Введение к работе
Актуальность работы. Подмосковный буроугольный бассейн расположен в центре европейской части России, на территории Тульской, Калужской, Смоленской, Рязанской, частично Московской и Новгородской областей. Территория бассейна охватывает густонаселённые районы, в которых сосредоточены крупные города и развита промышленность, имеется густая сеть железных и автомобильных дорог. Подмосковный бассейн является единственной крупной угольной сырьевой базой в Центральном ФО России. Балансовые запасы Подмосковного бассейна составляют: по категориям А + В + С: — 3339,407 млн т и С2 — 453,385 млн т, забалансовые запасы — 1148,9 млн т. Прогнозные ресурсы — 2263 млнт, в т. ч. по категории Pj — 825 млн т. В целом в бассейне сосредоточено (по состоянию на 1.01.2009) около 6055,792 млн т ресурсов бурого угля.
Кризис, охвативший угольную промышленность региона, привел к резкому сокращению добычи угля в бассейне с 1990 по 2009 г. почти в 40 раз (с 13,3 млн т до 0,33 млн т), ликвидации большинства угледобывающих предприятий.
В 2006 г. РАО «ЕЭС России», ТГК-4 и «Мосбассуголь» подписали меморандум о намерениях по реализации проектов строительства новых угольных электростанций на территории Тульской области. Планируется строительство угольных энергоблоков на Щекинской и Новомосковской ГРЭС, реконструкция энергоблока на Рязанской ГРЭС. К 2020—2025 гг. ежегодная угледобыча в Подмосковном бассейне может составить около 5 млнт (по официальным прогнозам, при прекращении поставок привозных углей). Поэтому после 2015— 2020 гг. в Подмосковном бассейне будет необходим ввод в эксплуатацию новых участков, шахт и разрезов. Следовательно, требуется глубокий ресурсно-геологический анализ запасов нераспределенного фонда недр бассейна, производство геолого-генетических, геолого-экономических и других исследований для прогноза угленосности и выбора среди угольных месторождений бассейна наиболее перспективных к отработке объектов, на которых может быть обеспечена рентабельная или близкая к рентабельной добыча угля. Подмосковный бассейн остается крупной угольной МСБ промышленного центра Европейской России. Резкое снижение промышленного интереса к углям бассейна носит временный характер. Следует обратить внимание и на возможность рациональной комплексной добычи и использования сопутствующих полезных ископаемых в углях компонентов.
Целью диссертационной работы является установление геолого-генетических особенностей образования угольных пластов Подмосков-
ного бассейна, прогноз угленосности и определение перспективных к освоению угольных месторождений с учетом комплексного использования углей и сопутствующих компонентов.
Достижение поставленной цели предполагает решение следующих основных задач:
выполнить анализ и уточнить геолого-генетические особенности образования, особенности морфологии угольных пластов и качество углей месторождений Подмосковного бассейна с целью прогноза угленосности, зольности и сернистости на недостаточно изученных площадях бассейна;
выполнить ресурсно-геологический и геолого-экономический анализ запасов угольных объектов нераспределенного фонда недр для оценки возможности их отработки;
выявить наиболее перспективные, по ресурсно-геологическим и геолого-экономическим факторам, угольные объекты для первоочередного освоения и составить их прогнозный перечень;
рассмотреть возможность комплексной отработки и использования сопутствующих углям полезных ископаемых и полезных компонентов углей с целью повышения рентабельности угледобычи.
Фактический материал и личный вклад. В основу исследований положен фактический материал, собранный за время работы по переоценке запасов нераспределенного фонда недр угольных месторождений Подмосковного бассейна, выполненной автором по договору ВСЕГЕИ с ВНИГРИуголь. Изучено 30 геологических отчетов, свыше 200 геологических разрезов и подсчетных планов, около 1000 геологических колонок и 3 тысяч результатов опробования. Использованы результаты геологосъемочных работ масштаба 1:200 000 в количестве 16 листов, а также масштаба 1: 1 000 000 по листам N-36 и N-37(38).
Автором составлены карты и схемы геологического, палеострук-турного и палеогеоморфологического содержания. Уточнены палеотектоническая, палеогеоморфологическая, литолого-фациаль-ная обстановки формирования угленосных отложений и рабочих угольных пластов на территории южного крыла Подмосковного бу-роугольного бассейна. Составлены база данных по угольным месторождениям, учитывающая географические, геологические, горнотехнические и другие показатели, а также база данных по нерудным месторождениям Калужской и Тульской областей.
Методы исследований: ресурсно-геологический, литофациальный, палеогеографический, структурно-тектонический анализы, методы и методики количественной оценки и подсчета запасов, геолого-экономической оценки угольных объектов.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов, предложений и рекомендаций определяются большим объемом ресурсно-геологических, фактографических, геолого-экономических и других данных, использованием стандартных методов и методик.
Научная новизна:
Уточнены структура и условия формирования угленосных отложений, закономерности морфологии и качества угольных пластов. Построены авторские карты палеорельефа, мощности рабочих угольных пластов, зольности, сернистости углей месторождений южного крыла Подмосковного бассейна.
Дан прогноз угленосности на слабоизученных площадях Подмосковного бассейна.
Предложен авторский вариант методики геолого-экономической оценки угольных объектов нераспределенного фонда недр Подмосковного бассейна, основанный на балльной оценке комплекса всех основных показателей, характеризующих угленосные участки недр.
Произведена, на основе балльной оценки, геолого-экономическая оценка запасов углей нераспределенного фонда недр Подмосковного бассейна.
Выполнено геолого-экономическое районирование имеющейся минерально-сырьевой базы полезных ископаемых недр Подмосковного бассейна, разработка которых повысит эффективность угледобычи.
Практическое значение работы заключается в следующем:
создана база данных и проведено ранжирование угольных объектов нераспределенного фонда недр Подмосковного бассейна по степени перспективности, на основании авторской методики комплексного геолого-промышленного анализа по балльной системе;
выделены по геолого-генетическим, ресурсно-геологическим и геолого-экономическим факторам наиболее перспективные для освоения угольные объекты;
даны предложения по комплексному использованию сопутствующих полезных ископаемых и полезных компонентов углей с целью повышения рентабельности угледобычи;
даны рекомендации по дальнейшему изучению углей Подмосковного бассейна и направлениям геологоразведочных работ.
Результаты исследования могут быть использованы при планировании и производстве НИОКР и ГРР в Подмосковном угольном бассейне, решении проблем развития угольной промышленности и топливно-энергетического комплекса Подмосковного бассейна на перспективу.
Реализация и апробация результатов работы. Основные результаты исследований апробированы ФГУП «ВНИГРИуголь» в отчете «Геолого-экономическая переоценка запасов нераспределенного фонда
углей европейской части Российской Федерации», 2005 г., Гос. регистрационный Росгеолфонда № 1-02-13/1.
Основные научные и практические результаты работы были доложены на российских угольных совещаниях и конференциях 2005— 2010 гг.
Публикации. Основные положения работы изложены в шести статьях, в том числе в двух статьях по перечню ВАК.
Структура и объем работы. Диссертационная работа включает 196 машинописных страниц, состоит из введения, трех глав, заключения и текстового приложения; содержит 22 рисунка, 25 таблиц, список использованных источников из 106 наименований.
