Title: dr Miodrag Denic dipl ing rud
1dr Miodrag Denic dipl ing rud
Javno Preduzece za Podzemnu Eksploataciju Uglja
Resavica - u restrukturiranju
- BALKANMAGAZIN
- II MEÐUNARODNA STRUCNA KONFERENCIJA
- ALEKSINACKI BASEN
- ASPEKT PERSPEKTIVNOSTI ULJNIH ŠKRILJACA
2- NEKONVENCIONALNI IZVORI DOBIJANJA NAFTE
- NAFTNI PESKOVI (TAR SAND)
- ULJNI ŠKRILJCI (ŠEJLOVI) (OIL SHALE)
- NAFTA IZ MATICNIH STENA (SHALE OIL)
3NAFTNI PESKOVI (tar sands)
- Akumulacije degradovane nafte u peskovima,
nastaju erozijom zaštitnih stena ležišta nafte
ili migracijom iz vecih dubina (emigracija,
remigracija). Ubedljivo najveci resursi naftnih
peskova nalaze se u Kanadi (Athabasca), a zatim
višestruko manji u SAD-u (Juta, Kanzas,
Kalifornija), u Sibiru (ležište Olenek), u
Venecueli (Orinoko basen) i na Madagaskaru.
Znacajna ležišta postoje još i u Italiji,
Albaniji i uz Kaspijsko jezero. - Eksploatacija i prerada naftnih peskova je veoma
razvijena u Kanadi (Alberta, ležište
Athabaska), u proizvodnji je od 1957. god, a
danas je proizvodnja oko 190.000 t nafte/dan
odnosno 70 miliona tona/god. -
4NEISTISNUTA NAFTA IZ MATICNIH STENA (SHALE OIL)
- Znacajan napredak u najnovije vreme (u SAD)
predstavlja ovladavanje tehnologijom proizvodnje
nafte iz maticnih stena (zaostala neistisnuta
nafta). Koristi se multilateralno horizontalno
bušenje i hidraulicko frakturisanje šejla (slicno
kao za gas iz šejlova). Ovo je poslednjih godina
dovelo do prave revolucije u SAD-u u pogledu
velikog povecanja njihovih resursa nafte i
dugorocnog smanjenja uvozne zavisnosti. Slican
razvoj dogadaja se u bliskoj buducnosti može
ocekivati u celom svetu, ako se šire ovlada ovom
tehnologijom.
5- U Severnoj Dakoti ,,Bakken Formacija,, naftonosne
stene nalaze se na dubini od oko 2 km. Da bi
došlE do tog nivoa, naftne kompanije buše
vertikalno, zatim se bušotina lomi pod 90
stepeni, tako da horizontalno prolazi kroz
slojeve bogate uljem. - Hidraulicnim frakturisanjem (lomljenjem)
formacija, oslobada se ulje iz - stena pod visokim pritiskom mlazeva vode,
peska i hemikalija. - 3. U višestepene formacija kucišta, nalaze se
nezavisne perforacije. To im omogucava da se
koncentriše hidraulicni pritisak duž pukotina
koje omogucavaju istiskivanje vece kolicine
nafte.
Nafta iz maticnih stena (hidraulicno
frakturisanje)
6Uljni škriljci (šejlovi)
- Uljni škriljci su sedimentne stene tipa glinaca,
laporaca i krecnjaka, koje pri zagrevanju na
visokim temperaturama ( 500 oC) daju tecne
ugljovodonike slicne sirovoj nafti i nešto gasa.
Dobijena tecnost ulje je izrazito crna,
viskozna, i na temperaturi ispod 40 oC gubi
sposobnost tecenja. Posle krekovanja i
hidrogenizacije ovog naftnog ulja, dobija se
sinteticka nafta vrlo slicna sirovoj parafinskoj
nafti. - Uljni škriljci se od naftnih peskova razlikuju ne
samo po litološkom sastavu i velicini zrna, vec i
po tome što ne sadrže slobodnu naftu u porama.
Oni sadrže kerogen iz koga se nafta stvara tek po
izlaganju visokoj temperaturi -pirolizi. To su
dakle nezreli ekvivalenti vrlo kvalitetnih
maticnih stena za naftu i gas, koje nisu u
geološkoj prošlosti dospele na velike dubine i
temperature, vec su ostale na površini ili blizu
nje.
