ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Метаморфизм ископаемых топлив из "Прикладная химия твердого топлива" Степанов по поводу последнего фактора говорит Основная причина сложного разнообразия всей гаммы качества углей, начиная от их состава, физических, химических и технологических свойств, теснейшим образом связана и зависит не только от общего процесса накопления, но главным образом и от процесса изменения (метаморфизма) вещества угленосных отложений и самих углей. Изучение процессов изменения материнского вещества угля и вообще генезиса углей немыслимо без исчерпывающего изучения явлений метаморфизма. Построение генетических и промышленных классификаций ископаемых углей в свою очередь в значительной степени связано с учением об их метаморфизме. [c.63] Петрография и степень метаморфизма углей служат основой для составления углехимических карт угольных месторождений. С изучением явлений метаморфизма связан вопрос о прогнозе степени углефикации углей на основании степени метаморфизма вмещающих угли пород . [c.63] Отсюда следует, что с вопросом о метаморфизме ископаемых топлив здесь необходимо познакомиться несколько подробнее. [c.63] На метаморфизм топлив влияют три основных фактора температура, давление и время. [c.63] Следует различать геологический возраст топлива, т. е. время, потребовавшееся на его образование и превращение из торфа в тот или иной тип угля, от бурого угля до антрацита включительно, и химический возраст, или степень метаморфизма, под которым понимают комплекс химических, физических и технических свойств, которые приобрел уголь вне зависимости от времени, которое ему на это понадобилось. Другими словами, метаморфизм, или химический возраст, определяет место данного угля в той или иной научной или технологической классификации ископаемых топлив. В основу оценки более молодого или более старого угля по химическому возрасту можно взять различные показатели, но один из них наиболее удобен — это выход летучих веществ из топлива, который уменьшается с увеличением химического возраста. [c.63] При изменении этого показателя изменяется и качество углей. Так, при понижении выхода летучих веществ на горючую массу увеличивается содержание углерода и уменьшается, как правило, содержание кислорода и водорода. Кроме того, изменяются, как будет показано ниже, выход смолы при полукоксовании. [c.63] На рис. 17 показаны графически эти зависимости для некоторых показателей на материале исследования кузнецких углей. Необходимо отметить, что часть параметров, обнаруживая некоторую зависимость от петрографического состава (см. главу 5), все же основную связь имеет со степенью метаморфизма. [c.64] Геологический и химический возрасты углей часто совпадают, условно, конечно, так как первый есть фактический возраст, а второй — только условный. Однако встречаются геологически старые угли, но химически молодые, и наоборот. [c.64] Достаточно привести следующие примеры для доказательства этого утверждения. Угли Подмосковного бассейна сложились в карбоне, но остались в стадии бурых углей. Несколько более молодые по возрасту угли Донецкого бассейна иногда имеют в одном пласте по простиранию угли различного типа, от молодых длиннопламенных углей (Лисичанский район) до антрацитов (Шахтинский район) включительно. [c.64] Отсюда можно сделать вывод, что если угли одного геологического возраста и даже образовавшиеся примерно из одной и той же растительной формации оказались различными, то влияние фактического (геологического) возраста углей на их метаморфизм не играло существенной роли. [c.64] Разберем теперь влияние двух других факторов — температуры и давления. [c.64] Наиболее четко температурный фактор проявляется при контактном, или термальном, метаморфизме. Этот вид метаморфизма связан главным образом с тепловым влиянием изверженных горных пород, которые действовали на пласты угля непосредственно или на небольшом от него расстоянии. Обычно действие контактного метаморфизма ограничивается сравнительно небольшими районами. [c.64] Влияние тепла сказывается на изменении свойств угля, т- е. на увеличении степени его метаморфизма. В непосредственной близости от угольного пласта от изверженных пород образуется природный кокс или антрацит. Получение того или иного вида топлива объясняется различными условиями залегания угольного пласта. Наличие трещин в перекрывающих породах приводит к образованию кокса. Отсутствие трещин затрудняет выделение летучих веществ из угля и, следовательно, их разложение, гра-фитизацию пласта, т. е. способствует образованию антрацита-При менее интенсивном термическом воздействии, при более далеком местоположении расплавленных пород метаморфизм проявляется не до СТОЛЬ больших степеней. Так, бурый уголь переходит в блестящий каменный уголь, а затем и в антрацитоподобное топливо. [c.64] Например, в Кузбассе В. И. Яворский обнаружил в долине р. Тутуяс превращение бурого юрского угля в антрацит. В Тунгусском угленосном бассейне очень часто встречаются контактовые тощие угли и антрациты, а в отдельных случаях и участки графита. На расстоянии 5—-10 м от контакта уголь перешел в графит, дальше располагаются антрацит и тощий уголь, еще дальше выход летучих веществ из угля постепенно повышается до 25%. Предполагают, что уголь до описанного случая термального метаморфизма был типа жирного угля с выходом летучих веществ 30—35%. [c.66] Необходимо отметить, что контактный метаморфизм в редких случаях улучшает качество угля как правило, он ухудшает его качество — уголь теряет спекающую способность. По простиранию или по падению пласта уголь становится неоднородным, что затрудняет добычу угля определенного качества из пласта. Иногда при расположении изверженных пород над и под угольным пластом свойства угля меняются даже по высоте пласта. Кроме того, изверженные породы механически разрывают пласт, внедряются в его толщу или местами его перекрывают, что затрудняет его разработку. [c.66] В целом, однако, необходимо отметить, что контактно-термальное воздействие имеет ограниченное по площади локальное влияние на метаморфизм ископаемых углей. [c.66] Приведем пример, на котором легко можно показать влияние давления на степень метаморфизма угля. В Пенсильванском каменноугольном бассейне, который образовался в каменноугольном периоде, выход летучих веществ в углях убывает по направлению от запада к востоку. Например, для пласта Нижний Киттаннинг выход летучих веществ изменяется с запада на восток от 41,4 до 15,3%. Для других пластов изменение происходит от длиннопламенных углей до антрацита. На рис. 18 графически изображен выход летучих веществ и твердого остатка (в пересчете на органическую массу). На верху рис. 18 показан рельеф складчатости горных пород. Всякие гипотезы о влиянии на метаморфизм углей различий в климате, в составе материнской растительности, в условиях биохимических процессов отпадают при сличении верхней и нижней части рисунка между складчатостью, т. е. величиной давления, и выходом летучих веществ существует прямая весьма наглядная связь. [c.66] Региональный метаморфизм (от латинского слова гед1опаИз — областной) вызван давлением и повышенными температурами при погружении в глубину земли толщ с включенными в них пластами углей. Следовательно, в данном случае одновременно действуют два фактора — давление и температура. Температура связана с геотермией земного шара (закон возрастания температуры с глубиной еще не определен с точностью, хотя в среднем принимают повышение на 1° на каждые 33 м глубины). [c.67] Изменение выхода летучих веществ иногда бывает настолько закономерно, что можно установить примерный градиент изменения. В среднем для разных бассейнов на каждые 100 м глубины уменьшение выхода летучих веществ равно 2%. [c.68] Вернуться к основной статье