Raspon njegove upotrebe je veoma širok. Ugalj se koristi za proizvodnju električne energije, kao industrijska sirovina (koks), za proizvodnju grafita i za proizvodnju tekućeg goriva hidrogenacijom.
Rusija ima ogromne rezerve uglja i ugljenih basena.
Ugljeni basen je područje (često preko 10 hiljada kvadratnih kilometara) razvoja ležišta uglja koje je formirano u određenim uslovima tokom određenog vremenskog perioda. Ležište uglja je manje površine i predstavlja zasebnu tektonsku strukturu.
Na teritoriji Rusije postoje platformski, preklopljeni i prelazni bazeni.
Najveća količina ležišta uglja identifikovana je u zapadnom i istočnom Sibiru.
60% ruskih rezervi uglja su humusni uglji, uključujući koksni ugalj (Karaganda, Južno-Jakutsk, Kuznjecki bazeni). Takođe se nalazi mrki ugalj (Ural, Istočni Sibir, Moskovska oblast).
Rezerve uglja su raspoređene u 25 ugljenih basena i 650 pojedinačnih ležišta.
Eksploatacija uglja se obavlja zatvorenim ili otvorenim metodama. Zatvoreno rudarenje se obavlja u rudnicima, otvoreno - u kamenolomima (usjecima).
Životni vijek rudnika je u prosjeku 40 - 50 godina. Svaki sloj uglja treba oko 10 godina da se ukloni iz rudnika, nakon čega slijedi razvoj dubljeg sloja kroz rekonstrukciju. Rekonstrukcija horizonata rudnika je preduslov za očuvanje životne sredine i obezbeđenje bezbednosti radnika.
U otvorenim rudnicima ugalj se vadi u uzastopnim trakama.
Od 2010. godine, ugalj se u Rusiji kopao u 91 rudniku i 137 površinskih rudnika. Ukupan godišnji kapacitet bio je 380 miliona tona.
Nakon što se ugalj vadi u rudnicima ili otvorenim kopovima, on ide direktno potrošaču ili se šalje preduzećima za obogaćivanje uglja.
U specijalnim fabrikama komadi uglja se sortiraju po veličini i potom obogaćuju.
Proces obogaćivanja je prečišćavanje goriva od otpadnih stijena i stranih nečistoća.
Danas se ugalj u Rusiji vadi uglavnom na teritoriji 10 glavnih basena. Najveće ležište kamenog i koksevog uglja je Kuznjecki bazen ( region Kemerovo), mrki ugalj se kopa u bazenu Kansk-Achinsk (teritorij Krasnojarsk, istočni Sibir), antraciti - u bazenu Gorlovka i Donbasu.
Ugalj u ovim bazenima je najvišeg kvaliteta.
Drugi poznati bazeni uglja u Rusiji uključuju basen Pechora (arktička regija), basen Irkutsk-Čeremhovo u Irkutskoj oblasti i južnojakutski basen na Dalekom istoku.
U istočnom Sibiru aktivno se razvijaju baseni Taimyr, Lena i Tunguska, kao i ležišta na Trans-Baikalskom teritoriju, Primorju i Novosibirskoj oblasti.
Najveća industrija (u smislu broja radnika i troškova proizvodnje osnovnih sredstava) industrije goriva je rudarstvo uglja u Rusiji.
Industrija uglja vadi, prerađuje (obogaćuje) kameni ugalj, mrki ugalj i antracit.
Kako i koliko se uglja proizvodi u Ruskoj Federaciji
Ovaj mineral se vadi ovisno o dubini njegove lokacije: otvorenim (u otvorenim rudnicima) i podzemnim (u rudnicima) metodama.
U periodu od 2000. do 2015. podzemna proizvodnja je porasla sa 90,9 na 103,7 miliona tona, a proizvodnja na otvorenom porasla je za više od 100 miliona tona sa 167,5 na 269,7 miliona tona. Količina minerala iskopanih u zemlji u ovom periodu, raščlanjena po proizvodnim metodama, može se vidjeti na Sl. 1.
