В.В. Ішков, Розподіл арсену та ртуті у вугільному пласті k5 шахти "Капітальна", Донбас

https://doi.org/10.15407/mineraljournal.43.04.073

УДК 553.94:550.42

Розподіл арсену та ртуті у вугільному пласті k5 шахти "Капітальна", Донбас

В.В. Ішков, канд. геол.-мін. наук, доцент

Національний технічний університет "Дніпровська політехніка",

49005, м. Дніпро, Україна, пр-т Дмитра Яворницького, 19

E-mail: ishwishw37@gmail.com; orcid: 0000-0002-3987-208X

Є.С. Козій, канд. геол. наук, заст. директора

Національний технічний університет "Дніпровська політехніка",

49005, м. Дніпро, Україна, пр-т Дмитра Яворницького, 19

E-mail: koziy.es@gmail.com; orcid: 0000-0002-2167-6224

Мова: українська

Мінералогічний журнал 2021, 43 (4): 73-86

Анотація: Встановлення особливостей розподілу арсену та ртуті у вугільному пласті k5 поля шахти "Капітальна" та основних генетичних чинників, що їх обумовлюють — мета досліджень. Об’єкт досліджень — вугільний пласт k5 у межах поля шахти "Капітальна", Красноармійського геолого-промислового району Донбасу. Методика досліджень передбачала послідовне виконання таких етапів: відбір проб вугілля з гірських виробок та з дублікатів керна свердловин у період 1981—2014 рр.; виділення з матеріалу цих проб речовини неорганічної частини вугільного пласта, що була за допомогою стандартних мінералогічних методів макроскопічно діагностована як сульфідна, силікатна та карбонатна фракції, які зі свого боку поділено на групи сингенетичного й епігенетичного походження; аналіз мінерального складу речовини кожної із цих груп виконувався на трьох різномасштабних рівнях: макрорівні — візуально стандартними мінералогічними методами; мікрорівні — методами оптичної мікроскопії за допомогою мікроскопів МІН-8 та МБС-9; ультрамікрорівні — за допомогою методу рентгеноструктурного аналізу; проведення фракційного аналізу за щільністю вугілля із матеріалу дублікатів вихідних проб до виділення речовини неорганічної частини вугільного пласта; встановлення вмісту арсену та ртуті у речовині всіх вихідних і кінцевих проб тощо. Основним результатом роботи є встановлення генетичного зв’язку підвищених концентрацій арсену та ртуті у вугільному пласті k5 поля шахти "Капітальна" з тектонічними порушеннями субширотного напрямку, які є апофізами Центрального насуву і пов’язаною з ними зоною підвищеної тріщинуватості. Науковою новизною роботи є встановлення переважного епігенетичного характеру накопичення арсену та ртуті у вугільному пласті k5 поля шахти "Капітальна", також остаточно доведено наявність арсену та ртуті в органічній складовій вугілля розглянутого пласта. Практичне значення роботи полягає у побудові карт ізоконцентрат арсену і ртуті та встановленні того факту, що виявлена висока концентрація розглянутих елементів у вугіллі фракцій великої щільності буде призводити до їхнього накопичення у відходах гравітаційного збагачення.

Ключові слова: арсен, ртуть, токсичні елементи, геолого-промисловий район, коефіцієнт кореляції, лінійне рівняння регресії, статистичний зв’язок.

Література:

