Название бассейна вид добываемого угля каменный бурый


Молодо-зелено. Иносказательное выражение не подходит бурому углю. Геологи причисляют его к молодым породам. Бурому углю на Земле примерно 50 000 000 лет. Соответственно, порода формировалась в Третичный период.

В него входят эры Палеогена и Неогена. Иначе говоря, бурый уголь формировался, когда по планете уже ходили первые люди. Однако, не смотря на свою молодость,  порода вовсе не зелена. Ее цвет понятен из названия. Чем обусловлена бурая краска, разберемся ниже.

Свойства бурого угля

Цвет бурого угля обусловлен его основой. Это растительная масса, в основном, древесина. Она отчетливо видна в лингитах. Ряд геологов считают их отдельной породой, а прочие причисляют к разновидности бурого угля. В России придерживаются последней точки зрения.

Как бы ни было, уголь – это разложившаяся растительность. В эпохи, когда она была буйной, а стволы деревьев гигантскими, она оседала на дне болот. Там, в условиях дефицита кислорода, органика начинала разлагаться. Так вот в лингитах процесс на начальной стадии, еще можно увидеть куски древесины. Она тленна, но структура волокон прослеживается.


Бурый-уголь-Свойства-добыча-и-применение-бурого-угля-6

Классический бурый уголь – однородная масса. В нем уже трудно различить древесные волокна. Однако, до состояния чистого углерода органика еще не распалась. Поэтому, сохраняется коричневый цвет массы.

Присутствие в ней крупных частиц обуславливает рыхлость ископаемого. На кубический сантиметр породы приходится только 1 грамм массы. Углеводов в нем не более 60-ти процентов, а зачастую – всего половина.

И плотность, и насыщение породы углеводородами отвечают за энергоемкость. Бурый уголь – топливо низшей категории. Используют его, как правило, в подсобном хозяйстве. Промышленникам нужно энергоемкое топливо, сгорающее почти на 100%. После же сжигания героя статьи остается много золы.

Использование бурого угля – это оседание копоти на дымоходе, языки пламени, едкий дым. Розжиг облегчают летучие вещества, коих в буром угле около 10%. Еще 30% приходятся на воду, азот, кислород, серу. Для топлива все это лишнее.


Бурый-уголь-Свойства-добыча-и-применение-бурого-угля-1

Характеристика бурого угля на срезе – «подобие кому земли». Однако, такой породу делает присутствие воды. Стоит ей испариться, ископаемое рассыпается в пыль. Иначе говоря, не хватает вязких углеводородов, которые бы цементировали частицы породы.

Промышленники спрессовывают их. Без воды применение бурого угля немногим эффективнее. В обычном же виде сгорание 1-го килограмма породы дает не более 10 000 килокалорий. Средний показатель – 5 500 килокалорий.

Чем бурый уголь отличается от каменного?

Если максимальный возраст бурого угля 50 000 000, то каменного – 350 000 000 лет. Говоря иначе, самые древние образцы каменной породы образовались еще в Девонский период. Растительность тогда представляли, в основном, гигантские хвощи, а животные еще скрывались в морях.

До 21-го века оставалось 9 геологических эр. За них растительные остатки разложились и спрессовались так сильно, что превратились в реальный камень. Нет и следа от рассыпчатости бурого угля. Каменный вариант породы — реально камень.

Коричневый цвет древесины в каменном угле заменен на насыщенно-черный. Это краска углеводородов 1-го сорта. Их в породе чуть ли не 100%. Правда, это касается антрацита – последней стадии развития каменного угля. В обычном углеводородов от 72-ух до 90-та процентов.


Массу примесей можно определить на взгляд. Антрацит, к примеру, на разломе блестит. Это сияние так и именуют – угольный блеск. Примеси матируют породу. Запасы бурого угля, соответственно, всегда матовые. В противовес их  10 000 килокалорий на килограмм сгоревшего топлива приходятся 61 000. Таков показатель каменного угля.

Добыча бурого угля ведется с глубин примерно до километра. Со времен Девона наслоилась большая масса земли. Соответственно, каменный вариант породы извлекают с глубин около 3-ех километров.

Благодаря малому количеству примесей, каменный уголь сгорает почти без остатка, дает минимум копоти, не горит в привычном смысле. Выраженных языков пламени нет. Однако, ресурсов на разогрев плотного камня уходит больше, чем на поджог рыхлой бурой массы.

Это еще одна причина использования черной породы лишь промышленниками. У них есть печи, способные держать нужную температуру. Сжигание же бурого угля напоминает работу с сырыми дровами.

Месторождения и добыча бурого угля

Месторождения бурого угля на километровой глубине относятся к самым старым в классе, тем самым, которым 50 000 000 лет. Основные залежи еще юнее, следовательно, располагаются выше.


В России, к примеру, большинство пластов бурого угля находятся в 10-60-ти метрах от поверхности. Это располагает к открытой добыче ископаемого. Этим способом извлекают 2/3 отечественных запасов угля.

Они, кстати, распределены неравномерно. 60% приходятся на Сибирь. «Солтомское» месторождение, к примеру, разрабатывают на Алтае. Запасы породы составляют 250 000 000 тонн. Есть бурый уголь и в «Канско-Ачинском» бассейне.

Бассейнами залежи породы называют из-за ее «разлива» под землей. Уголь – это не жилы среди прочих пород и не компактные агрегаты, а обширные «блины». Они простираются на десятки и сотни километров. Так, в «Канско-Ачинском» бассейне только поверхностные запасы сосредоточены на площади в 45 000 квадратных километров.

