Город

Підприємства в який видобувають вугілля. Вугілля викопне. Родовище кам'яного вугілля

На сьогоднішній день кам'яне вугілля є одним із найнеобхідніших корисних копалин.

Цей ресурс утворюється природним шляхом, має величезні запаси та масу корисних властивостей.

Що таке кам'яне вугілля і як воно виглядає

Будівництво шахти є дуже дорогим вкладенням, проте після часу всі витрати повністю окупаються. При видобутку вугілля поверхню потрапляють та інші ресурси.

Є можливість видобутку дорогоцінних металів і рідко зустрічаються земних елементів, які згодом можна продати і отримати додатковий прибуток.

Нафта є практично найдорожчим ресурсом та основним джерелом палива на сьогоднішній день. Однак, жодна фірма або країна, що видобуває кам'яне вугілля, не знехтує його здобиччю в ім'я нафти, бо тверде паливо також має велике значення та високу цінність.

Утворення кам'яного вугілля

Вугілля у природі утворюється шляхом зміни поверхневого рельєфу. Гілки дерев, рослини, листя та інші природні залишки, що не встигли перегнити, насичуються вологою від боліт, через що перетворюються на торф.

Далі на сушу потрапляє морська вода, коли вона йде, вона також залишає шар відкладень. Після річки вносять свої корективи, земля заболочується, знову утворюється чи покриває ґрунт. Тому склад кам'яного вугілля залежить від віку.

Кам'яне вугілля — середнє за віком між бурим, наймолодшим і антрацитом, найстаршим.

Види кам'яного вугілля, їх склад та властивості

Існує кілька різновидів кам'яного вугілля:

довгопламенні;
газові;
жирні;
коксові;
слабоспікання;
худі.

Також поширені види, що складаються з декількох, так звані змішані, що мають властивості двох груп.

Кам'яне вугілля відрізняється чорним забарвленням, твердим, шаруватим, легко руйнується структурою, має блискучі вкраплення. Горючі властивості досить високі, тому що матеріал використовується як паливо.

Розглянемо Фізичні характеристики:

Щільність (або питома вага) сильно варіюється (максимальна може досягати 1500 кг/м³).
Питома теплоємність становить 1300 Дж/кг*К.
Температура горіння - 2100 ° С (при переробці 1000 ° С).

Родовища кам'яного вугілля в Росії

На російській території перебуває близько третини світових запасів.

Родовища вугілля та горючих сланців у Росії (для збільшення натисніть)

Найбільшим родовищем вугілля біля Росії є Ельгинское.Воно розташоване в районі Якутії.

Запаси за зразковими розрахунками становлять понад 2 млрд. тонн.

Рельєф, наближений до Кузнецького вугільного басейну (Кузбасу), був сильно пошкоджений через масштабні ресурсодобувні роботи.

Найбільші родовища кам'яного вугілля у світі

Карта родовищ вугілля у світі (для збільшення натисніть)

У найвідомішим вугільним басейном вважається Іллінойський. Загальний запас покладів у цьому родовищі налічує 365 млрд. тонн.

Видобуток кам'яного вугілля

Кам'яне вугілля в наш час видобувається трьома основними способами. Такими як:

кар'єрний метод;
видобуток через штольні;
метод видобутку у шахтах.

Спосіб видобутку через кар'єри використовується, коли пласти вугілля залягають на поверхні приблизно на ста метрах у глибину і вище.

Кар'єри мають на увазі простий розрив землі або пісочної ями, з якої і ведеться видобуток, зазвичай в таких випадках вугільний пласт має досить велику товщину, що робить його видобуток простіше.

Штольні мають на увазі під собою свердловини, з великим кутом нахилу. По ньому всі видобуті копалини доставляються нагору, при цьому немає необхідності використовувати серйозну техніку або виривати улоговину.

Зазвичай поклади в таких місцях мають невелику товщину і зариті не дуже глибоко. Тому метод видобутку через штольні дозволяє швидко виробляти видобуток без особливих витрат.

