Каменный уголь добыча


Добыча угля как индустриальная отрасль получила широкое распространение в начале ХХ века и по сей день продолжает относиться к одним из самых прибыльных видов добычи залежей полезных ископаемых. Уголь добывают в промышленных масштабах по всему миру.

Вопреки общепринятому мнению, данное ископаемое используется не только в виде качественного топлива. В середине ХХ века угольная промышленность дала мощный толчок к развитию научных исследований по выделению углеводородов из полезных ископаемых.

Где ведется добыча

Самые крупные страны, добывающие каменный уголь – КНР, США, Индия. Россия занимает 6 место в мировом рейтинге по его добыче, хотя по запасам входит в тройку лидеров.

В России добывают бурый, уголь, каменный уголь ( в т.ч коксующийся) и антрацит. Основные угледобывающие районы в России – это Кемеровская область, Красноярский край, Иркутская область, Чита, Бурятия, республика Коми. Есть уголь на Урале, Дальнем Востоке, на Камчатке, в Якутии, Тульской и Калужской областях. В России 16 угольных бассейнов. Один из самых крупных – Кузнецкий угольный бассейн или Кузбасс, там добывается больше половины каменных углей России.

Как добывают каменный уголь

В зависимости от глубины залегания угольного пласта, его площади, формы, толщины, различных географических и экологических факторов выбирается определенный метод добычи угля. К основным таким способам относятся следующие:


  • шахтный;
  • разработки в угольном карьере;
  • гидравлический.

Кроме того, существует добыча угля открытым способом, при условии что угольный пласт залегает на глубине не более ста метров. Но данный способ по форме очень схож с карьерными угольными разработками.

Шахтный способ

Этот метод применяется при добыче угля с больших глубин и имеет неоспоримое преимущество перед открытыми методами углевыработки: уголь на большой глубине более качественный и практически не содержит примесей.

Шахтный способ добычиДля доступа к угольным пластам бурят горизонтальные или вертикальные туннели (штольни и шахты). Известны случаи угольных разработок на глубине до 1500 метров (шахты «Гвардейская», «Шахтерская-Глубокая»).

Подземную добычу угля относят к одной из самых сложных специализаций ввиду ряда опасностей:

  1. Постоянная угроза прорыва подземных вод в шахтный ствол.
  2. Постоянная угроза прорыва сопутствующих газов в шахтный ствол. Кроме возможного удушья, особая опасность – взрывы и пожары.
  3. Несчастные случаи в связи с высокой температурой на больших глубинах (до 60 градусов), неосторожным обращением с оборудованием и т.д.

Данным способом из земных недр извлекают примерно 36 % мировых запасов угля, что составляет 2625,7 млн т.

Открытый способ

Разработки по добыче угля в угольном карьере относятся по своей классификации к открытому способу добычи угля, поскольку не требуют бурения шахт и штолен на большую глубину.

Открытый способ длобычи угляЭтот способ добычи заключается в подрыве и удалении вскрыши (пласта лишних пород над угольными залежами) с места разработок. После этого при помощи экскаваторов, водяных пушек, бульдозеров, дробилок, драглайнов и конвейеров происходит дробление породы и передача её дальше.

Данный способ добычи угля считается менее безопасным, чем закрытый (шахтный). Но и он имеет определенные факторы риска, связанные с неосторожным обращением с оборудованием и крупногабаритным транспортом, возможностью отравления выхлопными газами и сопровождающими машинную деятельность веществами.


Существенным минусом данного способа считается нанесение большого вредя окружающей среде вследствие снятия большой площади земельного слоя и сопутствующих ему природных элементов.

Открытый способ добычи угля считается одним из самых распространенных в мире – с его помощью добывается более 55% угля в год, что составляет 4102,1 млн т.

Источник: greenologia.ru

Общая информация

Каким образом формировался каменный уголь? Образование его включает в себя многие процессы, происходящие в природе.

