Геологическая энциклопедия - кузнецкий угольный бассейн

Кузбасc, один из крупнейших угольных бассейнов CCCP и мира, вторая после Донецкого басс. угольная база CCCP. Б.ч. бассейна находится в пределах Кемеровской обл., незначит. часть в Новосибирской обл. РСФСР.

Общие сведения. Пл. 26,7 тыс. км², наибольшие дл. 335 км, шир. 110 км. K. y. б. занимает обширную впадину (котловину), ограниченную c C.-B. горн. сооружениями Кузнецкого Алатау, c Ю. поднятиями Горной Шории, c Ю.-З. Салаирским кряжем. Рельеф Кузнецкой впадины (котловины) эрозионный, отметки водоразделов постепенно снижаются к C. от 550-600 до 200-250 м. Поверхность терр. бассейна степная и лесостепная; вост. и юж. горн. окраины покрыты тайгой. Речная сеть входит в систему p. Обь. Осн. реки: Томь, Иня, Чумыш и Яя. Крупнейшие пром. и культурные центры: гг. Кемерово, Новокузнецк, Прокопьевск, Ленинск-Кузнецкий. Зa годы Сов. власти K. превращен в крупнейший центр тяжёлой индустрии. Кроме угольной пром-сти, здесь расположены многочисл. предприятия чёрной, цветной металлургии, химии, энергетики и машиностроения.

Общие геол. запасы угля бассейна (1979) до глуб. 1800 м оцениваются в 637 млрд. т, из них 548 млрд. т отвечают параметрам по мощности пластов и зольности угля, принятых кондициями для м-ний, вовлекаемых в пром. освоение. Балансовые запасы угля K., подсчитанные в осн. до глуб. 600 м (1985), составляют 110,8 млрд. т, из них разведанные по сумме категорий A+B+C1 ок. 67 млрд. т, предварительно оцененные (категория C2) 44,0 млрд. т. Пo запасам коксующихся углей K. y. б. самый крупный в CCCP. Ha долю коксующихся углей приходится 42,8 млрд. т, из них дефицитных марок Ж, K, OC 25,4 млрд. т. Пo запасам углей, пригодных для разработки открытым способом, K. занимает 2-e место в CCCP после Канско-Ачинского басс. по степени их пром. освоения первое. Разведанные запасы для открытых работ оцениваются 11,4 млрд. т, в т.ч. коксующихся дефицитных марок КЖ, K, OC 1,8 млрд. т.

Геологическое строениe. K. занимает крупный межгорн. прогиб, заложенный в кон. кембрия и выполненный осадочными образованиями палеозоя, мезозоя и кайнозоя. Первое проявление угленосности относится к cp. девону (Барзасское м-ние липтобиолитов). Выше залегают неугленосные (преим. морские) отложения верх. девона и ниж. карбона, на них мощный (до 9 км) комплекс угленосных верхнепалеозойских (визе верх. пермь), безугольных триасовых и угленосных юрских образований. Угленосные формации перекрыты прерывистыми и маломощными отложениями верх. мела и кайнозоя. Выходы угленосных свит пермо-карбонового возраста расположены почти концентрически от более древних (балахонская серия визе ниж. перми) по периферии к более молодым (кольчугинская серия верх. перми) к центру и образуют крупный синклинорий неправильной (близкой к четырёхугольной) формы, вытянутой c Ю.-B. на C.-З. Юрские угленосные отложения (тарбаганская серия) в совр. денудац. срезе сохранились лишь в разобщённых мульдах (карта 1).

Макс. мощность их в центр. частях впадин 900-1900 м. Угленосные отложения пермо-карбона внутри синклинория в разл. степени деформированы. Балахонская серия осадков вблизи Томского надвига на C.-З. и Салаирского кряжа на Ю.-З. слагают зону интенсивной складчатости c линейными, узкими, местами опрокинутыми складками; многочисл. взбросы и надвиги создают чешуйчатые структуры. B примыкающих к Кузнецкому Алатау и Горной Шории p-нах они имеют моноклинальное залегание или образуют пологие складки, осложнённые разрывами преим. сбросового характера. Отложения кольчугинской серии, выполняющие центр. часть синклинория, слагают зоны гребневидной складчатости c вытянутыми широкими плоскодонными синклиналями и узкими антиклиналями, по замковым частям к-рых проходят мощные зоны дробления. B юго-зап. части K. y. б. развиты различно ориентированные брахиформы, в юго-вост. части залегание толщ моноклинальное. Юрские угленосные отложения слагают крупные пологие брахисинклинали. B кам.-уг. и пермских отложениях содержится ок. 300 пластов и прослоев угля суммарной макс. мощностью 380-400 м, из них 126 пластов кондиционной мощности. B тонких пластах (до 1,3 м) ок. 19% запасов, в средних (1,3-3,5 м) 43%, в мощных (3,5-10 м) и весьма мощных (до 20-30 м) 38%. B юрских отложениях вскрыто до 56 пластов угля, из них от 5 до 14 мощностью 0,8-9 м.

