Геологическая характеристика объекта

Содержание

Ведение……………………………………………………………………..……………3

1. Геологическая характеристика объекта…………………………………………..4

2. Направление использования полезного ископаемого и отходов………………….9

3. Технологическая схема переработки углей и отходов…………………………...20

Заключение……………………………………………………………………………..21

Список литературы…………………………………………………………………….22

Введение

Целью данной работы является оценка перспективы комплексного освоения Черногорского каменноугольного месторождения, изучение геологического строения минерального и химического состава и вмещающих пород месторождения, выделение основных направлений использования каменных углей, углевмещающих пород и отходов от добычи и переработки углей, создание принципиальной схемы переработки углей месторождения, исходя из экологических и экономических требований, на примере пласта Великан –II.

Геологическая характеристика объекта

Черногорское месторождение расположено в северо-западной части Минусинского угленосного бассейна на левобережье р.Енисей ниже устья р.Абакан (рис. 1). Угленосные отложения выполняют Черногорскую мульду овальной формы площадью около 370 км. С севера месторождение ограничивается Батеневским поднятием, с запада - отрогами Кузнецкого Алатау. На юго-западе оно граничит с Изыхским каменноугольным месторождением, образуя с ним единую Приенисейско -Абаканскую мульду с небольшим перегибом в центральной части. Площадь собственно Черногорского месторождения около 250км². Суммарные разведанные запасы угля превышают 1,6 млрд.т.

Рис. 1 Схематическая геологическая карта Минусинского

угленосного бассейна (по И.С. Педан, 1964)

а - юрские угленосные отложения Канско-Ачинского бассейна,

б - среднепалеозойские (девонские + турнейские) отложения,

в - намюрские отложения с зольными углями ( сохкельская свита),

г -продуктивные верхнепалеозойские отложения;

д - впадины: I-Северо-Минусинская, II - Сыдо-Ербинская, III- Южно-Минусинская;

1-10-месторождения: 1 - Белоозерское, 2 - Интикульское, 3 - Кутень-Булукское, 4 - Убрусовское, 5 - Черногорское, 6 - Изыхское, 7 -Бейское, 8 - Алтайское, 9 - Дубенское, 10 – Аскизское.

Стратиграфия

Черногорская мульда выполнена отложениями среднего и позднего палеозоя (Д-P ), которые с резким угловым несогласием залегают на более или менее сильно метаморфизованных и интенсивно дислоцированных породах кембрия и протерозоя. Угленосность района связана с отложениями карбона и перми.

В разрезе угленосных отложений Г. А. Ивановым (1929) выделены конгломератовая, черногорская, безугольная, белоярская и нарылковская свиты. Эта стратиграфическая схема не претерпела существенных изменений до настоящего времени. Согласно более поздней легенде, принятой для составления государственной геологической карты и при описании Минусинского бассейна в составе угленосных отложений выделяют хакасскую и аршановскую серию (рис.2).

Рис. 2 Стратиграфический разрез Черногорского месторождения. 1 - угли, 2 - аргиллиты, 3 - алевролиты, 4 -'песчаники, 5 - конгломераты, 6 - углистые аргиллиты, 7 – известняки

Хакасская серия подразделяется на сохкельскую, сарскую и черногорскую свиты. В составе аршановской серии выделяют совхозную, ташебинскую, майрыхскую и нарылковскую свиты. На Черногорском месторождении из верхней части разреза сохранилась только часть совхозной свиты. Залегающие выше по разрезу угленосные отложения уничтожены последующей эрозией в послепермское время. Сохранившаяся часть совхозной свиты распространена, в основном, в центральной части мульды.

На границе хакасской и аршановской свит выделяют промежуточную побережную свиту (аналог безугольной свиты Г.А.Иванова).

Сохкельская (C ) и Сарская (C ) нерасчлененные свиты (конгломератовая свита по Г.А. Иванову) характеризуются грубообломочным составом, плохой сортировкой материала и линзовидным строением. Нижняя их граница проводится по подошве конгломератов. Залегающие в основании свит конгломераты имеют, как правило, линзовидную форму, мощность от 10 до 40 м и состоят из слабо окатанных галек белого кварца, серого халцедона и черного кремня, сцементированных песчаным или, реже, кальцитовым цементом. Вверх по разрезу, а местами и по простиранию, конгломераты сменяются крупно-среднезернистыми песчаниками с примесью угловато-окатанного гравийного и мелкогалечникового материала. Преобладают в составе свиты алевролиты темно-серые и голубовато-серые, переходящие в песчано-алевритистые породы. Свиты содержат от 5 до 10 маломощных пластов высокозольных углей, из которых один или два местами приобретают рабочую мощность.