Видобуток через шахти — найпоширеніший метод видобутку копалин, водночас найпродуктивніший, але водночас і небезпечний. Шахти пробурюються на велику глибину, що досягає кількох сотень метрів. Однак на це потрібен дозвіл, що підтверджує обґрунтування таких масштабних робіт, докази наявності покладів.

Часом шахти можуть досягати кілометра, а то й більше в глибину, і простягатися на кілька кілометрів у довжину, утворюючи пов'язані між собою павутиння коридорів під землею. У 20 столітті навколо шахт згодом утворювалися навіть поселення та невеликі міста, в яких мешкали шахтарі з сім'ями.

Саме через умови видобутку робота в шахтах вважається дуже важкою і небезпечною, адже величезну кількість разів шахти обрушувалися, ховаючи під собою десятки, а то й сотні людей, які там працюють.

Застосування кам'яного вугілля

Кам'яне вугілля застосовується в різних сферах. Він широко використовується як тверде паливо (основне призначення), у металургії та в хімічній промисловості, плюс з нього виготовляються багато інших складових.

Саме з кам'яного вугілля виробляють деякі ароматичні речовини, метали, хімічні речовини, виходить понад 360 інших продуктів переробки.

У свою чергу вироблені з нього речовини мають ринкову вартість у десятки разів вище, найдорожчим вважається метод переробки вугілля рідке паливо.

Для виготовлення 1 тонни рідкого палива потрібно переробити 2-3 тонни вугілля.Усі промислові відходи, одержувані під час переробки, нерідко ідуть виробництво будматеріалів.

Висновок

На землі існує безліч родовищ вугілля, що активно розробляються досі. На уроках біології у 5 класі і ще раніше, під час уроків природознавства у другому класі, діти знайомляться з цим поняттям. У даній роботі ми повторили коротко основні факти про кам'яне вугілля - походження, формула, марки, хімічний склад та використання, видобуток та багато іншого.

Вугілля одна із найважливіших ресурсів, широко які у промисловості. Проте все ж таки варто бути обережними при порушенні природного перебігу речовин, адже розробка порушує рельєф і поступово виснажує природні запаси.

Видобуток вугілля як індустріальна галузь набула широкого поширення на початку ХХ століття і досі продовжує ставитися до одного з найприбутковіших видів видобутку покладів корисних копалин. Вугілля видобувають у промислових масштабах у всьому світі.

Всупереч загальноприйнятій думці, ця копалина використовується не тільки у вигляді якісного палива. У ХХ століття вугільна промисловість дала потужний поштовх розвитку наукових досліджень із виділенню вуглеводнів з корисних копалин.

Де ведеться видобуток

Найбільші країни, що видобувають кам'яне вугілля – КНР, США, Індія. займає 6 місце у світовому рейтингу з його видобутку, хоча за запасами входить до трійки лідерів.

У Росії її добувають буре, вугілля, кам'яне вугілля (зокрема коксівний) і антрацит. Основні вугледобувні райони у Росії – це Кемеровська область, Красноярський край, Іркутська область, Чита, Бурятія, республіка Комі. Є вугілля на Уралі, Далекому Сході, на Камчатці, Якутії, Тульській і Калузькій областях. У Росії її 16 вугільних басейнів. Один з найбільших - там, видобувається більше половини кам'яного вугілля Росії.

Як видобувають кам'яне вугілля

Залежно від глибини залягання вугільного пласта, його площі, форми, товщини, різних географічних та екологічних факторів вибирається певний метод видобутку вугілля. До основних таких способів відносяться такі:

шахтний;
розробки у вугільному кар'єрі;
гідравлічний.

Крім того, існує видобуток вугілля відкритим способом, за умови, що вугільний пласт залягає на глибині не більше ста метрів. Але цей метод формою дуже схожий з кар'єрними вугільними розробками.

Шахтний спосіб

Цей метод застосовується при великих глибин і має незаперечну перевагу перед відкритими методами вуглевиробки: вугілля на великій глибині більш якісне і практично не містить домішок.

