頓涅茨煤田

頓涅茨煤田在構造上呈大的復向斜，其主體部分(3.6萬km)為頓巴斯褶皺區。在由俄羅斯地台深大斷裂所形成的近東西向坳陷中充填有較厚的石炭紀含煤沉積。頓巴斯褶皺區以西，即西頓巴斯，為一狹窄的(寬10～40km)發育有石炭紀含煤沉積的地台邊緣帶，位於烏克蘭結晶地盾的北坡，延伸約300km，總面積約8000km²。該帶的東部稱為南頓巴斯。煤田北部的地台邊緣部分，位於沃羅涅日 (Воронеж)結晶地塊的南坡，面積約1.5萬km²。

煤田地台邊緣部分的石炭系的總厚度不超過2～3km。由坳陷帶邊緣到中央，石炭系厚度逐漸增加到18km。在坳陷的西部邊緣，在石炭系之上產出有巨厚(1200～1500m)的二疊系。頓巴斯褶皺區，在64%面積上，石炭系直接出露地表或被厚度不大的第四系覆蓋。下石炭統杜內階和維憲階下部為碳酸鹽岩。維憲階上部到上石炭統是石炭紀含煤岩系的主要部分，為陸源岩石，主要由砂岩、粉砂岩和泥質岩組成，其中夾有煤層和石灰岩。下石炭統分五個岩組，中石炭統分八個岩組，上石炭統分三個岩組。

在煤田內，含煤岩系的構造型式有很大區別。在西頓巴斯和南頓巴斯，岩層大體為單斜產狀，傾角2°～3°，在此背景下發育有平緩的凹陷、穹狀隆起，斷裂構造發育，主要為正斷層，與走向橫切和斜交，形成複雜的塊狀構造。在頓巴斯褶皺區，主要為寬闊的向斜和因被逆掩斷層破壞而變形的狹窄背斜; 構造分帶很明顯，坳陷的中部是近東—西向延伸的大型線性構造，包括主背斜、北向斜和南向斜；在向斜中還分佈有孤立而較大的次級向斜構造，這些褶皺不對稱，一般與主背斜相鄰的一翼較陡，另一翼較平緩。在大型線性褶皺的中央帶的北部和東部地區，褶皺的規模變大，形狀簡單; 西北部地區，呈現鏈狀、雁狀連結的穹窿。

頓涅茨煤田石炭紀含煤岩系含有300多層煤，其中近2/3的厚度小於0.45m。少數煤層的最大厚度為1.8m (偶爾達到2.5m)。在130層厚度大於0.45m的煤層中，40%～60%的厚度為0.45～0.60m;厚度大於1m的煤層數約佔厚度大於0.60m的煤層數的20%。含煤性最高的是下石炭統的C1組和中石炭統的C2—C2組。在納繆爾階和中巴什基爾階(C1—C2組)以及上石炭統下部(C3組)，只含個別可採煤層；上石炭統上部岩組無工業含煤性。各岩組的含煤係數有變化。

在宏觀煤岩類型上，早石炭世煤與中—晚石炭世煤有明顯差別。前者為半亮型煤，殼質組組分含量高，煤的揮發分產率、氫含量、發熱量增高，可熔性明顯增加，即使在變質程度較低時，也具有高的粘結性。後者為光亮型煤，鏡質組含量佔75%～95%，殼質組含量佔2%～10%，其工藝性質取決於凝膠化物質的特徵，具有很大變化，這與原始植物質料的聚積和埋藏條件的不同有關。該煤田的煤可區分出弱還原(“a”型)煤和還原(“B”型)煤。在變質程度相等時，弱還原煤的特點是，其揮發分、發熱量、粘結性和硫含量都低，是在氧化程度較高、覆水程度淺的沼澤中形成的，其中的植物殘體分散程度較低。