Появился каменный уголь на Земле примерно 350 млн лет назад. Если объяснить по-простому, произошло это следующим образом. Стволы деревьев, падая в воду с прочей растительностью, постепенно образовывали огромные слои органической неразложившейся массы. Ограниченный доступ кислорода не давал разложиться и сгнить этому месиву, которое постепенно под своим весом погружалось все глубже. В течение длительного времени и в связи со смещением пластов земной коры эти слои ушли на значительную глубину, где под воздействием повышенных температур и большого давления произошло преобразование данной массы в уголь.

Ниже более подробно рассмотрим, как появился каменный уголь, образование которого очень интересно и любопытно.

Виды угля

На современных угольных месторождениях мира добывают разные виды каменного угля:


1. Антрациты. Это самые твердые сорта, добываемые с больших глубин и имеющие самую большую температуру сгорания.

2. Каменный уголь. Многие его сорта добываются открытым способом и в шахтах. Данный вид самый распространенный в сферах деятельности человека.

3. Бурый уголь. Это самый молодой вид, образовавшийся из остатков торфа и обладающий самой низкой температурой сгорания.

Все перечисленные формы каменного угля залегают пластами, а места их скопления называют угольными бассейнами.

Теории происхождения угля

Что такое каменный уголь? Проще говоря, данная осадочная порода представляет собой накопленные, со временем уплотненные и переработанные растения.

Существуют две теории, более популярной из которых является та, которой придерживаются многие геологи. Она заключается в следующем: растения, из которых состоит каменный уголь, скапливались в больших торфяных или пресноводных болотах в течение многих тысяч лет. Данная теория предполагает рост растительности в месте обнаружения пород и имеет название «автохтонная».

Другая теория основывается на том, что угольные пласты накопились из перенесенных из других мест растений, которые и отложились на новом участке в условиях затопления. Иными словами, уголь произошел из перенесенного растительного мусора. Вторая теория называется аллохтонной.

В обоих случаях источник образования каменного угля – растения.

Почему этот камень горит?


Основной химический элемент в угле, обладающий полезными свойствами, – углерод.

В зависимости от условий образования, процессов и возраста пластов каждое месторождение каменного угля содержит свой определенный процент углерода. Данный показатель и определяет качество природного топлива, поскольку уровень теплоотдачи связан напрямую с количеством окисляемого в процессе горения углерода. Чем выше теплота сгорания данной породы, тем она наиболее пригодна в качестве источника тепла и энергии.

Что такое каменный уголь для людей всего мира? В первую очередь это самое лучшее топливо, пригодное для разных сфер жизнедеятельности.

Об окаменелостях в угле

Виды растений ископаемых, обнаруживаемых в угле, не подтверждают автохтонную теорию происхождения. Почему? Например, деревья плауны и папоротники гигантские, характерные для угольных отложений Пенсильвании, могли произрастать в болотистых условиях, в то время как другие ископаемые растения того же бассейна (хвойное дерево или гигантский хвощ и пр.) предпочитали более просушенные почвы, а не болотистые места. Выходит, что они были перенесены каким-то образом в эти места.

Как появился каменный уголь? Образование в природе его удивительно. В угле часто встречаются и морские ископаемые: моллюски, рыбы и брахиоподы (или плеченогие). В пластах угля также встречаются угольные шарики (округлые скомканные массы прекрасно сохранившихся ископаемых растений и животных, в том числе и морских). Например, маленький морской червь кольчатый обычно обнаруживается прикрепленным к растениям в углях Северной Америки и Европы. Относятся они к каменноугольному периоду.


Залегание в угольных осадочных породах морских животных вперемежку с неморскими растениями говорит о том, что смешались они в процессе перемещения. Удивительные и длительные процессы происходили в природе, прежде чем окончательно сформировался каменный уголь. Образование его именно таким образом подтверждает аллохтонную теорию.