  1. Беляев В.К., Педаш Е.Т., Ко Н.А. Малые элементы в углях и вмещающих породах Шубаркольского месторождения. Разведка и охрана недр. 1989. № 11. С. 12—16.
  2. Бучинська І., Лазар Г., Савчинський Л., Шевчук О. Умови утворення вугілля пласта n8 Львівсько-Волинського басейну за геохімічними даними. Геологія і геохімія горючих копалин. 2013. Вип. 1—2 (162—163). С. 32—41.
  3. Горовая Н.А. Кадастр токсичности продуктов добычи и отходов переработки антрацитов шахтопластов и шахт Донбасса. Сб. науч. тр. Донбас. горно-металлург. ин-та. 1999. 9. С. 10—14.
  4. Горовая Н.А. Токсичные элементы в горной массе, антрацитах и золе антрацитов Донбасса. Наук. вісн. Нац. гірничої акад. України, 1999. 3. С. 31—33.
  5. Горовой А.Ф., Горовая Н.А. Оценка токсичности продуктов добычи и отходов переработки антрацитов Донбасса. Уголь Украины. 1997. 12. С. 38—39.
  6. Дворников А.Г. Новые данные о генезисе ореолов ртути в углях Донбасса. Докл. АН СССР. 1981. 256, № 6. С. 1478—1480.
  7. Дворников А.Г., Кирикилица С.И. Ртутоносность углей Донецкого бассейна. Москва: Недра, 1987. 155 с.
  8. Дворніков О.Г. До питання про розподіл ртуті в антрацитах Боково-Хрустальської котловини (Донбас). Допов. АН УРСР. Сер. Б. 1967. 29, № 4. С. 293—298.
  9. Инструкция по изучению токсичных компонентов при разведке угольных и сланцевых месторождений. Отв. исп. В.Р. Клер. Москва: АН СССР, Ин-т литосферы, 1982. 84 с.
  10. Ішков В.В., Козій Є.С. Особливості розподілу токсичних і потенційно токсичних елементів в основних вугільних пластах по розрізу Красноармійського геолого-промислового району Донбасу. II Міжнар. наук.-техн. конф. молодих учених, аспірантів і студентів "Проблеми розвитку гірничопромислових районів". ДонНТУ, 30 жовт. 2019 р. Покровськ, 2019. С. 3—14.
  11. Ішков В.В., Козій Є.С. Про розподіл токсичних і потенційно токсичних елементів у вугіллі пласта С7н шахти "Павлоградська" Павлоградсько-Петропавлівського геолого-промислового району. Вісн. Київ. нац. ун-ту. Геологія. 2017. 79 (4). С. 59—66. https://doi.org/10.17721/1728-2713.79.09
  12. Ішков В.В., Козій Є.С. Про розподіл токсичних і потенційно токсичних елементів у вугіллі пласта С7н шахти "Павлоградська" Павлоградсько-Петропавлівського геолого-промислового району. Восьма Всеукр. наук.-техн. конф. студентів, аспірантів і молодих учених "Наукова весна". НТУ "Дніпровська політехніка" 26—27 квіт. 2017 р. Дніпро, 2017. С. 2—3.
  13. Ішков В.В., Козій Є.С. Деякі особливості розподілу берилію у вугільному пласті k5 шахти "Капітальна" Красноармійського геолого-промислового району Донбасу. Вісн. Одеськ. нац. ун-ту. Сер. Географ. та геол. науки. 2020. 25, № 1(36). С. 214—227. https://doi.org/10.18524/2303-9914.2020.1(36).205180
  14. Ішков В.В., Козій Є.С. Про розподіл токсичних і потенційно токсичних елементів у вугіллі пласта С10в шахти "Дніпровська" Павлоградсько-Петропавлівського геолого-промислового району Донбасу. Зб. наук. пр. "Геотехнічна механіка". 2017. Вип. 133. С. 213—227.
  15. Ишков В.В., Козий Е.С. Новые данные о распределении токсичных и потенциально токсичных элементов в угле пласта С6н шахты "Терновская" Павлоград-Петропавловского геолого-промышленного района. Зб. наук. пр. Нац. гірн. ун-ту. 2013. № 41. С. 201—208.