Rice. 1: Proizvodnja uglja u Ruskoj Federaciji od 2000. do 2015. godine, po metodi proizvodnje, u milionima.
Prema informacijama iz Kompleksa goriva i energije (FEC), u Ruskoj Federaciji je u 2016. godini proizvedeno 385 miliona tona crnih minerala, što je za 3,2% više nego prethodne godine. To nam omogućava da zaključimo o pozitivnoj dinamici rasta industrije u poslednjih godina i o izgledima, uprkos krizi.
Vrste ovog minerala koji se kopa u našoj zemlji dijele se na energetski i ugljeve za koksovanje.
U ukupnom obimu za period od 2010. do 2015. godine, udio proizvodnje energije je povećan sa 197,4 na 284,4 miliona tona. Za obim proizvodnje uglja u Rusiji po vrstama, vidi sl. 2.
2: Struktura proizvodnje uglja u Ruskoj Federaciji po vrstama za 2010-2015, u milionima tona.
Koliko crnog minerala ima u zemlji i gdje se kopa?
Prema Rosstatu, Ruska Federacija(157 milijardi
tona) zauzima drugo mjesto nakon Sjedinjenih Država (237,3 milijarde tona) u svijetu po rezervama uglja. Ruska Federacija čini oko 18% svih svjetskih rezervi. Vidi sliku 3.
Rice. 3: Svjetske rezerve vodećih zemalja
Podaci Rosstata za 2010.-2015. pokazuju da se proizvodnja u zemlji odvija u 25 konstitutivnih entiteta Federacije u 7 federalnih okruga.
Postoje 192 preduzeća za ugalj. To uključuje 71 rudnik i 121 rudnik uglja. Njihov ukupni proizvodni kapacitet je 408 miliona tona. Više od 80% se iskopava u Sibiru. Proizvodnja uglja u Rusiji po regionima prikazana je u tabeli 1.
U 2016. godini 227.400 hiljada.
tona je iskopano u Kemerovskoj oblasti (takvi gradovi sa jednom industrijskom pripadnošću zovu se jednoindustrijski gradovi), od čega je oko 125.000 hiljada tona izvezeno.
Kuzbass čini oko 60% domaće proizvodnje uglja, ima oko 120 rudnika i površinskih kopova.
Početkom februara 2017. godine u regionu Kemerovo počeo je sa radom novi površinski kop Trudarmeysky Yuzhny, projektnog kapaciteta od 2.500 hiljada.
U 2017. godini planirano je da se iz površinskog kopa izvuče 1.500 hiljada tona minerala, a prema predviđanjima, površinski kop će svoj projektni kapacitet dostići 2018. godine. Takođe u 2017. planirano je otvaranje tri nova pokrenut u Kuzbasu.
Najveći depoziti
Na teritoriji Ruske Federacije postoje 22 ugljena basena (prema podacima Rosstata za 2014. godinu) i 129 pojedinačnih ležišta.
Više od 2/3 rezervi koje su već istražene koncentrisano je u bazenima Kansk-Ačinsk (79,3 milijarde tona) i Kuznjeck (53,4 milijarde tona). Nalaze se u Kemerovskoj oblasti Krasnojarskog teritorija.
Među najvećim basenima su i: Irkutsk, Pečora, Donjeck, Južni Jakutsk, Minusinsk i drugi.
Slika 4 prikazuje strukturu dokazanih rezervi za glavne slivove.
Rice. 4: Dokazane rezerve za glavne basene u Rusiji, milijarde tona.
Import Export
Ruska Federacija je među prva tri najveći izvoznici ugalj nakon Australije (izvoz 390 miliona)
tona) i Indonezije (330 miliona tona) u 2015. Udeo Rusije u 2015. godini - izvezeno je 156 miliona tona crnih minerala. Ova cifra za zemlju se povećala za 40 miliona tona tokom pet godina. Pored Ruske Federacije, Australije i Indonezije, šest vodećih zemalja su Sjedinjene Američke Države, Kolumbija i Južna Afrika.
Struktura svjetskog izvoza prikazana je na Sl. 5.
Rice. 5: Struktura svjetskog izvoza (najveće zemlje izvoznice).