В Сибири находится и бассейн бурого угля «Ленский» Его разрабатывают на территории Якутии. Затрагивает месторождение и Красноярский край. Общая площадь залежей – 750 000 квадратных километров. В них входит больше 2 000 000 000 000 тонн.  Кто запутался в нолях, речь о триллионах.

Купить бурый уголь с «Ленского» месторождения, не смотря на его обширность, дороже, чем с «Канско-Ачинского» или «Солтомского». Причина – сложности залегания породы в Якутии.

«Блин» ископаемого местами разорван и смят, то опускается под землю, то поднимается к поверхности. Последние участки, в большинстве, уже разработаны. Добыча из глубин затратней, что влияет на конечную цену породы.


На западе страны бурый уголь добывают в «Подмосковном» бассейне. В нем есть и каменная разновидность породы. Собственно, месторождение начало образовываться в Каменноугольном периоде. Он относится к Палеозойской эре. Судя по ее древности, бурой породы в бассейне быть не должно. Однако, что-то затормозило разложение части пластов.

На западе России расположился и «Печерский» бассейн угля. Его северное расположение затрудняет добычу ископаемого. К тому же, оно располагается на глубине в сотни метров. Приходится рыть шахты. Поэтому, из недр извлекают энергетические виды угля. Залежи бурого обходят стороной.

К перспективным месторождениям угля на севере России относят, так же, «Таймырское». Из названия понятно, что располагаются залижи на морской границе Красноярского края.

Пока, в этом районе ведется геологоразведка. Добыча ископаемого откладывается. Придется вновь прибегать к шахтам. Пока, не истощились открытые запасы породы.

Из общего числа месторождений угля в мире активно разрабатывают около 50-ти. Многие залежи остаются про запас и в России. Она, кстати, в лидерах добычи угля, но не на первом месте. Его заняли США. К угольнодобывающим там относятся штаты Техас, Пенсильвания, Алабама, Колорадо и Иллинойс.

У России по добыче каменного угля, куда включают и бурую породу, 2-е место в мире. Обычно, приводят десятку лидеров, замыкает которую Монголия. Но, укажем и бронзу. Она досталась КНР. Там разрабатывают бассейн «Шаньсина». Он занимает почти всю Великую китайскую равнину, заходя в Янцзы и Датун.


Применение бурого угля

Применение бурого угля зависит от его вида. Геологи выделяют 5. Первый —  «Плотны». Он наиболее ценен, граничит с каменным. Это темная, однородная, утрамбованная порода.

В ней максимальное для бурого угля количество углеводородов. Как и каменный вариант, «Плотное» ископаемое блестит, но не выражено. Такое топливо готовы использовать не только частники, но и мелкие котельные.

Второй вид бурого угля – «Землистый». Эта порода легко стирается в порошок. Сырье подходит для полукоксования. Так именуют переработку в вакууме при температуре около 500-от градусов Цельсия. Получается полукокс. Он хорошо горит, не дает дыма, а посему, используется и в быту, и в промышленности.

Третий вид бурого угля – «Смолистый». Он плотный и темный. Вместо антрацитового блеска присутствует смолистый. Такую породу перегоняют до жидкого углеводородного топлива и газа, как и торфяной уголь.

Последний немногим отличается от обычного торфа. С ним уголь, собственно, родственник. Обе субстанции являются продуктами разложения растительной органики. Считается, что торф – первая стадия, а угли, начиная с бурого, — последующие.


Остается упомянуть 5-ый вид бурого угля – «Бумажный». Его еще именуют «Дизодилом». Порода является истлевшей растительной массой. В ней еще четко просматриваются слои.

«Дизодил» можно разобрать по ним, словно слюду. Такой уголь, как правило, не находит применения. Остальные же виды – топливо в том или ином виде. Качественный бензин, к примеру, из героя статьи получают путем гидрогенизации.

Начинается переработка бурого угля со смешения породы с тяжелыми маслами. В присутствии катализатора смесь соединяют с водородом. Для этого нужен нагрев до 450-ти градусов Цельсия. На выходе получают не только жидкое топливо, но и газ. Он является синтетическим аналогом природного.

Напоследок заметим родство угля с перегноем. Кто знаем, что будет с компостной кучей, оставь ее закрытой на миллионы лет … В общем, в буром угле, как и в прочей перегнившей растительности, много гуминовых кислот.

Они полезны растениям, вызывают бурный рост и плодоношение. Поэтому, некоторые виды героя статьи используют в удобрениях. Как правило, в них уголь смешивают с биогумусом.

Пропорции одинаковы. Обязательное условие – измельчение бурой породы. Фракция угля не должна превышать 5 миллиметров. Предпочтительны частицы в 0,001 миллиметр.

Цена бурого угля

В промышленных масштабах на бурый уголь цена держится в пределах 900 — 1 400-от рублей за тонну. Для сравнения, за 1 000 килограммов каменного угля при оптовых закупках просят не менее 1 800 рублей.


Обычно, ценник составляет около 2 500. Максимум в 4 000 рублей за тонну просят за антрацит. Однако, как и на любом рынке, встречаются заоблачные и весьма скромные предложения.

Килограммами, к примеру, бурый уголь могут продавать  по 350 рублей. Предложение рассчитано на садоводов. Подготавливая рассаду к дачному сезону, они не видят разницы с ценниками за удобрения из магазинов, напротив, усматривают выгоду.

Отчасти, ценник на бурый уголь, как и прочие, зависит от фракции. Крупные «булыжники» стоят дешевле. Угольная пыль неудобна в обращении, а посему, тоже доступна. Наиболее ценится порода средней фракции.

