Қарағанды көмір бассейні

Қарағанды көмір бассейні, Қазақстан Республикасының Қарағанды облысы жеріндегі кен орны. Ендік бағытта 120 км-ге созылып жатыр, ені орта есеппен 30 км. Ауданы — 3 600 км², карбонның көмірлі қабаттары 2000 км² шамасында Г, Ж, К, ОС маркалы тас көмір шығады. Бассейннің орталық және шығыс бөліктеріндегі юра қабаттарында қоңыр көмір бар. Кен жер астынан қазу жөне ашық әдіспен шығарылады. Негізгі кен өндіру орталықтары - Қарағанды, Саран, Абай, Шахтинск қалалары. Қарағанды көмірін алғаш ашқан Аппақ Байжанов 1833 ж. Қарағансай шатқалының, бұрынғы №3 шахтаның (өзге деректерде №1 шахтаның) солтүстік жағындағы калың бұталы сайдан беті ашық жатқан көмір қабатын табады (жергілікті тұрғындар жер бетіндегі көмірді Саран шатқалынан да тауып жүреді). Патша заманының кен өнеркәсіпшілері бұл жаңалыққа назар аудара қоймайды - 1847 ж. кәсіпкер көпес Н. Ушаков мұны пайдаланып, кен орның өзі ашқандығы жөнінде Ақмола округтік басқармасына мәлімдеме түсіреді. 1848 ж. ол көмірге бай Саран учаскесінің 10 шаршы км жерін «тас көмір қазып шығарғанша» деп 114 сом 30 тиынға жалға алады. 1856 ж. Ушаков пен оның сыбайластары (Рязанов және Зотов) жергілікті байлардан (Ордабай, Кешубай, Тәти Игіліқов және Игілік Отепов) Қарағанды шатқалының 100 шаршы шақырым (114 км²) жерін «Тас көмір қазып шығарғанша» деп 250 сомға сатып алады. Сату және сатып алу ақтісі 1856 ж. 14 наурызда Омбыда ресми түрде жасалынады. 1856-1919 ж. аралығында көмір кендері мен шахталардан 1 млн 117 мың 798 т көмір шығарылды. 1917 ж. революциядан кейін көмір кендері мемлекеттік қарамағына өтіп, Қарағандыға белгілі геолог А. А. Гапеев бастаған бір топ ғалымдар мен инженерлер жіберілді. Бассейнді аралап көріп және көмір қабаттарынан кен шығару жағдайларын зерттеп, Гапеев көмірлі ауданды өнеркәсіп жолымен қазудың болашағы туралы қорытынды жасады. Алайда Азамат соғысы жылдарында, 1-дүниежүзілік соғыста болған бүліншіліктен және кажетті қаражат пен мамандардың жоқтығынан кен орындары мен шахталар 1929 ж. дейін ашылмады, әрі жұмыс істемеді. Қарағанды көмір бассейнінің өнеркәсіптік мәніне Гапеев тобының берген зор бағасы және Қарағанды көмірінін негізгі тұтынушысы — сол кезде салынып жатқан Магнитогорск металлургия комбинатына жақын жерде болуы бассейнді жедел игеруде шешуші рөл атқарды. Жаңа жоба бойынша Оралдын қара металлургиясы, бастапқыда белгіленгендей, Кузнецк көмірімен емес, енді Қарағанды көмірімен жабдықталатын болды. 1930 жылдың бас кезінде Қарағанды көмірлі ауданының өнеркәсіп учаскесінде геолог Д. Н. Бурцевтың бастауымен геологиялық жедел барлау жұмыстары қолға алынды. Жалпы қуаты 47,7 м. геологиялық қоры 8,6 млрд т, 28 көмір қабаты барланды. 