Как добывают уголь, уголь разный в природе или его потом переделывают?
Уголь, что просто зарыт под землёй и его можно просто накопать как и песок или глину.
Уголь может залегать на поверхности, а может находиться глубоко под землей, пластами. Там, где пласт выходит на поверхность, ведут открытую добычу угля. Там где залежи угля глубоко, то делают шахту и выбирают горизонты. Это такие туннели, из которых постепенно выбирается каменный уголь. Открытых пластов почти не осталось. А глубинные работы опасны. Шахты в России почти все закрыты. Но в поселках, где были угольные шахты, после паводка, на берегу рек можно найти черные камни угля. Их так и находили первопроходцы. Качество угля разное. Есть бурый уголь, черный, антрацит, он блестящий. Калорийность каменного угля тоже разная. Один дает много тепла и сгорает полностью, другой оставляет много шлака и дает мало тепла. В шахтерских городах стояли ЦОФы, обогатительные фабрики, они обогащали некалорийный уголь, повышали его горючие свойства, делали из угольной пыли брикеты. Сейчас все сломано, брошено и никому не нужно. А бывшие шахтерские города стоят без работы.
Каменный уголь получился после того как на месте тропических лесов, миллионы лет падали многометровым слоями несколько миллионов лет назад. Потом все занесло песком и глиной на несколько метров высотой. Под действием давления и отсутствия воздуха растительные остатки превратились в углерод, то есть в уголь.
Есть очень много сортов каменного угля всё зависит от его возраста.
Самый "молодой" по возрасту уголь это бурый цвет у него как у спрессованного торфа. Для отопления домашних печей он не используется. При горении плохо разгорается, но все тепло идёт вниз и могут перегореть колосники от большой температуры, а вверх тепло идёт плохо.
Одни угли содержат много примесей и при горении очень много шлака. Такой уголь обогащают, вернее на обогатительных фабриках перемалывают в мелкую пыль. Такой уголь используют на ТЭЦ или на тепловых электростанциях. Через форсунки угольная пыль вдувается в топку и пыль сразу вспыхивает и под большой температурой выгорает большая часть шлака.
Старый вид добычи угля на шахтах не рентабельный сейчас добывают открытым способом на угольных разрезах, там где находится на не большой глубине.
Вначале вывозят верхний слой скальной породы 10-20 метров, потом идут пласты угля высотой 2-4 метра. Они как сплошной камень. Вначале его взрывают, а потом грузят экскаваторами в большегрузные самосвалы. Потом опять взрывается, но только слой скальной породы, а за ней ниже идёт ещё один пласт угля. Получается как слоёный пирог.
Конечно лучше всего на вопрос каким способом добывается каменный уголь могут ответить жители шахтерских регионов, которых в нашей стране немало. Но и я попробую дать ответ. Прежде всего уголь — это полезное ископаемое образовавшееся много миллионов лет назад из древних растений. За эти миллионы лет угольные пласты могли оказаться как в глубине земли, так и практически на ее поверхности. поэтому и добывают уголь двумя основными способами — в горных выработках, шахтах, подземным способом и открытой выработкой в карьерах с помощью огромных экскаваторов. Добыча карьерным способом проще и дешевле, но таких месторождений не много, самое крупное Канско-Ачинское в Красноярском крае. Зато шахты угольные можно встретить почти по всей стране, от ростовской области, до Кольского полуострова и до Дальнего Востока и Норильска.
А по качеству уголь действительно разный, какой-то идет на котельные, второй на ТЭЦ, другой в металлургию, четвертый поступает на обогащение. Один уголь горит жарче, другой дольше, один сгорает почти без остатка, другой оставляет горы шлака.
Уголь — это ископаемое топливо органического происхождения, образовавшееся в результате разложения растений, захороненных в виде отложений более 300 миллионов лет назад.
Залежи, как правило, представляют собой глубокие участки с большим количеством угля.
Для доступа к нему и добычи руды необходимо пробурить скважины. Когда запасы угля относительно близки к поверхности земли, можно начать разработку открытых месторождений. Есть также залежи угля под океаном, на данный момент не разведанные.
Перед эксплуатацией угольных месторождений необходимо их оценить, чтобы внедрить соответствующие методы добычи и эксплуатации.
