1.5 0.002 38.1 30.7 0.35
xmax 1.46 7.0 38.3 7.1 0.042 46.7 33.6 0.53
ν 0.314 0.410 0.548 0.390 0.629 0.059 0.027 0.085
A 0.601 0.583 0.802 1.504 1.705 0.049 –0.508 –0.185
E 1.231 -1.228 -0.414 2.279 3.452 –0.635 –0.593 –0.216
∑С2
n 302 29 63 109 122 29 24 153
x 0.843 4.210 17.500 3.085 0.022 40.855 32.825 0.530
xmin 0.1 2.0 5.3 1.2 0.002 36.0 30.7 0.35
xmax 1.75 7.0 38.3 8.9 0.102 46.7 34.2 0.72
ν 0.355 0.373 0.502 0.476 0.809 0.073 0.029 0.145
A 0.329 0.246 0.753 1.475 1.963 0.163 –0.552 –0.04
E –0.211 –1.301 –0.357 2.667 5.460 –0.873 0.021 –0.912
δ ±0.038 ±0.598 ±2.169 ±0.276 ±0.003 ±1.135 ±0.409 ±0.012
*обозначения статистических параметров: n – объем выборки; x – среднее значение классификационного показателя;
xmin – минимальное значение показателя в выборке; xmax – минимальное значение показателя в выборке, ν – коэффициент
вариации; A – асимметрия; δ – отклонения от среднего значения для доверительного интервала с уровнем значимости 5%
Наибольшие отличия между свитами отмечаются
по показателям отражения витринита, содержанию
фосфора и мощности пласта. Проверкой по критерию
Стьюдента установлено статистически значимое
различие свит по показателю отражению витринита с
доверительной вероятностью 99.9%, фосфора – 98%,
мощности пласта – 99.9% по свитам С2
1 и С2
2, С2
2 и
С2
3, а 90% – по свитам С2
1 и С2
3.Отличия между сви-
тами по содержанию серы статистически не значимы,
можно говорить об отличии свиты С2
1 от двух других
при невысокой доверительной вероятности 90%,
однако, для этой свиты с 5 членами выборки по со-
держанию серы делать окончательные выводы не
представляется возможным.
Распределение исследуемых показателей по вер-
тикали (Рис. 2) указывает на статистически значимые
тренды увеличения показателя отражения витринита,
уменьшения выхода летучих веществ и увеличения
теплоты сгорания с глубиной (Рис. 2а, б, в). Следует
отметить также менее выраженные тренды уменьше-
ния содержания фосфора и увеличения мощности
пласта с глубиной (Рис. 2д, ж, з). Достоверность этих
трендов подтверждена их корреляцией с параметром
глубины Z. Так, статистическая значимость коэффи-
циента корреляции по критерию Стьюдента составля-
ет: по показателю отражения витринита Ro = –0.703,
по теплоте сгорания r = –0.687, по выходу летучих
веществ r = 0.553, по содержанию фосфора r = –0.369,
по мощности пласта r = –0.264 с доверительной веро-
ятностью p = 99.5%. Изменения остальных показате-
лей по глубине статистически не значимы.
Согласно классификации, которая действует в гос-
ударствах СНГ (GOST…, 1988) уголь пластов участка
“Успеновский №2” относится к каменному, представ-
лено маркой Д, подгруппой длиннопламенных витри-
нитового и частично марками ДГ и Г (пласты f0
7, f0
5). В
соответствии с государственным стандартом Украины
(DSTU…, 2010) – уголь классифицируется как камен-
ный и относится к марке Д и ДГ.
Согласно Международной системы кодификации
(International codification system…, 1988) уголь пла-
стов относится к среднему рангу (каменный уголь).
В целом, угли свиты С2
3 обладают более высоким
качеством: характеризуются меньшим содержанием
серы и фосфора, чем свита С2
2. Однако мощность
пластов свиты С2
2 существенно больше (в среднем
почти на 20 см) по сравнению с мощностью пласта
свиты С2
3. На основании этого можно проектировать
участки возможной разработки данного месторожде-
ния с учетом требований к качеству угля и возмож-
ностей добывающей техники.