Для доступу до вугільних пластів бурять горизонтальні або вертикальні тунелі (штольні та шахти). Відомі випадки вугільних розробок на глибині до 1500 метрів (шахти "Гвардійська", "Шахтарська-Глибока").

Підземний видобуток вугілля відносять до однієї з найскладніших спеціалізацій через низку небезпек:

Постійна загроза прориву підземних вод у шахтний ствол.
Постійна загроза прориву супутніх газів у шахтний ствол. Окрім можливої ядухи, особлива небезпека – вибухи та пожежі.
Нещасні випадки у зв'язку з високою температурою на великих глибинах (до 60 градусів), необережним поводженням з обладнанням тощо.

Цим способом із земних надр вилучають приблизно 36% світових запасів вугілля, що становить 2625,7 млн. т.

Відкритий спосіб

Розробки у вугільному кар'єрі відносяться за своєю класифікацією до відкритого способу видобутку вугілля, оскільки не вимагають буріння шахт і штолень на велику глибину.

Цей спосіб видобутку полягає у підриві та видаленні розкриву (пласту зайвих порід над вугільними покладами) з місця розробок. Після цього за допомогою екскаваторів, водяних гармат, бульдозерів, дробарок, драглайнів та конвеєрів відбувається дроблення породи та передача її далі.

Цей спосіб видобутку вугілля вважається менш безпечним, ніж закритий (шахтний). Але і він має певні фактори ризику, пов'язані з необережним поводженням з обладнанням та великогабаритним транспортом, можливістю отруєння вихлопними газами та речовинами, що супроводжують машинну діяльність.

Істотним мінусом даного способу вважається завдання великої шкоди навколишньому середовищу внаслідок зняття великої площі земельного шару і супутніх йому природних елементів.

Відкритий спосіб вважається одним із найпоширеніших у світі – з його допомогою видобувається понад 55% вугілля на рік, що становить 4102,1 млн т.

Вперше його почали застосовувати у Радянському союзі у 30-х роках ХХ століття. Він передбачає видобуток вугілля у глибоких шахтах, у своїй транспортування поверхню вугільної породи відбувається з допомогою водних струменів під напругою. Цей метод дозволив використовувати дефіцит підземного видобутку вугілля – підземні води – собі на благо.

Останнім часом гідравлічний видобуток вугілля вважають одним із найреспектабельніших способів. Вона здатна замінити трудомісткий та небезпечний процес видобутку вугілля шахтарями, замість яких руйнівною та підйомною силою виступатиме вода.

До мінусів цього способу видобутку вугілля відносять такі:

постійний контакт робочих інструментів та механізмів з водою та гірською породою;
певні труднощі при заміні чи ремонті робочого обладнання;
залежність процесу видобутку вугілля від товщини, кута нахилу та твердості гірської породи.

Цим способом щорічно видобувається приблизно 7,5 % вугілля, що становить 545,5 млн т.

«Продам кузбаське вугілля» - такими оголошеннями рясніють видання та сайти Алтайського краю. Втім, недарма. Більше половини населення регіону – сільські жителі. А тому погода в будинку взимку у них залежить від того, яким вугіллям вони топляться. Великим попитом на Алтаї має саме кузбаське вугілля, тому що у нього дуже висока тепловіддача. Щоб дізнатися, як його добувають, кореспондент вирушила до Кемеровської області на розріз «Чернігівець», що входить до трійки лідерів вугільної галузі Росії.

Розріз "Чернігівець" входить до складу "СДС-вугілля". Це ціле місто площею 50 кв. км. На території розрізу знаходиться близько 170 км. автомобільних доріг та 100 км. залізничних колій. Тут працюють майже 3 тисячі людей. Щороку на розрізі видобувають близько 6 млн. тонн вугілля.

Довжина вугільного розрізу – понад 10 км. Глибина – до 300 метрів. Коли стоїш на оглядовому майданчику та дивишся вниз – вся техніка здається іграшковою. Таке тут все величезне… Вражає!

