Донецький вугільний басейн

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Донецький вугільний басейн — промисловий регіон, що включає Донецьку область без Приазов’я та північ Дніпропетровської і південь Луганської областей України. В етно-культурному плані Донбас із центром на Донщині займає землі від Слобожанщини до Приазов’я, від Запорожжя до території донських козаків, тепер Росії.

Тісне переплетення інтересів і економічних ресурсів Донецької та Луганської області, зумовили неформальне об'єднання їх в загальний регіон Донбас. Донбас — основна паливно-енергетична база центрального і південного районів України (Дніпропетровська, Донецька, Луганська області) і Російської Федерації (Ростовська область).

Відкритий в 20-х рр. 18 ст.; промислове освоєння з кінця 19 ст. Площа біля 60 тис. км². Сумарні запаси до глибини 1800 м - 140,8 млрд. т. У вугленосній товщі кам'яновугільного віку до 300 пластів; середня потужність робочих пластів 0,6-1,2 м. Вугілля кам'яне, Д - Т (78 %), антрацити (22 %). Теплота згорання 21,2-26,1 МДж/кг. Основні центри видобутку - Донецьк, Красноармійськ, Макіївка, Лисичанськ, Горлівка і ін. Великий центр вугільної промисловості України, чорної і кольорової металургії.

Зміст 1 Як починався шахтарський Донбас 2 Геологічне минуле 3 Донбас як вугільний басейн 3.1 Геологія 3.2 Запаси вугілля 3.3 Розробка басейну 4 Інші корисні копалини Донбасу 4.1 Метан вугільних родовищ Донбасу 5 ЗАХІДНИЙ ДОНБАС 6 Джерела

[ред.] Як починався шахтарський Донбас

Див. Історія відкриття і перші копальні вугілля на Донбасі

Гірнича історія Донбасу дуже давня. Ще в неоліті, наприкінці кам'яного віку (IV-III тис. до н.е.) тут виник один з найбільших в Східній Європі центр по видобутку і обробці головного мінералу первісної людини — кременю, з якого виготовлялися предмети праці та зброї.

Наступним - вже у пізньому середньовіччі - було масштабне видобування солі (Пірко В.О.‚ Литвиновська М.В. Соляні промисли Донеччини в XVII - XVIII ст. (Історико-економічний нарис і уривки з джерел) / - Донецьк: Східний видавничий дім‚ 2005. - 136 с. (http://vesna.org.ua/txt/pirkovo/salt.doc)

Відкриття вугільних родовищ на Донбасі тривалий час датувалося історичною наукою 1722 роком, а честь першовідкривача приписувалася російському рудознатцю Григорію Капустіну, який немов би виявив пласти вугілля над річкою Кундрючою та в урочищі Оленячі гори на околиці сучасного м. Лисичанська. За новими даними (В.І.Подов, м. Луганськ, 1991), розвідка кам'яного вугілля на Донбасі велася в кінці другого десятиліття XVIII ст. під керівництвом ландрата (радника Київської губернії з використання природних ресурсів) Микити Вепрейського та управляючого Бахмутськими соляними промислами і коменданта Бахмутської фортеці Семена Чиркова за допомогою місцевих козаків, які, використовуючи вугілля в побуті, і вказали на місце виходу вугільних пластів на поверхню в районі р. Біленької (притоки р. Лугані). В кінці 1721 р ними були зібрані зразки кам'яного вугілля і руди і направлені до камерколегії у С.-Петербурзі з метою його випробування і відповідних аналізів. Для уточнення відомостей щодо віднайденого вугілля з С.-Петербурга у 1722 р. був відряджений Григорій Капустін. Таким чином, перші відомості про знахідки кам'яного вугілля і руди у Донецькому краї були зроблені місцевими козаками та адміністрацією краю до експедиції Г.Капустіна.

На кінець XVIII століття було накопичено достатній вітчизняний досвід розвідки і розробки вугілля викопного. Однак розміри його видобування у XVIII столітті були ще незначні, і лише під кінець століття в зв'язку з будівництвом Луганського чавуноливарного заводу видобуток вугілля зріс.