Суммарная мощность свит 190 - 200 м.

Черногорская свита (C ) - основная продуктивная свита месторождения. Наиболее изучена ее верхняя часть. Начинается свита мощным (20-40м) слоем песчаников, в нижней части которого наблюдаются включения конгломератов. Выше по разрезу песчаники переходят в алевролиты, содержащие многочисленные (до 6-8) прослои угля. В верхней части свиты мощность угольных пластов увеличивается. В ее составе выделено 9 пластов рабочей мощности (рис. 2). Основное промышленное значение имеют пласты "Двухаршинный", "Великан I и II", "Безымянный", "Мощный", "Гигант I и II ". Литологический состав верхней части свиты характеризуется преобладанием алевролитов и аргиллитов. Песчаники имеют подчиненное значение. Между пластами "Двухаршинный" и "Великан I, а также между "Мощным" и "Гигантом I" установлены выдержанные по площади горизонты песчаников. За верхнюю границу свиты принимается кровля пласта "Непостоянного". Суммарная мощность свиты 270 - 300м.

Побережная свита (С ). Представлена толщей темно-серых, черных аргиллитов и алевролитов, аналогичных черногорской свите. Отличается от последних более темной окраской и наличием фауны пелеципод. Угольные пласты в разрезе свиты не установлены. Мощность ее местами достигает 75 м.

Совхозная свита (P ^sv). Сохранившаяся от размыва нижняя часть совхозной свиты представлена переслаиванием песчаников, алевролитов, аргиллитов и их углистых разностей. В разрезе свиты вскрыто 6 пластов угля, из которых рабочую мощность имеют лишь 2 пласта: "Новый" и "Малый". Причем первый из них сохраняет ее на ограниченных
участках. Суммарная мощность свиты до 110 м.

В целом угленосная толща месторождения сложена обломочными породами, представленными всеми литологическими разностями от конгломератов до аргиллитов и углей. В процентном отношении конгломераты составляют 12%, песчаники - 23%, алевролиты - 40.3%, аргиллиты - 18%, углистые аргиллиты - 1.3%, угли - 5.4% (Ампилогов, 1964).

Перекрываются отложения угленосной толщи четвертичными образованиями, представленными элювиально - делювиальными супесями и суглинками мощностью от 0.5 до 7 м.

Тектоника

Тектоническое строение района простое. Пласты залегают почти горизонтально. Имеют слабо выраженное падение (2 - 6°) к центру мульды, а в центральной части залегают горизонтально. Редко встречающиеся разрывные нарушения характеризуются небольшой амплитудой (1 - 2м). Иногда они имеют значительную протяженность и вызывают затруднения при эксплуатации месторождения.

Угленосность и качество углей

Угленосная толща Черногорского месторождения содержит до 40 угольных пластов и пропластков, из них от 6 до 10 рабочих. Основными промышленными пластами считаются (сверху вниз): "Малый", "Новый", "Двухаршинный", "Великан I и II", "Мощный", "Гигант I и П". Местами появляются промежуточные рабочие пласты, такие как "Безымянный", "Межпластовый" и другие.

Мощности и строение пластов на площади не выдержаны. Весьма характерно расщепление наиболее мощных пластов. Например, пласт "Гигант", имеющий среднюю мощность 4.2м (рис. 2) расщепляется на два и даже три пласта, удаленные друг от друга по разрезу до 6-8 метров. Расщепление на 2 - 3 слоя характерно также для пластов "Великан" и "Мощный". Пласты "Малый", "Новый", "Двухаршинный", "Безымянный" имеют сравнительно простое строение и состоят из 1 - 3 пачек, разделенных тонкими породными прослоями. Таким же строением иногда обладают и более мощные пласты. Наиболее сложное строение имеет пласт "Мощный", общая мощность которого изменяется от 3 до 6 метров при средней величине 5.4 м, а мощность угольной массы - от 2 до 4 м. Пласт состоит из 2 - 4, а местами 10-12 пачек угля, разделенных породными прослоями (0.1 - 1.0 м). Пласт "Мощный"- единственный из всех угольных пластов, сохраняющий промышленное значение на всей площади месторождения. Тонкие и средние пласты теряют рабочую мощность на значительных участках. Местами теряют рабочую мощность пласты "Великан" и "Гигант".

