Роль органических микрокомпонентов в процессе самовозгорания углей

Ф.А. Голынская, (доцент кафедры «Геология», кандидат геолого-минералогических наук,
Московский государственный
горный университет)

 

Выпуск № 5-2011

Журнал Маркшейдерия и Недропользование
 

Роль органических микрокомпонентов в процессе самовозгорания углей вызывает до настоящего времени наиболее противоречивые суждения у исследователей: от абсолютного игнорирования до выдвижения этого фактора в качестве одного из важнейших.

И.М. Печук и В.М. Маевская [3] при исследовании связи склонности углей Донецкого бассейна к самовозгоранию с их петрографическим составом установили, что петрографические микрокомпоненты неодинаково поглощают кислород. Как видно из графиков (рис.1), фюзинит при температуре до 100°С больше поглощает кислорода и выделяет CO и CO2, чем витринит, а с повышением температуры свыше 100°С способность фюзинита поглощать кислород становится меньше, чем у витринита. Ученые выдвинули предположение, что фюзинит увеличивает проницаемость угля и, соответственно, скорость окисления только тогда, когда он образует скопления. Если же он погружен в витренизированное вещество, то его присутствие не ускоряет сорбцию кислорода даже у матовых углей. Было установлено, что вокруг скоплений фюзинита происходит интенсивное окисление витринита: он становится трещиноватым и стенки трещин приобретают окисленный «бордюр» пониженного рельефа и пониженные отражательные способности. Поэтому содержание в угле фюзинита не может служить показателем его химической активности и склонности к самовозгоранию [3].

Э. Штах, М.Т. Маковски и др. придерживаются иного мнения: «витринит независимо от степени метаморфизма всегда наиболее восприимчив к самопроизвольному возгоранию» [4]. Подтверждением этой мысли явились исследования петрографического состава углей различной стадии метаморфизма И.В. Еремина и др. [1], которые показали, что с увеличением содержания микрокомпонентов группы фюзинита и уменьшением содержания витринита склонность угля к самовозгоранию повышается. Микрокомпоненты группы фюзинита дают импульс развитию процесса самовозгорания угля. С другой стороны, микрокомпоненты групп фюзинита и лейптинита более устойчивы к окислению, чем витринит.

Рис.1. Зависимость скорости сорбции кислорода от содержания витринита в углях Донецкого бассейна:

а -  пласт Кураховский; б – пласт Александровский; 1 - витринит; 2 - фюзинит.

 

Дальше всех в исследованиях фюзинита как инициатора самовозгорания углей продвинулся Г.Н. Крикунов [2] при изучении химической активности углей Карагандинского бассейна. Он установил, что химическую активность угля увеличивают только крупные включения фюзинита. Мелкие же его включения (микринит), погруженные в основную витренизированную массу угля, мало влияют на скорость сорбции кислорода. При изучении аншлифов угля под микроскопом было обнаружено, что в месте включений фюзинита в витринит происходит его интенсивное окисление и в нем, по мере окисления угля, образуется сеть микротрещин.

Таким образом, было доказано, что фюзинит увеличивает химическую активность угля вследствие того, что делает его более пористым и тем самым создает пути для проникновения кислорода внутрь угольного массива. На этом основании Г.Н. Крикунов предложил петрографический метод для оценки химической активности углей, состоящей в подсчете в аншлифе суммарного количества фюзинизированных компонентов для углей Карагандинского бассейна. Полученные результаты он сравнил с определением химической активности по скорости поглощения углем кислорода и получил сопоставимые результаты [2].

Подтверждением тезиса о главной роли фюзинита как инициатора самовозгорания стали исследования самовозгорания углей, проведенные автором в Подмосковном бассейне. Особенностью подмосковных углей является довольно низкое содержание микрокомпонентов группы гуминита и сравнительно высокое – группы фюзинита. Угли, содержащие 80-90% гуминита, распространены менее всего. Они слагают тонкие прослои от 0,05 до 0,15 м и составляют от 1 до 5% от общего количества различных типов углей, слагающих данный пласт. Широкое распространение в бассейне имеют угли с содержанием гуминита от 45 до 60%. Их разновидности встречаются на всех месторождениях и достигают 25-30% общей мощности пласта. Они залегают во всех горизонтах в виде слоев мощностью 0,1-0,3 м. Содержание фюзинита в этих углях колеблется от 12 до 21%.

Читать далее

© Ф.А. Голынская,  Журнал "Маркшейдерия и недропользование" № 5 - 2011г.

 
 
 

Новости Компаний