Донецький вугільний басейн

Умови розробки вугільних  пластів Львівсько-Волинського і  Дніпровського басейнів більш сприятливі. Максимальна глибина розробки пластів  Львівсько-Волинського басейну становить 550 м, а потужність пластів вугілля — від 1 до 1,5 м. Небезпека раптових викидів вугілля і газу майже відсутня. Разом з тим зольність видобутого вугілля (47,6%) значно перевищує аналогічний показник в Донбасі (36,2%) і до того ж запаси вугілля досить обмежені (2,0% усіх запасів вугілля України).

В Дніпровському басейні  зосереджені запаси бурого вугілля, яке на відміну від кам'яного  має більш низьку теплотворну  здатність і використовується головним чином для виробництва буро-вугільних брикетів, які споживаються населенням на комунально-побутові потреби. Розробка буровугільних родовищ проводиться підземним та відкритим способом. Частка відкритих розробок становить 88,2%. Глибина залягання пластів невелика — максимальна 100 м. Середня глибина розробки пластів на шахтах сягає 90 м, на розрізах — 64 м. Зольність видобутого вугілля нижча, ніж у Донбасі та Львівсько-Волинському басейні і становить 21,7%, однак запаси вугілля також невеликі (3,5% від усіх запасів вугілля України). [7, 32]

Найбільше зниження обсягів видобутку відбулося за цей час у Дніпровському буровугільному басейні — на 84,8%, тоді як у Донецькому — на 51,1 %, а Львівсько-Волинському — на 65,7% [Додаток В].

Із загального обсягу постачання вугілля на територію  України до 95% припадає на донецьке вугілля, з якого майже 30% становить коксівне. Львівсько-Волинське вугілля і буре вугілля Дніпровського басейну використовується головним чином як енергетичне паливо на електростанціях та в комунальному секторі економіки.

Таким чином, можна зробити висновок, що Україна повністю забезпечена таким енергоносієм як вугілля. На її території розміщений один з найбільших вугільних басейнів (Донецький), що за своєю потужністю майже повністю може забезпечити потреби українців у паливно-енергетичних ресурсах, а також є ще два басейни (Львівсько-Волинський та Придніпровський), які теж мають промислове значення. Проте в Донбасі вугільні пласти переважно малопотужні, залягають досить глибоко і є вибухонебезпечні через їхню газоносність, що робить видобуток вугілля досить небезпечним за відсутності відповідного технічного оснащення; а вугілля Львівсько-Волинського та Придніпровського басейнів є менш якісним за Донецьке і його запаси відповідно набагато менші. Та незважаючи на це в Україні вугілля може займати чільне місце серед інших енергоносіїв за рівнем використання. [9]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РОЗДІЛ II. ЕКОНОМІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ДОНЕЦЬКОГО ВУГІЛЬНОГО БАСЕЙНУ

 

2.1. Природні  та соціально-економічні передумови  розвитку Донецького вугільного  басейну

 

Донбас - Донецький кам'яновугільний басейн утворився у затоках і лиманах давно неіснуючого моря.

Це море займало всю східну половину Європейської Росії і західну Азіатської, розділяючись між ними суцільним масивом Уральського хребта і врізаючись на захід вузькою, сильно витягнутою Донецькою затокою у материк. Як пам'ятники, давно зниклого моря, до нашої епохи збереглися порівняно невеликі резервуари, наповнені морською водою - Каспійське та Аральське моря.

В оголілих місцях утворилася могутня товща вапняку з раковин що мешкали на дні моря. Береги моря були покриті пишною рослинністю, властивою кам'яновугільному періоду: жахливими сигилляріямі, гігантськими хвощами, деревовидной папороттю, стрункими лепідодендронамі і каламітами. Залишки цих рослин, вельми багатих клітковиною, вистилали дно мілководної затоки, перемішуючись з піском і мулом, починали гнити, та в результаті тління, що тривало тисячоліття, перетворювалися на торф, кам'яне вугілля та антрацит.