Влияет на стоимость, как уже говорилось, и наименование месторождения. Промышленники знают, откуда ждать качественный товар, а откуда второсортный, учитывают нюансы состава породы в разных залежах.

Упоминалось и то, что в ценообразовании участвует способ добычи угля. Содержать шахты – дело затратное. Кстати, первая угольная шахта организована в Голландии. Удивляет дата – 1 113-ый год.

Так что, угольная промышленность процветала и в Средние века. Более того, герой статьи и его «собратья» признаны первым видом ископаемого топлива, которым стал пользоваться человек.

Впереди, по подсчетам ученых, еще 500 лет. На больший срок разведанных запасов угля не хватит. Так что, неудивительны активные попытки найти альтернативные углеводородам источники топлива.

Растения не успевают перегнивать с той скоростью, с которой пользуется героем статьи человечество. К тому же, в последние геологические эры климат планеты изменился, углеобразование резко замедлилось.


Источник: tvoi-uvelirr.ru

Уголь

У́голь — вид ископаемого топлива, образовавшийся из частей древних растений под землей без доступа кислорода. Международное название углерода происходит от лат. carbō («уголь»)

Уголь был первым из используемых человеком видов ископаемого топлива. Он позволил совершить промышленную революцию, которая в свою очередь способствовала развитию угольной промышленности, обеспечив её более современной технологией. В 1960 году уголь давал около половины мирового производства энергии, к 1970 году его доля упала до одной трети.

Уголь, подобно нефти и газу, представляет собой органическое вещество, подвергшееся медленному разложению под действием биологических и геологических процессов. Основа образования угля — растительные остатки.


  • 1 Антрацит
  • 2 Каменный уголь
  • 3 Бурый уголь
  • 4 Образование угля
  • 5 Добыча угля
  • 6 Доказанные запасы угля
  • 7 Уголь в России
    • 7.1 Виды угля
    • 7.2 История добычи угля в России
    • 7.3 Запасы угля в России
      • 7.3.1 Крупнейшие перспективные месторождения
    • 7.4 Крупнейшие российские производители угля
    • 7.5 Крупнейшие угольные компании России
  • 8 Крупнейшие производители угля (США)
  • 9 Потребление угля
  • 10 Применение угля
    • 10.1 Стоимость угля
    • 10.2 Газификация угля
    • 10.3 Сжижение угля
    • 10.4 Уголь в качестве топлива
    • 10.5 Удельная теплота сгорания веществ
    • 10.6 Уголь в пищевой промышленности
  • 11 Примечания
  • 12 См. также
  • 13 Ссылки

Антрацит

Антрацит — самый древний из ископаемых углей, уголь наиболее высокой степени углефикации.

Характеризуется большой плотностью и блеском. Содержит 95 % углерода. Применяется как твердое высококалорийное топливо (теплотворность 6800-8350 ккал/кг).

Каменный уголь

Каменный уголь — осадочная порода, представляющая собой продукт глубокого разложения остатков растений (древовидных папоротников, хвощей и плаунов, а также первых голосеменных растений). Большинство залежей каменного угля было образовано в палеозое, преимущественно в каменноугольном периоде, примерно 300—350 миллионов лет тому назад.

По химическому составу каменный уголь представляет смесь высокомолекулярных полициклических ароматических соединений с высокой массовой долей углерода, а также воды и летучих веществ с небольшими количествами минеральных примесей, при сжигании угля образующих золу. Ископаемые угли отличаются друг от друга соотношением слагающих их компонентов, что определяет их теплоту сгорания. Ряд органических соединений, входящие в состав каменного угля, обладает канцерогенными свойствами. Содержание углерода в каменном угле, в зависимости от его сорта, составляет от 75% до 95%.

Бурый уголь

Бурый уголь — твердый ископаемый уголь, образовавшийся из торфа, содержит 65—70 % углерода, имеет бурый цвет, наиболее молодой из ископаемых углей. Используется как местное топливо, а также как химическое сырье.

Образование угля

Для образования угля необходимо обильное накопление растительной массы. В древних торфяных болотах, начиная с девонского периода, накапливалось органическое вещество, из которого без доступа кислорода формировались ископаемые угли. Большинство промышленных месторождений ископаемого угля относится к этому периоду, хотя существуют и более молодые месторождения. Возраст самых древних углей оценивается примерно в 350 миллионов лет.

Уголь образуется в условиях, когда гниющий растительный материал накапливается быстрее, чем происходит его бактериальное разложение. Идеальная обстановка для этого создаётся в болотах, где стоячая вода, обеднённая кислородом, препятствует жизнедеятельности бактерий и тем самым предохраняет растительную массу от полного разрушения. На определённой стадии процесса выделяемые в ходе его кислоты предотвращают дальнейшую деятельность бактерий. Так возникает торф — исходный продукт для образования угля. Если затем происходит его захоронение под другими наносами, то торф испытывает сжатие и, теряя воду и газы, преобразуется в уголь.

Под давлением наслоений осадков толщиной в 1 километр из 20-метрового слоя торфа получается пласт бурого угля толщиной 4 метра. Если глубина погребения растительного материала достигает 3 километров, то такой же слой торфа превратится в пласт каменного угля толщиной 2 метра. На большей глубине, порядка 6 километров, и при более высокой температуре 20-метровый слой торфа становится пластом антрацита толщиной в 1,5 метра.

В результатах движения земной коры угольные пласты испытывали поднятие и складкообразование. С течением времени приподнятые части разрушались за счёт эрозии или самовозгорания, а опущенные сохранялись в широких неглубоких бассейнах, где уголь находится на уровне не менее 900 метров от земной поверхности.