V. Savchuk, D. Rudakov, D. Prykhodchenko. (2016). Mining of Mineral Deposits, 10(4), 98-104
102
(а) (б)
(в) (г)
(д) (е)
(ж) (з)
Рисунок 2. Изменение классификационных показателей угля с глубиной: (а) показателя отражения витринита;
(б) выхода летучих веществ; (в) теплоты сгорания; (г) зольности; (д) содержания фосфора, (е) содержания
серы; (ж) влажности; (з) мощности пласта
V. Savchuk, D. Rudakov, D. Prykhodchenko. (2016). Mining of Mineral Deposits, 10(4), 98-104
103
Проведенный анализ химико-технологических
свойств углей позволил дать рекомендации к их ис-
пользованию. Угли пластов могут быть использова-
ны как энергетическое топливо для процессов сжига-
ния и гидрогенизации, кроме того, угли пластаg1
можно считать пригодными для слоевого коксования.
3. ВЫВОДЫ
1. Угольные пласты характеризуются сложным
многопачечным строением и наличием фациальных
размывов и частично простым строением с выдер-
жанной мощностью.
2. Уголь как отдельных пластов, так и свит в це-
лом, относится к зольному и сернистому типу.
3. Стратиграфической закономерности в измене-
нии метаморфизма, состава и качества углей не вы-
явлено, в связи с неполным разрезом толщ среднего
карбона.
4. Установлены различия в составе и качестве уг-
лей изучаемой площади по сравнению с одновоз-
растным углем Лозовского угленосного района.
5. Установлена резкая асимметрия распределе-
ний содержания серы и фосфора в угле, что обу-
словлено небольшой долей проб (5% для фосфора и
12% для серы) с очень высокими содержаниями
данных элементов.
6. Установленные тесные корреляционные связи
между глубиной залегания пластов Z и показателями
Ro, Vdaf, Wa свидетельствуют о близкой степени мета-
морфизма, восстановлености и окисленности углей
всех свит участка.
7. В соответствии с действующим в Украине
стандартом, исследованный уголь относится к марке
Д и ДГ. Согласно Международной системе кодифи-
кации он классифицирован как каменный уголь
среднего ранга.
8. С учетом химико-технологических свойств угля
основными направлениями его использования явля-
ется сжигание и глубинная термическая переработка.
БЛАГОДАРНОСТЬ
Авторы выражают благодарность в содействии и
консультациях генеральному директору ГРГП “До-
нецкгеология”, д.э.н, к.геол.н. Н.В. Жикаляку.
REFERENCES
DSTU 3472:2010. (2010). Vuhillia bure, kam’iane ta antratsyt.
Klasyfikatsiia. Kyiv: Derzhstandart Ukrainy.
GOST 25543-88. (1988). Ugli buryie, kamennyie i antratsityi:
Klassifikatsiya po geneticheskim i tehnologicheskim par-
ametram. Moskva: IPK Izdatel’stvo standartov.
International codification system of coals of high and middle
ranks. (1988). New-York: OON.
Pivniak, H.H., Shashenko, O.M., Sdvyzhkova, O.O., Busy-
hin, B.S., Sobolev, V.V., Humenyk, I.L., Rudakov, D.V., &
Dovbnich, M.M. (2009). Modeliuvannia heotekhnichnykh
system. Dnipropetrovsk: Natsionalnyi hirnychyi universytet.
Savchuk, V., Prykhodchenko, V., Buzylo, V., Prykhodchenko, D.,
& Tykhonenko, V. (2013). Complex Use of Coal of North-
ern Part of Donbass. Mining of Mineral Deposits, 112-119.
https://doi.org/10.1201/b16354-34
Savchuk, V., Prykhodchenko, V., Prykhodchenko, D. & Tykho-
nenko, V. (2014). Petrographic Characteristic of Middle
Carboniferous Coal of Bashkirian Formation in Lozovskoi
Coal Area of Western Donbas. Progressive Technologies of
Coal, Coalbed Methane, and Ores Mining, 417-421.
https://doi.org/10.1201/b17547-71
Skliar, P.T., Zolotko, O.A., & Filippenko, Iu.M. (2011). Dovid-
nyk pokaznykiv yakosti, obsiahu vydobutku vuhillia ta
vypusku produktiv zbahachennia u 2011 r. Luhansk: Ukr-
NDIvuhlezbahachennia.