1930-31 ж. 23 барлау пайдалану шахтасы салынды, мұның ішінде 10 шахта пайдалану орындары болып кайта құрылды. Соғыстан бұрынғы жылдары Қарағанды көмір бассейні шығыстың көмір-металлургиялық жаңа базасының маңызды буынына айналды-1940 ж. мұнда 6,3 млн т көмір өндірілді. Ұлы Отан соғысы жылдарында бассейн Кузбасс және Қызыл көмір кендерімен катар еліміздің отын проблемасын шешуде, Орал мен Сібір металлургиясын кокспен қамтамасыз етуде аса манызды рөл атқарды. Көмір өндіру 1941 ж, — 7,2, 1942 ж. — 7,0, 1943 ж. — 7,0, 1944 ж. — 10,9, 1945 ж — 11,3 млн т болды. Соғыстыңаяғына таман, кокстелетін көмір өндіру 2,3 есе ұлғайды. Соғыс жылдарында жүзеге асырылған кешенді шаралар КСРО-да шығарылатын көмірден Қарағанды көмір бассейнінің алатын үлес салмағын 1940 жылғы 3,8%-дан 1945 ж. 7,6%-ға дейін өсіруді камтамасыз етті. 1949 жылға дейін Қарағанды көмір бассейнінде геологиялық барлау жұмыстарын КСРО Көмір енеркөсібі министрлігінің «Қазақ көмірбарлау» тресі жүргізді. 1949 жылданбастап барлауды «Қазақ көмірбарлау» тресімен қоса, Қарағанды геологиялық Басқармасының (қазіргі «Қазгеология» мемлекеттік өндірістік бірлестігі. Орталық Қазақстан өндірістік геологиялық бірлестігі) арнаулы бөлімшелері (партиялар мен экспедициялар) және КСРО Көмір өнеркәсібі министрлігі «Союзуглегеология» бірлестігінің Қарағанды экспедициясы атқарды. Қарағанды көмір бассейнінің географиялық және геологиялық сипаттамалары мынадай ендік бағытқа бейімделіп біжен ойыстың орта бөлегін құрайды: ол каледон құрылымдарына салынған девондық жаңарту белдеуі шегінде орналасқан, бассейннің геологиялық құрылысына жоғарғы девон, карбон, юра, кайнозой шөгінділері; бассейннің солтүстік канатында жыныстар 20-30° бұрыш жасап, көлбеу; ал оңтүстік қабаты көбінесе ендік катпарлардың күрделі желілі жүйесінен тұрады, неғұрлым тіктеу біткен (60-70°) қабаттарының ысырынды әрі шашыранды беткейлерінде тежеуі бар. Қарағанды көмір бассейні батыс жағынан ірі меридиандық Тентек опырылмасымен шектеседі, ал шығысында тайыз біткен Ащысу синклиналына ауысады. Бассейн көлемінде батыстан шығысқа қарай Шерубай-Нұра, Қарағанды, Жоғары Соқыр синклинальдары айқын аңғарылады, бұлар тиісінше Алабас антиклиналімен жөне Майқұдық дөңесімен белінген. Тиісті көмірлі аудандар синклинальдармен астасып біткен, ал Шерубай-Нұра синкпиналінің бат. бөлігінде Тентек көмірлі ауданы жатыр. Синклинальдар неғұрлым ұсақ брахисинклинальді (Тентек, Долинка, Қарақек, Дубовка т. б.) жөне брахиантиклинальды (Делдел, Мәнжі, Күмісқұдықт. б.) қатпарларына күрделі жыныстар араласып біткен бұлардың көпшілігі көмірлі учаскеге сай келеді. Барлық құрылымдардың күрделі әрі сансыз көп орташа және ұсақ амплитудалы үзіктері бар. Қарағанды және Жоғары Соқыр еңістері юра катпарларынан түзілген, олар бассейннің палеозой іргесіне барып шөккен. Бұл еңістер кең де тайыз, әрі асимметриялы катпарлар болып табылады, солтүстік канаты ылдилы (5-15 %). оңг. канаты неғұрлым тік (30-40°) біткен белдіктері суббелдеулік бағытта; еңістердің ылдилы ұсақ катпарлары және үзік опырылымдары күрделі болып келеді. Еңістердің оңтүстік жағы ендік шашыранды жыныстармен тұйықталған. Карбон және юра шөгінділері көмірлі келеді. Қалыңдығы 4000 м шамасында карбонның көмірлі қабатының қалыңдығы 7 свитаға бөлінеді (төменнен жоғары қарай): аққұдық свитасы (қуаты 500-700 м), Ашылыарық (500-600), Қарағанды (630-800), үстіңгі Қарағанды (600-650), Долинка (430-560), Тентек (515-560), Шахан (350). Сұр түсті