Удивительные находки

Наиболее интересные находки в слоях угля – это стволы деревьев, вертикально залегающих. Они часто пересекают огромные толщи пород перпендикулярно к напластованию угля. Деревья в таком вертикальном положении нередко встречаются в пластах, связанных с угольными отложениями, а чуть реже – в самом угле. Многие придерживаются мнения о перемещении и стволов деревьев.

Удивительным является то, что осадочные породы должны были настолько быстро накапливаться, чтобы покрыть эти деревья до того, как они испортились (сгнили) и упали.

Вот такая довольно интересная история формирования породы под названием каменный уголь. Образование в недрах земли подобных слоев является поводом для дальнейших исследований в поисках ответов на многочисленные вопросы.

Откуда глыбы в угле?

Впечатляющей внешней особенностью угля является содержание в нем огромных глыб. Эти крупные глыбы на протяжении уже более ста лет обнаруживаются в угольных пластах многих месторождений. Средний вес 40 глыб, собранных в месторождении угля Западной Вирджинии, составлял около 12 фунтов, а крупнейший – 161 фунт. Причем многие из них представляли собой метаморфическую или вулканическую породу.

Исследователь Прайс предположил, что они могли перенестись в месторождение каменного угля в Вирджинии издалека, вплетаясь в корни деревьев. И данное заключение тоже поддерживает аллохтонную модель образования угля.


Заключение

Множество исследований доказывают истинность именно аллохтонной теории формирования каменного угля: наличие останков наземных и морских животных и растений подразумевает их перемещение.

Также исследования доказали, что метаморфизм данной породы не требует длительного времени (миллионы лет) воздействия давления и тепла – он может образоваться и в результате быстрого нагревания. А вертикально расположенные в угольных осадках деревья подтверждают довольно быстрое накопление остатков растительности.

Источник: www.syl.ru

Необходимость добычи угля

В мировой энергетике среди фундаментальных топливных ресурсов на долю угольной составляющей приходится пятая часть (23%), при производстве электроэнергии она равна 38%, а в металлургии доходит до 70%. Точно так же, как и другие углеводородные ископаемые (нефть, газ), он является невосстанавливаемым ресурсом.


Сейчас на основе угля производят порядка 40% всей электроэнергии, однако так было не всегда. К примеру, в 1960 году на его долю приходилось производство половины электроэнергии, но спустя десятилетие его доля составляла всего одну треть. Такое снижение использования было связано с высоким уровнем загрязнений, которые он вызывал по сравнению с газом. Основные загрязнения приходятся на неполностью сгоревшие фракции и выделяемый углекислый газ.

Ежегодное увеличение стоимости газа и нефти привели к возникновению тенденции возврата на относительно дешевые угли. Китай, Индия и Япония оповестили о составлении планов по увеличению доли их использования. По прогнозам, уровень потребления будет расти на 1,5% ежегодно.

Общий объем добычи угля всех классов составляет порядка 5 млрд тонн в год. Угольная промышленность является неотъемлемым звеном ТЭК, три четверти мощностей угледобывающей отрасли идет на производство топлива, остальное становится сырьем для химической промышленности.

Помимо традиционного использования его также применяют для изготовления:

  • синтетического горючего жидкой фракции,
  • метана,
  • электродных и футеровочных компонентов,
  • углеводородных адсорбентов,
  • гуминовых препаратов.

Россия занимает лидирующие позиции в торговле и производстве угля. После распада СССР была произведена реструктуризация, в результате которой производство коксующего угля полностью перешло в частный сектор. Добываемый на территории России уголь имеет достаточно большой разброс по качеству и расходам на добытую тонну, колебания составляют от $17/т до $60/т.

где добывают

Запасы угля в России


Российские недра обладают очень большими запасами угля, которые сконцентрированы в так называемых угольных бассейнах и месторождениях. Под бассейном понимают обширные территории площадью не ниже 10 тысяч км2, которые содержат пласты углей, сформированных в одно время и при одинаковых условиях. Угольные месторождения представляют собой образования поменьше с характерной геологической структурой.