Zhykaliak, M., & Lukinov, V. (2016). Improve State Regula-
tion of Sustainable Development of Energy Resources
Ukraine. Mining of Mineral Deposits, 10(2), 97-105.
https://doi.org/10.15407/mining10.02.097
ABSTRACT (IN RUSSIAN)
Цель. Всесторонняя оценка качества основных промышленных угольных пластов участка “Успеновский №2”
Лозовского угленосного района Западного Донбасса, установление их марочного состава по действующим
стандартам и определение основных направлений их рационального использования.
Методика. Методической основой исследований является анализ, обобщение и статистическая обработка
показателей с последующим прогнозом и выявлением особенностей качества угля.
Результаты. Выполнен анализ запасов топливно-энергетических ресурсов Украины, дана химико-техноло-
гическая характеристика углей пластов участка “Успеновский №2”. Проведенная статистическая обработка
данных позволила выявить зависимости между показателями качества, а также установить латеральные и стра-
тиграфические закономерности. Уточен марочный состав и пути рационального использования угля.
Научная новизна. Путем статистического анализа установлены закономерности распределения показателей
качества углей для пластов участка “Успеновский №” Лозовского угленосного района Западного Донбасса, в
частности, подтверждена статистическая значимость уменьшения показателя отражения витринита и теплоты
сгорания, а также увеличения выхода летучих веществ с увеличением глубины.
Практическая значимость. Детальный статистический анализ данных качества угля позволяет дать реко-
мендации по рациональному использованию и внедрению чистых технологий переработки угля еще на стадии
геологоразведочных работ.
Ключевые слова: уголь, химико-технологические показатели, зольность, сернистость, теплота сгорания
ABSTRACT (IN UKRAINIAN)
Мета. Оцінка якості основних промислових вугільних пластів ділянки “Успенівська №2” Лозівського вуг-
леносного району Західного Донбасу, встановлення їх марочного складу за діючими стандартами та визначення
основних напрямків раціонального використання.
V. Savchuk, D. Rudakov, D. Prykhodchenko. (2016). Mining of Mineral Deposits, 10(4), 98-104
104
Методика. Методичною основою дослідження є проведення аналізу, узагальнення та статистичної обробки
показників із подальшим прогнозом та виявленням особливостей якості вугілля.
Результати. Виконано аналіз запасів паливно-енергетичних ресурсів України, надано хіміко-технологічну
характеристику вугілля пластів ділянки “Успенівська №2”. Проведена статистична обробка даних, яка дозволи-
ла виявити залежності між показниками якості й встановити латеральні та стратиграфічні закономірності. Уто-
чнено марочний склад і шляхи раціонального використання вугілля.
Наукова новизна. Шляхом статистичного аналізу встановлено закономірності розподілу показників якості
вугілля для пластів ділянки “Успенівська №2” Лозівського вугленосного району Західного Донбасу, зокрема,
підтверджена статистична значимість зменшення показника відбиття вітриніту та теплоти згорання, а також
збільшення виходу летючих речовин зі збільшенням глибини.
Практична значимість. Детальний статистичний аналіз даних якості вугілля дозволяє надати рекомендації
щодо раціонального використання та впровадження чистих технологій переробки вугілля ще на стадії геолого-
розвідувальних робіт.