Добыча угля

Способы добычи угля зависят от глубины его залегания. Разработка ведется открытым способом в угольных разрезах, если глубина залегания угольного пласта не превышает 100 метров. Нередки и такие случаи, когда при все большем углублении угольного карьера далее выгодно вести разработку угольного месторождения подземным способом. Для извлечения угля с больших глубин используются шахты. Самые глубокие шахты на территории Российской Федерации добывают уголь с уровня чуть более 1200 метров.

В угленосных отложениях наряду с углем содержатся многие виды георесурсов, обладающих потребительской значимостью. К ним относятся вмещающие породы как сырье для стройиндустрии, подземные воды, метан угольных пластов, редкие и рассеянные элементы, в том числе ценные металлы и их соединения. Например, некоторые угли обогащены германием.

Доказанные запасы угля

Доказанные запасы угля на 2006 год в млн. тонн [1]
Страна Каменный уголь Бурый уголь Всего %
США 111338 135305 246643 27,1
Россия 49088 107922 157010 17,3
Китай 62200 52300 114500 12,6
Индия 90085 2360 92445 10,2
Австралийский Союз 38600 39900 78500 8,6
Южная Африка 48750 0 48750 5,4
Казахстан 28151 3128 31279 3,4
Украина 16274 17879 34153 3,8
Польша 14000 0 14000 1,5
Бразилия 0 10113 10113 1,1
Германия 183 6556 6739 0,7
Колумбия 6230 381 6611 0,7
Канада 3471 3107 6578 0,7
Чехия 2094 3458 5552 0,6
Индонезия 740 4228 4968 0,5
Турция 278 3908 4186 0,5
Мадагаскар 198 3159 3357 0,4
Пакистан 0 3050 3050 0,3
Болгария 4 2183 2187 0,2
Таиланд 0 1354 1354 0,1
Северная Корея 300 300 600 0,1
Новая Зеландия 33 538 571 0,1
Испания 200 330 530 0,1
Зимбабве 502 0 502 0,1
Румыния 22 472 494 0,1
Венесуэла 479 0 479 0,1
Всего 478771 430293 909064 100,0

Уголь в России

Виды угля

В России в зависимости от стадии метаморфизма различают: бурые угли, каменные угли, антрациты и графиты. Интересно, что в западных странах имеет место несколько иная классификация: соответственно, лигниты, суббитуминозные угли, битуминозные угли, антрациты и графиты.

  1. Бурые угли. Содержат много воды (43 %), и поэтому имеют низкую теплоту сгорания. Кроме того, содержат большое кол-во летучих веществ (до 50 %). Образуются из отмерших органических остатков под давлением нагрузки и под действием повышенной температуры на глубинах порядка 1 километра.
  2. Каменные угли. Содержат до 12 % влаги (3-4 % внутренней), поэтому имеют более высокую теплоту сгорания. Содержат до 32 % летучих веществ, за счёт чего неплохо воспламеняются. Образуются из бурого угля на глубинах порядка 3 километров.
  3. Антрациты. Почти целиком (96 %) состоят из углерода. Имеют наибольшую теплоту сгорания, но плохо воспламеняются. Образуются из каменного угля при повышении давления и температуры на глубинах порядка 6 километров. Используются в основном в химической промышленности
  4. Графиты

См. также Маркировка угля

История добычи угля в России

Пётр I впервые познакомился с углём в 1696 году, возвращаясь из первого Азовского похода в районе нынешнего г. Шахты (до революции Александровск-Грушевск). Во время отдыха на берегу Кальмиуса царю показали кусок чёрного, хорошо горящего минерала. «Сей минерал, если не нам, то потомкам нашим зело полезен будет», — сказал Пётр I.

Рудознавец крепостной крестьянин Григорий Капустин в 1721 году открыл каменный уголь близ притока Северского Донца — реки Курдючьей и доказал его пригодность для использования в кузнечном и железоделательном производствах. В декабре 1722 года Петр I именным указом послал Капустина за пробами угля, а затем было предписано снаряжение специальных экспедиций для разведки угля и руды.

В 1722 году Берг-коллегия предложила В. И. Геннину, ведавшему уральскими и сибирскими заводами, «иметь старание о прииске каменного угля как и в прочих европейских государствах обходятся дабы оным лесам теми угольями было подспорье».

Группа С. Костылева в 1720—1721 годах вела поиски полезных ископаемых в северных предгорьях Алтая. В феврале 1722 года М. Волков сделал заявку на железную руду, найденную им в Томском уезде, и уголь, обнаруженный им в «горелой горе» в семи верстах от Верхотомского острога, на территории современного города Кемерово.

Становление угольной промышленности в России относится к первой четверти XIX в., когда уже были открыты основные угольные бассейны.

Динамику объёмов добычи ископаемого угля в Российской империи можно посмотреть здесь.

Запасы угля в России

В России сосредоточено 5,5 %(почему такая разница с процентом доказанных запасов угля на 2006 год?-потому что большая часть не пригодна к разработке-Сибирь и вечная мерзлота) мировых запасов угля, что составляет более 200 млрд тонн. Из них 70 % приходится на запасы бурого угля.

  • В 2004 году в России было добыто 283 млн тонн угля. 76,1 млн тонн было отправлено на экспорт.
  • В 2005 году в России было добыто 298 млн тонн угля. 79,61 млн тонн было отправлено на экспорт.
  • в 2006 году — 308,788 млн тонн. В 2006 году добыча увеличилась как подземным способом на 4,4 процента по сравнению с 2005 годом (в 2006 году добыча составила 109,28 млн тонн), так и открытым способом — на 2,3 процента[2]

В России в 2004 году имелся дефицит коксующихся углей марок «Ж» и «К» в размере не менее 10 млн тонн (оценка ВУХИН), что связано с выбытием добывающих мощностей в Воркуте и Кузбассе.