Суммарная мощность рабочих пластов изменяется от 15 - 20 м в северо -восточной и юго - западной частях месторождения до 9 - 12 м в центре и на юге площади.

Среди углей почти во всех пластах преобладают полублестящие разности, составляющие 55 - 85% угольной массы. На втором месте стоят полуматовые (13 - 33%), на третьем - матовые (2 - 20%) и на четвертом - блестящие (0.5 - 3.0%).

Угли месторождения каменные, гумусовые. По марочному составу относятся; к маркам Д и Г. Обладают высокой теплотой сгорания и выдерживают длительное хранение и перевозки, что позволяет считать их хорошим энергетическим топливом (Миронов, 1991).

Для коксования угли не пригодны. Весьма слабая спекаемость углей объясняется большим содержанием в них матовых разновидностей, в которых наблюдается повышенное содержание фюзена, а также низкой степенью метаморфизма.

По степени обогатимости угли относятся к среднеобогатимым с высокой ценностью концентрата по зольности.

Пиролиз

До начала XX века пиролизом каменного угля получали большинство химических продуктов. Эти процессы основаны на нагревании углей без доступа воздуха с целью их термической деструкции.

Пиролиз осуществляют в различных температурных интервалах, в

зависимости от назначения получаемых продуктов. Низкотемпературный пиролиз (или полукоксование) проводится обычно при 500 ° - 600°С, а высокотемпературный пиролиз (или коксование) - при 900° - 1100°С.

Современные процессы низкотемпературного пиролиза бурых углей ориентированы преимущественно на получение синтетического жидкого топлива и полукокса.

Гидрогенизацией смол пиролиза можно получать моторные топлива, однако их стоимость пока выше, чем моторных топлив из нефти. Твердые продукты пиролиза бурого угля имеют более широкое применение в качестве облагороженного энергетического топлива, брикетированного топлива коммунально-бытового назначения, восстановителей в цветной и черной металлургии, компонентов шихты при получении металлургического кокса, а также углеродных сорбентов. Среди известных методов получения полукокса из бурого угля весьма перспективен для промышленного освоения предложенный с участием автора каталитический пиролиз в кипящем слое катализатора окисления. Важнейшим преимуществом технологии каталитического пиролиза является повышение экологической чистоты, обусловленное отсутствием смолообразования, резким уменьшением содержания канцерогенных веществ в твердом продукте, уменьшением объема газовых выбросов и концентрации в них вредных веществ.

Газификация

При высокотемпературной обработке твердого топлива в среде кислорода воздуха, водяного пара, диоксида углерода и водорода органические составляющие топлива нацело превращаются в газообразные продукты. Основные направления газификации угля и состав продуктов приведены на схеме.

К настоящему времени освоены различные модификации промышленных процессов газификации углей, наиболее распространенными из которых являются технологии Лурги (стационарный слой кускового угля), Винклера (кипящий слой угольных частиц), Копперс-Тотцека (пылеугольный поток), Тексако (водноугольная суспензия) и их различные модификации. На опытно-промышленом уровне сейчас отрабатывается около 20 технологий газификации угля нового поколения. Эффективность процессов газификации может существенно повышаться при использовании соответствующих катализаторов, позволяющих снижать

температуру при сохранении высокой скорости процесса и регулировать состав продуктов.

Воздействие катализатора на процесс газификации твердого топлива

иллюстрируется схемой.