  16. Ишков В.В., Козий Е.С. О распределении As, Hg, Be, F и Mn в угле пласта C4 шахты "Самарская" Павлоград-Петропавловского геолого-промышленного района. Матеріали IV Всеукр. наук.-техн. конф. студентів, аспірантів і молодих вчених "Молодь: наука та інновації", (Дніпро 6—7 груд. 2016 р.). Дніпро: НТУ "Дніпровська політехніка", 2016. 8. С. 12—13.
  17. Ишков В.В., Чернобук А И., Михальчонок Д.Я. О распределении бериллия, фтора, ванадия, свинца и хрома в продуктах и отходах обогащения Добропольской ЦОФ. Наук. вісн. Нац. гірн. акад. України. 2001. № 4. С. 89—90.
  18. Ишков В.В., Чернобук А.И., Дворецкий В.В. О распределении бериллия, фтора, ванадия, свинца и хрома в продуктах и отходах обогащения Краснолиманской ЦОФ. Наук. вісн. Нац. гірн. акад. України. 2001. № 5. С. 84—86.
  19. Козій Є.С., Ішков В.В. Класифікація вугілля основних робочих пластів Павлоградсько-Петропавлівського геолого-промислового району по вмісту токсичних і потенційно токсичних елементів. Зб. наук. пр. "Геотехнічна механіка". 2017. № 136. С. 74—86.
  20. Козій Є.С. Миш’як, берилій, фтор і ртуть у вугіллі пласта С8в шахти "Дніпровська" Павлоградсько-Петропавлівського геолого-промислового району. Вісн. Дніпроп. ун-ту. Геол., географ. 2018. 26 (1). С. 113—120. https://doi.org/10.15421/111812
  21. Козій Є.С., Ішков В.В. Особливості розподілу токсичних і потенційно токсичних елементів в основних вугільних пластах по розрізу Павлоградсько-Петропавлівського геолого-промислового району Донбасу. Форум гірників - 2018: матеріали міжнар. наук.-техн. конф. 10—13 жовт. 2018 р. Дніпро: Нац. гірн. ун-т, 2018. С. 194—203. URL: http://ir.nmu.org.ua/handle/123456789/153644 (дата звернення 16.03.2021).
  22. Козій Є.С. Особливості розподілу токсичних і потенційно токсичних елементів у вугіллі пласта С10в шахти "Сташкова" Павлоградсько-Петропавлівського геолого-промислового району. Зб. наук. пр. "Геотехнічна механіка". 2017. № 132. С. 157—172.
  23. Козій Є.С., Ішков В.В. Розподіл токсичних елементів по пласту С8в шахти Західно-Донбаська Павлоградсько-Петропавлівського геолого-промислового району. Форум гірників-2017: матеріали міжнар. конф., 4—7 жовт. 2017 р. Дніпро: Нац. гірн. ун-т, 2017. С. 265—275. URL: http://ir.nmu.org.ua/handle/123456789/150746 (дата звернення 16.03.2021).
  24. Козій Є.С. Токсичні та потенційно токсичні елементи у вугільних пластах Павлоградсько-Петропавлівського геолого-промислового району: автореф. дис. ... канд. геол. наук. НАН України. Ін-т геол. наук. Київ, 2019. 25 с.
  25. Кулиненко О.Р., Барна Т.В. Ассоциация "малых" элементов в палеозойских углях Украины и геохимическая типизация бассейнов. Геол. журн. 1985. 45. № 6. С. 80—84.
  26. Мейтов Е.С. Металлоносность углей. Угольная база России. Т. 4. Угольные месторождения Восточной Сибири (Тунгусский, Таймырский, бассейны, месторождения Забайкалья). Москва: ЗАО "Геоинформцентр", 2001. С. 293—301.
  27. Про оцінку впливу на довкілля. Закон України від 23.05.2017 року № 2059-VIII. Верховна Рада України. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2059-19#Text (дата звернення 16.03.2021).
  28. Сауков А.А. Геохимия ртути. Гл. ред. А.Е. Ферсман. Ленинград: Изд-во Акад. наук СССР, 1946. 129 с. (Тр. Ин-та геол. наук АН СССР. Вып. 78, Сер. № 17).
  29. Топливо твердое. Методы определения мышьяка. ГОСТ 10478-93. Москва: Изд-во стандартов, 1993. 13 с.
  30. Угли бурые, каменные, антрацит и горючие сланцы. Метод отбора пластовых проб. ГОСТ 9815-75. Москва: Изд-во стандартов, 1975. 8 с.
  31. Хайретдинов И.А. К вопросу о газовых ореолах ртути. Геохимия. 1971. № 6. С. 668—683.