Iz Centralne dispečerske službe Kompleksa goriva i energetike poručuju da je u 2016. povećan ukupan izvoz iz zemlje, dok je uvoz smanjen.
Podaci o izvozu-uvozu u 2016. godini prikazani su u tabeli 2.
Šef informativno-analitičkog odjela odjela za industriju uglja i treseta Ministarstva energetike zemlje V.
Grišin predviđa povećanje izvoza za 6% u 2017. godini, njegov obim bi mogao dostići 175 miliona tona, odnosno povećanje od 10 miliona tona.
Koje kompanije su najveći proizvođači
Veliko naftne kompanije Rusija je svima na usnama, a najveće kompanije za proizvodnju uglja u zemlji u 2016. su: OJSC SUEK (105,47), Kuzbassrazrezugol (44,5), SDS-Ugol (28,6), „ Vostsibugol (13,1), Južni Kuzbas (9), Yuzhkuzbassu (11.2), Yakutugol (9.9), Raspadskaya OJSC (10.5), količina proizvedenog uglja je navedena u zagradama u milionima tona, vidi
Rice. 6. Najveći proizvođači u Ruskoj Federaciji u 2016, u milionima.
Preduzeća OJSC SUEK, Kuzbassrazrezugol i SDS-Ugol bili su lideri u proizvodnji proteklih godina.
Najveći proizvođači za 2014-2015 prikazani su na Sl.
7. Među njima, pored dva gore navedena lidera u industriji, nalaze se i prerađivačka preduzeća: Kuzbass Fuel Company, Sibuglement Holding, Vostsibugol, Russian Coal, EVRAZ (koja je jedna od najvećih privatnih kompanija u zemlji), " Mechel-Rudarstvo", "SDS-ugalj".
7. Najveći proizvođači u Ruskoj Federaciji za 2014-2015, u milionima tona.
U novembru 2016. tim Evgenija Kosmina odeljenja br. 1 rudnika V.D.
Yalevsky JSC SUEK-Kuzbass instalirao je novi Ruski rekord proizvodnja godišnje sa jednog proizvodnog pogona - 4.810 hiljada tona.
Rezultati i zaključci
- Ruski kompleks uglja se aktivno razvija.
- Uvoz je neznatno opao posljednjih godina, dok su izvoz i proizvodnja porasli.
- Po izvozu, Ruska Federacija je jedna od tri vodeće zemlje nakon Australije i Indonezije.
- U narednim godinama planirano je otvaranje novih rudarskih i prerađivačkih preduzeća.
- Među prva tri su kompanije iz sibirskog regiona, koji čine više od 80% ukupne proizvodnje u zemlji.
Ljudmila Poberezhnykh, 2017-03-29
Pitanja i odgovori na temu
Još uvijek nisu postavljena pitanja o materijalu, imate priliku da to učinite prvi
Referentni materijali na temu
Ruski ugljeni baseni
Uloga pojedinog ugljenog basena u teritorijalnoj podjeli rada ovisi o kvaliteti uglja, veličini rezervi, tehničko-ekonomskim pokazateljima proizvodnje, stepenu pripremljenosti rezervi za industrijsku eksploataciju, veličini proizvodnje i karakteristikama. transportne i geografske lokacije.
Na osnovu ukupnosti ovih uslova, izdvajaju se: međuokružne baze uglja- Kuznjeck i Kansk-Ačinski basen, koji zajedno čine 70% proizvodnje uglja u Rusiji, kao i basen Pečora, Donjeck, Irkutsk-Čeremhovo i Južno Jakutsk.
Najznačajniji proizvođač kamenog uglja u Rusiji je Kuznjecki ugljeni basen.
Kuznjecki bazen
Bilansne rezerve kamenog uglja Kuzbasa kategorije A+B+C1 procjenjuju se na 57 milijardi tona, što je 58,8% kamenog uglja u Rusiji.
Istovremeno, rezerve koksnog uglja iznose 30,1 milijardu tona, ili 73% ukupnih rezervi zemlje.