Крупнейшие перспективные месторождения

Эльгинское месторождение (Саха). Принадлежит ОАО «Мечел». Наиболее перспективный объект для открытой разработки — находится на юго-востоке Республики Саха (Якутия) в 415 км к востоку от города Нерюнгри. Площадь месторождения 246 км². Месторождение представляет собой пологую брахисинклинальную асимметричную складку. Угленосны отложения верхней юры и нижнего мела. Основные угольные пласты приурочены к отложениям нерюнгринской (6 пластов мощностью 0,7-17 м) и ундыктанской (18 пластов мощностью также 0,7-17 м) свит. Большая часть ресурсов угля сосредоточена в четырёх пластах y4, y5, н15, н16 обычно сложного строения. Угли в основном полублестящие линзовидно-полосчатые с очень высоким содержанием наиболее ценного компонента — витринита (78-98 %). По степени метаморфизма угли относятся к III (жирной) стадии. Марка угля Ж, группа 2Ж. Угли средне- и высокозольные (15—24 %), малосернистые (0,2 %), малофосфористые (0,01 %), хорошо спекающиеся (Y = 28—37 мм), с высокой теплотой сгорания (28 МДж/кг). Эльгинский уголь можно обогатить до высших мировых стандартов и получить экспортный коксующийся уголь высокого качества. Месторождение представлено мощными (до 17 метров) пологими пластами с перекрывающими отложениями небольшой мощности (коэффициент вскрыши — около 3 куб м на тонну рядового угля), что очень выгодно для организации добычи открытым способом.

Элегестское месторождение (Тыва) обладает запасами около 1 млрд т коксующегося угля дефицитной марки «Ж» (общий объём запасов оценивается в 20 млрд т). 80 % запасов находится в одном пласте толщиной 6,4 м (лучшие шахты Кузбасса работают в пластах толщиной 2-3 м, в Воркуте уголь добывают из пластов тоньше 1 м). После выхода на проектную мощность к 2012 году на Элегесте ожидается -добыча 12 млн т угля ежегодно. Лицензия на разработку элегестских углей принадлежит Енисейской промышленной компании, которая входит в структуру «Объединенной промышленной корпорации» (ОПК). Правительственная комиссия по инвестиционным проектам РФ 22 марта 2007 года одобрила реализацию проектов по строительству железнодорожной линии «Кызыл-Курагино» в увязке с освоением минерально-сырьевой базы Республики Тува.

Крупнейшие российские производители угля

В 2004 году добыча составляла:

  • СУЭК — 74,5 млн тонн.
  • Кузбассразрезуголь — 39,3 млн тонн.
  • Южкузбассуголь — 18,1 млн тонн.
  • Южный Кузбасс — 15,6 млн тонн.
  • Красноярсккрайуголь — 3,7 млн тонн.

Крупнейшие угольные компании России

  • СУЭК
  • Распадская
  • Мечел
  • Сибуглемет
  • Евраз

Крупнейшие производители угля (США)

В 2004 году добыча составляла:

  • Peabody Energy — 198 млн тонн.
  • Arch Coal — 123 млн тонн.
  • Consol Energy — 67 млн тонн.
  • Foundation — 61 млн тонн.
  • Massey — 42 млн тонн.

Потребление угля

Потребление угля в млн тонн.

Регион 2001 2005 Изменение
США 1060 1567 +47,8 %
Западная Европа 574 463 −19,3 %
Япония 166 202 +21,7 %
Страны бывшего СССР 446 436 −2,2 %
Китай 1383 2757 +99,3 %
Индия 360 611 +69,7 %
Остальной мир 1274 1538 +20,7 %
ВСЕГО 5263 7574 +43,9 %

Применение угля

В Англии в 1735 году научились выплавлять чугун на коксе. Применение каменного угля многообразно. Он используется как бытовое, энергетическое топливо, сырье для металлургической и химической промышленности, а также для извлечения из него редких и рассеянных элементов. Очень перспективным является сжижение (гидрогенизация) угля с образованием жидкого топлива. Для производства 1т нефти расходуется 2-3т каменного угля, в период эмбарго ЮАР практически полностью обеспечивала себя топливом за счёт этой технологии. Из каменных углей получают искусственный графит.

Стоимость угля

Стоимость сильно различается, так как сильное влияние оказывают качество угля и стоимость транспортировки. В целом по России цены колеблются от 60-400 рублей за тонну(2000 г.) до 600—1300 рублей за тонну(2008 г.). На мировом рынке цена достигла 300 $ за тонну (2008).

Газификация угля

Данное направление утилизации угля связано с его так называемым «неэнергетическим» использованием. Речь идёт о переработке угля в другие виды топлива (например, в горючий газ, среднетемпературный кокс и др.), предшествующей или сопутствующей получению из него тепловой энергии. Например, в Германии в годы Второй мировой войны технологии газификации угля активно применялись для производства моторного топлива. В ЮАР на заводе SASOL с использованием технологии слоевой газификации под давлением, первые разработки которой были также выполнены в Германии в 30-40-е годы XX века, в настоящее время из бурого угля производится более 100 наименований продукции. (Данный процесс газификации известен также под названием «способ Lurgi».)