Вугілля видобувають за допомогою вибухових робіт, оскільки породи дуже жорсткі. Після того, як порода підірвана, величезні кар'єрні екскаватори, ємність ковшів яких досягає 33 м3 (цілий залізничний вагон), вантажать вугілля в самоскиди.

На «Чернігівці» використовується весь арсенал самоскидів, що є сьогодні у світі. У вибоях розрізу працюють і невеликі 40-тонні машини, і 450-тонний БелАЗ, занесений у книгу рекордів Гіннеса як найбільший самоскид у світі. Він справді величезний. Я за свого зростання 158 см не дотягую і до половини висота колеса цієї махини! Оце сила!

Цього літа на розріз було доставлено американський самоскид ультра-класу марки Liebherr Т 264 вантажопідйомністю 220 тонн. Перший у Росії.

Самоскиди на розріз доставляють у розібраному вигляді. На складання однієї машини йде приблизно три тижні. Працювати на новому Liebherr Т264 буде один із найдосвідченіших екіпажів розрізу. Подібні машини експлуатується на кар'єрах Австралії та Америки. Незабаром новий самоскид розпочне роботу. До кінця року на розріз надійде ще чотири подібні машини.

Величезні БелАЗи забирають «видобуток» по серпантину розрізу на спеціальний майданчик. Звідти вугілля вантажать у вагони або відправляють на збагачувальну фабрику. За зміну один БелАЗ споживає близько трьох тонн солярки. Паливо, до речі, виробляють безпосередньо на підприємстві. Середня швидкість самоскидів 35-38 км/год.

Більшість видобутого на розрізі вугілля перевозиться на збагачувальну фабрику «Чернігівська-Коксова». Підприємство оснащене за останнім словом техніки. Фабрика випускає енергетичне вугілля, яке використовується найбільшими підприємствами Росії та зарубіжжя. Основними споживачами експортної продукції «Чернігівця» є Туреччина, Україна, Великобританія, Південна Корея та Фінляндія.

На фабриці впроваджено унікальну, екологічно чисту технологію очищення, яка запобігає викидам в атмосферу забрудненого повітря.

На території розрізу та збагачувальної фабрики ведеться відеоспостереження, картинка транслюється на екран в адміністративному приміщенні. Оператор спостерігає за гірськими, виробничими, вантажними роботами в режимі он-лайн, при необхідності будь-якої миті може в деталях розглянути кожен квадратний сантиметр розрізу, оцінити стан техніки і т.д.

Зв'язок на розрізі забезпечує компанія "Мегафон". Спеціально для цього на території «Чернігівця» було споруджено дві щогли 70 та 30 метрів для розміщення засобів зв'язку, встановлено базові станції 2G/3G, прокладено волоконно-оптичний кабель для доступу до Інтернету. В рамках проекту «Мегафон» з'єднав та забезпечив доступ до глобальної мережі не лише «Чернігівець», а й усі підприємства СДС-Вугілля, що знаходяться один від одного на відстані від 30 до 300 км. На кожній одиниці адміністративно-господарської техніки (а їх понад 200 одиниць на підприємстві) встановлені SIM-картки, за допомогою яких можна контролювати рух, витрата палива, тиск у шинах, рівень працездатності транспорту тощо. Завдяки стабільному зв'язку навіть на географічно складних ділянках з безліччю ям та перепадів висот власник може управляти технологічними процесами в режимі он-лайн.

- «Мегафон» надає понад 2500 співробітникам розрізу мобільний зв'язок, наш голосовий зв'язок є безпосередньо в ямах, де йдуть гірничодобувні роботи на глибині майже 300 метрів, і так званий інтернет речей – М2М для господарського парку та парку автотехніки, - каже Марк Малахов, директор Кузбаського відділення "Мегафон".

У планах на майбутнє у мобільного оператора – забезпечення зв'язку в агросекторі: комбайнах, прибиральній технікі тощо. До речі, цей напрямок дуже перспективний для Алтайського краю, оскільки ми є сільськогосподарським регіоном.