Главные залежи сконцентрированы в труднодоступных восточных регионах: Сибирь и вся территория к востоку за ней содержит порядка 76% от общего числа.

Передовые научные технологии позволили снизить затраты на добычу, что вернуло ему утраченную за последние годы популярность. Эти инновации позволили России получать высококачественный энергетический уголь. Однако он все же уступает по своим свойствам австралийскому и североамериканскому.

способы добычи

Месторождения

На данный момент насчитывается порядка 26 угольных бассейнов и более 600 месторождений, разработаны более 70 шахт и 120 разрезов, которые перерабатываются на почти 200 заводах общей мощностью 400 млн т.

где добывают

Крупнейшие объекты


Если лидер по запасам угля Сибирь, то Кемеровская область занимает главенствующее положение по их разработанной части.

Крупнейшие угольные бассейны:

  • Кузнецкий,
  • Канско-Ачинский,
  • Печорский,
  • Минусинский,
  • Восточно-Донецкий,
  • Иркутский,
  • Тунгусский,
  • Подмосковный,
  • Кизеловский,
  • Ленский.

Значение каждого угольного бассейна определяется характеристиками добываемых углей, общим их количеством в залежах, удобством транспортного сообщения, удобством организации промышленного производства в регионе добычи.

факторы размещения

Кузбасс

Добыча породы угленосных отложений ведется всеми доступными способами. Себестоимость добычи средняя. Добываемый уголь отличается высококачественными характеристиками: зольность — на уровне 9-20%, серы всего порядка 0,2-0,5%, теплота сгорания колеблется от 6000 ккал/кг до 9000 ккал/кг. Резервы, расположенные в Кемеровской области, по своему объему составляют порядка 700 миллиардов тонн. Средняя глубина шахт — 0,2 км.

На территории бассейна работают 3 гидрошахты и 25 углеобогатительных предприятий.

В Прокопьевско-Киселевском регионе используется станция подземной газификации угля. Практически все процессы по добычи механизированы, в шахтах и разрезах работает просто огромное количество техники.

Из недр этих исполинских шахт каждый день может добываться около 10 тысяч тонн, со временем планируется расширить этот объем. Центры по добычи находятся в Кемеровском, Беловском, Бунгуро-Чумышском, Ерунаковском и других районах.

министерство энергетики и угольной промышленности

Канско-Ачинский бассейн

Максимально добытый объем составил 56 млн тонн, это было в 1991 году. Исследования показали, что запасы угленосных отложений в Канско-Ачинском бассейне позволяют добывать до 1 млрд тонн в год.

На территории бассейна расположено порядка 30 месторождений и 7 угленосных площадей, самые крупные из них:

  • Абанское,
  • Барандатское,
  • Березовское,
  • Боготольское,
  • Бородинское,
  • Итатское,
  • Урюпское,
  • Назаровское,
  • Саяно-Партизанское.

Преимущественно здесь буроугольные отложения, зольность которых составляет 5-11%, влажность — не выше 30%, теплотворность в среднем на уровне 3000 ккал/кг. В золе содержится СаО 25-61%, а вот наличие токсичных и радиоактивных элементов незначительно.

Центральные города этого региона — Красноярск, Ачинск, Бородино, Канск, Назарово, Шапырово.

способы добычи

Печорский

Расположен в республике Коми и в Ненецком автономном округе, занимает территорию площадью 90 тысяч км². Объем угленосной породы в этом бассейне равен примерно 350 млрд т.

Шахты находятся возле Воркуты и Инты. Ежегодно объем добычи составляет порядка 13 млн тонн, который перерабатывается заводами, находящимися поблизости. До 2000 года добыча производилась подземным способом, слои угленосной породы располагаются на глубине свыше километра. Добыча углей в этом регионе имеет высокую себестоимость из-за холодных климатических условий.