Слои угля (называемые жилами) не всегда непрерывны и могут образовывать несколько пластов глубиной в сотни метров. Роль инженеров по добыче угля состоит в том, чтобы понять структуру этих слоев и разработать лучший метод их достижения и добычи.
Методы добычи разделены на два этапа.
Сначала необходимо оценить месторождение, чтобы определить его объем, качество, рентабельность и геологическую природу окружающих почв.
Земля исследуется, чтобы получить информацию о залежи, такую как глубина слоев или наличие разломов.
Посредством этой разведки инженеры могут разработать план шахты и методы, которые будут использоваться. Э
та работа позволяет узнать, является ли операция экономически рентабельной с учетом планируемых инвестиций. Затем вокруг месторождения создается промышленный центр, используются взрывчатые вещества, выкапываются колодцы и галереи, чтобы подготовить доступ к угольным пластам.
В зависимости от глубины залежи различают два типа горных работ:
Чтобы добраться до угольных пластов, вам придется копать в подвале и строить галереи.
Место, где находится уголь, называется «месторождение». Подвижные галереи (3 метра на 3 метра), позволяющие движение вагонов. Они простираются на многие мили. Некоторые размеры (галереи между верхней и нижней галереями), иногда с деревьями, не могут превышать одного метра в высоту. Шахтеры там работают лежа.
Шахта обычно вращается вокруг двух стволов:
Главный вал соединяет шахту «на день». Шахта лифта спускается вниз и вверх по горнякам (до 1000 метров за несколько минут), а также по руде;
вентиляционная шахта обеспечивает циркуляцию воздуха в галереях, что позволяет избежать удушья и взрыва.
На первый взгляд плитка — это промышленная площадка, которая собирает и сортирует уголь. Месторождение, ствол и алмаз являются основой терминов, используемых в контексте подземных горных работ.
В некоторых случаях достаточно копнуть на поверхности, чтобы добраться до месторождения. Каждый слой выкапывается последовательно, чтобы использовать весь уголь. Глубина карьеров иногда достигает нескольких десятков метров.
Есть также горные шахты, особенно эксплуатируемые в Соединенных Штатах: они эксплуатируются, разрушая вершину горы, чтобы получить доступ к слоям угля, находящимся в скале.
Методы горного дела требуют точности и мастерства для решения ряда задач.
Чтобы шахта была функциональной, она требует значительных инвестиций (транспортные маршруты, бурение, аэрация и т. д.).
Чтобы майнинг продолжался, методы добычи должны быть прибыльными. Рентабельность зависит от глубины, качества и количества угля, а также от методов, используемых для его добычи. Разведка определяет, будут ли инвестиции, необходимые для добычи, прибыльными.
Условия труда в шахтах тяжелые и опасные (нехватка воздуха и комфорта, тепла и т. д.).
Также существует опасность взрыва, пожара или оползня. Уголь действительно содержит летучие (водород, метан, углеводороды и т. д.), Взрывчатые или удушающие вещества.
Шахтеры часто страдают от легочных инфекций, таких как силикоз, вызванных угольной пылью, которая накапливается в легких шахтеров.
Улучшение систем вентиляции — один из ключей к здоровью и безопасности на угольных шахтах.
В некоторых странах с развивающейся экономикой все еще наблюдается высокий уровень аварийности, поскольку повышение безопасности на шахтах обходится дорого и не способствует прямому увеличению производства и операционной рентабельности.
Ежегодно тысячи горняков все еще умирают на угольных шахтах в результате несчастных случаев или наводнений.
Уголь — это энергия, эксплуатация которой вызывает самые смертельные аварии. Так обстоит дело в Китае, угольные шахты которого считаются самыми опасными в мире: по официальной статистике (заниженной по данным НПО) в 2013 году там погибло 1049 шахтеров.
Взрывы и пожары на шахтах выбрасывают в атмосферу большое количество углекислого газа.
Горнодобывающая промышленность изменяет ландшафт, образует некоторое количество щебня (отвалы шлака), загрязняет окружающую воду и выделяет CO2. Открытые шахты оказывают наибольшее воздействие на окружающую среду.
Новые методы добычи пытаются уменьшить воздействие на окружающую среду за счет восстановления шахт после того, как месторождения будут исчерпаны. Исследования по улавливанию и хранению CO2 продолжаются. Для этого хранилища можно использовать шахты, залежи которых были исчерпаны.