7Svetske rezerve uljnih škriljaca
- Istorijski, geološki i ekonomski, najpoznatija
ležišta uljnih škriljaca su u zapadnom SAD-u,
Rusiji, Kongu, Brazilu, Estoniji, Škotskoj i
Kini. Najvece rezerve uljnih škriljaca nalaze se
u okviru kenozojskih sedimenata (preko 55 ), a
cak oko 70 svetskih rezervi je u SAD. - Smatra se da ekonomicnu površinsku eksploataciju
obezbeduju uljni škriljci sa prinosom ulja od
minimalno 50-60 l/t. U SAD-u se za uljne Green
River šejlove uzima granicna vrednost od oko 120
l/t za Irati šejlove Brazila i za kukerzite
Estonije granica ekonomicnosti je ispod 100 l/t.
Poželjno je da sadržaj kerogena bude što veci
(preko 20-30 ), a karbonatni uljni šejlovi su
manje povoljni za retortovanje od silikatnih. -
8Resursi ulja (in-place shale oil) top10 (96 )
- SAD 300 Bt ( preko 70 !)
- Rusija 35 Bt
- Kongo 14 Bt
- Brazil 11,5 Bt
- Italija 10,5 Bt (Sicilija 9 Bt)
- Maroko 8 Bt
- Australija 4,5 Bt
- Jordan 4 Bt
- Estonija 2,5 Bt
- Kina 2,5 Bt
Izvor USGS, 2005
9Izdanacka zona uljnih škriljaca u Aleksinackom
basenu
10OPŠTE KARAKTERISTIKE ALEKSINACKOG LEŽIŠTA ULJNIH
ŠKRILJACA
- Ležište se nalazi u Aleksinackoj kotlini izmedu
reka Morava i Moravica, severoistocno od
Aleksinaca. - Ležište je unutar eksploatacionog prostora
Aleksinackih rudnika. - Širi rudonosni prostor zahvata površinu od oko 40
km². - Površina ležišta je nešto manja od 21 km².
- Dužina ležišta 8,5 km.
- Širina ležišta 2,5 km.
- Unutar ležišta je pored naslaga uljnih škriljaca
razvijen i jedan eksploatabilni sloj uglja.
11GEOLOŠKE KARAKTERISTIKE ALEKSINACKOG LEŽIŠTA
- Produktivnu donjomiocensku seriju cine
- Podinski deo konglomerati i pešcari, peskoviti
glinci, alevroliti, tanki slojevi uglja i
podinski paketi uljnih škriljaca. - Produktivni deo glavni ugljeni sloj i povlatni
uljni škriljci. - Povlatni deo bituminozni laporci i tanji paketi
uljnih škriljaca.
12OPIS ALEKSINACKOG LEŽIŠTA
- Aleksinacko ležiše je podeljeno na 3 rudonosna
polja (od severa ka jugu) Dubrava Morava i
Logorište. - Ugljeni sloj, podinski i povlatni uljni škriljci
su razvijeni u sva tri polja. - Debljina podinskih uljnih škriljaca je 3,5-30 m.
- Debljina ugljenog sloja raste od Logorišta (2
m) ka Dubravi (6 m). - Debljina povlatnih uljnih škriljaca je 50-80 m.
- Debljina bituminoznih laporaca iznad povlatnih
škriljaca je oko 140 m.
13Rezerve uljnih škriljaca ležišta Dubrava
Elaborat br. 1982 od 23. 01. 2012. godine
KATEGORIJA REZERVE (t) REZERVE (t) REZERVE (t)
KATEGORIJA Geološke Vanbilansne Bilansne
Povlatni uljni škriljci Povlatni uljni škriljci Povlatni uljni škriljci Povlatni uljni škriljci
A 59.840.337 59.840.337
B 94.710.397 3.651.921 91.058.476
C1 90.727.235 10.288.640 80.438.595
ABC1 245.277.969 13.940.561 231.337.408
Podinski uljni škriljci Podinski uljni škriljci Podinski uljni škriljci Podinski uljni škriljci
C1 122.507.447 1.085.660 121.421.787
Povlatni i podinski uljni škriljci Povlatni i podinski uljni škriljci Povlatni i podinski uljni škriljci Povlatni i podinski uljni škriljci
A 59.840.337 59.840.337
B 94.710.397 3.651.921 91.058.476
C1 213.234.682 11.374.300 201.860.382
ABC1 367.785.416 15.026.221 352.759.195
14Parametri kvaliteta uljnih škriljaca u polju
Dubrava iz elaborata br. 1982 od 23. 01.