В СССР технологии газификации угля в частности активно разрабатывались в Научно-исследовательском и проектно-конструкторском институте по проблемам развития Канско-Ачинского угольного бассейна (КАТЭКНИИуголь) с целью повышения эффективности использования канско-ачинских бурых углей. Сотрудниками института был разработан ряд уникальных технологий переработки низкозольных бурых и каменных углей. Данные угли могут быть подвержены энерготехнологической переработке в такие ценные продукты, как среднетемпературный кокс, способный служить заменителем классическому коксу в ряде металлургических процессов, горючий газ, пригодный, например, для сжигания в газовых котлах в качестве заменителя природного газа, и синтез-газ, который может использоваться при производстве синтетических углеводородных топлив. Сжигание топлив, получаемых в результате энерготехнологической переработки угля, даёт существенный выигрыш в показателях вредных выбросов относительно сжигания исходного угля.

После развала СССР КАТЭКНИИуголь был ликвидирован, а сотрудники института, занимавшиеся разработкой технологий газификации угля, создали собственное предприятие. В 1996 году был построен завод по переработке угля в сорбент и горючий газ в г. Красноярске (Красноярский край, Россия). В основу завода легла запатентованная технология слоевой газификации угля с обращённым дутьём (или обращённый процесс слоевой газификации угля). Этот завод работает и в настоящее время. Ввиду исключительно низких (по сравнению с традиционными технологиями сжигания угля) показателей вредных выбросов он свободно располагается неподалёку от центра города. В дальнейшем на основе этой же технологии был построен также демонстрационный завод по производству бытовых брикетов в Монголии (2008 г.).

Следует отметить некоторые характерные отличия технологии слоевой газификации угля с обращённым дутьём от прямого процесса газификации, одна из разновидностей которого (газификация под давлением) используется на заводе SASOL в ЮАР. Производимый в обращённом процессе горючий газ, в отличие от прямого процесса, не содержит продуктов пиролиза угля, поэтому в обращённом процессе не требуются сложные и дорогостоящие системы газоочистки. Кроме того, в обращённом процессе возможно организовать неполную газификацию (карбонизацию) угля. При этом производятся сразу два полезных продукта: среднетемпературный кокс (карбонизат) и горючий газ. Преимуществом прямого процесса газификации, с другой стороны, является его более высокая производительность. В период наиболее активного развития технологий газификации угля (первая половина XX века) это обусловило практически полное отсутствие интереса к обращённому процессу слоевой газификации угля. Однако в настоящее время рыночная конъюнктура такова, что стоимость одного только среднетемпературного кокса, производимого в обращённом процессе газификации угля (при карбонизации), позволяет компенсировать все затраты на его производство. Попутный продукт — горючий газ, пригодный для сжигания в газовых котлах с целью получения тепловой и/или электрической энергии, — в этом случае имеет условно нулевую себестоимость. Это обстоятельство обеспечивает высокую инвестиционную привлекательность данной технологии.

Ещё одной известной технологией газификации бурого угля, является энерготехнологическая переработка угля в среднетемпературный кокс и тепловую энергию в установке с псевдоожиженным (кипящим) слоем топлива. Важным преимуществом данной технологии является возможность её реализации путём реконструкции типовых угольных котлов. При этом сохраняется на прежнем уровне производительность котла по тепловой энергии. Подобный проект реконструкции типового котла реализован, например, на разрезе «Берёзовский» (Красноярский край, Россия). В сравнении с технологией слоевой газификации угля энерготехнологическая переработка угля в среднетемпературный кокс в псевдоожиженном слое отличается существенно более высокой (в 15-20 раз выше) производительностью.[3]

  • см. Автомобиль с газогенератором
  • см. Водоугольное топливо

Сжижение угля

  • см. Синтез Фишера — Тропша

Уголь в качестве топлива

Роль угля в энергетическом балансе

В России в 2005 году доля угля в энергобалансе страны составляла около 18 процентов (в среднем по миру 39 %), в производстве электроэнергии — немногим более 20 процентов. Доля угля в топливном балансе РАО ЕЭС составила в 2005 году 26 %, а газа — 71 %. В связи с высокими мировыми ценами на газ российское правительство намеревается увеличить долю угля в топливном балансе РАО ЕЭС до 34 % к 2010 году.

Трудности использования угля в качестве энергетического топлива

Несмотря на происходящие экономические изменения, стоимость 1 тонны условного топлива (тут) на угле в большинстве случаев является самой низкой по сравнению с мазутом и газом. Основная трудность использования угля состоит в высоком уровне выбросов от сжигания угля — газообразных и твёрдых (зола). В большинстве развитых стран, включая Россию, действуют жёсткие требования по уровню выбросов, допустимых при сжигании угля. В странах ЕС используются жёсткие штрафные санкции к ТЭЦ, превышающим нормы (вплоть до 50 евро за каждый выработанный МВт*ч электроэнергии). Выходом из ситуации является использование различных фильтров (например, электрофильтров) в газоходах котлов, либо сжигание угля в виде водоугольных суспензий (Водоугольное топливо). В последнем случае из-за более низкой температуры горения угля существенно (до 70 %) снижаются выбросы оксидов NOx (температурный NOx). Зола, получаемая от сжигания угля, в ряде случаев может быть использована в строительной индустрии. Ещё в СССР были разработаны ГОСТы, предусматривающие добавку золы в шлакопортландцементы. Трудностью использования золы является то, что удаление золы происходит в большинстве случаев путём гидрозолоудаления, что затрудняет её погрузку для дальнейшей транспортировки и использования.