З 1795 року почалася історія міст Луганська (де під керівництвом шотландського інженера Карла Гаскойна почав створюватися Луганський чавунно-ливарний завод), Лисичанська (де в Лисячій балці почалося промислове видобування вугілля) і всього Донецького басейну - Донбасу, який в уяві кількох поколінь людей ідентифікується, перш за все, як шахтарський край.

Започаткована в Лисячій балці, що прорізає високий правий корінний берег Сіверського Донця, перша копальня почала давати вугілля в 1796 році. Першими шахтарями Донбасу стали кріпаки з російських Ліпецького та Олександрівського заводів. Частина з них видобувала вугілля, а інші будували примітивні казарми та землянки, де селилися гірники. Так починалося перше шахтарське селище, що кілька десятиліть називалося Лисячою Балкою (або Байраком), а в 1830-х роках отримало сучасну назву - Лисичанськ.

До 1802 року лисичанські вугільні розробки були єдиними казенними копальнями на Донбасі. За перше десятиліття свого існування (1796-1806 роки) тут було видобуто понад 36 тис. т вугілля (зараз в Україні стільки добувають в середньому кожні сім годин), що склало понад 90% всього видобутого у Донецькому басейні вугілля. Дві третини видобутого вугілля кіньми возили за 100 км до Луганського заводу, а решту продавали або використовували на місці.

Вже давно в Лисичанську на схилах Сіверського Донця не рубають вугілля і лише пам'ятний знак на честь відкриття першої вугільної копальні Донбасу, встановлений в Лисячій балці в 1960 році, нагадує, що саме тут був започаткований один з найрозвинутих промислових районів сучасної України.

На початку ХІХ ст. при цьому заводі відкривається перша в Україні Гірничозаводська школа. У 1827 р випускник Гірничого кадетського корпусу у С.-Петербурзі гірничий інженер з Харкова Євграф Ковалевський (1790 чи 1792, Харків — 1867, С.-Петербург) виконав перше наукове стратиграфічне і геологічне дослідження Донбасу. Йому ж належить назва «Донецький басейн» від чого згодом було утворено скорочення «Донбас». Процес становлення вугільної промисловості в Україні радикально активізувався після скасування кріпацтва і на початку розвитку капіталізму під кінець XIX століття.

[ред.] Геологічне минуле

Донецький вугільний басейн утворився на затоках і лиманах давно неіснуючого моря. Це море займало всю східну половину Європейської Росії і західну Азіатською, розділяючись між ними суцільним масивом Уральського хребта і врізаючись на захід вузькою, сильно витягнутою Донецькою затокою в материк. Як пам'ятники, давно зниклого моря, до наший епохи збереглися порівняно невеликі резервуари, наповнені морською водою, морить Каспійське і Аральське. У місцях, що оголіли, утворилася могутня товща вапняку з тих, що мешкали на дні моря раковин. Береги моря були покриті пишною рослинністю, властивою кам'яновугільному періоду: жахливими сигилляріямі, гігантськими хвощами, деревовидними папоротями, стрункими лепідодендронамі і каламітами. Залишки цих рослин, вельми багатих клітковиною, вистилали дно мілководої затоки, перемежаючись з піском і мулом, починали гнити і в результаті тління, тисячоліття, що продовжувалося, перетворювалися на торф, кам'яне вугілля і антрацит. З часу виходу з під вод кам'яновугільного моря товща Донецьких відкладень три рази була знову опинялася під хвилями морів - протягом юрського, крейдяного і третинного періодів. Кожне наступне море розмивало нерівності поверхні, заповнюючи своїми відкладеннями западини, сприяючи, таким чином, поступовому вирівнюванню поверхні. Врешті-решт, від гірських ланцюгів, перерезивавших місцевість, залишилися тільки їх широкі основи у вигляді кряжів. Ряд цих кряжів перетинає басейн з північного заходу на південний схід, засвідчуючи положення розмитих гірських ланцюгів. Найзначніший з цих кряжів, так званий головний перелом, або Донецький кряж. Спільною діяльністю протягом цілих геологічних періодів процесів розмиву та кряжеутворення поверхня Донецького басейну приведена до свого сучасного вигляду, відома під назвою "Плато розмиву".