З часу виходу з під вод кам'яновугільного  моря товща Донецьких відкладень три рази знову заливалася хвилями моря протягом юрського, крейдяного і тріасового періодів. Наступ кожного моря знищувало розмивом рельєфні виступи та заповнювала своїми відкладеннями западини, сприяючи, таким чином, поступовому нівелюванням поверхні. 
Врешті-решт, від гірських ланцюгів, що перерізали місцевість, залишилися тільки їх широкі підстави у вигляді кряжів. Ряд цих кряжів перетинає весь басейн з Північно-Заходу на Південний Схід, свідчать про колишньє розтошування розмитих гірських ланцюгів. Найзначніший з цих кряжів - так званий головний перелом або Донецький кряж. Протягом цілих геологічних періодів кряжеобразовательний і нівелюючий процеси призвели ландшафт Донбасу до свого сучасного вигляду, збудував тип рельєфу, відомий під назвою -плато.

Найбільшою водною артерією регіону є Сіверський Донець - права, найбільша притока Дону (басейн Азовського моря). Донецький вугільний басейн був відкритий у 1720-і роки. Промислове освоєння почалося з кінця XIX століття. Площа становить близько 60 тисяч км². Сумарні запаси вугілля до глибини 1800м - 140,8 мільярдів тонн. У вугленосної товщі кам'яновугільного віку до 300 пластів. Середня потужність робочих пластів 0,6-1,2м.[7]

Основні центри видобутку вугілля - міста Донецьк, Красноармійськ, Макіївка, Лисичанськ, Горлівка, Шахтарськ та інші. Донецький вугільний басейн є основною паливно-енергетичною базою центрального і південного районів України (Дніпропетровська, Донецька, Луганська області), а також Російської Федерації (Ростовська обл.). Крім вугілля на території Донбасу видобувається безліч інших корисних копалин. Промислво відобуваються крейда, ртуть, флюсові вапнякі, доломіт, вогнетривкі глини, кварцові і формовочні піски, алмази, шахтним способом добувається кам'яна сіль та т.і. Тісне переплетення інтересів і економічних ресурсів двох областей України Донецької та Луганської, зумовили неформальне об'єднання їх в загальний історико-культурний регіон Донбас.

Як промисловий регіон Донбас включає Донецьку область, Північ Дніпропетровської, Південь Луганської областей України та Захід Ростовської області Росії. Приазов’є, не будучи з геологічної точки зору складовою вугілного басейну, - є невід'ємною частиною регіону, як єкономічна складова, на самперед - морські ворота Донбасу. [4]

Донецький район має вихід до Азовського моря. Для розвитку господарства район має в цілому сприятливі природні умови, значні природні ресурси (родючі грунти, камяне вугілля, кухонну сіль, кіновар - основну ртутну руду, будівельні матеріали та ін.). Не вистачає власних водних ресурсів.

Тут зосереджені великі людські ресурси. За кількістю та густотою населення район посідає перше місце в Україні. Обидві області дуже урбанізовані (Донецька - 90, Луганська - 87%). Переважна частина населення зайнята в вугільній промисловості. Є гострі проблеми раціонального використання трудових ресурсів, особливо в шахтарських селищах. Донецький район в Україні найбільше економічно розвинутий, особливо в таких галузях, як електроенергетика, вугільна, металургійна, хімічна промисловість, важке машинобудування та виробництво будівельних матеріалів. У сільському господарстві домінує приміський тип господарювання. Район має вихід до Азовського моря і розгалужену транспортну мережу, якою здійснюються інтенсивні міжрайонні і міжнародні зв язки. Провідна галузь району - вугільна промисловість. Тут видобувають коксівне (Донецька область) і енергетичне (Луганська область) вугілля. На вугільній промисловості базується потужна електроенергетика. Вона представлена тепловими електростанціями, які дають до третини всієї електроенергії країни (Вуглегірська, Луганська, Курахівська, Миронівська, Сіверськодонецька, Слов янська, Старобешівська, Штерівська). Серед проблем Донецького економічного району - територіальна нерівномірність розвитку. Передусім це стосується Луганської області, на півночі якої багато слаборозвинутих малих міст. Ще одна проблема пов з використанням трудових ресурсів. Для Донбасу нагальною є також проблема розвитку малих і середніх міст, селищ міського типу, господарство яких тісно повязаного з вуглевидобутком. Закриття шахт породжує гострі соціальні проблеми. Дуже низький рівень обладнання, що призводить до травматизму, низької якості продукції, високої її матеріало- і енергомісткості. Надзвичайно гостра проблема водопостачання. З-поміж екологічних проблем - такі, як забруднення повітря, грунтів, вод у річках та Азовському морі. [5]