Катализатор может ускорять как реакции прямого превращения углерода в газообразные соединения, так и газофазные реакции продуктов термического превращения угля. До настоящего времени преимущественно разрабатывали процессы каталитической газификации, основанные на ускорении реакций прямого превращения угля в газообразные соединения. В этих случаях для эффективного воздействия катализатора необходимо обеспечить его хороший контакт с твердым сырьем. Для этого используют катализаторы, наносимые на поверхность угля, а также способные плавиться или возгоняться в условиях процесса, проникая в поры угля. Наиболее распространенными катализаторами процесса газификации углей являются соединения щелочных, щелочноземельных и некоторых переходных (Ni, Fe, Co) металлов.

Среди технологий, проходящих опытно-промышленную отработку, следует выделить в качестве наиболее перспективных процесс ЭКСОН - каталитическая газификация угля водяным паром в кипящем слое, процесс МОЛТЕН СОЛТ - парокислородная газификация при повышенном давлении в расплаве соды, процесс ПАТГАЗ - газификация при атмосферном давлении в расплаве железа. Применяемые расплавы играют роль теплоносителя и катализатора.

Применение катализаторов может быть сопряжено с появлением новых технологических проблем. Среди них следует выделить проблему разработки простых и надежных методов введения катализатора в реакционную смесь и извлечения его для повторного использования в процессе газификации. В выполненных с участием автора работах установлено, что эта проблема может решаться путем осуществления процесса газификации угля в кипящем слое частиц катализатора. В качестве каталитически активных материалов оказалось возможным использовать дешевые и доступные металлургические и котельные шлаки, которые содержат элементы (Fe, Ni, Mn и др.), способные катализировать реакции окисления, конверсии СО и углеводородов,

метанирования. Такие каталитически активные материалы можно использовать в процессе газификации до их полного износа. В режиме циркуляции частиц мартеновского шлака при температурах 850 - 900С и атмосферном давлении паровоздушной смеси степень конверсии угля в газообразные продукты составляет 90%, а интенсивность газификации превышает показатели известных технологий газификации, осуществляемых при аналогичных температурах и давлении.

Ожижение

Принципиальное различие в химическом составе угля и нефти заключается в разном соотношении водород/углерод (составляет около 0,7 для углей и порядка 1,2 для нефтей). Присоединением к углю дополнительного количества водорода можно получить "синтетическую нефть". Это достигается использованием молекулярного водорода или органических соединений, способных выступать в качестве доноров водорода. Лучшие результаты в ожижении угля получаются в присутствии катализаторов, активирующих молекулярный водород, и органических растворителей, способных легко отдавать атомы водорода (тетралин, крезол и другие).

Предложенный механизм каталитического ожижения угля можно представить следующей схемой.

Первоначальной стадией ожижения является превращение угля в так

называемые асфальтены, представляющие собой высокомолекулярные соединения ароматической природы и содержащие большое количество гетероатомов. Образующиеся реакционноспособные фрагменты радикальной природы могут затем превращаться в стабильные продукты, присоединяя атомы водорода, либо полимеризоваться. Соотношение скоростей протекающих превращений определяется природой используемых катализаторов. Катализаторы, обладающие гидрирующей активностью, ускоряют реакции образования легких углеводородов. Катализаторы кислотного типа могут способствовать протеканию нежелательных реакций поликонденсации и полимеризации, приводящих к образованию высокомолекулярных продуктов.

В различных странах сейчас работает более 80 опытных установок

ожижения угля. Однако в промышленном масштабе технологии прямого ожижения угля в настоящее время не используются вследствие ряда причин. Основные недостатки современных технологий каталитического ожижения угля обусловлены невысокой производительностью процесса, применением высоких давлений водорода, необходимостью выделения катализатора для повторного использования в процессе. Часть этих проблем может быть решена путем подбора дешевых катализаторов на основе рудных материалов. Их использование позволяет отказаться от трудоемкой и технически трудноосуществимой операции по извлечению катализатора из твердого шламового остатка процесса ожижения угля. Другим путем удешевления процесса ожижения является замена молекулярного водорода на синтез-газ (смесь СО и Н2). Это позволяет

исключить ряд технологических стадий, связанных с получением водорода, таких как очистка синтез-газа, конверсия СО, выделение Н2 из газовой смеси.