Удельная теплота сгорания веществ

Вещество Удельная теплота сгорания, MДж/кг
 Порох 2,9 — 5,0
 Торф 8,1
 Дрова (березовые, сосновые) 10,2
 Уголь бурый 15,0
 Уголь каменный 29,3
 Спирт этиловый 25,0
 Метанол 22,7
 Условное топливо 29,31 (7000 ккал/кг)
 Уголь древесный 31,0
 Мазут 39,2
 Нефть 41,0
 Дизельное топливо 42,7
 Керосин 43
 Бензин 44,0
 Этилен 48,0
 Пропан 47,54
 Метан 50,1
 Водород 120,9

Уголь в пищевой промышленности

Уголь зарегистрирован в качестве пищевой добавки Е153, в качестве красителя.

См. также

  • Гагат
  • Белый уголь
  • Угольный разрез
  • Древесный уголь
  • Пищевые добавки
  • Водоугольное топливо

Источник: dic.academic.ru

Общая характеристика

Угленосными бассейнами называется территория, занимающая обширную площадь с островными и сплошными отложениями. Их объединяют общие условия, в которых образовывались пласты угля в определённую геологическую эпоху. Как правило, такие участки оказываются связанными с крупными тектоническими образованиями, имеющими следующие структурные признаки:

  • платформенные;
  • складчатые;
  • переходные.

Помимо бассейнов существуют месторождения, имеющие относительно небольшую площадь. Они располагаются в обособленной геологической структуре, а находящиеся в недрах залежи имеют рабочее значение.

Огромные и небольшие запасы этого вида топлива отличаются по возрасту, качеству отложений, геологическому строению недр и насыщенностью углей на определённом участке.

Уголь — твёрдое топливо, которое образуется в результате медленного процесса разложения органики растительного происхождения. В зависимости от насыщенности углеводородом угли делятся на несколько типов:

  1. Бурый. Считается самым молодым и дешёвым, залегает на относительно небольшой глубине, имеет невысокую себестоимость. Исходя из сравнительной характеристики, этот тип углей имеет невысокое качество из-за недостатка углерода (до 70%) и избытка влаги. Способность к окислению и самовозгоранию делает его непригодным к транспортировке на большие расстояния и длительному сроку хранения.
  2. Каменный. Осадочная порода, образованная на глубине 3 тыс. метров из остатков древней растительности. Содержит до 95% углерода, высокомолекулярные соединения и минеральные примеси, которые после сжигания образуют золу. Небольшой процент влаги способствует значительному выделению тепла. Ценность этого типа заключается в способности коксоваться.
  3. Антрацит. Образуется в глубоких слоях земной коры под воздействием большого давления и высокой температуры. От других типов углей его отличают плотность, блестящая поверхность и большая теплоотдача.

Классификация топлива определяется величиной угольных кусков. В этот список входят следующие размеры и наименования:

  • орех — от 25 до 50 мм;
  • штыб — от 0 до 6 мм;
  • крупный — от 50 до 100 мм;
  • мелкий — от 13 до 25 мм;
  • плитный — более 100 мм;
  • семечко — от 6 до 13 мм.

Неотсортированное сырьё, в котором присутствуют различные сорта, называется рядовым продуктом. В таблицах такой уголь обозначается буквой «Р».

По своему происхождению классификация ископаемого горючего зависит от видов растительности, из которой оно образовалось. Стебли, листья, древесина способствовали образованию гумусовых, а водоросли и другие низшие растения — сапропелитовых углей.

История развития отрасли

Разработка основных каменноугольных месторождений с составлением подробных описаний расположения бассейнов началась в первой половине XVIII столетия по указу Петра I. Первые разведочные работы проводились в районах Подмосковного и Донецкого бассейнов. Добытый уголь применяли в кузнечном деле, кустарных мастерских, солеварении. Он также использовался для отопления помещений.

В середине XIX века было отменено крепостное право, что способствовало развитию капиталистических отношений и созданию благоприятных условий для добычи полезного ископаемого. Не менее важное значение имело появление железнодорожного сообщения.

Октябрьская революция и последующая индустриализация внесли свои коррективы в угледобывающую отрасль. Первые годы социалистического строя ознаменовались внедрением в производство механизированных шахт. В период ВОВ потребность в угольном топливе обеспечивали восточные области страны.

В последующие годы проводились работы по обнаружению новых месторождений по всей территории страны. По оценкам учёных, сейчас в России самые большие в мире запасы угля, составляющие одну третью часть всех залежей на планете. Современные технологии помогают автоматизировать процесс добычи чёрного топлива, что способствует увеличению количества добываемого сырья.

В середине прошлого века появились новые технологии, позволяющие получать нелетучий углеродный остаток или кокс. Его добывают из каменного угля, в который входят следующие группы этого сырья:

  • отощённо-спекающаяся;
  • жирная;
  • слабоспекающаяся;
  • коксовая;
  • газовая.

Коксующееся топливо является очень ценным продуктом. Отсутствие примесей и высокая температура при сгорании позволяют использовать его в металлургической промышленности, где другие виды горючих материалов неприемлемы.