До речі, варто зазначити, що видобуток на розрізі «Чернігівський» ведеться цілодобово. Роботи зупиняються лише в ніч на 31 грудня та на день 1 січня.

Запасів вугілля на розрізі вистачить ще як мінімум на 50 років, – каже генеральний директор АТ «Чернігівець» Юрій Дерябін. – Якщо говорити у цифрах – у надрах ще понад 600 млн. тонн вугілля.

Вугільне паливо людина використовує з давніх часів. Його горючість та тепловіддача, тривалість збереження тепла в осередку стали порятунком людей у холодні періоди, які циклічно змінювали одне одного на нашій планеті. Вугілля активно використовується і в нинішні часи, у паливно-енергетичному комплексі він полягає у першій трійці сировини поряд із нафтою та газом.

Як утворювалися вугільні поклади?

Утворилися вугільні поклади на місцях величезних зелених масивів. Це стародавня органіка, що залишилася після загибелі деревних насаджень. Для того, щоб загиблі рослини стали вугіллям необхідні певні умови: дерев'яні залишки не повинні згнити під впливом бактерій. Це можливо лише при попаданні їх під болотяну воду, а потім під землю, куди не надходить кисень. Вугілля вважається корисною копалиною, що видобувається із пластів гірських порід, що залягають на різній глибині.

Як знаходять та розробляють вугільні родовища?

Місця, де є вугілля, на планеті вже давно розвідані. Його запаси в різних країнах величезні, їх вистачить для потреб опалення та промисловості майже на три століття. Але за оцінками геологів, їх може бути більше, оскільки не у всіх частинах світу проводилися глибинні геолого-пошукові роботи щодо наявності вугільного палива. Розробка вугільних родовищ актуальна та приносить відчутний дохід державам, які займаються здобиччю цього твердого чорного золота. Процес розробки покладів ведеться залежно від рельєфу місцевості та глибини залягання вугільних пластів.

З давніх-давен кам'яне вугілля є джерелом енергії для людства, не єдиним, але широко застосовуваним. Іноді його порівнюють із сонячною енергією, законсервованою у камені. Його спалюють, отримуючи тепло для опалення, нагріваючи воду, на теплових станціях перетворюють на електрику, використовують для виплавки металів.

З розвитком нових технологій навчилися використовувати кам'яне вугілля як для отримання енергії шляхом спалювання. Хімічна промисловість успішно освоїла технології виробництва, рідкісних металів - галію та германію. Вилучаються із нього композиційні вуглеграфітові матеріали з високим вмістом вуглецю, газоподібне паливо високої калорійності, відпрацьовані методики виробництва пластмаси. Найбільш низькосортне вугілля, його дуже дрібну фракцію і вугільний пил переробляють і, які відмінно підходять для опалення як виробничих приміщень, так і приватних будинків. Усього з допомогою хімічної переробки кам'яного вугілля виробляють понад 400 найменувань продукції, коштувати які можуть у десятки разів більше, ніж вихідний продукт.

Люди вже кілька століть активно використовують вугілля як паливо для отримання та перетворення енергії, з розвитком хімічної промисловості та потреб рідкісних та цінних матеріалів в інших галузях потреба у кам'яному куті зростає. Тому інтенсивно ведеться розвідка нових родовищ, будуються кар'єри та шахти, підприємства з переробки сировини.

Коротко про походження кам'яного вугілля

На нашій планеті багато мільйонів років тому у вологому кліматі бурхливо розвивалася рослинність. З того часу минуло 210...280 мільйонів років. Тисячоліттями, мільйонами років, мільярди тонн рослинності відмирали, накопичувалися на дні боліт, покривалися шарами наносів. Повільне розкладання в безкисневій атмосфері під потужним пресом води, піску, інших порід, іноді в умовах високих температур через близьке розташування магми, призвело до скам'яніння шарів цієї рослинності, з поступовим переродженням у вугілля різного ступеня вуглефікації.