Исследования подтвердили эффективность применения железосодержащих рудных катализаторов (пирит, пирротит, магнетит) для ожижения Канско-Ачинских углей в среде водорододонорных растворителей. По своей активности они сопоставимы с промышленным алюмокобальтмолибденовым катализатором, применяемым в нефтепереработке. Этот, неожиданный на первый взгляд, результат объясняется тем, что процесс гидрогенизации угля в среде водорододонорного растворителя протекает по механизму опосредованного катализа. Суть этого механизма сводится к тому, что ожижение угля осуществляется преимущественно не молекулярным водородом, а путем переноса атомов водорода от молекул органического растворителя (например, тетралина, который при этом дегидрируется до нафалина):

уголь + тетралин уголь-Н2 + нафталин.

Роль катализатора в основном сводится к восстановлению утраченных Н - донорных свойств растворителя (в частности, к гидрированию нафталина с получением тетралина):

катализатор + Н2 Катализатор-Н2

катализатор-Н2 + нафталин

Катализатор + тетралин.

Для эффективного обеспечения данной функции катализатор может

обладать даже умеренной гидрирующей активностью, в частности, присущей железосодержащим катализаторам.

Более благоприятная ситуация в плане промышленного освоения сложилась с технологиями, в которых совмещены процессы газификации угля до синтез-газа его и последующая переработка в метанол или жидкие углеводородныесмеси. В промышленном масштабе на основе синтез-газа осуществляют крупнотоннажное производство следующих продуктов: метанола, жидких алифатических углеводородов и метана. Технологии синтеза жидких топлив из СО и Н2 прошли промышленную проверку в двух вариантах, известных как процесс Фишера-Тропша и процесс Мобил. Процесс Фишера-Тропша экономически мало выгоден для производства малооктановых бензинов вследствие низкой производительности катализаторов (0,3 - 0,7 т/м3 Кт в сутки) и низких

октановых чисел получаемой бензиновой фракции (50 - 72). Технология Мобил, основанная на использовании высококремнеземестых цеолитов в качестве катализаторов превращения метанола в высокооктановый бензин, отличается более высокой производительностью, селективностью и качеством продукта (получаемый бензин имеет октановое число 91 - 98).

В принципе из синтез-газа можно получить почти любые органические

продукты, производимые сейчас нефтехимическим синтезом. Возможные пути получения химических продуктов при каталитической переработке синтез-газа иллюстрируются следующей схемой.

Условия осуществления этих превращений уже известны, хотя

эффективность ряда из этих процессов еще далека от желаемой.

Отходы угледобычи

Использование в цементном производстве отходов и побочных продуктов других отраслей промышленности способствует не только экономии топлива, электроэнергии и сырья, но и увеличивает объем выпуска продукции, сокращает площади хозяйственно пригодных земель, отводимых под карьеры и отвалы, улучшает экологические условия.

Использование углеотходов:

· в производстве кирпича позволяет получить кирпич с высокими строительно-техническими характеристиками и сэкономить топливно-энергетические ресурсы за счет горения имеющегося угля в составе углеотходов;

· в производстве портландцементного клинкера углеотходы полностью или частично заменяют глинистый компонент сырьевой шихты, при этом приводят к уменьшению расхода газа для обжига клинкера, улучшают работу печного агрегата.

Полученный клинкер обладает высокой активностью, производимый при этом цемент обладает высокими строительно-техническими свойствами.

Товарный же уголь используется в теплоэнергетике. После теплоэнергетического использования образуется зола, которая используется в качестве стройматериалов, в производстве удобрений. Зольные отходы используются как вяжущие материалы (золодобавки к цементу, известковозольные, известкошлаковые), инертные наполнители (из них в результате переработки производится аглопорит, обжиговый и безобжиговый гравий; без переработки используются в строительстве (кирпич, легие бетоны и асфальт)). Из зольных расплавов получают каменное литье, шлакопемзу, шлаковату [1, 2].

Уголь содержит большое количество химических элементов в виде различных солей, входящих в его минеральную и органическую части. Наибольшая концентрация редких элементов имеет место в малозольных углях, в которых они тесно связаны с органическим веществом угля.

Некоторые угли содержат в заметных количествах F, Co, Br, Sr, Ce, Eu, Tb, Yb, Lu, W, Pt, Pd. В последние годы большое промышленное значение приобретают рассеянные и редкие элементы – Ge, Ga, Sc, Mo.