Состав угленосных отложений в этом регионе в основном обусловлен коксующимися углями и антрацитом. Мощность пластов составляет 1,5 метра. Условия добычи очень сложные.

где добывают

Иркутский

Находится на юге от Иркутска, протяженность его составляет 500 км, общая площадь равна 42,7 тыс км², разделен на две части: Прибайкальскую и Приясаянскую.

Объем залежей угля оценивается в 7,7 млрд т, содержит 16 угленосных районов и около 20 крупных месторождений как бурого, так и каменного угля.

К самым большим относят:

  • Абанское,
  • Барандасткое,
  • Березовское,
  • Боготольское,
  • Бородинское,
  • Итатское,
  • Урюпское,
  • Назаровское,
  • Саяно-Партизанское.

Бассейн сформирован в геологическом Предсаянском прогибе, из-за чего толщина залегания слоя изменяется от 75 до 750 км, мощность слоев составляет от 2 до 9 метров. Состав углей обладает неоднородной структурой и карстовыми образованиями. Угли преобладают гумусовые — 87%, меньше гумусо-сапропелевых и сапропелевых, их зольность составляет 18-31%, бывают малосерные и высокосерные виды, применяют его преимущественно для коксования и газификации.

Объем добычи составляет более 40 млн тонн в год. Самые крупные разрезы — это Бородинский, Назаровский, Переясловский и Канский.

министерство энергетики и угольной промышленности

Донбасс

Месторождения сформированы на заливах и лиманах высохшего древнего океана Тетиса, занимают территорию площадью порядка 58 тыс км², пласты залегают на глубине до 1800 метров, мощность которых в среднем равна 1 метру. Суммарная величина залежей оценивается в 142 млрд т. Этот угольный бассейн находится на первом месте по значению и объемам добычи.

В его недрах содержится:

  • антрацита — 14 млрд т,
  • газовых углей — 28 млрд т,
  • коксующихся — порядка 10 млрд т,
  • тощих — 6 млрд т.

Строение углей достаточно однородно, средняя теплотворность составляет 21,2-26,7 МДж/кг. Они малофосфористые и газоносны. Центрами добычи стали города Донецк, Покровск, Макеевка, Лисичанск, Красный Луч и другие.

способы добычи

Минусинский

Находится в одноименной впадине между Западным Саяном и Кузнецким Алатау. Запасы залегают на глубине 1800 метров, их количество составляет около 26,7 млрд тонн, из которых разведано только 4,9 млрд тонн.

Крупнейшие месторождения:

  • Черногорское,
  • Изыхское,
  • Аскизское,
  • Бейское.

Добыча производится разными способами, объем составляет 5,6 млн тонн в год. В основном встречаются газовые и длиннопламенные угли, мощность слоев — 2-3 метра. Угли среднезольные, малофосфористые и малосернистые.

Условия добычи благоприятные, осложнения возникают лишь из-за повышенного притока воды.

факторы размещения

Подмосковный

Находится на территории Новгородской, Тульской, Ленинградской, Калининской, Смоленской и Рязанской областей. Основная добыча производится в Тульской области, начиная с 1855 года.

Площадь угленосных отложений составляет порядка 120 тысяч км2, глубины залегания — около 200 метров. Общие запасы составляют 11,8 млрд тонн, из которых разведано 5,3 млрд тонн.

Показатели углей:

  • влажность – 32,5%,
  • зольность – 31%,
  • содержание серы – 3%,
  • теплота сгорания – 38,2 МДж.

В основном месторождения представляют собой разобщенные пластовые и линзообразные залежи нетипичной конфигурации. Разработка производится подземным способом, некоторые залежи с небольшой вскрышей — открытым. В год извлекается порядка 35 млн тонн.