  32. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Токсичные элементы-примеси в ископаемых углях. Екатеринбург: УрО РАН, 2005. 655 с.
  33. Belkin H.E., Zheng B.S., Zhou D.X., Finkelman R.B. Preliminary results on the geochemistry and mineralogy of arsenic in mineralized coals from endemic arsenosis areas in Guizhou Province, China. Proc. of the 14lh Annual Int. Pittsburgh Coal Conf. and Workshop (Bejing, China, 1997, Sept. 23—27). CD- ROM (Univ. of Pittsburgh), 1997. P. 1—20.
  34. Block C., Dams R. Inorganic composition of Belgian coals and coal ashes. Environ. Sci. Technol. 1975. 9, № 2. P. 146—150. RN:6184351
  35. Clark P.J., Zingaro R.A., Irgolic K.J., McGinley N.N. Arsenic and selenium in Texas lignite. Int. J. Environ. Anal. Chem. 1980. 7, № 4. P. 295—314. https://doi.org/10.1080/03067318008071492
  36. Coleman S.L., Bragg L.J. Distribution and mode of occurrence of arsenic in coal. Recent Advances in Coal Geochemistry. Eds. L.L. Chyi, C.-L. Chou. 1990. P. 13—26. (Geol. Soc. Amer. Spec. Pap. № 248).
  37. Ding Z., Zheng B., Zhang J. et al. Geological and geochemical characteristics of high arsenic coals from endemic arsenosis areas in southwestern Guizhou Province, China. Appl. Geochem. 2001. 16. P. 1353—1360.
  38. Eskenazy G. Geochemistry of arsenic and antimony in Bulgarian coals. Chem. Geol. 1995. 119, № 1. P. 239—254. https://doi.org/10.1016/0009-2541(94)00091-L
  39. Feng X., Hong Y. Modes of occurrence of mercury in coals from Guizhou, People’s Republic of China. Fuel, 1999. 78, Iss. 10. P. 1181—1188.
  40. Finkelman R.B. Modes of occurrence of trace elements in coal. Ph.D. Dissertation. College Park: Dept. Chem., Univ. of Mariland, 1980. 302 p.
  41. Finkelman R., Belkin H.E., Zheng B. Health impacts of domestic coal use in China. Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1999. 96, № 3. P. 3427—3431.
  42. Finkelman R.B., Dulong F.T., Stanton R.W., Cecil C.B. Minerals in Pennsylvania coal. Geology. 1979. 10. № 5. P. 2—5 (U.S. Geological Sirvey, Reston, VA 22092).
  43. Georgakopoulos A., Fernandez-Turiel J.L., Filippides A. et al. Trace element contents of the Lava xylite/lignite and Ptolemais lignite deposits, Macedonia County, Greece. Coal Science. Eds. J.A. Pajares, J.M.D. Tascon. Proc. 8th Int. Conf. Coal Sci. (Oviedo, Sept. 10—15, 1995). Amsterdam: Elsevier, 1995. Vol. 1. P. 163—166.
  44. Goodarzi F. Elemental concentrations in Canadian coals. 2. Byron Creek collieries, British Columbia. Fuel. 1987. 66, № 2. P. 250—254.
  45. Hart B.R., Powell M.A., Sahu K.C. et al. Mineralogy and geochemistry of coals fnxr. the Gevra mine, Korba, Madhya Pradesh. India II Coal Science. Eds. J.A. Pajares, J.M.D. Tascyn. Amsterdam: Elsevier, 1995. P. 155—158. (8th ICCS Proc. Vol. II).
  46. Kozar M.А., Ishkov V.V., Kozii Ye.S., Pashchenko P.S. New data about the distribution of nickel, lead and chromium in the coal seams of the Donetsk-Makiivka geological and industrial district of the Donbas. J. Geol. Geograph. Geoecology. 2020. 29(4). P. 722—730. https://doi.org/10.15421/112065
  47. Zhang J.Y., Ren D.Y., Xu D.W. Distribution of arsenic and mercury in Triassic coals from Longtoushan Syncline, Southwestern Guizhou. P.R. China. Prospects for Coal Science in 21st Century. Eds. B.Q. Li, Z. Liu. Shanxi: Sci. Technol. Press, 1999. P. 153—156.

 PDF

Українська