Уголь — второй по величине источник энергии, производимый и потребляемый в мире. Страны-производители разработали эффективные методы эксплуатации, позволяющие максимально контролировать геологию их недр.
Основными производителями угля в 2013 г. были Китай (3561 млн т, или 45,5% мировой добычи угля), США (904 млн т), Индия (613 млн т), Индонезия (489 млн т), Австралия (459 млн т), Россия (347 млн т). Млн т) и ЮАР (256 млн т). Для этих стран уголь часто является основным источником энергии для выработки электроэнергии. Они ищут наиболее эффективные и экономичные методы эксплуатации, чтобы быстро и с низкими затратами удовлетворить свои потребности в электроэнергии.
Эти методы эксплуатации являются центральной темой Азиатско-Тихоокеанского партнерства за чистое развитие и климат, которое объединяет Китай, США, Индию, Австралию, Японию, Южную Корею и Канаду. Он направлен на совершенствование методов добычи полезных ископаемых за счет обмена технологиями и процессами между этими странами.
Единицы измерения и показатели.
В 2013 г. мировая добыча угля достигла 7 823 млн т. Производство также может быть измерено в т.н.э. (тонна нефтяного эквивалента), которая измеряет выход энергии из угля. Этот выход может варьироваться в зависимости от качества угля.
В ценовом отношении уголь остается доступным: розничная цена угля для промышленников в США составляла 79,4 доллара за тонну. Цена на уголь в США упала с 2010 года из-за увеличения добычи сланцевого газа (который частично заменяет уголь на внутреннем рынке).
Чтобы поддерживать эту конкурентоспособност ь с течением времени, эффективность операционных методов может иметь значительное влияние.
Добыча угля в мире — основные способы
Добыча угля в мире может иметь различные способы. Уголь может быть добыт из недр земли либо путем открытой добычи, либо подземной. После добычи угля его можно использовать непосредственно (для отопления и промышленных процессов) или для выработки электроэнергии на электростанциях.
Добыча полезных ископаемых открытым способом
Если уголь находится на глубине менее 61 метра под землей, его можно добывать с помощью открытой добычи.
При добыче полезных ископаемых открытым способом рабочие просто удаляют любые вышележащие отложения, растительность и породу, называемые вскрышными породами. С экономической точки зрения добыча угля открытым способом является более дешевым вариантом, чем подземная. На одного рабочего в час можно добыть примерно в два с половиной раза больше угля, чем это возможно при подземной добыче.
Воздействие добычи полезных ископаемых открытым способом на окружающую среду огромно. Ландшафт буквально разрывается на части, уничтожая места обитания и целые экосистемы. Добыча полезных ископаемых на поверхности также может вызвать оползни и оседание грунта (когда грунт начинает проседать или прогибаться). Токсичные вещества, попадающие в воздух, водоносные горизонты и грунтовые воды, могут представлять угрозу для здоровья местных жителей.
В Соединенных Штатах Закон о контроле за открытой добычей полезных ископаемых и рекультивации 1977 года регулирует процесс добычи угля и является попыткой ограничить вредное воздействие на окружающую среду. Закон предусматривает выделение средств для решения этих проблем и очистки заброшенных мест добычи полезных ископаемых.
Тремя основными видами добычи угля на поверхности являются добыча полосами, добыча открытым способом и добыча с удалением горных пород (MTR).
Добыча полезных ископаемых открытым способом: Добыча полезных ископаемых полосой
Полосовая добыча используется там, где угольные пласты расположены очень близко к поверхности и могут быть извлечены массивными пластами или полосами. Вскрышные породы обычно удаляются с помощью взрывчатых веществ и отбуксируются одними из самых больших транспортных средств, когда-либо созданных. Самосвалы, используемые на ленточных рудниках, часто весят более 300 тонн и имеют мощность более 3000 лошадиных сил.
Полосовая добыча может использоваться как в равнинных, так и в холмистых ландшафтах. Добыча полезных ископаемых в горной местности называется контурной добычей. Контурная добыча ведется по гребням или контурам вокруг холма.