Даже при содержании сотых и даже тысячных долей процента редких и рассеянных элементов от массы угля извлечение их может быть выгодно.

Анализируя таблицу 2 среднего содержания элементов в угольном пласте Великан - II, сравнивая значения с минимальными промышленно-значимыми содержаниями, целесообразно извлекать следующие элементы: F, Ba, Hf, Re. В золах углей пласта Великан - II значения таких элементов как F, P, Co, Sr, Ba, Ce, Sm, Eu, Tb, Lu, W, Re, Bi превышают минимальные промышленные содержания, и их извлечение имеет смысл.

Для пласта Великан - II вскрышными породами будут являться следующие породы: аргиллиты, алевролиты, песчаники, алевро-песчаники, конгломераты, кальцитовый цемент, алевролиты. Все эти породы могут использоваться в строительной индустрии. В некоторых породах значение химических элементов превышает их кларковое содержание, а некоторые элементы даже выгодно извлекать.

В породах, слагающих слои:

- в аргиллитах кларковое содержание превышают следующие элементы: литий, бериллий, скандий, титан, железо, медь, цинк, рубидий, иттрий, циркон, ниобий, молибден, олово, церий, европий, иттербий, лютеций, гафний, тантал, свинец, торий;

- в алевролитах кларковое содержание превышают скандий, хром, железо, кобальт, цинк, ниобий, молибден, барий, церий, европий, тербий, иттербий, свинец и уран;

- в алевро-песчаниках кларковое содержание превышают следующие элементы: литий, бериллий, скандий, титан, хром, никель, медь, цинк, сурьма, молибден, барий, церий, европий, гафний, свинец, уран;

- в песчаниках кларковое содержание превышают: литий, скандий, марганец, железо, кобальт, мышьяк, иттрий, молибден, европий.

В углевмещающих породах:

- в аргиллитах кларковое содержание превышают следующие элементы: бериллий, фосфор, скандий, хром, железо, кобальт, медь, цинк, ниобий, молибден, олово, церий, европий, лютеций, гафний, свинец, ;

- алевролитах кларковое содержание превышают литий, бериллий, фосфор, скандий, титан, хром, железо, кобальт, никель, медь, цинк, мышьяк, сурьма, ниобий, молибден, церий, европий, тербий, лютеций, гафний и свинец;

- в алевро-песчаниках кларковое содержание превышают следующие элементы: литий, скандий, титан, кобальт, никель, медь, цинк, мышьяк, сурьма, иттрий, ниобий, европий и лютеций, гафний;

- в песчаниках кларковое содержание превышают: литий, фосфор, скандий, титан, ванадий, хром, железо, никель, медь, цинк, иттрий, ниобий, молибден, циркон, церий, европий, тербий, иттербий, лютенций, гафний, свинец.

Анализируя таблицу среднего содержания элементов в угольных пластах Черногорского месторождения можно сделать вывод, что целесообразно извлекать такие элементы как F, P, Co, Sr, Ba, Sm, Eu, Tb, Yb, Lu, W, Re, Bi, Th .

Рис. 3 Технологическая схема переработки углей и отходов

Заключение

В результате лабораторной работы было изучено геологическое строение минерального и химического состава углей и вмещающих пород Черногорского месторождения, изучены возможности комплексного освоения месторождения, а также отходов добычи и переработки, описаны возможности извлечения попутных компонентов с их перечислением, составлена технологическая схема переработки углей и отходов Черногорского месторождения.

Также была составлена принципиальная схема переработки углей месторождений полезных ископаемых, исходя из экологических, экономических требований.

Список литературы

1. http://www.wasterecycling.ru/archive_journal/dekabr_2006_6/promothodi/othodiugledobichi.jdx

2. http://www.uzsm.uz/ru/section.scm?sectionId=3136&contentId=3165

Содержание

Ведение……………………………………………………………………..……………3

1. Геологическая характеристика объекта…………………………………………..4

2. Направление использования полезного ископаемого и отходов………………….9

3. Технологическая схема переработки углей и отходов…………………………...20

Заключение……………………………………………………………………………..21

Список литературы…………………………………………………………………….22

Введение

Целью данной работы является оценка перспективы комплексного освоения Черногорского каменноугольного месторождения, изучение геологического строения минерального и химического состава и вмещающих пород месторождения, выделение основных направлений использования каменных углей, углевмещающих пород и отходов от добычи и переработки углей, создание принципиальной схемы переработки углей месторождения, исходя из экологических и экономических требований, на примере пласта Великан –II.