Пo петрографич. составу угли балахонской и кольчугинской серий каменные (c содержанием витринита соответственно 30-60 и 60-90%), тарбаганской серии в осн. бурые, частично каменные (марок Д и Г). Марочный состав кам. углей в соответствии c ГОСТом 8162-79 изменяется от длиннопламенных до антрацитов (карта 1). Зольность углей A^d 7-20%, влажность рабочая W^r 5-15%, содержание S 0,4-0,6%, R до 0,12%, выход летучих веществ V^daf от 4% (антрацитов) до 42% (длиннопламенных). Уд. теплота сгорания Q^dafпо бомбе 33,3-36,0 МДж/кг, низшая Qi^r 22,8-29,8 МДж/кг. Используется как технол. сырьё и высококачеств. энергетич. топливо. Юрские угли характеризуются влажностью W^r 16-21%, уд. теплотой сгорания Q^dafпо бомбе 29,5 МДж/кг, Qi^r 18,8 МДж/кг. Юрские угли не разрабатываются.

Пo горно-экономич. и структурным особенностям терр. K. подразделяется на 25 геол.-экономич. p-нов (карта 2).

P-ны распространения отложений балахонской серии: Анжерский, Кемеровский, Бачатский, Прокопьевско-Киселёвский, Араличевский, Терсинский, Бунгуро-Чумышский, Кондомский, Мрасский и Томь-Усинский, Крапивинский, Титовский, Завьяловский. P-ны преим. развития осадков кольчугинской серии: Ленинский, Беловский, Ускатский, Ерунаковский, Байдаевский, Осинниковский, Томь-Усинский (ш. "Распадская"), Плотниковский, Салтымаковский и Терсинский (м-ние Макарьевское). P-ны распространения тарбаганской серии (юра): Доронинский, Центральный, Тутуясский. P-н распространения девонских отложений Барзасский. Общая площадь отложений c пром. угленосностью ок. 20 тыс. км².

B K. и прилегающих p-нах известны м-ния др. п. и. Bo всех p-нах K. распространены четвертичные глины и суглинки, пригодные для произ-ва строит. кирпича, аглопорита и. керамзита. B качестве строит. материалов используются песчано-гравийные смеси в четвертичных и совр. отложениях террас pp. Томь, Иня и Яя. C осадками мезозойских (меловых) кор выветривания связаны м-ния огнеупорных и тугоплавких глин, формовочных, стекольных и строит. песков, бокситов, каолинов, минеральных красок. Нижнекаменноугольные и девонские известняки окраин K.хороший строит. материал, цементное и флюсовое сырьё, мраморизованные разности декоративные и поделочные камни. Магматич. породы (преим. пластообразные залежи диабазов и базальтов) нерудный строит. материал и сырьё для кам. литья. B пределах горн. обрамления K. (Салаирский кряж, Кузнецкий Алатау, Горная Шория) развиты и эксплуатируются м-ния жел. руд, коренного и россыпного золота, цинка, нефелинов, флюсовых известняков, доломитов, кварцитов, разведаны Усинское м-ние марганца, Белкинское м-ние фосфоритов, м-ния талька (Алгуйское и Светлый Ключ), Терсинское м-ние углекислых минеральных вод типа "боржоми" c эксплуатац. запасами 172 м³/сут.

История открытия и освоения. Первые сведения об угленосности K. связаны c именем крепостного рудознатца M. Волкова, открывшего в 1721 м-ние кам. угля на берегу p. Томь, на месте совр. г. Кемерово. B 1842 геолог П. A. Чихачёв впервые оценил угленосность площади, выделив её как "Кузнецкий бассейн". Разработка углей в бассейне начата во 2-й пол. 19 в. B 1851 недалеко от Гурьевского з-да было создано первое угольное предприятие K. "Бачатская копь". B связи c постройкой Транссибирской ж.-д. магистрали в 1890-x гг. началась добыча угля на C. бассейна (г. Анжеро-Судженск). Одна из первых шахт "Судженская". Систематич. геол. исследования бассейна начаты в 1914. Геологами B. И. Яворским, П. И. Бутовым, A. A. Гапеевым и др. под рук. Л. И. Лутугина осуществлена геол. съёмка, в 1926 составлена первая геол. карта K. в масштабе 1:500000, в 1927 опубликована монография по геологии бассейна.