Поверхностная добыча полезных ископаемых: Добыча открытым способом
Открытая добыча используется, когда уголь залегает глубже под землей. Яма, иногда называемая заимствованием, выкапывается в определенном районе. Эта яма становится открытой шахтой, иногда называемой карьером. Открытые шахты могут расширяться до огромных размеров, пока не будет добыто месторождение угля или стоимость транспортировки вскрышных пород не превысит инвестиции в шахту.
Открытая добыча полезных ископаемых обычно ограничивается равнинными ландшафтами. После того, как шахта была исчерпана, карьер иногда превращается в свалку.
Добыча полезных ископаемых открытым способом: MTR
При добыче полезных ископаемых с удалением горных вершин (MTR) вся вершина горы очищается от вскрышных пород: камней, деревьев и верхнего слоя почвы.
Вскрышные породы часто вывозятся в близлежащие долины, за что процесс добычи получил прозвище “заполнение долины”. После того, как вершина очищена от растительности, используются взрывчатые вещества для вскрытия угольного пласта.
После добычи угля вершина формируется из вскрышных пород со следующей горной вершины, подлежащей добыче. По закону, ценный верхний слой почвы должен быть сохранен и заменен после завершения добычи полезных ископаемых. Бесплодную землю можно засадить деревьями и другой растительностью.
Демонтаж горных вершин начался в 1970-х годах как дешевая альтернатива подземной добыче полезных ископаемых. В настоящее время он используется для добычи угля главным образом в Аппалачских горах США, в таких штатах, как Вирджиния, Западная Вирджиния, Теннесси и Кентукки.
MTR, вероятно, является самым противоречивым методом добычи угля. Экологические последствия радикальны и серьезны. Водные пути перекрыты или загрязнены засыпкой долин. Места обитания разрушены. Токсичные побочные продукты горных работ и взрывных процессов могут попадать в местные водные пути и загрязнять воздух.
Подземная добыча полезных ископаемых
Большая часть мировых запасов угля залегает глубоко под землей. Подземная добыча, иногда называемая глубокой добычей, — это процесс, при котором уголь извлекается глубоко под поверхностью Земли — иногда на глубину до 300 метров (1000 футов). Шахтеры спускаются на лифте по стволу шахты, чтобы добраться до глубины шахты, и управляют тяжелой техникой, которая извлекает уголь и перемещает его над землей.
Непосредственное воздействие подземной добычи полезных ископаемых на окружающую среду представляется менее значительным, чем добыча полезных ископаемых на поверхности. Вскрышных пород здесь немного, но при подземной добыче остаются значительные хвосты. Хвосты — это часто токсичные остатки, оставшиеся в результате процесса отделения угля от пустой породы или экономически неважных минералов. Токсичные угольные отходы могут загрязнять местное водоснабжение.
Для шахтеров подземная добыча полезных ископаемых представляет серьезную опасность. Подземные взрывы, удушье от недостатка кислорода или воздействие токсичных газов — это вполне реальные угрозы.
Чтобы предотвратить накопление газов, метан должен постоянно выводиться из подземных шахт для обеспечения безопасности шахтеров. В 2009 году около 10% выбросов метана в США приходилось на вентиляцию подземных шахт; 2% — на добычу полезных ископаемых на поверхности.
Существует три основных типа подземной добычи угля: добыча в длинных стволах, добыча в помещениях и столбах и подземная добыча.
Подземная добыча полезных ископаемых: Разработка длинных стволов
Во время разработки длинных стволов шахтеры срезают огромные куски угля толщиной около 1 метра (3 фута), длиной 3-4 километра (2-2,5 мили) и шириной 250-400 метров (800-1300 футов). Панели перемещаются конвейерной лентой обратно на поверхность.
Крыша шахты поддерживается гидравлическими опорами, известными как колодки. По мере продвижения шахты, чурки также продвигаются вперед. Область за чурками обрушивается.
Добыча залежей — один из старейших методов добычи угля. До широкого использования конвейерных лент пони спускались в глубокие узкие каналы и вытаскивали уголь обратно на поверхность.
Сегодня почти треть американских угольных шахт использует длинномерную добычу. За пределами США это число еще выше. В Китае, крупнейшем в мире производителе угля, более 85% угля извлекается методом длинных стволов.