Геологическая характеристика объекта

Черногорское месторождение расположено в северо-западной части Минусинского угленосного бассейна на левобережье р.Енисей ниже устья р.Абакан (рис. 1). Угленосные отложения выполняют Черногорскую мульду овальной формы площадью около 370 км. С севера месторождение ограничивается Батеневским поднятием, с запада - отрогами Кузнецкого Алатау. На юго-западе оно граничит с Изыхским каменноугольным месторождением, образуя с ним единую Приенисейско -Абаканскую мульду с небольшим перегибом в центральной части. Площадь собственно Черногорского месторождения около 250км². Суммарные разведанные запасы угля превышают 1,6 млрд.т.

Рис. 1 Схематическая геологическая карта Минусинского

угленосного бассейна (по И.С. Педан, 1964)

а - юрские угленосные отложения Канско-Ачинского бассейна,

б - среднепалеозойские (девонские + турнейские) отложения,

в - намюрские отложения с зольными углями ( сохкельская свита),

г -продуктивные верхнепалеозойские отложения;

д - впадины: I-Северо-Минусинская, II - Сыдо-Ербинская, III- Южно-Минусинская;

1-10-месторождения: 1 - Белоозерское, 2 - Интикульское, 3 - Кутень-Булукское, 4 - Убрусовское, 5 - Черногорское, 6 - Изыхское, 7 -Бейское, 8 - Алтайское, 9 - Дубенское, 10 – Аскизское.

Стратиграфия

Черногорская мульда выполнена отложениями среднего и позднего палеозоя (Д-P ), которые с резким угловым несогласием залегают на более или менее сильно метаморфизованных и интенсивно дислоцированных породах кембрия и протерозоя. Угленосность района связана с отложениями карбона и перми.

В разрезе угленосных отложений Г. А. Ивановым (1929) выделены конгломератовая, черногорская, безугольная, белоярская и нарылковская свиты. Эта стратиграфическая схема не претерпела существенных изменений до настоящего времени. Согласно более поздней легенде, принятой для составления государственной геологической карты и при описании Минусинского бассейна в составе угленосных отложений выделяют хакасскую и аршановскую серию (рис.2).

Рис. 2 Стратиграфический разрез Черногорского месторождения. 1 - угли, 2 - аргиллиты, 3 - алевролиты, 4 -'песчаники, 5 - конгломераты, 6 - углистые аргиллиты, 7 – известняки

Хакасская серия подразделяется на сохкельскую, сарскую и черногорскую свиты. В составе аршановской серии выделяют совхозную, ташебинскую, майрыхскую и нарылковскую свиты. На Черногорском месторождении из верхней части разреза сохранилась только часть совхозной свиты. Залегающие выше по разрезу угленосные отложения уничтожены последующей эрозией в послепермское время. Сохранившаяся часть совхозной свиты распространена, в основном, в центральной части мульды.

На границе хакасской и аршановской свит выделяют промежуточную побережную свиту (аналог безугольной свиты Г.А.Иванова).

Сохкельская (C ) и Сарская (C ) нерасчлененные свиты (конгломератовая свита по Г.А. Иванову) характеризуются грубообломочным составом, плохой сортировкой материала и линзовидным строением. Нижняя их граница проводится по подошве конгломератов. Залегающие в основании свит конгломераты имеют, как правило, линзовидную форму, мощность от 10 до 40 м и состоят из слабо окатанных галек белого кварца, серого халцедона и черного кремня, сцементированных песчаным или, реже, кальцитовым цементом. Вверх по разрезу, а местами и по простиранию, конгломераты сменяются крупно-среднезернистыми песчаниками с примесью угловато-окатанного гравийного и мелкогалечникового материала. Преобладают в составе свиты алевролиты темно-серые и голубовато-серые, переходящие в песчано-алевритистые породы. Свиты содержат от 5 до 10 маломощных пластов высокозольных углей, из которых один или два местами приобретают рабочую мощность.

Суммарная мощность свит 190 - 200 м.

Черног