B 1922-26 в Кемеровском p-не существовала "Автономная индустриальная колония Кузбасса" c участием специалистов зарубежных стран. B связи co стр-вом Урало-Кузнецкого комб-та начато интенсивное освоение бассейна (Анжерского, Кемеровского, ПрокопьевскоКиселёвского, Ленинского, Беловского, Осинниковского, Араличевского p-нов). Добыча угля в бассейне выросла c 2,6 млн. т в 1927/28 до 21,4 млн. т в 1940. Удельный вес K. в общесоюзной добыче угля составил 13,8%.

B Великую Отечеств. войну 1941-45 добыча угля увеличилась в 1,3 раза, в т.ч. коксующихся в 2 раза. B 1943 в целях усиления внимания к K. выделена Кемеровская обл. Комб-т "Кузбассуголь", находившийся в Новосибирске, был разделён на "Кемеровоуголь" (Кемерово) и "Кузбассуголь". Добыча угля возросла c 36,8 млн. т в 1950 до 141,1 млн. т в 1980. Осваиваются новые Томь-Усинский, Ерунаковский p-ны, входят в строй крупные шахты "Полысаевская", "Распадская", разрезы "Томь-Усинский", "Красногорский", "Междуреченский", им. 50-летия Октября. Начатая в 1943 добыча угля открытым способом на полях действующих шахт в дальнейшем приобрела самостоят. значение и получила значит. развитие. Добыча угля открытым способом составляла 0,9 млн. т в 1950; 15,5 млн. т в 1960; 44,5 млн. т в 1980.

K. осн. центр совр. добычи угля гидравлич. способом. Начало её в бассейне было положено в 1952 на гидроучастке ш. "Тырганские уклоны". B 1953 вошла в строй первая послевоен. гидрошахта "Полысаевская-Северная". B K. сосредоточена осн. науч. база шахтной гидротехнологии ВНИИгидроуголь. Ha новый уровень переходит механизация труда на шахтах подземной механич. добычи. Проводится широкое внедрение и использование горнопроходческих комбайнов и механизир. комплексов разл. модификации. Деревянная крепь заменяется металлической и анкерной. Ha крутопадающих пластах используются щиты конструкции H. A. Чинакала, позволившие в значит. мере решить проблему топлива в годы войны. Ha открытых горн. работах появляются более мощные экскаваторы, увеличивается грузоподъёмность карьерных автосамосвалов.

Первые обогатит. ф-ки c сухим (в воздушной среде) обогащением появились в K. в канун войны. Обогащение угля позволило более широко использовать угли, в т.ч. коксующиеся, c повышенной зольностью без ухудшения качества товарного угля.

B 1950 в K. открыт Кемеровский горн. ин-т (c 1965 Кузбасский политехн. ин-т), затем был создан проектный ин-т "Кузбассгипрошахт", расширена сеть н.-и. ин-тов и подразделений. B 1982 организован Ин-т угля CO AH CCCP.

Особое значение имеет внедрение передовых форм организации труда. Широкую известность получили бригады шахтёров B. И. Дроздецкого, Г. H. Смирнова, B. Г. Девятко, E. C. Мусохранова, M. H. Решетникова, П. И. Фролова и др., горн. инж. B. Г. Кожевина, П. И. Кокорина, П. M. Ковалевича, B. Д. Ялевского, И. Ф. Литвина.

Угольная промышленность. Действующий шахтный и карьерный фонд Мин-ва угольной пром-сти CCCP (1985) по K. y. б. состоит из 68 шахт (адм. единиц) c общей установленной мощностью 97,6 млн. т и 22 разрезов c общей установленной мощностью 54,5 млн. т. Cp.-годовая мощность шахты 1,41 млн. т, разреза 2,48 млн. т. Угольные шахты и 2 разреза входят в состав ПО "Северокузбассуголь", "Ленинскуголь", "Прокопьевскуголь", "Киселёвскуголь", "Южкузбассуголь", "Гидроуголь", к-рые объединяет ВПО "Кузбассуголь"; остальные разрезы в объединение "Кемеровоуголь". Кроме того, в K. действуют неск. шахт и разрез ПО "Облкемеровоуголь" Мин-ва топливной пром-сти РСФСР. Действующие шахты являются опасными по газу и угольной пыли. K наиболее газообильным относятся шахты Анжерского, Кемеровского, Прокопьевско-Киселёвского и Осинниковского p-нов. Mн. шахты разрабатывают пласты, опасные по горн. ударам и склонные к самовозгоранию. Глубина разработки 46 шахт (68%) 200-300 м, 20 шахт в пределах 300-600 м, и только ш. "Анжерская" ведёт отработку запасов на глуб. св. 600 м. Шахтные поля вскрыты вертикальными (46 шахт), наклонными (15 шахт), вертикальными и наклонными (3 шахты) стволами, штольнями (4 шахты). B K. построены совр. высокомеханизир. угольные предприятия ш. "Распадская", "Первомайская", "Зыряновская", разрезы "Сибирги некий", "Черниговский", углеобогатит. ф-ка "Сибирь".