Подземная добыча полезных ископаемых: Помещение и колонна
При методе добычи “комната и столб” шахтеры вырубают «комнату» из угля. Колонны (столбы) из угля поддерживают потолок и вскрышные породы. Комнаты имеют ширину около 9 метров (30 футов), а опорные столбы могут иметь ширину 30 метров (100 футов).
Существует два типа подземной добычи полезных ископаемых: обычная и непрерывная. При обычной добыче полезных ископаемых используются взрывчатые вещества и режущие инструменты. При непрерывной добыче угля сложная машина, называемая шахтером непрерывного действия, извлекает уголь.
В США при добыче в большинстве помещений и столбов используется в непрерывный добыче. В развивающихся странах в угольных шахтах, работающих в помещениях и столбах, используется традиционный метод.
Подземная добыча полезных ископаемых: Подземная добыча полезных ископаемых
Ретритная добыча — это разновидность «комнаты и столба». Когда из помещения извлечен весь доступный уголь, шахтеры покидают помещение, осторожно разрушают колонны и позволяют потолку обрушиться. Остатки гигантских колонн дают еще больше угля.
Скрытая добыча может быть самым опасным методом добычи полезных ископаемых. На оставшиеся колонны оказывается большое напряжение, и если их не вытащить в точном порядке, они могут обрушиться и заманить шахтеров в ловушку под землей.
Уголь: свойства, способы переработки, применение
Уголь представляет собой полезный минерал, используемый в качестве топлива, а также сырья для ряда отраслей промышленности.
Современная теория углеобразования называет в качестве источников возникновения угля, накопившиеся в болотах растения; а также битумные массы, излившиеся на поверхность Земли в результате происходивших тектонических процессов. Те и другие постепенно опускались вглубь земных недр, где под воздействием высокого давления и температуры, без доступа кислорода, они подвергались структурным изменениям. Предположительно, процесс происходил в девонский, каменноугольный и пермский периоды палеозойской эпохи, примерно 300-400 миллионов лет назад. Исходным материалом для формирования угольных пластов выступал торф.
Некоторым подтверждением данной теории является факт добычи трёх основных видов углей, извлекаемых из разно уровневых глубин земной коры и имеющих различные степени фаз углеобразования – углефикации:
- Низшая. Бурый уголь. Полезное ископаемое, содержащее значительное количество летучих веществ и воды, а поэтому имеющий низкую теплоту сгорания 13-25 МДж/кг. Глубина залегания составляет 1 км.
- Средняя. Каменный уголь. Наиболее распространённый среди углей вид энергетического топлива, обладающий теплотой сгорания 27 МДж/кг. По сравнению с бурым углём имеет более низкое содержание воды, и залегает на глубинах до 3 км.
- Высшая. Антрацит. Содержит максимальное количество углерода, поэтому теплота сгорания располагается в пределах: 26,8 – 34,8 МДж/кг. Залежи этого полезного ископаемого размещены глубоко под землёй (до 5 км внутрь земной коры). Благодаря этому содержание воды в составе минерала не превышает 3%.
Добыча угля
Процесс угледобычи достаточно сложен в плане технологии и требует больших затрат для привлечения техники и ресурсов. Современная индустрия располагает тремя основными способами добычи этого полезного ископаемого:
- Карьерным, посредством организации разреза.
- Шахтным методом. С помощью строительства ряда подземных сооружений.
- Гидравлическим. С использованием жидкостных струй, как в качестве разрушителей пластов, так и в качестве транспортирующего материала.
Шахтный способ
Один из наиболее старых и высокотехнологичных для настоящего времени методов добычи полезных ископаемых. При глубинном залегании угля (свыше 500 метров под землей) вскрышные работы потребуют колоссальных затрат. Поэтому наиболее рентабельным является сооружение шахты с последующей прокладкой горизонтальных проходов.
После организации технологического процесса: укрепления стен и прокладки рельсов, обеспечения вентиляции и удаления воды, запуска в работу проходческих врубовых и очистных комбайнов, начинается добыча угля и транспортировка его на поверхность.
Шахтный способ достаточно дорог и небезопасен, хотя и обеспечивает большие объёмы выработки высококачественного сырья, не нанося существенного экологического ущерба окружающей среде.
Карьерный способ
Способ, используемый в случаях неглубоко залегания пород (до 500 метров в глубину недр).