[ред.] Донбас як вугільний басейн

ДОНЕЦЬКИЙ ВУГІЛЬНИЙ БАСЕЙН (ДОНБАС) – найважливіший вугільний басейн в Україні. Розташований головним чином в Луганській, Донецькій і Дніпропетровській, частково Полтавській та Харківській областях України; у Ростовській області Росії. Пл. бл. 60 тис. км² (650х200 км), у тому числі в межах України 50 тис. км². Донецький кам'яновугільний басейн є складовою частиною найбільшої на Європейському континенті рифтогенної структури — Дніпровсько-Донецької западини. У центр. частині басейну розташований Донецький кряж – найбільш піднесена частина Лівобережної України. Найбільші пром. центри: мм. Донецьк, Луганськ, Горлівка, Стаханов, інш. Д.в.б. в промисл. масштабах розробляється з кінця ХУІІІ ст. Першу шахту у Д. в.б. збудовано в Лисичанську 1796 року.

[ред.] Геологія

Басейн є синклінорієм субширотного простягання, ускладненим складчастими і розривними порушеннями. У основі його залягають докембрійські магматичні і метаморфічні породи різного складу, перекриті девонськими вапняками з морською фауною, глинистими сланцями, пісковиками, конґломератами, вулканічними туфами, іноді порфіритами. Вище лежить потужна товща кам’яновугільних порід, що містить до 330 вугільних пластів і прошарків, потужність більшості яких становить 0,30…0,45 м. Загальна потужність палеозойських та мезозой-кайнозойських вулкано-генно-теригенних відкладів сягає 22 км. Головним вугленосним утворенням є теригенно-вугленосна формація, до якої належить грандіозна товща теригенних, переважно піщано-глинистих порід з прошарками вапняків і вугілля карбонового віку.

Гірські породи складені аргілітами, алевролітами, пісковиками, вапняками і вугіллям, що циклічно перешаровуються. Їх накопичення відбувалося в морських, континентальних і перехідних умовах. На значній частині площі басейну кам’яновугільні відклади виходять під четвертинні утворення, на іншій частині вони перекриті відкладами пермі, тріасу, юри, крейди, палеогену і неогену різного складу і генезису: вапняками, мергелями, глинистими і алевролітовими породами, пісковиками і пісками. Вугілля гумусове, автохтонне, за метаморфізмом – від бурого до антрацитів. На західній і північній околицях Д.в.б. розвідані значні запаси найбільш слабометаморфізованого кам'яного і перехідного до бурого вугілля, яке виявилися солоним.

[ред.] Запаси вугілля

Станом на 90-і рр. ХХ ст. сумарні запаси вугілля до глиб. 1800 м оцінюються в 140,8 млрд. т, з них 108,5 млрд. т. відповідають кондиціям за потужністю пластів і зольністю. Розвідані запаси пром. категорій вугілля становлять 57,5 млрд, т і перспективні 18,3 млрд. т. Серед пром. і перспективних найбільш значні запаси (млрд. т): антрациту (13,8), газового (27,5), пісного (6,3), коксівного (9,8) вугілля.

За даними на 2000 р. розвідані запаси пром. категорій вугілля Донбасу становлять 57,5 млрд. т і перспективні ще 18,3 млрд. т. Найбільші запаси газового вугілля – 27,5; запаси антрацитів становлять 13,8; коксівного вугілля – 9,8; пісного – 6,3 млрд. т. При річному видобутку 100 млн. т цих запасів вистачає на 570 років. Ресурси метану у вугільних пластах становлять 491 млрд. м{3}, а за межами діючих шахт – 592 млрд. м{3}. Ресурси вільного метану у вмісних породах складають 37,65 млрд м{3}. Донецький кам'яновугільний басейн (Донбас) експлуа-тується з 1796 р. Від цього часу тут було видобуто понад 8 млрд т вугілля; запаси, які тут залишилися — більше 90 млрд т. Найбільшого рівня видобуток кам'яного вугілля в Україні досяг у 1970 р. і становив 177,8 млн т/рік.