аргиллиттерден, алевролиттерден, құндақтардан, көмір қабаттары мен шала қабатшалардан, туф құмдақтары мен күлді туфтардын жұқа қабатты жыныстарынан қаланған Ащылыарық, Қарағанды, Долинка, Тентек свиталары көмірлі келеді. Карбон жыныстарына және онан да ежелгі құрылымдарға бұрыштары үйлесімсіз қонған юра шөгінділері 4 свитаға белінеді (төменнен жоғары қарай): Саран, Дубовка, Күмісқұдық, Михайловка; бұлардың ішінде Дубовка (төм. юра) және Михайловка (орт. юра) свиталары көмірлі болады. Юра шөгінділерінің калыңдығы 500900 м. Бассейннің барлық жерінде дерлік карбон және юра шөгінділерінің бет қуаты 10-100 м құм балшықты кайнозой құрылымдарымен жабылған. Карбонның өнеркәсіпке жарамды көмір қабаттары Ашылыарық, Қарағанды, Долинка, Тентек свиталарымен ұштасып жатады, бұларда көмірдің 80 қабаты мен қабатшалары бар, оның ішінде 65 қабаттың іске жарамды (қондициялы) қуаты бар. Барлық көмір қабатшрының жалпы қуаты орта есеппен 110 м. Бассейннің жалпы көмірлілігінің орт. қоэффициенті 2,8, өнеркәсіпке жарамдысы 1,5; көмірінің жалпы тығызд. 1800 м тереңдікке дейін 229,6 млн т/км²-ге тең, өнеркәсіпке жарамдысы — 18,3 млнЧ/км. Қарағанды және Долинка свиталары мен Тентек свитасының төменгі бойы көмірге неғұрлым толы келеді. Бассейн бойынша батыстан шығыска қарай, ал әрбір көмірлі аймақ көлемінде солтүстіктен онтүстікке қарай көмір қабаттарының қуаты мен свиталардың көмірлілігі артып отырады. 33-қабат жұқа деп саналады, калыңдығы 0,6-1,3 м. 29-қабатқа жуығының кзлынд. 1,3-3,5 м, 3 қабаттың (К₁₀, К₁₂, Д₆) калыңдығы 3,5 м-ден асады. қабаттардың құрынысы негізінен күрделі болып келеді (жай құрыным тек қуаты шамалы қабаттарға ғана тән), олардың көпшілігі құрылысы мен қуаты жағынан едәуір дәрежеде бірыңғай болады. Карбон көмірлері - тас көмір, зат құрамы күлді, сапасы кең ауқымда өзгеріп отырады. Көмір күлі 25-40%-дан (Ащылыайрық свитасы) 15-25%-ға дейінгі (Долинка және Тентек свитасының төм. бойы) разрез бойынша азая береді. Тентек және Қарағанды свиталары көмірлерінің күлі тиісінше 25-35 және 10-35%, жыныс қабаттарының араласуы есебінен көмірлердін қабаттық күлі көмір массасының күлінен 1-10% және одан да көп болады. Күлдің балқу t°-сы 1250-1500°С. Көмірдің аналитикалық дымқылдылығы - 0,5-2 %, қазып алынған кездегі дымқылдылығы - 3,5-0,5%. Қоспалары (% есебімен): С - 84-89, 3-0,5-2,5. Ащылыайрық свитасында 3,5-ға дейін), Р—0, 0,2-0,1. Байытылған көмірден ұшпалы заттардың шығуы 15%-дан 38%-ға дейінгі разрез бойынша көбейе береді. Көмір күрамындағы ұшпалы заттар: Ащылыайрық свитасында 15-28%, Қарағанды свитасында — 18-32%, Долинка свитасында -28-38 %, Тентек свитасында -32-40%. Көмірдің иленіп пісуі де разрез бойынша жоғарылап отырады және 6 мм-ден 30 мм-ге дейінгі "пластикалық" қабаттың қалыңдығымен сипатталады. Көмірдің пластикалық қабатының калынд. (мм есебімен): Ащылыайрық свитасында 8-10, Қарағанды свитасында -10-14, Долинка свитасында — 20 шамасында, Тентек свитасында -23-24. Жану - 35-37, 1 МДж/кг (8370 - 8870 ккал/кг), жылу мелшері-22,3 МДж/кг(5320 ккал/кг). Көмір негізінен киын байытынады. Тығызд. 