頓涅茨煤田的煤種很全，從褐煤、長焰煤到貧煤和無煙煤均有。決定煤質多樣性的主要因素是煤的變質程度。從復向斜邊緣向中部，由西向東，石炭系各岩組的厚度增加，各岩組煤的變質程度有規律地增高。在地層剖面中，由上部煤層到下部煤層，煤的變質程度增高符合希爾特規律，煤變質梯度Vdaf為0.8%～1.4%，Ro為0.03%。該煤田決定煤質變化的主要變質作用類型是深成變質作用。

煤的發熱量高，低位發熱量多為30～36MJ/kg;磷含量低，易於洗選，適於煉焦，但焦煤和肥煤很少；灰分較高，為15%～30%，平均27%;硫含量一般，為1.5%～3.5%。

預測儲量2400億噸，1200米深度內的探明儲量為732億噸，其中氣煤佔1／3 ，長焰煤佔15％，煤質優良；焦煤和肥煤較少，而且灰分和硫分高（分別為27％和1.5％～3.8％ ）。煉焦用煤全部在烏克蘭境內，無煙煤主要在俄羅斯境內。含煤地層主要是中石炭紀，煤層多達 140層，但厚度小。開採煤層中，厚度小於 1.2米的佔80％以上，大都是緩傾斜和傾斜煤層。開採條件複雜，60％ 的煤層有瓦斯突出危險。頓巴斯採煤歷史悠久；1820年開始商業開發，1913年產量25兆噸（Mt），1965年產量達206Mt 。近年來，開採深度越來越大，平均深度超過 600 米，最深的斯柯欽斯基礦達1400 米，岩石溫度高達 47℃，礦井衰老，生產成本很高，產量逐年下降，1990年為172Mt 。頓巴斯是前蘇聯最重要的重工業中心之一。70年代以前，頓巴斯的動力煤供應前蘇聯歐洲部分各地區，煉焦煤絕大部分用於烏克蘭。90年代后，由於烏克蘭能源供應緊張，外供量大大減少。

頓涅茨煤田煤炭資源量141Gt (計算深度1800m)，其中煉焦煤約佔38%。A+B+C1級儲量約為57Gt(佔資源量的39%)，其中烏克蘭部分為43Gt(內含煉焦煤15.2Gt)，占烏克蘭A+B+C1級總儲量的91.6%。煤田中分佈最廣的為氣煤，其儲量約佔煤田A+B+C1級儲量的36%。煤田東南部 (俄羅斯羅斯托夫州一帶)有無煙煤，占煤田A+B+C1級儲量的17.8%。在氣煤與無煙煤之間，有一條寬15～20km的狹窄帶，其中蘊藏有氣肥煤、肥煤、焦煤、瘦煤，其儲量約佔煤田A+B+C1級儲量的13%。其餘儲量為長焰煤 (約佔22%) 和褐煤 (約佔11.2%)。

頓涅茨煤田的開採地質條件複雜。老採區上部水平的煤儲量大部分已采完。目前，礦井平均采深700m，有15%礦井深度大於1000m。開採煤層厚度，有85%達1.2m。緩傾斜和傾斜煤層佔65%，急傾斜煤層佔35%。煤田內發育有大小型沖刷帶，斷裂構造多，煤層頂板易冒落。深部煤層地壓大，瓦斯含量達30m/t。1/3礦井有瓦斯突出危險。現最大開採深度的岩石溫度為45～52℃。水文地質條件複雜程度不一，大部分礦井的涌水量為50～100m/h，少部分為100～250m/h，平均每采出一噸煤需排水近6m。

頓涅茨煤田早在1722年即開始採煤，1769年起進行工業性開發。1913年煤產量提高到25Mt，佔俄國煤產量的87%。20世紀60年代以來，雖然該煤田的開採地質條件惡化，井深不斷增加，噸煤開採成本高於全國，但是由於其所處地理位置，1980年總產量仍達205Mt。近年來，其煤產量呈下降趨勢。1992年，該煤田烏克蘭部分煤產量為65.5Mt; 1990年，該煤田俄羅斯部分煤產量為27.6Mt。