Основні російські родовища та видобуток кам'яного вугілля

На планеті налічують запаси кам'яного вугілля понад 15 трильйонів тонн. Найбільші видобутки корисних копалин припадають на кам'яне вугілля приблизно по 0,7 тонни на людину, це більше 2,6 мільярда тонн на рік. У Росії кам'яне вугілля є у різних регіонах. Він має різні характеристики, особливості та глибину залягання. Ось найбільші та успішно розроблювані басейни кам'яного вугілля:

Активне використання сибірських та далекосхідних родовищ обмежує їхню віддаленість від промислових європейських регіонів. У західній частині Росії також видобувається вугілля із відмінними показниками: у Печерському, Донецькому вугільних басейнах. У Ростовській області активно розробляють локальні родовища, найперспективніше їх — Гуковское. Переробка кам'яного вугілля із цих родовищ дає марки кам'яного вугілля високої якості – антрацити (АС та АТ).

Основні якісні характеристики кам'яного вугілля

Для різних галузей промисловості потрібні різні марки вугілля. Якісні показники його змінюються в широких межах навіть у тих, які мають однакове маркування та багато в чому залежать від родовища. Тому підприємства, перш ніж купувати вугілля, знайомляться з такими його фізичними характеристиками:

За ступенем збагачення кам'яне вугілля поділяють:

- Концентрати (спалюють для опалення в парових котлах та отримання електроенергії);
- промислові продукти, що використовуються в металургійній галузі;
— Шлам, фактично, це дрібна фракція (до 6мм) і пил після дроблення породи. Спалювати таке паливо проблематично, тому з нього формують брикети, що мають хороші експлуатаційні характеристики і використовують у побутових твердопаливних котлах.

За ступенем вуглефікації:

— Буре вугілля, це частково сформоване кам'яне вугілля. Має невисоку теплоту згоряння, при перевезенні та зберіганні кришиться, має схильність до самозаймання;
- Кам'яне вугілля. Має безліч різних марок (сортів) із різними характеристиками. Має широку сферу використання: металургія, енергетика, ЖКГ, хімічна промисловість тощо.
— Антрацити — найякісніша форма кам'яного вугілля.

Якщо порівнювати торф та кам'яне вугілля, теплота згоряння вугілля вища. Найнижча теплота згоряння біля бурого вугілля, найвища - у антрацитів. Однак, виходячи з економічної доцільності, великим попитом користується просте кам'яне вугілля. У нього оптимальне поєднання ціни та питомої теплоти горіння.

Різних характеристик вугілля дуже багато, але далеко не всі вони можуть мати значення при виборі вугілля для опалення. У цьому випадку важливо знати лише кілька ключових параметрів: зольність, вологість та питому теплоємність. Може бути важливим є вміст сірки. Інші потрібні при доборі сировини на переробку. Що важливо знати при виборі вугілля, то це розміри: наскільки великі шматки вам пропонують. Ці дані зашифровані у назві марки.

Класифікація за розмірами:

Класифікація за марками та їх коротка характеристика:

Залежно від характеристик кам'яного вугілля, його марки, типу та фракції зберігається різний час. (У статті є таблиця, де вказано терміни зберігання вугілля залежно від родовища та марки).

Особливу увагу слід приділяти захисту вугілля при тривалому його зберіганні (більше 6 місяців). В цьому випадку потрібен спеціальний вугільний сарай або бункер, де паливо буде захищене від опадів та прямого сонячного світла.

Великі купи вугілля при тривалому зберіганні вимагають контролю температури, тому що при наявності дрібних фракцій у поєднанні з вологою та високою температурою мають схильність до самозаймання. Бажано придбати електронний термометр та термопару з довгим шнуром, яку закопати у центрі вугільної купи. Перевіряти температуру потрібно один-два рази на тиждень, тому що деякі марки вугілля самозаймаються при зовсім невисоких температурах: бурі – при 40-60 про C, решта – 60-70 про C. Рідко трапляються випадки самозаймання антрацитів та напівантрацитів (у Росії такі випадки не зареєстровані).