1,4 г/см3-ден кем қонцентрат шығымы 80%-дан 30%-ға дейін ауыгқып отырады, соның өзінде күлділігі тиісінше 5%-дан 19%-ғадейінболады.Терендігінеәрішығыстан батыска қарай және солтүстіктен онтүстікке қарай бағытталған сайын көмір метаморфозалануы жоғарылай береді. Бұған сәйкес көмірлердің маркасы да өзгереді; мыс., Тентек және Долинка свиталары көмірінің марқалары — ГЖ, Ж, КЖ, Қарағанды свитасында — К, К₂, ОС, Ащыныайрық свитасында -Кг, К, ОС. Бассейннін барлық көмірлері кокстеуге жарайды, алайда байьгғылуы қиын болғандықтан Долинка, Тентек (Т₁, Т₃), Қарағанды (К<sub18, К₁₄, К₁₃, К₁₂ К₁₀, К₉, К₇) свиталары қабаттарының көмірлері кокстелегін көмірлер қатарына жатқызынған. Юра қабатының қоңыр көмірлері Дубовка жөне Михайловка свиталарымен байланыста Қарағанды көмірлі ауданының шығыс жағында (Күмісқұдық кен орны) Дубовка свитасының көмірлілігі барынша молая түседі. көмір шығатын екі қабаттыңтөменгісі өнеркәсіптік мәні жағынан неғұрлым тиімді екені белгілі. Дубовка кен орнында қалынд. әр түрлі болып біткен 4 қабат бар, бұлардың кайсыбір шағын жерлерінде қазып алынатын көмір қабатының калынд. 2-4 м-ден келеді. Жоғарғы Соқыр ауданына калынд. 40 м-ге дейін жететін горизонтка бір-біріне жақын орналасқан жай және күрделі құрылысты 5 қабат енеді. Қабаттардың жалпы калынд. 22,7 м, орта калынд. 2-8 м. Михайловка свитасына сай келегін Михайловка кен орнында 8 қабат бар, мүндағы 3 қабаттың қуаты 2-4 м, біреуінің қуаты 10-21 м-ге дейін жетеді (бұл қабат пайдалануда болын көмірі толық қазып алынған). Юра көмірлері метаморфозаланған маркасы — Б₃. Отынға пайдаланынатын көмірлердің ынғалдығы 15-21%, көмір массасының күлділігі 16-21%, қабаттағы көмірдің күлділігі 21-29%. Күлдің балқу температурасы 1300-1400°С. Көмір құрамында С-75%, Н- 5,4%, 5-0,5-0,8%, Р-0,01- 0,08%. Ұшпа заттардың шығуы 47-50%. Отынның жануындағы еңазжылуы 15,9-18,8 МДж/кг. Көмірдің байығылуы 29% мөлшерінде. Күлдің балқу температурасы орта мөлшерден жоғарылап, қиындай береді. Тығыздығы -1,4 г/см³ және 1,8 г/см³, қонцентраттардың шығуы тиісінше 72–80 %және 85–89 %болады (күлі 10 және 14-15% деп есептегенде). Кен қазу орындарына судың келуі әр ауданында әр түрлі: Қарағанды ауданында — 3-12 м³/сағ., Шерубай-Нүра мен Тентекте — 25-60 тектоникалық бұзыныстар болған ауданыдарда—150-250 м³/сағ. Көмір қабаттарындағы газ терендеген сайын үлғая береді. Алғашқы 100 м интервалда метан аймағынан төменде газ 10-15 м³/т-ға жетеді, одан төменде сәл азайып, 400 мтерендікге 22-27 м³/тболады. Газдың желмен ұшу тереңдігі Қарағанды, Шерубай-Нұра ауылдарында 600-170 м-ден Тентек ауданында 250-350 мге дейін жетеді. Шерубай-Нұра ауданыдарында 140240 мың м3/тәулікке барады, яғни 20-40 м³/т. Бассейн шахталарының 93%-ы метан жөне көмір мен газдын кенеттен жарылу каупі бар категориядан тыс топка жатқызынды. Бассейннің 1800 м терендікке дейінгі геологиялық жалпы қоры 43,4 млрд т, оның ішінде барланған және мемлекет балансына алынғаны — 16,5 млрд т, оның ішінде тас көмір 14,3 млрд т, қоңыр көмір —2,2 млрд т, кокстелетін көмір қоры — 11,7 млрд т деп есептеледі. Болжамалы қоры 26,9 млрд т деп бағаланады.

Көмір