С помощью гусеничных или рельсовых драглайнов (кранов со стрелой и ковшом) производится первичное вскрытие грунта с последующей транспортировкой его в близлежащие отвалы. После чего уголь извлекается и отправляется на переработку и обогащение. Когда месторождение полностью осваивается, происходит обратный процесс возвращения пустой породы на место изъятия. Территория благоустраивается и озеленяется, чтобы в последующем гармонично вписаться в окружающий ландшафт.
Недостатком метода является низкое качество добываемых углей и наносимый природе значительный экологический ущерб.
Переработка и обогащение угля
Так как ископаемые угли содержат в своём составе ряд минеральных примесей, а требования к качеству энергетического топлива резко возрастает, то возникает необходимость дополнительной очистки добытого полезного ископаемого. Это процесс носит название обогащения.
Переработка представляет собой ряд технологий, предназначенных для превращения обогащённого угля в высококачественное топливо. В её основе лежат методы:
- Пиролиза или коксования, то есть высокотемпературного нагрева без доступа воздуха.
- Полукоксования – низкотемпературного коксования.
- Деструктивной гидрогенизации – процесса получения «синтетической нефти» под воздействием водорода при температуре в 400-500 0 C.
- Газификации – перевода твёрдого угля в газ посредством высокотемпературного нагрева с присутствием продуктов разделения воздуха: водорода, кислорода, углекислого газа и водяного пара.
- Плазмохимической переработки – перспективнейшего способа, позволяющего получать жидкое топливо и ряд особо ценных химических соединений в виде кремнийсодержащих веществ и ферросилиция.
Подготовка
Первичный этап обогащения, выполняемый на горно-обогатительных фабриках, целью которого является выявление компонентов, содержащих уголь и доведение их до нужного уровня крупности.
Происходит это при помощи:
- Грохотов – устройств, содержащих в себе короба с ситами или решётки с отверстиями заранее заданных размеров.
- Классификаторов – агрегатов разделения угля на фракции в жидкой среде, посредством всплытия мелких лёгких частиц и оседания более крупных и тяжёлых.
- Дробилок – установок измельчения.
В результате чего получаются стандартные по уровню крупности виды угля:
- размерами более 100 мм – плитный;
- 50-100 мм – крупный;
- 26-50 мм – орех;
- 13-25 мм – мелкий;
- 6-13 мм – семечко;
- меньше 6 мм – штыб.
Уголь нестандартных размеров носит название рядового.
«Простое» обогащение
Метод включает в себя ручной отбор кусков нужного вида или размеров, а также отсеивание с помощью скольжения и падения с наклонной плоскости.
Флотация
Способ, основанный на всплытии в жидкой среде пены, образованной частицами, покрытыми жирными продуктами переработки углеводородов (реагентами) с прилипающими к ним воздушными пузырьками. Образовавшийся минерализованный пенный слой удаляют, очищают, высушивают и используют в качестве угольного концентрата.
Гравитационное обогащение
Данный вид обогащения использует различие физических свойств частиц, имеющих разнообразную плотность и геометрические размеры. Понятно, что столь неодинаковые в весе и габаритах куски породы будут приобретать различную скорость движения в жидкости или воздухе. В результате чего в первичный продукт разделяется на концентрат и отходы – миксты. Отходы могут быть отправлены на повторное обогащение или использованы в качестве низкокалорийного топлива.
Применение
В энергетике
Три четверти мировой добычи угля расходуется на энергетические цели. Половина данного направления использования этого вида топлива сгорает в топках котлов тепловых электростанций, существенная часть обеспечивает жилищно-коммунальные нужды, в меньшей степени уголь сжигают котельные отдельных районов и промышленных предприятий.
Ещё совсем недавно самое распространённое на Земле топливо, играло ведущую роль в мировой экономике. Сегодня позиция угля несколько потеснили природный газ и нефть. Хотя и сейчас 40% электроэнергии вырабатывается за счёт сжигания угля, а в Индии и Китае этот показатель доходит до 75%, в южных странах Африки – до 94%.
Основными недостатками использования данного вида топлива являются:
- Огромный расход ресурса. Чтобы выработать 1000 МВт электроэнергии, требуется 9000 тонн угля. Фактически – это гигантский железнодорожный состав из 90 вагонов, ёмкостью по 100 тонн каждый!