2012. godine
PARAMETAR KVALITETA POVLATNI ULJNI ŠKRILJCI PODINSKI ULJNI ŠKRILJCI
Sadržaj organske supstance () 16,45 18,83
Toplotna vrednost kJ/kg 5,859 7,224
Srednji prinos ulja (mas. ) 9,90 12,50
Sumpor ukupan () 2,20 3,40
Vlaga () 1,42 1,32
Pepeo () 72,76 72,75
Zapreminska masa (t/m3) 1,85 1,96
15Ukupne rezerve uljnih škriljaca u Aleksinackom
basenu
????????? ?????????? ???????? ??????? (?) ???????? ??????? (?) ???????? ??????? (?)
????????? ?????????? ???????? ??.??????? ???????? ??.??????? ??????
???? ?????? ? ????????? ? 11.613.190 - 11.613.190
???? ?????? ? ????????? ? 98.710.240 2.219.640 100.929.880
???? ?????? ? ????????? ? ? 110.323.430 2.219.640 112.543.070
???? ?????? ? ????????? ?1 288.196.170 16.980.300 305.176.470
???? ?????? ? ????????? ? ? ?1 398.519.600 19.199.940 417.719.540
???? ?????? ? ????????? ?2 716.824.290 372.399.430 1.089.223.920
???? ?????? ? ????????? ? ? ?1 ?2 1.115.343.890 391.599.370 1.506.943.260
???? ??????? ? 65.399.170 - 65.399.170
???? ??????? ? 106.546.970 29.527.920 136.074.890
???? ??????? ? ? 171.946.140 29.527.920 201.474.060
???? ??????? ?1 112.931.630 64.474.000 177.405.630
???? ??????? ? ? ?1 245.277.697 122.507.447 367.785.416
???? ??????? ?2 31.094.274 10.000.000 41.094.274
???? ??????? ? ? ?1 ?2 276.371.972 132.507.690 408.879.690
??????? ?????? ? 77.012.360 - 77.012.360
??????? ?????? ? 205.257.210 31.747.560 237.004.770
??????? ?????? ? ? 282.269.570 31.747.560 314.017.130
??????? ?????? ?1 401.127.800 81.454.300 482.582.100
??????? ?????? ? ? ?1 683.397.370 113.201.860 796.599.230
??????? ?????? ?2 735.424.290 383.799.430 1.119.223.720
??????? ?????? ? ? ?1 ?2 1.418.821.660 497.001.290 1.915.822.950
16NACIN EKSPLOATACIJE ULJNIH ŠKRILJACA
- Eksploatacija uljnih škriljaca u Aleksinackom
basenu u polju ,,Dubrava,, vršila bi se na
pocetku površinskom eksploatacijom. - Od ukupnih kolicina uljnih škriljaca u ležištu
,,Dubrava,, koje iznose 352.759.195 t,
površinskom eksploatacijom se može otkopati
132.805.610 t a ostatak bi se otkopao podzemnim
putem. - Površinskom eksploatacijom zahvatile bi se
rezerve uljnih škriljaca od K250m do nivoa
K-100m. - Za predvidenu površinsku eksploataciju neophodno
je izmeštanje reke Moravica u dužini od 1360 m.
17IDEJNO REŠENJE POVRŠINSKOG KOPA
- Konstruktivni parametri površinskog kopa
i odlagališta - Za konstrukciju površin. kopa usvojene su
sledece vrednosti - Visina radne etaže H 10 m,
- Nagib radne etaže ? 75,
- Nagib završne kosine ? 35,
- Za konstrukciju odlagališta usvojene su sledece
vrednosti - Visina radne etaže H 20 m,
- Nagib radne etaže ? 40,
- Nagib završne kosine ? 30.