U Kuzbasu se iskopava skoro čitav asortiman kamenog uglja. Podzemlje Kuzbasa bogato je drugim mineralima - to su mangan, željezo, fosforit, nefelinske rude, uljni škriljci i drugi minerali.
Kuznjecki ugalj je visokog kvaliteta: sadržaj pepela je 8-22%, sadržaj sumpora je 0,3-0,6%, specifična toplota sagorevanja je 6000 - 8500 kcal/kg.
Prosječna dubina podzemnog razvoja dostiže 315m.
Oko 40% iskopanog uglja se troši u samoj oblasti Kemerovo, a 60% se izvozi u druge regione Rusije i za izvoz.
U strukturi izvoza uglja iz Rusije, Kuzbas čini preko 70% njegovog fizičkog obima.
Ovdje leži ugalj visokog kvaliteta, uključujući koksovanje. Skoro 12% proizvodnje vrši se otvorenim kopom.
Belovsky okrug je jedno od najstarijih oblasti rudarstva uglja u Kuzbasu.
Bilansne rezerve uglja u okrugu Belovsky iznose više od 10 milijardi.
tona
Razvoj Kuznjeckog ugljenog basena započeo je 1851. godine manje-više redovnom proizvodnjom goriva u rudniku Bačat za Metaluršku tvornicu Guryev. Rudnik Bachat nalazio se šest milja sjeveroistočno od sela Bachat. Sada ovo mjesto zauzimaju rudnici Chertinskaya-Koksovaya i Novaya-2 i površinski kop Novobochatsky.
Prvorođencem industrije uglja u Belovu smatra se rudnik Pionerka, 1933. godine. Ovdje je iskopana prva tona uglja.
Trenutno je okrug Belovsky najveći region rudarstva uglja u Kuzbasu.
Belovski okrug je geografski centar Kemerovske oblasti.
Glavni centri su Novokuznjeck, Kemerovo, Prokopjevsk, Anžero-Sudžensk, Belovo, Lenjinsk-Kuznjecki.
Kansk-Ačinsk basen se nalazi na jugu istočnog Sibira u Krasnojarskom teritoriju duž Transsibirske željeznice i proizvodi 12% proizvodnje uglja u Rusiji.
Mrki ugalj iz ovog basena je najjeftiniji u zemlji, jer se kopa otvorenim kopom. Zbog niskog kvaliteta ugalj je slabo prenosiv i stoga moćne termoelektrane rade na bazi najvećih površinskih kopova (Irša-Borodinski, Nazarovski, Berezovski).
Pečorski basen je najveći u evropskom delu i čini 4% ukupne proizvodnje uglja u zemlji.
Nalazi se daleko od najvažnijih industrijskih centara i nalazi se na Arktiku; rudarenje se obavlja isključivo rudarstvom. U sjevernom dijelu basena (Vorkutinskoye i Vorgashorskoye ležišta) koksa se koksni ugalj, a u južnom dijelu (Intinskoye ležište) se vadi uglavnom energetski ugalj.
Glavni potrošači pečorskog uglja su Čerepovetski metalurški kombinat, preduzeća u severozapadnom, centralnom i centralnom crnozemlju.
Donjecki basen u Rostovskoj oblasti je istočni deo ugljenog basena koji se nalazi u Ukrajini.
Ovo je jedno od najstarijih područja za eksploataciju uglja. Rudnički način vađenja doveo je do visoke cijene uglja. Proizvodnja uglja opada svake godine i 2007. godine basen je davao samo 2,4% ukupne ruske proizvodnje.
Bazen Irkutsk-Čeremhovo u Irkutskoj regiji pruža niske troškove uglja, budući da se eksploatacija vrši otvorenim kopom i proizvodi 3,4% uglja u zemlji.
Zbog velike udaljenosti od velikih potrošača koristi se u lokalnim elektranama.
Južnojakutski basen (3,9% ukupne ruske proizvodnje) nalazi se na Dalekom istoku. Posjeduje značajne rezerve energenata i tehnološkog goriva, a sva proizvodnja se odvija otvorenim kopom.
Obećavajući ugljeni baseni uključuju Lenski, Tunguski i Tajmirski, koji se nalaze iza Jeniseja severno od 60. paralele.