- Загрязнение воздуха серой и оксидом азота. В процессе сжигания угля выделяется к тому же метан и углекислый газ. Учитывая тот фактор, что в качестве энергетического топлива в значительной степени выступают низкосортные марки этого полезного ископаемого, проблема усугубляется.
- Необходимость удаления и утилизации золы, что наталкивается на серьёзные технологические и финансовые проблемы.
- Использование больших объёмов воды, которые в последующем необходимо тщательно очищать. Но даже в этом случае наносится существенный вред окружающей природной среде.
В строительстве
Строительная отрасль использует этот природный ресурс по нескольким направлениям.
Прежде всего, уголь находит применение в процессе производства строительных материалов: цемента, известняка, глинозёма. Кроме того, отходы переработки и сжигания этого минерала активно употребляются в качестве заполнителей при выполнении земляных работ, а также – для изготовления кровельных, облицовочных, стеновых материалов. Также имеет место использование этого материала в качестве гигроскопического средства, позволяющего нейтрализовать вредные запахи и нормализовать уровень влажности в помещениях.
В медицине
Медицинский аспект применения активированного угля основан на его свойствах – связывать и выводить из организма яды и вредные вещества, что является крайне необходимым при целом ряде заболеваний и отравлений.
В дополнение к этому можно отметить его фильтрующие свойства при очистке воды и воздуха.
Месторождение в России и мире
Десятка крупнейших мировых месторождений угля выглядит следующим образом:
- Тунгусский бассейн с запасами в 2,299 трлн. тонн занимает в списке первое место. Россия. Иркутская область, Красноярский край, Республика Саха (Якутия).
- Ленский бассейн площадью 750 тыс. км 2 с запасами в 1,647 трлн. тонн располагается на втором месте. Россия. Центральноякутская низменность.
- Канско-Ачинский бассейн с 638 млрд. тонн и протяжённостью в 800 км по Транссибу занимает в списке третье место. Россия. Красноярский край, Иркутская и Кемеровская области.
- Кузбасс – 635 млрд. тонн. Россия. Кемеровская область, Алтайский край, Новосибирская область.
- Иллинойский бассейн – 365 млрд. тонн. Площадь бассейна составляет 122 тыс. км 2 . США. Штаты Иллинойс, Кентукки, Индиана. 9 пластов, из которых 2 дают 90% продукции: «Харрисбург», «Херрин».
- Рурский бассейн – 287 млрд. тонн, 6,2 тыс. км 2 . Германия. Один из старейших угольных районов мира, где добыча началась ещё в XIII веке.
- Аппалачский бассейн – 284 млрд. тонн, 180 тыс. км 2 . США. Штаты: Алабама, Западная Виргиния, Кентукки, Мэриленд, Огайо, Пенсильвания.
- Печорский бассейн – 265 млрд. тонн, 90 км 2 . Россия. Ненецкий АО и Республика Коми.
- Таймырский бассейн – 217 млрд. тонн, 80 тыс. км 2 . Россия. Полуостров Таймыр.
- Донбасс – 141 млрд. тонн, 60 тыс. км 2 . Украина, Россия, ДНР и ЛНР.
Всего в мире насчитывается 50 месторождений, ведущих активную угледобычу.
Запасы угля в России
Общие геологические запасы угля на территории Российской Федерации оцениваются в 4 трлн. тонн. Это одна треть мировых запасов. Однако значительная их часть располагается в районах вечной мерзлоты и недоступна к разработке.
Утверждённой в 2020 году программой развития угольной промышленности России, предусматривается увеличение добычи этого природного полезного ископаемого с 435 млн. тонн в 2018 году до 485 млн. тонн, а в дальнейшем – до 668 млн. тонн ежегодно.
Страны, добывающие уголь
Лидерами по объёмам добычи угля, согласно данным «Статистического обзора мировой энергетики», в 2019 году стали:
Как добывают уголь? Способы добычи угля, фото и видео
Интересно
Угольное топливо человек использует с древних времён. Его горючесть и теплоотдача, длительность сохранения тепла в очаге стали спасением людей в холодные периоды, которые циклично сменяли друг друга на нашей планете. Уголь активно используется и в нынешние времена, в топливно-энергетическом комплексе он состоит в первой тройке сырья наряду с нефтью и газом.