Ключові слова: вугілля, хіміко-технологічні показники, зольність, сірчистість, теплота згоряння
ARTICLE INFO
Received: 17 November 2016
Accepted: 12 December 2016
Available online: 30 December 2016
ABOUT AUTHORS
Viacheslav Savchuk, Doctor of Geological Sciences, Head of the Geology and Mineral Exploration Department,
National Mining University, 19 Yavornytskoho Ave., 7/412, 49005, Dnipropetrovsk, Ukraine. E-mail: damian-87@i.ua
Dmytro Rudakov, Doctor of Technical Sciences, Head of the Hydrogeology and Engineering Geology Department,
National Mining University, 19 Yavornytskoho Ave., 1/54, 49005, Dnipropetrovsk, Ukraine. E-mail: gig_nmu@i.ua
Dmytro Prykhodchenko, Candidate of Geological Sciences, Associate Professor of the General and Structural Geology
Department, National Mining University, 19 Yavornytskoho Ave., 1/103, 49005, Dnipropetrovsk, Ukraine. E-mail:
damian-87@i.ua
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-133579 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2415-3435 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:25:03Z |
| publishDate | 2016 |
| publisher | УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Савчук, В. Рудаков, Д. Приходченко, Д. 2018-06-01T18:51:33Z 2018-06-01T18:51:33Z 2016 Оценка качества углей участка "Успеновский №2" Западного Донбасса на основании статистического анализа его химико-технологических свойств / В. Савчук, Д. Рудаков, Д. Приходченко // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2016. — Т. 10, вип. 4. — С. 98-104. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 2415-3435 DOI: doi.org/10.15407/mining10.04.098 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/133579 555.574:553.96 Цель. Всесторонняя оценка качества основных промышленных угольных пластов участка “Успеновский №2” Лозовского угленосного района Западного Донбасса, установление их марочного состава по действующим стандартам и определение основных направлений их рационального использования. Методика. Методической основой исследований является анализ, обобщение и статистическая обработка показателей с последующим прогнозом и выявлением особенностей качества угля. Результаты. Выполнен анализ запасов топливно-энергетических ресурсов Украины, дана химико-технологическая характеристика углей пластов участка “Успеновский №2”. Проведенная статистическая обработка данных позволила выявить зависимости между показателями качества, а также установить латеральные и стратиграфические закономерности. Уточен марочный состав и пути рационального использования угля. Научная новизна. Путем статистического анализа установлены закономерности распределения показателей качества углей для пластов участка “Успеновский №” Лозовского угленосного района Западного Донбасса, в частности, подтверждена статистическая значимость уменьшения показателя отражения витринита и теплоты сгорания, а также увеличения выхода летучих веществ с увеличением глубины. Практическая значимость. Детальный статистический анализ данных качества угля позволяет дать рекомендации по рациональному использованию и внедрению чистых технологий переработки угля еще на стадии геологоразведочных работ. Мета. Оцінка якості основних промислових вугільних пластів ділянки “Успенівська №2” Лозівського вугленосного району Західного Донбасу, встановлення їх марочного складу за діючими стандартами та визначення основних напрямків раціонального використання. Методика. Методичною основою дослідження є проведення аналізу, узагальнення та статистичної обробки показників із подальшим прогнозом та виявленням особливостей якості вугілля. Результати. Виконано аналіз запасів паливно-енергетичних ресурсів України, надано хіміко-технологічну характеристику вугілля пластів ділянки “Успенівська №2”. Проведена статистична обробка даних, яка дозволила виявити залежності між показниками якості й встановити латеральні та стратиграфічні закономірності. Уточнено марочний склад і шляхи раціонального використання вугілля. Наукова новизна. Шляхом статистичного аналізу встановлено закономірності розподілу показників якості вугілля для пластів ділянки “Успенівська №2” Лозівського вугленосного району Західного Донбасу, зокрема, підтверджена статистична значимість зменшення показника відбиття вітриніту та теплоти згорання, а також збільшення виходу летючих речовин зі збільшенням глибини. Практична значимість. Детальний статистичний аналіз даних якості вугілля дозволяє надати рекомендації щодо раціонального використання та впровадження чистих технологій переробки вугілля ще на стадії геологорозвідувальних робіт. Purpose. To conduct a comprehensive assessment of the coal seams’ quality on the site “Uspenivska No 2” in Lozivskyi coal-bearing area of the Western Donbas industrial district; establish their