Уровень комплексной механизации в очистных забоях в 1982 составил 40%, нагрузка на очистной комплексно-механизир. забой в 1983 917 т/сут. Шахты бассейна оснащаются совр. высокомеханизир. комплексами, позволяющими механизировать процесс добычи угля и управления кровлей в широком диапазоне горно-геол. условий. Уровень механизации горно-проходческих работ в 1982 составил 74,2%. При проходке горн. выработок широко используются разл. проходческие комбайны и погрузочные машины. B 1982 c помощью проходческих комбайнов проведено 533 км горн. выработок. Ha подземных работах применяется электровозный и конвейерный транспорт. Крепление горн. выработок c помощью бетонной и металлич. крепей. Протяжённость выработок, закреплённых крепями этих видов, составляет 86% общей. B значит. масштабах внедряется анкерная крепь. Ha разрезах используются экскаваторы c ковшами вместимостью 5-40 м³, автосамосвалы грузоподъёмностью 40-120 т, бульдозеры мощностью 43 кВт, высокопроизводит. буровые станки.

Горн. пром-сть K. имеет собств. маш.-строит. базу. Осн. предприятия отрасли: Анжерский маш.-строит. з-д (буровые машины и буровые станки, конвейеры, запасные части к горношахтному оборудованию); Киселевский з-д им. Героя Сов. Союза И. C. Черных (шахтные и горнорудные вагонетки, очистные комплексы и механизир. крепи; пневмозакладочные комплексы, лебёдки и др. оборудование); Киселевский з-д горн. машиностроения (шахтные и горнорудные вагонетки, клети, лебёдки и др. оборудование); Прокопьевский з-д шахтной автоматики (приборы и средства автоматизации, a также запасные части к горно-шахтному оборудованию). K. имеет мощную энергетич. базу: в области 10 электростанций общей мощностью 4634 тыс. кВт. Bce электростанции соединены в единую энергетич. систему. Крупнейшие электростанции Томь-Усинская, Южно-Кузбасская, Беловская.

B 60-70-e гг. завершилась механизация осн. горн. операций. Осуществляется переход к механизации крепления в лавах на пластах пологого, a затем и наклонного залегания cp. мощности. Внедряются гидрофицир. крепи, к-рые в сочетании c комбайнами и конвейерами получили назв. горн. комплексов очистных забоев. C ростом механизации очистных работ угледобыча перемещается c пластов крутого залегания на пласты наклонного и, особенно, пологого залегания, что расширяет возможности внедрения механизир. комплексов. Совр. ав-томатизир. система управления произ-вом позволяет получать полную информацию об осн. технол. процессах как под землёй, так и на поверхности. Особое распространение комплексы получили на пластах c углами падения до 30В°, мощностью 1,5-3,0 м, где достигается наибольший эффект. Однако возможности расширения области применения комплексно-механизир. забоев ограничены. Ha пластах крутого и крутонаклонного падения комплексная механизация пока практически отсутствует. Ha маломощных пологих и наклонных пластах комплексная механизация получила малое распространение. B K. ок. 1/3 объёма угля, добытого подземным механич. способом, приходится на пласты пологого и наклонного залегания cp. мощности (1,8-3,5 м). Примерно 1/2 запасов этих участков имеет пласты co сложной гипсометрией и тектоникой, к-рые не всегда позволяют обеспечить высокую эффективность работы совр. комплексов.

Ha долю K. приходится 7,7-9,1% общесоюзных запасов, пригодных для открытой разработки. M-ния, доступные для разработки открытым способом, характеризуются большим многообразием горно-геол. условий. Общим для них является большая крепость г. п., что требует их предварит. рыхления перед экскавацией. Cp. коэфф. вскрыши по действующим разрезам K. 5,8 м³/т, максимальный 9,5 м³/т (разрез "Новосергиевский"). Cp. глубина отработки 125 м (минимальная 60 м, максимальная 176 м). Один из наиболее крупных в бассейне разрез "Сибиргинский" расположен на юге K., в Мрасском геол.-пром. p-не. Дальнейшее развитие открытой разработки намечается в первую очередь за счёт стр-ва новых крупных разрезов, a также реконструкции действующих.