факторы размещения

История добычи угля

Первое упоминание относится к бронзовому веку — в то время его использовали для создания погребальных костров в Уэльсе, о чем писал Аристотель в своих трудах. В юго-восточной части США жившие в то время там индейцы-хопи применяли его для проведения ритуальных церемоний и для приготовления еды. В 13 веке Марко Поло в своих трудах подробно рассказывал о повсеместном использовании угля в Китае.

Первыми начали разрабатывать угли, расположенные на поверхности. Их выработка в 14 веке привела к созданию шахт и подземных разработок. Однако с погружением под землю появились трудности с откачкой воды, что было возможным только рядом с водяными мельницами, которые исполняли роль насосов. В 1710 году эту проблему удалось преодолеть с помощью двигателей. Поднятие углей на поверхность — тоже трудоемкая операция, которую в то время осуществляли путем наполнения и поднятия корзин силами людей. Так продолжалось до внедрения парового двигателя в 1840 году.

Расширение добычи привело к промышленному буму и явлению, которое после получило название промышленная революция. К 1900 году США и Великобритания стали лидерами в производстве угля.

Начиная с 1920 года, на смену углю пришла нефть, а с 1980 года и газ, что сократило объемы его добычи. Однако в современных реалиях наблюдается увеличение его потребления, что обусловлено его дешевизной.

факторы размещения

Особенность размещения предприятий

От мест залегания угленосных отложений напрямую зависит топливно-энергетический потенциал региона. Крупные энергетические комплексы, как правило, формируются на основе угольных бассейнов, например, Кузнецкий, Канско-Ачинский, Печорский и другие.

Факторы размещения, определяющие расположение угольного производства:

  • география местности,
  • макроэкономические особенности,
  • производственные особенности,
  • социальный.

Сложность горно-геологических и климатических условий обуславливает возможность применения технологий для добычи и обработки углей. Для снижения себестоимости такие производства стараются размещаться как можно ближе к местам их добычи.

где добывают

Способы добычи

Геологическая специфика залегания угленосных отложений во многом определяет выбор способа их добычи.

Геологические особенности, от которых зависит выбор метода добычи:

  1. Положение пласта или, как его еще называют, падение. Определяется углом наклона залегания пласта к плоскости горизонта. Чем круче падение, тем трудозатратнее его извлечение.
  2. Плотностей угленосных отложений, наличие пустот. От этого фактора зависит выбор горнодобывающего оборудования.
  3. Глубина залегания.
  4. Гидрология местности.
  5. Характеристики окружающей среды, которые определяют, будет ли отработанная порода кислотообразующей или нет.

Варианты извлечения углей разные, выбор конкретного зависит от комбинации факторов, которые были перечислены выше. Существуют два основных типа добычи: открытый и подземный.

россия угольная промышленность (главный ключ)

Открытый

Проводится путем снятия поверхностного слоя специализированной техникой, является самым экономичным. На его долю приходится 70% разработок всех месторождений.

Открытые угольные разработки применимы для разных объемов добычи — от 1 млн до 10 млн в год.

Однако, помимо очевидных достоинств и дешевизны, есть существенный недостатки:

  • нанесение сильных разрушений природной среде,
  • создание глубоких карьеров,
  • удаление плодородного слоя.

Восстановление экологии разработанных земель является неотъемлемой частью открытого способа добычи.

министерство энергетики и угольной промышленности

Закрытый

Применяют для извлечения угленосного слоя с больших глубин. При таком методе добычи конечный продукт получается высококачественный и без примесей. Этот тип извлечения требует использования высокотехнологичного оборудования, которое применяют для создания доступа к слою и его поднятию на поверхность.

Недостатки закрытого метода:

  • дороговизна, возникающая из-за необходимости использовать высокотехнологичное оборудование,
  • опасность взрывов и пожаров,
  • угроза затопления подземными водами,
  • вероятность удушья от недостатка кислорода и высоких температур.

Таким образом извлекают 36% всего добываемого угля, это около 2,63 млдр т.