Донецький вугільний басейн має значні природні передумови свого розвитку, пов’язані з його територіальним розташуванням, геологічними чинниками. Також на розвиток басейну значно вплинули соціально-економічні фактори, які полягають в урбанізації району, великій кількості, густоті і низькій зайнятості населення.

 

2.2. Аналіз стану  та розвитку Донецького вугільного басейну

 

Станом на 90-і рр. ХХ ст. сумарні запаси вугілля до глибини 1800 м оцінюються в 140,8 млрд. т, з них 108,5 млрд. т відповідають кондиціям за потужністю пластів і зольністю. Розвідані запаси промислових категорій вугілля становлять 57,5 млрд, т і перспективні 18,3 млрд. т. Серед промислових 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 промислових 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. м³, а за межами діючих шахт – 592 млрд. м³. Ресурси вільного метану у вмісних породах складають 37,65 млрд м³. Донецький кам'яновугільний басейн (Донбас) експлуатується 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. [10]

На даний момент розробляють 65 пластів, глибина розробки в багатьох шахтах досягає 1100 м.

Видобувні роботи ведуть на глибині 400-800 м, а на 35 шахтах – на глибині 1000-1300 м. Пласти і прошарки вугілля розташовуються через 20-40 м один від одного (у східній частині басейну – 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 Донецькому вугільному басейні виділені всі основні марки вугілля – довгополум’яне, газове, газове жирне, жирне, коксівне, опіснене-спікливе, пісне, слабкоспікливе і антрацити, а також перехідне вугілля від бурого до довгополум’яного. Петрографічний склад вугілля досить однорідний. Вугілля Донецького вугільного басейну належить до класу гумітів іноді з сапропелево-гумусовими прошарками. Вугілля нижнього відділу карбону – спорові дюрено-кларени. Вугілля малофосфористе, від мало- до високосірчистого. Більшість пластів - газоносні починаючи з глибини 150-500 м (нижче зони газового вивітрювання). Причому вміст вуглеводневих газів у вугіллі настільки великий, що Донецький вугільний басейн можна розглядати як велике газове родовище зі специфічними умовами розподілу газів. Геологічні запаси вуглеводневих газів, що містяться у вугільних пластах і пропластках, перевищує 2,5 трлн. м3. Гірничо-геологічні умови складні: 95 % шахт Донецького вугільного басейну - газові, 70% –небезпечні за вибухами вугільного пилу, 45 % – небезпечні за газодинамічними явищами, 30% – небезпечні за самозайманням вугілля.

Крім вугілля, Донецький вугільний басейн багатий і на інші корисні копалини. У північно -західній частині Донбасу відоме Шебелинське родовище природного газу.

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

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. [7]

Для прогнозування метаноносності вуглепородного масиву створене унікальне  устаткування, яке дозволяє на реальних зразках вугілля і гірських порід  одержувати будь-який напружений стан, 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. [3]

У 2010 році (станом на 08.12.10) відповідно до статті 43 Гірничого закону України по вугледобувним підприємствам налічується 150,5 тис. осіб, яким необхідно вивезти 835,2 тис. тонн вугілля на побутові потреби. Фактично станом на 08.12.10 вугледобувними підприємствами вивезено 792,1 тис. тонн палива на побутові потреби (94,8% від річної потреби) і забезпечено 150,4 тис. осіб вуглеотримувачів (99,99% від річної потреби). [14]