Крупнейшие месторождения

На геологической карте показано, что главные угольные бассейны России с запасами бурых и каменных топливных материалов сконцентрированы в основном на востоке страны и в Сибири. В число основных поставщиков чёрного топлива входят:

  1. Иркутский располагается на юге области и простирается от Нижнеудинска до Байкала. На площади бассейна, составляющей 42 тыс. квадратных километров, объём разведанных запасов топлива составляет более 7 миллиардов тонн. Здесь добывается как бурый, так и каменный уголь. Мощность пластов составляет 1—10 м.
  2. Таймырский угольный бассейн занимает 80 тыс. квадратных километров одноимённого полуострова. Пласты состоят из каменных, среднезольных, гумусовых углей, часть которых способна коксоваться. Мощность залегающих пластов — 1—12 метров. Перспективы развития осложняются большой удалённостью бассейна от потребителей.
  3. Южно-Якутский расположен рядом с Алданским нагорьем и занимает площадь 25 тыс. квадратных километров. Строение пластов невыдержанное, их мощность составляет от 0,7 до 2 м. Это высококачественные угли гумусового происхождения, среди них в большом количестве встречаются коксующиеся марки топлива.
  4. Челябинский — крупное месторождение бурых углей площадью 1300 квадратных километров находится на востоке от областного центра. В предвоенные годы здесь была создана мощная промышленная база. На территории бассейна расположены семь угледобывающих участков. Максимальная мощность пластов — 200 метров, минимальная — 0,75 м.
  5. Канско-Ачинский — крупнейший буроугольный бассейн Сибири, значительная его часть пролегает по Красноярскому краю, остальные участки находятся в Иркутской и Кемеровской областях. Буроугольные отложения насчитывают 20 пластов, глубина залегания которых примерно 120 метров. Основные потребители — электростанции, нефтегазовые предприятия и химическая промышленность.
  6. Подмосковный — одно из старейших разработанных месторождений, богатое бурым топливом. Охватывает несколько областей региона. За всё время существования здесь добыли около 1,2 миллиарда тонн ископаемого угля. Активная работа по добыче и реализации горючего материала велась в XX столетии. На добытом топливе работали многие окрестные электростанции. Сильная обводнённость участков, а также чередование пластов с пустотами создавали опасность для работы в шахтах, поэтому сейчас месторождение закрыто.
  7. Восточно-Донецкий расположен к северо-западу от Ростова. Является богатейшим месторождением антрацитов. Действующие шахты управляются шестью угольными компаниями, на территории бассейна работают обогатительные фабрики. Разрабатываемые угольные запасы достигают 330 миллионов тонн.
  8. Печорский занимает территорию Северного экономического района Архангельской области, Республики Коми. Основная часть угленосных месторождений находится в Заполярье. В связи с удалённостью разработок, неблагоприятными климатическими условиями и вечной мерзлотой добытое сырьё имеет высокую себестоимость. Ископаемое топливо отличается высоким качеством, значительную часть представляют антрациты.
  9. Кузнецкий угольный бассейн, запасы угля в котором составляют более 700 миллиардов тонн, охватывает Кемеровскую область, вдоль бассейна проложена Транссибирская железнодорожная магистраль. Занимает одну из лидирующих позиций по мощности угленосных пластов, качеству и запасам полезного ископаемого разных марок. Низкая себестоимость достигается благоприятными геологическими и ландшафтными условиями.
  10. Минусинский бассейн расположен на территории одноименной котловины в Хакассии. Имеет железнодорожное сообщение с промышленными пунктами Тайшет, Новокузнецк, Ачинск. Преобладающим является длиннопламенное топливо, которое используется в теплоэнергетической промышленности.
  11. Ленский — значительная часть бассейна приходится на территорию Якутии. Располагает большими запасами ископаемого угля — более 1600 миллиардов тонн. Из них около 950 млрд тонн — бурый уголь. Слабое освоение этого месторождения ограничивается неблагоприятным расположением.
  12. Тунгусский — один из самых крупных в мире бассейнов площадью 1 млн квадратных километров. По оценкам специалистов, в его недрах залегает почти 2 млрд тонн полезного ископаемого. Основная доля всего объёма приходится на высококачественный каменный уголь. Эксплуатация затрудняется отсутствием дорог, а ближайшие промышленные центры находятся на расстоянии нескольких сотен километров.

Значительная часть всех российских месторождений находится в труднодоступных и неразвитых в промышленном плане регионах. Сложные географические и климатические условия приводят к повышению транспортных, социальных и производственных расходов. Эти факторы оказывают влияние на стоимость сырья и возможность разработки угленосных районов.

Способы добычи

Основные задачи угледобывающей промышленности заключаются в добыче и обогащении ископаемого продукта. Залежи располагаются на разной глубине. С учетом этого фактора практикуется несколько основных способов добычи топлива:

  1. Открытый метод. Его удобство заключается в безопасности, низкой стоимости, экономии времени. Недостатком является большое содержание примесей в сырье.
  2. Шахтный способ необходим для добычи чистого топлива, находящегося в глубоких недрах. На организацию шахт требуются не только финансовые затраты, но и время. К тому же этот метод небезопасен для работающих в шахте людей.

Открытая добыча является самой распространённой в России. Это объясняется малой глубиной нахождения угольных слоёв.

Воздействие на экологию

Несмотря на положительные экономические тенденции, угольные разработки создают ряд проблем, связанных с экологией. Основными последствиями являются:

  • загрязнение окружающей среды;
  • пожары в недрах;
  • опасность выброса метана;
  • появление почвенной эрозии в результате оседания и нарушения поверхностного слоя;
  • оползни в карьерах.

Во время работ происходит попадание в атмосферу токсичных элементов и высокодисперсных частиц.

Кроме этого, отторгаются большие участки плодородных земель, находящихся над месторождениями. У людей, проживающих вблизи разрабатываемых участков, уменьшается продолжительность жизни, увеличивается риск онкологических патологий и врождённых аномалий. Для минимизации тяжёлых последствий предприятиям необходимо соблюдать принятые законом нормативы по горно-рудным работам и технике безопасности.

Источник: nauka.club


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.