Zauzimaju ogromne prostore u slabo razvijenim i slabo naseljenim područjima istočnog Sibira i Dalekog istoka.
Paralelno sa stvaranjem međuregionalnih baza uglja, došlo je do širokog razvoja lokalnih ugljenih basena, što je omogućilo približavanje proizvodnje uglja područjima njegove potrošnje. Istovremeno, u zapadnim regionima Rusije proizvodnja uglja opada (Moskovski bazen), au istočnim regionima naglo raste (naslage Novosibirske oblasti, Zabajkalskog kraja, Primorja.
Ugalj je sedimentna stijena nastala razgradnjom biljnih ostataka (paprati, preslice i mahovine, kao i prve golosjemenke). Glavne rezerve uglja koje se trenutno kopaju formirane su tokom paleozoika, prije oko 300-350 miliona godina. Ugalj se kopa već nekoliko vekova i jedan je od najvažnijih minerala. Koristi se kao čvrsto gorivo.
Ugalj se sastoji od mješavine aromatičnih spojeva visoke molekularne težine (uglavnom ugljika), kao i vode i isparljivih tvari s malom količinom nečistoća. U zavisnosti od sastava uglja, menja se i količina toplote koja se oslobađa tokom njegovog sagorevanja, kao i količina proizvedenog pepela. Od ovog omjera ovisi vrijednost uglja i njegovih nalazišta.
Za formiranje minerala također je morao biti ispunjen sljedeći uvjet: truli biljni materijal se morao akumulirati brže nego što je došlo do njegovog raspadanja. Zato je ugalj formiran uglavnom na drevnim tresetnim tlima, gdje su se akumulirali ugljični spojevi i praktički nije bilo pristupa kisiku. Izvorni materijal za porijeklo uglja, to je, zapravo, sam treset, koji se neko vrijeme koristio i kao gorivo. Ugalj je nastao kada su slojevi treseta bili ispod drugih sedimenata. U isto vrijeme, treset se sabijao i gubio vodu, što je rezultiralo stvaranjem uglja.
Ugalj nastaje kada se slojevi treseta pojave na značajnoj dubini, obično više od 3 km. Na većim dubinama nastaje antracit - najviši razred uglja. Međutim, to ne znači da se sva ležišta uglja nalaze na velikim dubinama. Tijekom vremena, pod utjecajem tektonskih procesa različitih smjerova, neki slojevi su doživjeli izdizanje, uslijed čega su se našli bliže površini.
Način eksploatacije uglja zavisi i od dubine na kojoj se nalaze ugljenonosni minerali. Ako se ugalj nalazi na dubini do 100 metara, tada se rudarenje obično vrši metodom otvorenog kopa. Ovo je naziv za uklanjanje vrha naslaga, u kojem se mineral pojavljuje na površini. Za rudarenje sa velikih dubina koristi se šahtovska metoda u kojoj se pristup ostvaruje stvaranjem posebnih podzemnih prolaza - okna. Najdublji rudnici uglja u Rusiji nalaze se na udaljenosti od oko 1200 metara od površine.
Najveća nalazišta uglja u Rusiji
Polje Elga (Sakha)
Ovo ležište uglja, koje se nalazi na jugoistoku Republike Saha (Jakutija) 415 km istočno od grada Neryungrija, najperspektivnije je za eksploataciju na otvorenom. Površina polja je 246 km2. Depozit je nježni asimetrični nabor.
Naslage gornje jure i donje krede su ugljenonosne. Glavni slojevi uglja nalaze se u naslagama formacija Neryungri (6 slojeva debljine 0,7-17 m) i Undyktan (18 slojeva debljine takođe 0,7-17 m).
Ugljevi su ovdje uglavnom polusjajni sa vrlo visokim sadržajem najvrednije komponente - vitrinita (78-98%), srednje i visoko pepela, malo sumpora, malo fosfora, dobro sinterirani, sa visokom kaloričnošću. vrijednost. Elga ugalj se može obogatiti posebnom tehnologijom, čime će se dobiti kvalitetniji proizvod koji zadovoljava međunarodne standarde. Debeli, ravni slojevi uglja su prekriveni tankim naslagama, što je veoma važno za eksploataciju na otvorenom.