18Polje Dubrava, geološki profil D4 D4i
19IDEJNO REŠENJE POVRŠINSKOG KOPA
20IDEJNO REŠENJE POVRŠINSKOG KOPARezerve
mineralne sirovine koje su predisponirane za
površinsku eksploataciju
- Srednji koeficijent otkrivke
- Ks 3,594 m³/m³
- ili Ks 1,943 m³/t
Rezerve Geološke (t) Eksploatacione (t)
Škriljac 136.913.079,5 132.805.610
Ugalj 1.352.759,74 1.312.177
Otkrivka 255.799.950 m3 258.020.162 m3
21KAPACITET PROIZVODNJE I VEK EKSPLOATACIJE
Godišnji kapacitet površinskog kopa od -
5.000.000 t uljnih škriljaca. Godišnji kapacitet
na otkrivci - 9.715.000 m³ c.m. Rad na
površinskom kopu bice organizovan - 330 radnih
dana/godini. Kapaciteti na uljnim
škriljcima Dnevni kapacitet (1
m³1,85t) 5.000.000/330 15.151,51 t/dan
8.190 m³ c.m./dan Kapaciteti na
otkrivci Dnevni kapacitet 9.715.000/330
29.439,39 m³ c.m./dan
22IDEJNO REŠENJE POVRŠINSKOG KOPAKapacitet
proizvodnje i vek eksploatacije
- Eksploatacione rezerve uljnih škriljaca u
ogranicenom površinskom kopu iznose 132.805.610 t
i 1.312.177 t uglja. - Vek eksploatacije uljnih škriljaca otkopanih na
PK je - T 132.805.610 /5.000.000 26,56 godina.
- Za navedeni vek eksploatacije godišnje ce se
pored uljnih škriljaca otkopavati i ugalj u
kolicini od 49.404 t/god. -
23IDEJNO REŠENJE POVRŠINSKOG KOPATehnološki proces
eksploatacije
- Tehnološki proces obuhvata sledece faze rada
- - otvaranje površinskog kopa,
- - otkopavanje i utovar otkrivke,
- - otkopavanje i utovar uljnih škriljaca,
- - transport otkrivke do odlagališta,
- - transport uljnih škriljaca do postrojenja za
preradu i - - pomocni radovi.
24TEHNOLOŠKI PROCES EKSPLOATACIJE Izbor potrebne
opreme
- Na otkopavanju, utovaru i transportu uljnih
škriljaca predvidena je sledeca tehnološka
oprema - - Hidraulicni bager sa zapreminom kašike od 15
m³. - - Kamion nosivosti 110 t, sa zapreminom sanduka
od 75 m³. - Na otkopavanju, utovaru i transportu otkrivke
potrbna je sledeca oprema - - Hidraulicni bager sa zapreminom kašike od 20
m³. - - Kamion nosivosti 180 t, sa zapreminom sanduka
od 100 m³. - Na otkopavanju, utovaru i transportu uglja
- - Hidraulicni bager sa zapreminom kašike od 1 m³.
- - Kamion nosivosti 20 t, sa zapreminom sanduka od
15 m³.
25- Primena uljnih škriljaca
- - za proizvodnju elektricne energije,
- - za proizvodnju sirovog ulja kao osnovnog
proizvoda prerade - i gas kao nus proizvod prerade,
- - za prizvodnju generatorskog gasa kao osnovnog
proizvoda. - Korišcenje pepela iz uljanih škriljaca
- Sirovina za proizvodnju gradevinskog materijala
- Materijal za izgradnju puteva
- Stabilizaciona masa
- Zamena ili dodatak cementu
- Poljoprivreda
- Vezuje CO2
- Sirovina za hemijsku industriju, i dr.
26Tehnologija prerade uljnih škriljaca
- Industrijska prerada bituminoznih škriljaca
zapoceta je u 19. veku i traje sve do današnjih
dana, ali nikada nije bila narocito velika.