способы добычи

Экономическое значение

Начиная с 1970 года, российское правительство начало переориентировать энергетический комплекс на использование газа. Перед Министерством энергетики и угольной промышленности стояла задача обеспечить более быстрые темпы роста энергетики в сравнении с промышленностью.

Ежегодное увеличение объемов добычи угля, начиная с 1999 года, происходит с недостаточной скоростью. В российском энергобалансе на долю угля приходится только 18%, хотя средний показатель по миру — около 40%. Такой низкий показатель не может обеспечить энергетическую безопасность страны.

Рост цен на нефть и газ в очередной раз заставляет обратить внимание на угольный ресурс. В 2007 году министром угольной промышленности была принята схема размещения энергообъектов до 2020 года, согласно которой произойдет снижение доли газовых станций на 30-35%, а работающих на угле возрастет до 31-38%. Изменения коснутся и топливного баланса, доля газа должна уменьшиться с 68% до 50%.

запасы угля

Проблемы

Серьезный кризис в период с 1991 года по 1994 привел к снижению объемов добычи и экспорта в два раза. Больше половины российский каменноугольных шахт (порядка 60%) имеют срок службы 20 лет, однако, несмотря на это, в них ни разу не была произведена реконструкция за весь период эксплуатации. Также во времена СССР они поддерживались государственными дотациями. Свободные рыночные цены и отсутствие господдержки в итоге провели черту окупаемости, ниже которой оказалось несколько компаний, что привело к закрытию ряда шахт из-за их нерентабельности.

Адаптация к новым условиям рынка завершилась к 2010 году, во время которого ситуация значительно улучшилась: объем добычи уже составил 320 млн тонн, также возобновился рост инвестиций.

Разработка и обслуживание уже существующих угольных бассейнов требует рабочей силы, однако в этом вопросе наблюдается существенный дефицит. Такое положение вещей связано с низкими зарплатами и тяжелыми условиями труда. Также многие места разработок находятся в труднодоступных регионах и суровых климатических условиях. Комплексное влияние этих факторов на фоне невысоких зарплат создает недостаток рабочей силы.

факторы размещения

Перспективы развития

Уголь является для России важным ресурсом, научный и высокотехнологичный подход к обработке которого может стать надежным источником бюджетных средств.

В развитии угольной промышленности выделяют несколько перспектив:

  1. Углехимия.
  2. Коксохимия — производство металлургического кокса и сопутствующих элементов.
  3. Производство наноматериалов.
  4. Разработка экологичных способов сжигания углей.
  5. Изготовление строительных материалов из переработанных отходов угольной промышленности.
  6. Дегазация угольных пластов.

Общее повышение рентабельности угольной промышленности может быть достигнуто широкомасштабной дегазацией угольных пластов.

факторы размещения

способы добычи

Источник: tvercult.ru

Как образуется каменный уголь

Для образования угля необходимо огромное количество растительной массы. И лучше, если растения накапливаются в одном месте и не успевают разлагаться полностью. Идеальное место для этого – болота. Вода в них бедна кислородом, что препятствует жизнедеятельности бактерий.

В болотах накапливается растительная масса. Не успевая полностью сгнить, она спрессовывается следующими отложениями почвы. Так получается торф – исходный материал для угля. Следующие пласты почвы как бы запечатывают торф в земле. В результате он полностью лишается доступа кислорода и воды и превращается в угольный пласт. Процесс этот длительный. Так, большая часть современных запасов каменного угля образовались в эпоху палеозоя, т. е. более 300 млн. лет назад.

Характеристики и виды каменного угля

Каменный уголь добыча

(Бурый уголь)

Химический состав угля зависит от его возраста.

Самый молодой вид – бурый уголь. Он залегает на глубине порядка 1 км. Воды в нем еще много – около 43%. Содержит большое количество летучих веществ. Хорошо воспламеняется и горит, но тепла дает мало.