Elegest depozit (Tuva)
Nalazi se u Republici Tuvi. Ovo polje ima rezerve od oko 20 milijardi tona. Većina rezervi (oko 80%) nalazi se u jednom sloju debljine 6,4 m. Trenutno je u toku razvoj ovog ležišta, tako da bi eksploatacija uglja ovdje trebala dostići svoj maksimalni kapacitet oko 2012. godine.
Velika ležišta uglja (čija je površina hiljadama km2) nazivaju se ugljeni baseni. Obično se takve naslage nalaze u nekoj velikoj tektonskoj strukturi (na primjer, korito). Međutim, nisu sva polja koja se nalaze blizu jedno drugom obično kombinovana u bazene, a ponekad se smatraju zasebnim poljima. To se obično dešava prema istorijski utvrđenim idejama (naslage su otkrivene u različitim periodima).
Minusinški ugljeni bazen nalazi se u Republici Hakasiji. Vađenje uglja ovdje je počelo 1904. godine. Za većinu veliki depoziti uključuju Černogorskoje i Izihskoje. Prema procjenama geologa, rezerve uglja na ovom području iznose 2,7 milijardi tona. U bazenu dominiraju dugovatreni ugljevi visoke kalorijske vrijednosti. Ugljevi su klasifikovani kao srednji pepeo. Maksimalni sadržaj pepela tipičan je za ugljeve ležišta Izykh, a minimalni za ugljeve ležišta Beiskoye. Eksploatacija uglja u basenu se odvija na različite načine: postoje i otvoreni kopovi i rudnici.
Kuznjecki ugljeni basen (Kuzbas)– jedno od najvećih nalazišta uglja na svijetu. Kuzbas se nalazi na jugu u plitkom basenu između planinskih lanaca planinske Šorije i. Ovo je teritorija Kemerovske oblasti. Skraćenica „Kuzbas“ je drugo ime regiona. Prvo ležište u Kemerovskoj oblasti otkriveno je davne 1721. godine, a 1842. geolog Čihačov je uveo termin „Kuznjecki ugljeni bazen“.
Rudarstvo se ovdje također obavlja na različite načine. Na teritoriji basena nalazi se 58 rudnika i više od 30 površinskih kopova. Kvalitet "" uglja je raznolik i spada među najbolje ugljeve.
Ugljenosni slojevi Kuznjeckog ugljenog basena sastoje se od približno 260 slojeva uglja različite debljine, neravnomjerno raspoređenih po dionici. Preovlađujuća debljina slojeva uglja je od 1,3 do 4,0 m, ali ima i debljih slojeva od 9-15 pa čak i 20 m, a ponegdje i do 30 m.
Maksimalna dubina rudnika uglja ne prelazi 500 m (prosječna dubina je oko 200 m). Prosječna debljina razvijenih ugljenih slojeva je 2,1 m, ali se do 25% rudničke proizvodnje uglja odvija u slojevima preko 6,5 m.
U praksi, proces vađenja uglja je veoma skup. Sam ugljen je proizvod formiran od drevnih predstavnika flore koji se nalaze na znatnoj dubini. U modernom svijetu koristi se u mnogim područjima života i to u značajnim količinama. Stoga je vađenje zapaljivog kamena bila i ostaje profitabilna poslovna opcija. Poslednjih decenija postoji jasan trend ka povećanju proizvodnosti za procese iskopavanja uglja.
Trenutno vodeća pozicija u vađenju minerala pripada NRK. Sljedeća pozicija pripada Sjedinjenim Državama, a slijede Indija, čija rudarska industrija donosi do 15% ukupne svjetske proizvodnje.
Postojeće metode eksploatacije uglja
Fosilna ležišta uglja nalaze se na znatnoj dubini pod zemljom. Proizvod se može nalaziti u gornjim ili donjim slojevima. To zavisi od karakteristika procesa stvaranja uglja. Ako se u nekim slučajevima rudarenje vrši na dubini od nekoliko metara, u drugim je potrebno ukloniti slojeve do dubine od jednog kilometra.