[ред.] Розробка басейну

Розробляють 65 пластів, глибина розробки в багатьох шахтах досягає 1100 м.

Видобувні роботи ведуть на глиб. 400-800 м, а на 35 шахтах – на глиб. 1000-1300 м. Пласти і прошарки вугілля розташовуються через 20-40 м один від одного (у сх. частині бас. – через 100 м). Потужність пластів 0,6-1,2(2,5) м. У розрізі карбону нараховується до 300 пластів і пропластків вугілля, в потужністю 0,45-2,5 м. В Д.в.б. виділені всі основні марки вугілля – довгополум’яне (Д), газове (Г), газове жирне (ГЖ), жирне (Ж), коксівне (К), опіснене-спікливе (ОС), пісне (П), слабкоспікливе (СС) і антрацити (А), а також перехідне вугілля від бурого до довгополум’яного. Петрографічний склад вугілля досить однорідний. Вугілля Д.в.б. належить до класу гумітів іноді з сапропелево-гумусовими прошарками. Вугілля ниж. відділу карбону – спорові дюрено-кларени. Пересічна зольність вугілля 13-15 %, теплотворна здатність 30…36 МДж/кг. Сер. теплота згорання товарного робочого палива 21-26 МДж/кг. Вугілля малофосфористе, від мало- до високосірчистого. Всі пласти (за винятком суперантрацитів) газоносні починаючи з глиб. 150-500 м (нижче зони газового вивітрювання). Причому вміст вуглеводневих газів у вугіллі настільки великий, що Д.в.б. можна розглядати як велике газове родовище зі специфіч. умовами розподілу газів. Геол. запаси вуглеводневих газів, що містяться у вугільних пластах і пропластках, перевищує 2,5 трлн. м³. Гірничо-геологічні умови складні: 95 % шахт Д.в.б.–газові, 70%–небезпечні за вибухами вугільного пилу, 45 %–небезпечні за газодинамічними явищами, 30%–небезпечні за самозайманням вугілля.

[ред.] Інші корисні копалини Донбасу

Крім вугілля, Д.в.б. багатий і на інші корисні копалини. У півн.-зах. частині Донбасу відоме Шебелинське родов. природного газу.

До пісковиків карбону приурочене Микитівське стибій-ртутне родов., до пермських – родов. кам'яної солі (Артемівськ), поблизу мм. Слов’янськ і Лисичанськ відомі пром. поклади крейди, в Амвросієвському районі – крейдяні мергелі, що є цем. сировиною, у Волновахському і Старобешівському районах – родов. флюсових вапняків і доломіту, поблизу Часів Яру родов. вогнетривких глин, кварцового і формовочних пісків, у Волновахському районі – алмазів і т.д.

[ред.] Метан вугільних родовищ Донбасу

У Донецькому басейні метаноносність кам'яного вугілля коливається в межах 0,5-25 м³/т, антрацитів до 35-40 м³/т. Ресурси метану в розвіданих кондиційних вугільних шарах до глибини 1800 м коливаються в межах 450-550 млрд. м³. У бокових породах акумульовано в 1,5-2 рази більше вуглеводних газів, ніж у вугільних шарах, тобто в них не менше 1,5-2 трлн. м³ метану. З урахуванням Львівсько-Волинського басейну можна вважати, що вугільні родовища України містять 2,5-3,0 трлн. м³ газу.

Для прогнозування метаноносності вуглепородного масиву створене унікальне устаткування, яке дозволяє на реальних зразках вугілля і гірських порід одержувати будь-який напружений стан (у тому числі і нерівнокомпонентний), що відповідає глибині залягання до 10 км. На зазначеному устаткуванні вивчена ефективна поверхнева енергія вугілля, його поведінка в об'ємному нерівнокомпонентному полі стискаючих напруг і закономірності фільтрації метану через вугільну речовину для глибини до 3 км.