Zavisila je prvenstveno od trenutnih prilika i
mogucnosti snabdevanja energijom u pojedinim
zemljama. Industrijska prerada bituminoznih
škriljaca danas u svetu sprovodi se, u manjoj ili
vecoj meri, u nekim zemljama, kao što su
Estonija, Brazil i Kina. - Suština svakog procesa retortovanja-dobijanja
ulja iz škriljaca sastoji se u tome da se u
odredenoj retorti (peci) vrši zagrevanje
škriljaca na temperaturi 450-550 C na kojoj se
vrši razlaganje organske materije (kerogena) iz
škriljaca, pri cemu se jedan njen deo dobija kao
tecna komponenta (ulje), drugi deo kao gasna
komponenta (gas), a treci u vidu ugljenickog
taloga koji ostaje u preradenom škriljcu
(polukoks).
2786 kg ulja 430 Nm3 retotnog gasa 700 kg pepela
28Tehnološki postupak prerade uljnih škriljaca
29(No Transcript)
30Iskorišcenje otkopanih uljnih škriljaca
31ZAGAÐIVACI VAZDUHA PRI SAGOREVANJU ULJNIH
ŠKRILJACA Glavni zagadivaci vazduha tokom
sagorevanja uljnih škriljaca su oksidi azota,
sumpor dioksid, hlorovodonik i cvrste cestice.
Najštetniji gas koji se emituje je CO2 (0,36
t/barelu). Sagorevanjem škriljaca u TE za
dobijanje elektricne energije, emisija CO2 je
znatno veca, jer se pri dobijanju
ulja-retortovanjem ugljenik ,,C,, najvecim delom
pretvara u ulje. Koncentracija zagadivaca
vazduha u izduvnim gasovima, prvenstveno zavisi
od tehnologije sagorevanja i režima sagorevanja,
dok je emisija cvrstih cestica odredena
efikasnošcu uredaja za hvatanje pepela u letu.
32Emisija štetnih gasova iz automobila
Podstaknute ekološkim problemima, sve znacajnije
svetske organizacije su dugo pokušavale da
pronadu adekvatno rešenje, što je rezultiralo
potpisivanjem tzv. Kyoto sporazuma 1997. godine.
Ovim sporazumom su države potpisnice preuzele na
sebe obavezu da, izmedu ostalog, preduzmu
odgovarajuce aktivnosti radi smanjenja emisije
štetnih gasova u atmosferu. Evropska Unija, kao
jedna od najznacajnijih ekonomskih grupacija,
nastoji takode da pruži doprinos rešavanju ovog
problema. Istraživanjem je utvrdeno da saobracaj
ucestvuje sa oko 17 u ukupnoj emisiji štetnih
materija, narocito ugljen-dioksida, dok na
putnicke automobile otpada 7. Nakon razmatranja
brojnih mogucih rešenja, Komisija Evropske
Unije je izradila predlog, koji je usvojio
Evropski parlament aprila 2009. godine, prema
kome putnicki automobili jednog proizvodaca, ne
smeju u proseku da prekorace iznos emisije
ugljen-dioksida od 130 grama po predenom
kilometru.
33 MOGUCI UTICAJ NA ŽIVOTNU SREDINU
Predvidena eksploatacija uljnih škriljaca
može znacajno uticati na promenu sadašnjeg režima
covekove sredine. Svake godine iz površinskog
kopa treba da se izvadi masa od oko 10 miliona m³
otkrivke. To zahteva angažovanje znacajne
površine zemljišta za smeštaj otkrivke i pepela
iz sagorelih škriljaca. Zbog toga treba uporedo
sa projektovanjem eksploatacije vršiti i
projektovanje rekultivacije zemljišta. U idejnom
rešenju otkopavanja uljnih škriljaca odlaganje
jalovine je predvideno na odlagalištu
Vodenicište. Zapremina odlagališta je
12.326.740 m³ i dovoljna je da primi mase
otkrivke iz faze otvaranja i postizanja
projektovanog dna površinskog kopa. Spoljašnje
odlagalište površinskog kopa Dubrava, ima
površinu od 41 ha 56 ara 69 m²
34MOGUCI UTICAJ NA ŽIVOTNU SREDINU Poseban
problem može predstavljati smešaj preradenog
škriljca-pepela. Ovde su moguce dve varijante -
prva, ukoliko se sagradi cementara onda ce veci
deo od oko 3,5 miliona tona ove šljake (pepela)
biti pretvoren u cement i nece predstavljati
problem odlaganja, ali u tom slucaju javlja se
cementara kao zagadivac okoline, pa nju treba
locirati dalje od naseljenih mesta i primeniti
sve savremene zaštitne mere protiv zagadivanja
okoline. - druga, ako se ne gradi cementara,
mora se blagovremeno izuciti i projektovati
najpogodniji nacin smeštaja ovih 3,5 miliona tona
pepela i šljake.