Moderna tehnologija eksploatacije uglja uključuje dvije glavne metode:
- otvoreni kopovi;
- podzemno rudarstvo.
Svaki od njih karakteriziraju određene karakteristike, prednosti i nedostaci.
Otvorena opcija rudarenja
U ovom slučaju koriste se tzv. Vađenje uglja je relevantno na ovaj način, kada se sirovine nalaze u slojevima zemlje na stotine metara od površine tla.
Potrebna oprema je bager dizajniran za uklanjanje gornjeg sloja zemlje. Nakon toga, fosilni ugalj utovaruje u specijalizovane mašine - rudarske dampere. Oni su ti koji transportuju sirovine na deponije.
Odlagališta se podrazumijevaju kao impresivne humke, čija visina u nekim slučajevima može doseći desetine kilometara.
U ovoj fazi eksploatacije uglja koriste se i druge mašine - buldožeri. Njihova uloga se svodi na ravnomjernu raspodjelu izvađene stijene unutar površine. Osim toga, njihov zadatak je stvaranje puteva i prolaza za kipere.
Drugi važan učesnik u vađenju zapaljivog kamenja su mašine za zalivanje. Oni su ti koji obaraju prašinu nastalu na deponijama.
Sljedeća faza tehnološkog procesa svodi se na rad bagera. Oni skupljaju ugalj i utovaruju ga u kipere. Potonji prevoze robu do skladišta za skladištenje i naknadni transport do odredišta.
Opcija podzemnog rudarstva
Podzemno rudarenje se obavlja u rudnicima uglja. Za to su potrebne druge jedinice za iskopavanje uglja. Razlog je taj što rudnici postoje već dugi niz godina, tako da za ovu vrstu eksploatacije uglja nisu potrebna mehanizovana sredstva.
U ovom slučaju potrebno je izgraditi akumulaciju, koja je tunel koji ide u horizontalnom ili vertikalnom smjeru, koji se direktno približava slojevima fosilnog uglja.
Širina slojeva prilikom eksploatacije uglja može varirati u velikoj mjeri, od nekoliko metara do desetina kilometara.
Moderna preduzeća provode razvoj koristeći kombinate za ugalj. U nekim fazama mogu se koristiti relativno mali uređaji - čekići. Moguća je druga vrsta procesa eksploatacije uglja. To uključuje rezanje originalnih slojeva pomoću posebnih uređaja. Dizajnirani su za opskrbu vodom pod značajnim pritiskom.
Vađenje sirovog uglja i drugih stena je neophodna aktivnost. Ali to je povezano s ozbiljnim rizicima, pa stoga spada u najopasniju kategoriju.
Tehnološki procesi za čišćenje uglja
Tehnologija obrade predstavlja nekoliko procesa u eksploataciji uglja koji su međusobno usko povezani.
Tehnologije za čišćenje uglja uključuju sljedeće faze:
- ekstrakcija sirovina unutar radnog lica;
- operacije utovara;
- transport;
- ventilacija;
- konstrukcija i naknadno kretanje potpore;
- izbor stijenskog pritiska itd.
U sklopu vađenja sirovog uglja, prvo se razbija, a zatim utovaruje.
Odvajanje fosila od glavnog tijela je rudarska operacija. Radi se tehnikama bušenja i miniranja, mehaničkim i hidrauličkim. Opcija je određena specifičnim svojstvima ugljenog sloja, njegovom stabilnošću i prisustvom radnih mašina.
U praksi, kada se vadi zapaljivi kamen, lomljenje se obično vrši mehaničkom metodom. Podrazumijeva uništavanje postojećeg sloja pomoću posebnih uređaja na radnim jedinicama. Naknadno iskopavanje može biti mlazno ili kombinovano.
Sa hidrauličnom verzijom izvlačenja, manipulacije su podijeljene u nekoliko malih operacija manjeg obima. Ovi zadaci se izvršavaju bez učešća ljudi. Ova metoda ekstrakcije se najviše koristi u Kuzbasu. Mlaz vode se isporučuje velikom snagom.