Как образовывались угольные залежи?
Крупнейшие месторождения угля в России
Образовались угольные залежи на местах огромных зелёных массивов. Это древняя органика, которая осталась после гибели древесных насаждений. Для того, чтобы погибшие растения стали углём необходимы определённые условия: древесные остатки не должны сгнить под воздействием бактерий. Это возможно только при попадании их под болотную воду, а затем под землю, куда не поступает кислород. Уголь считается полезным ископаемым, добываемым из пластов горных пород, залегающих на различной глубине.
Как находят и разрабатывают угольные месторождения?
Места, где есть уголь, на планете уже давно разведаны. Его запасы в разных странах огромные, их хватит для нужд отопления и промышленности почти на три века. Но по оценкам геологов, их может быть больше, поскольку не во всех частях света проводились глубинные геолого-поисковые работы на предмет наличия угольного топлива. Разработка угольных месторождений актуальна и приносит ощутимый доход государствам, которые занимаются добычей этого твёрдого чёрного золота. Процесс разработки залежей ведётся в зависимости от рельефа местности и глубины залегания угольных пластов.
Способы добычи угля
Открытый способ
Открытый способ добычи угля
Открытый способ — это угольные разрезы которые, как правило, имеют огромные размеры и внушительную глубину. Процесс представляет собой вскрытие верхних слоёв земной коры, под которыми находится угольная залежь. Снимается крыша с помощью драглайнов — экскаваторов большой мощности. На открывшемся срезе начинают работать роторные экскаваторы, которые извлекают полезные ископаемые с помощью ковшей. Затем идёт погрузка в вагоны или грузовики.
Подземная добыча
Схема угольной шахты
Подземная добыча — это устройство шахт, ведущих в огромные угольные бассейны. Они имеют множество разветвлений, бывают многоярусными. Эффективность таких выработок намного выше, чем на разрезах, уголь добывается более качественный, потому что в нём меньше примесей. Но такой метод является опасным, поскольку возможны выходы газа, подтопления, обвалы.
Гидравлический способ добычи угля
Гидравлический способ добычи угля
Гидравлический способ разработки угольных месторождений считается самым современным. Его стали применять сравнительно недавно в 30 годы прошлого века. Но он оптимально заменяет опасный труд шахтёров, поскольку уголь наверх из забоя подаётся с помощью водного потока под давлением. Для этого используется специальное оборудование — гидромониторы и насосы. Струя воды и откалывает уголь, и транспортирует его по системе труб или желобов в штреках. При этом используются грунтовые воды, что экономит средства, затрачиваемые на процесс добычи.
Самым экономичным способом считается открытая добыча, дорогостоящим — шахтный метод, среднезатратной разработкой и перспективной для будущего специалисты называют гидравлическую технологию.
Превращение древесных отложений в уголь проходит две стадии. Сначала образуется торф, а из него — уголь. Углефикация — это отвердение торфа на дне болот под воздействием высоких температур давления и длительного временного периода. Становясь полезным ископаемым угольные породы вбирают в себя газы, влагу, углерод. В зависимости от возраста (степени углефикации) и содержащихся компонентов уголь бывает разных видов.
Лигнит (бурый уголь)
Лигнит (бурый уголь)
Лигнит (бурый уголь) — первой степени углефикации — от бурого до чёрного цвета, волокнистый, хорошо горит в промышленных печах, но для отопления домов малопригоден; каменные угли (суббитуминозные и битуминозные) с маловолокнистой структурой, высокотеплотворные, применяются в энергетике и в жилищно-коммунальном хозяйстве.
Антрацит и графит
Антрацит — имеет черный смолистый цвет, самое высокое содержание углерода и высокую теплотворность, является лучшим сырьём для отопления; Графит это древесный пористый уголь.
Запасы угля в России
Россия обладает 5,5% мировых запасов угля. На нашей территории есть все его разновидности, самыми перспективными угольными бассейнами являются Кузбасс, Канско-Ачинский, Печорский, Донецкий (Ростовская область), Иркутско-Черемховский, Южно-Якутский. Начинают активно разрабатываться угольные месторождения Приморья, Забайкалья и Новосибирской области.
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.