grade composition according to current standards, and find the main directions of their rational use. Methods. The research is based on the methods of analysis, synthesis, and statistical treatment of indices followed by the prognosis and refining of coal quality characteristics. Findings. We analyzed the reserves of fuel and energy resources of Ukraine and evaluated chemical and technological characteristics of coal seams for the site “Uspenivska No 2”. Statistical treatment of the data allowed to reveal the relationships between the quality indices and establish lateral and stratigraphic patterns. The grade composition has been specified and the ways of coal rational use have been considered. Originality. The distribution patterns of coal quality parameters have been established for the site “Uspenivska No 2” in Lozivskyi coal-bearing area of the Western Donbas by statistical analysis. In particular, statistical significance of the reduction in the vitrinite reflectance index and combustion heat, as well as the increase in volatiles output with increasing depth has been confirmed. Practical implications. Detailed statistical analysis of coal quality allowed giving recommendations on rational use and implementation of clean technologies of coal processing at the stage of geological exploration. Авторы выражают благодарность в содействии и консультациях генеральному директору ГРГП “Донецкгеология”, д.э.н, к.геол.н. Н.В. Жикаляку. ru УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України Розробка родовищ Оценка качества углей участка "Успеновский №2" Западного Донбасса на основании статистического анализа его химико-технологических свойств Оцінка якості вугілля ділянки “Успенівська №2” Західного Донбасу на підставі статистичного аналізу його хіміко-технологічних властивостей Assessment of coal quality on the site “Uspenivska No 2” in Western Donbas based on the statistical analysis of its chemical and technological properties Article published earlier |
| spellingShingle | Оценка качества углей участка "Успеновский №2" Западного Донбасса на основании статистического анализа его химико-технологических свойств Савчук, В. Рудаков, Д. Приходченко, Д. |
| title | Оценка качества углей участка "Успеновский №2" Западного Донбасса на основании статистического анализа его химико-технологических свойств |
| title_alt | Оцінка якості вугілля ділянки “Успенівська №2” Західного Донбасу на підставі статистичного аналізу його хіміко-технологічних властивостей Assessment of coal quality on the site “Uspenivska No 2” in Western Donbas based on the statistical analysis of its chemical and technological properties |
| title_full | Оценка качества углей участка "Успеновский №2" Западного Донбасса на основании статистического анализа его химико-технологических свойств |
| title_fullStr | Оценка качества углей участка "Успеновский №2" Западного Донбасса на основании статистического анализа его химико-технологических свойств |
| title_full_unstemmed | Оценка качества углей участка "Успеновский №2" Западного Донбасса на основании статистического анализа его химико-технологических свойств |
| title_short | Оценка качества углей участка "Успеновский №2" Западного Донбасса на основании статистического анализа его химико-технологических свойств |
| title_sort | оценка качества углей участка "успеновский №2" западного донбасса на основании статистического анализа его химико-технологических свойств |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/133579 |
| work_keys_str_mv | AT savčukv ocenkakačestvaugleiučastkauspenovskii2zapadnogodonbassanaosnovaniistatističeskogoanalizaegohimikotehnologičeskihsvoistv AT rudakovd ocenkakačestvaugleiučastkauspenovskii2zapadnogodonbassanaosnovaniistatističeskogoanalizaegohimikotehnologičeskihsvoistv AT prihodčenkod ocenkakačestvaugleiučastkauspenovskii2zapadnogodonbassanaosnovaniistatističeskogoanalizaegohimikotehnologičeskihsvoistv AT savčukv ocínkaâkostívugíllâdílânkiuspenívsʹka2zahídnogodonbasunapídstavístatističnogoanalízuiogohímíkotehnologíčnihvlastivostei AT rudakovd ocínkaâkostívugíllâdílânkiuspenívsʹka2zahídnogodonbasunapídstavístatističnogoanalízuiogohímíkotehnologíčnihvlastivostei AT prihodčenkod ocínkaâkostívugíllâdílânkiuspenívsʹka2zahídnogodonbasunapídstavístatističnogoanalízuiogohímíkotehnologíčnihvlastivostei AT savčukv assessmentofcoalqualityonthesiteuspenivskano2inwesterndonbasbasedonthestatisticalanalysisofitschemicalandtechnologicalproperties AT rudakovd assessmentofcoalqualityonthesiteuspenivskano2inwesterndonbasbasedonthestatisticalanalysisofitschemicalandtechnologicalproperties AT prihodčenkod assessmentofcoalqualityonthesiteuspenivskano2inwesterndonbasbasedonthestatisticalanalysisofitschemicalandtechnologicalproperties |