Каменный уголь – этакий "середнячок" в этой классификации. Залегает он на глубинах до 3 км. Так как давление верхних пластов больше, то и содержание воды в каменном угле меньше – около 12%, летучих веществ – до 32%, зато углерода содержится от 75% до 95%. Он также легко воспламеняется, но горит лучше. А за счет малого количества влаги дает больше тепла.

Антрацит – более древняя порода. Залегает на глубинах порядка 5 км. В нем больше углерода и практически нет влаги. Антрацит – твердое топливо, плохо воспламеняется, зато удельная теплота сгорания самая высокая – до 7400 ккал/кг.

Каменный уголь добыча

(Уголь антрацит)

Впрочем, антрацит – это не конечная стадия преобразования органического вещества. Попадая в более жесткие условия, уголь трансформируется в шунтит. При более высоких температурах получается графит. А испытывая сверхвысокое давление, уголь превращается в алмаз. Все эти вещества – от растения до алмаза – состоят из углерода, только молекулярная структура разная.

Помимо основных "ингредиентов" в состав угля часто входят различные "породы". Это примеси, которые не сгорают, а образуют шлак. Содержится в угле и сера, причем ее содержание обуславливается местом образования угля. При сгорании она взаимодействует с кислородом и образует серную кислоту. Чем меньше примеси в составе угля, тем выше ценится его сорт.

Месторождение каменного угля

Каменный уголь добыча

Место залегания каменного угля называют угольным бассейном. В мире известно свыше 3,6 тысяч угольных бассейнов. Их площадь занимает около 15% территории земной суши. Самый большой процент залежей мирового запаса угля в США – 23%.На втором месте – Россия, 13%. Замыкает тройку стран-лидеров Китай – 11%. Самые крупные залежи угля в мире находятся в США. Это Аппалачский каменноугольный бассейн, чьи запасы превышают отметку в 1600 млрд. тонн.

В России самый большой угольной бассейн – Кузнецкий, что в Кемеровской области. Запасы Кузбасса составляют 640 млрд. тонн.

Перспективна разработка месторождений в Якутии (Эльгинское) и в Тыве (Элегестское).

Добыча каменного угля

Каменный уголь добыча

В зависимости от глубины залегания угля применяют либо закрытый способ добычи, либо открытый.

• Закрытый, или подземный метод добычи. Для этого метода строят шахтные стволы и штольни. Шахтные стволы строят, если глубина залегания угля 45 метров и выше. От нее ведут горизонтальный тоннель – штольню.

Существуют 2 системы закрытой добычи: камерно-столбовая и добыча длинными очистными забоями. Первая система менее экономична. Ее используют лишь в тех случаях, когда обнаруженные пласты мощные. Вторая система гораздо безопаснее и практичнее. Она позволяет извлекать до 80% породы и равномерно доставлять уголь на поверхность.

• Открытый метод применяют, когда уголь залегает неглубоко. Для начала проводят анализ твердости почвы, выясняют степень выветриваемости почвы и слоистость покрывающего слоя. Если грунт над пластами угля мягкий, достаточно использования бульдозеров и скреперов. Если верхний пласт толстый, то пригоняют экскаваторы и драглайны. Пролегающий над углем мощный слой твердой породы взрывают.

Применение каменного угля

Каменный уголь добыча

Область использования каменного угля просто огромна.

• Из угля добывают серу, ванадий, германий, цинк, свинец.

• Сам уголь – превосходное топливо.

• Используется в металлургии для выплавки железа, при производстве чугуна, стали.

• Полученную после сжигания угля золу используют в производстве строительных материалов.

• Из угля после его специальной обработки получают бензол и ксилол, которые используют в производстве лаков, красок, растворителей, линолеума.

• Путем сжижения угля получают первоклассное жидкое топливо.

• Уголь – сырье для получения графита. А также нафталина и еще ряда ароматических соединений.

В результате химической обработки каменного угля на сегодняшний день получают свыше 400 видов промышленных продуктов.

Источник: xn—-8sbiecm6bhdx8i.xn--p1ai


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.