35Ekološki aspekt prerade uljnih škriljaca
36Studije o distribuciji mikroelemenata u uljnim
škriljcima Aleksinackog ležišta
- Informacije o sadržaju, distribuciji i nacinu
pojavljivanja mikroelemenata, a narocito
potencijalno toksicnih (As, Be, Cd, Co, Cr, Cu,
Hg, Mn, Ni, Pb, Sb, Se) i radioaktivnih (U i Th)
u cvrstim fosilnim gorivima su od velikog
znacaja, pogotovu ako se oni koriste za
površinsko retortovanje ili sagorevanje u
termoelektranama. Na osnovu ovih podataka može se
predvideti stepen zagadenja vazduha, zemljišta i
podzemnih i površinskih voda tokom sagorevanja,
odlaganja pepela i šljake, kao i moguci negativan
uticaj na zdravlje ljudi. - Razlicita dokumentovana ispitivanja (Suderman,
1979 iz Querol et al., 1995) su pokazala da
odredene kolicine As, Cd, Cr i Ni izazivaju
kancer kod ljudi, dok Be, Cd, Co, Cr, Mn, Ni, Pb
imaju kancerogeno dejstvo na životinje. Osim
kancerogenih i mutagenih (As i dr.) efekata,
konstatovana su razlicita oboljenja respiratornih
organa, rede i kožnih. Ova oboljenja nastaju na
podrucjima u kojima se vrši sagorevanje fosilnih
goriva koja imaju visok sadržaj organski vezanih
elemenata (berilijum, Eskenazy, 2006), a koji
sagorevanjem dospevaju u atmosferu. -
37Studije o distribuciji mikroelemenata u uljnim
škriljcima Aleksinackog ležišta
-
- Za ostvarenje ovog cilja u intervalima od po
jedan metar uzorkuje se cela relevantna sekvenca
Aleksinacke produktivne serije, cime se
obezbeduje 80 do 100 uzoraka. Ovi uzorci ce biti
analizirani u Laboratorijama Rudarsko-geološkog
fakulteta, kao i u Acme Analytical Laboratories
Ltd., Vancouver, BC (Kanada), gde bi se obavila
analiza 41 mikroelementa. -
- Ovakvo sveobuhvatno istraživanje bi poslužilo kao
podloga za procenu uticaja eventualne
eksploatacije i prerade uljnih škriljaca na
životnu sredinu. Drugim recima, Studija o
distribuciji mikroelemenata u uljnim škriljcima
Aleksinackog ležišta bi omogucila pouzdanu
procenu uticaja rudarskih aktivnosti i prerade na
vazduh, zemljište, podzemne i površinske vode,
kao i moguci uticaj na ljude, floru i faunu. -
38Kalkulacija cena dobijanja uljnih škriljaca
- Na osnovu proracuna i dobijenih vrednosti pri
tehno-ekonomskoj analizi Elaborata, usvajaju se
troškovi prerade u iznosu od 44 /barelu. - Ovaj podatak je proveren i potvrdeno je da
operativni troškovi tehnološke prerade uljnih
škriljaca u Estoniji su približni toj vrednosti. - Navedenim troškovima prerade, neophodno je
dodati i troškove investicionog ulaganja koji
iznose 6,19 /barelu. - Tako da ukupni troškovi prerade iznose 446,19
50,19 /barelu. - Troškovi otkopavanja uljnih škriljaca
iznose(ekvivalent) 12,80 /barelu. - Ukupni troškovi proizvodnje sirove nafte iznose
12,80 /barelu 50,19 /barelu 62.9 /barelu,
odnosno 63 /barelu. -
39Izvor Energy Information Administration and
Bureaue of Labor Statistic, Januar 2011. Americki
statisticki biro
40(No Transcript)
41