На великих глибинах за рахунок нерівнокомпонентності поля чи напруг утворюється додаткова тріщинуватість, рівнозначна максимальній головній напрузі, за якою відбувається фільтрація метану. Для поліпшення метановидалення з вугілля масив необхідно обробляти хімічно-активними речовинами чи витісняти адсорбований метан поверхневоактивними речовинами.

Теоретично й експериментально доведено, що метан у викопному вугіллі знаходиться в трьох станах: вільному в транспортних і закритих каналах і порах (в останні він попадає унаслідок твердотільної дифузії), адсорбований на їхній поверхні і розчинений в органіці вугільної речовини. З врахуванням метану, який знаходиться в закритих порах і розчинений в органіці вугіллі, його кількість у вугіллі, підрахована на спектрометрах ЯМР, повинна бути в 1,6 рази більше кількості, підрахованого за стандартними методиками. На підставі цього вугільні родовища Донбасу варто вважати вуглегазовими.

Газова зональність Донбасу сформувалася в два етапи.

• Перший етап – доінверсійний період розвитку басейну – характеризується потужним осадонакопиченням з інтенсивним процесом газогенізації і формуванням первинної вертикальної газової зональності, що відображає газопродукуючі здатності вугленосної товщі і ступінь насичення вугілля і самих газів в залежності від існуючих термодинамічних умов.
• Другий етап – період геологічного розвитку прогину – характеризується інтенсивним перерозподілом газів в осадовій товщі басейну і руйнуванням первинної газової зональності з трансформуванням її в сучасну вертикальну і площинну зональність. Вона обумовлена закономірними змінами колекторських властивостей вмісних порід.

Незважаючи на значні запаси метану у вуглегазових родовищах, добування його з використанням традиційних технологій видобутку, застосовуваних у газодобувній галузі, практично неможливе через особливий характер зв'язку метану з вугільною речовиною в порівнянні зі зв'язками природного газу з газомісткими породами.

До останнього часу ставлення до метану, який виділяється при розробці вуглегазових родовищ, було однозначним – він «ворог», вилучення його, за невеликими виключеннями, визначається вимогами техніки безпеки. Аналіз діяльності об'єднання «Донецьквугілля» за останні 10 років показав, що з 4,5 млрд. м³ метану, що виділився при видобутку вугілля, 80% викинуто в атмосферу системами вентиляції шахт, 18% коптовано системами підземної дегазації і 2% видобуто через свердловини, пробурені з поверхні. Метан, що міститься у вентиляційній суміші, поки що не знайшов застосування в енергетичних цілях. У коптованій метаноповітряній суміші його концентрація досягає в деяких шахтах 60%, але частіше – нижче 25%, через що використання такого метану в енергетиці не перевищує 9% загальної кількості. Збільшення його частки в найближчій перспективі пов'язано з технологіями, що дозволяють одержати газ з великою концентрацією метану.

[ред.] ЗАХІДНИЙ ДОНБАС

ЗАХІДНИЙ ДОНБАС – вугільний район України, у межах Дніпропетровської і Харківської областей, частина Донецького кам’яновугільного басейну. Виявлено близько 40 пластів з робочою потужністю 0,6…1,6 м, що залягають на глибині 400…1800 м. Вугілля високоякісне, легко збагачується. Західний Донбас розвідано у 50-60-х роках XX ст.

[ред.] Джерела

• Мала гірнича енциклопедія: В 3-х т. / За ред. В. С. Білецького. — Донецьк: «Донбас», 2004. ISBN 966-7804-14-3
• Гірничий енциклопедичний словник, т. 3. / За ред. В. С. Білецького. — Донецьк: Східний видавничий дім, 2004. — 752 с. ISBN 966-7804-78-X

• В.І. Саранчук, М.О.Ільяшов, В.В. Ошовський, В.С.Білецький. Хімія і фізика горючих копалин. - Донецьк: Східний видавничий дім, 2008. – с. 600. ISBN 978-966-317-024-4
• Навчальний атлас «Географія України», стор. 29, „Історіко-етнографічні землі” — Київ: ДНВП „Картографія”, 2005. ISBN 966-631-562-9