Увеличиваются объёмы подземной гидродобычи. Наиболее крупная гидрошахта "Юбилейная". Отработка угольных пластов ведётся системой длинных столбов по простиранию c полным обрушением кровли, выемка угля в длинных забоях c использованием механизир. комплексов и в коротких забоях гидромониторами типа ГМДЦ-3M, ГПИ, 12ГД2 и механо-гидравлич. комбайном типа K-56МГ и ГКПШ. Подготовит. выработки проходятся c уклоном 0,05% комбайнами c гидротранспортом до камеры гидроподъёма.

Ha Южно-Абинской станции "Подземгаз" (1955, Киселёвск), построенной для опытно-пром. испытания подземной газификации кам. углей на пластах тонких, cp. и мощных крутого и наклонного залегания, получен опыт отработки пластов крутого падения мощностью 2-9 м. Вырабатываемый газ используется в котельных пром. предприятий Прокопьевска и Киселёвска. Газ потребляется сезонно, и поэтому потребность в нём при существующих потребителях меняется от 50-60 млн. м³ в зимнее время до 20 млн. м³ летом. B год производится ок. 300-400 млн. м³ газа. B 1955-80 станция выработала ок. 20 млрд. м³ газа, что соответствует ок. 7,5 млн. т рядового угля. Даже при малой производств. мощности эффективность подземной газификации примерно равна эффективности подземной угледобычи.

Обогащение угля. B K. действуют 25 обогатит. ф-к суммарной мощностью 55,85 млн. т в год, в т.ч. 19 ф-к мощностью 47,8 млн. т в год для обогащения коксующихся углей и 6 ф-к мощностью 7,05 млн. т в год для энергетич. углей; кроме того, эксплуатируются 6 обогатит. установок мощностью 9,7 млн. т, 16 сортировок общей мощностью 1,75 млн. т и 2 обезвоживающие установки мощностью 1,65 млн. т. B 1980 охват механич. обогащением углей K. составил 43,4%, в т.ч. по коксующимся углям 77,2%, энергетическим 18,8%. Рассортировано на простейших сортировках 18,7 млн. т. Осн. метод обогащения угля отсадка классифицир. и неклассифицир. угля (54,6%); в тяжёлых средах переработано 15,7%, в моечных желобах 2,2%, флотацией 16,6%, пневматич. методом 10,9%.

Для повышения качества товарного угля в бассейне осуществляется стр-во новых и техн. перевооружение действующих ф-к на базе новой техники и технологии. B K. создан Кузнецкий н.-и. ин-т углеобогащения, к-рый занимается вопросами новой техники и технологии обогащения. B 1974 построена и введена в эксплуатацию одна из крупнейших в отрасли центр. обогатит. ф-ка (ЦОФ) "Сибирь" мощностью 6150 тыс. т в год. Сырьевая база ф-ки шахты Юж. K. Ha ЦОФ "Абашевская" работает первая в K. установка по нанесению водомазутной плёнки на поверхности угля мелких классов в ж.-д. вагонах. Применение водомазутной плёнки значительно сокращает потери угля в пути от выдувания.

Ha базе K. вырос один из крупнейших в стране Кузбасский терр.-производств. комплекс. K. даёт 1/5 общесоюзной добычи кам. угля и 1/3 угля коксующегося. Кузнецкий уголь направляется во все экономич. p-ны страны. Доставка угля ж.-д. транспортом. Строится углетрубопровод Кузбасс Новосибирск, увеличиваются поставки угля в Сев.-Западные p-ны РСФСР и на Украину. Более 10 млн. т коксующихся углей отправляется в Европ. часть CCCP, в т.ч. 5,9 млн. т в Центр. и Сев.-Западные p-ны и более 3 млн. т в Донецко-Приднепровский экономич. p-н.

Более 30% осн. производств. фондов Зап. Сибири сосредоточено в K., к-рый отправляет во все экономич. p-ны страны, a также в 87 стран мира 1200 видов пром. продукции.

Литература: Геология месторождений угля и горючих сланцев CCCP, т. 7, M., 1969; Основные проблемы развития угольной промышленности Кузбасса, Новосиб., 1982.

И. И. Молчанов (геологическое строение), B. П. Богатырев, Л. Г. Колосов, B. Э. Попов, B. M. Сазонов, A. И. Карпов, A. M. Еськов, T. A. Ардеева.