Mehanička metoda
Moguća je i mehanička opcija. Uključuje upotrebu posebnih uređaja - čekića, odnosno pneumatskih ručnih strojeva. Jedinica je posebno relevantna za proizvodnju strmih šavova, kada postoje poteškoće s električnom energijom. Transport lomljenog uglja vrši se gravitacijom uz čelo dugog zida. Za kretanje se koriste strugači transporteri.
U određenim uslovima eksploatacije uglja praktikuje se skup mjera kao što je podešavanje stijenskog pritiska. Može uključivati djelomično ili potpuno popunjavanje određene površine, šuplje urušavanje ili spuštanje krova.
Jedan radni ciklus se sastoji od komponenti kao što su ekstrakcija sirovina, njihov transport i pričvršćivanje, kao i kontrola stijenskog pritiska.
Integrisana mehanizacija vađenja zapaljivog kamena
Moderni mehanizovani kompleksi, sastavljeni od specijalizovanih jedinica i opreme za eksploataciju uglja, sve više se koriste u rudarskoj industriji. Sada se među njihovim komponentama nalaze plugovi, kombajni sa uskim hvatom, pokretni transporteri na mestu i drugi mehanizmi. Produktivnost proizvodnog polja je unutar 3 hiljade tona dnevno.
Tipično, povezivanje tehnoloških kola je standardno. Mobilna podrška je postavljena duž perimetra lica. Neophodno je spriječiti moguće začepljenje radnog područja kamenjem, bilo kamenom ili mrkim ugljem. Slijedeći je strugajući transporter, na čijem je okviru postavljen poseban kombajn. Ovu jedinicu karakterizira uski hvat zajedno s mogućnošću kretanja pomoću posebnog lanca.
Mehanizirani lanac podijeljen je na zasebne nosače, od kojih je svaki međusobno povezan sa svojim susjedima, kao i sa radnim transporterom.
Prilikom iskopavanja kombajn radi u bilo kojem smjeru, dok se nepotrebni, neefikasni pokreti eliminiraju.
Dodatni procesi
Osim glavnih manipulacija, postoji nekoliko dodatnih u sklopu eksploatacije uglja. Prije svega, to uključuje ispumpavanje vode. Ona, u većoj ili manjoj zapremini, ulazi u radove koji se izvode pod zemljom. Često se dnevno pumpanje mjeri ne samo stotinama, već i nekoliko hiljada. Kao rezultat, tekućina se kreće na površinu pomoću posebnih pumpi.
Još jedna važna pomoćna manipulacija u eksploataciji uglja je obezbjeđivanje rasvjete i ventilacije.
Posebna pažnja posvećena je održavanju glavnih radnih mehanizama, koji se koriste kako u samom rudniku, tako i iznad njega. Održavaju rudnik u ispravnom stanju.
Područja primjene fosila
Glavni smjer u kojem se ekstrahovani materijal koristi je energetski sektor. Odnosno, bio je i ostao jedan od najčešćih vrsta goriva. Upravlja i instalacijama grijanja i elektranama.
Prilikom prerade originalnog uglja nastaje tehnološke opcije. Tako je koks našao široku primenu u metalurškom polju.
Osim toga, na bazi uglja se vrši hemijska prerada i stvaraju novi proizvodi koji se kasnije koriste u većini različitim oblastima ljudski život.
Ugalj se uglavnom koristi za gasifikaciju i koksovanje, kao i za hidrogenaciju. Tehnologije iskopavanja uglja nastavljaju da se poboljšavaju. Ovo je neophodno kako bi se minimiziralo ljudsko učešće u tako složenoj i opasnoj stvari.
Video: Moderna eksploatacija uglja
Sadržaj članka
FOSILNI UGLJEN, zapaljiva sedimentna stijena organskog (biljnog) porijekla, koja se sastoji od ugljika, vodonika, kisika, dušika i drugih sporednih komponenti. Boja varira od svijetlo smeđe do crne, sjaj - od mat do svijetlo sjajne. Obično je jasno izražen slojevitost ili trakavica, što dovodi do cijepanja u blokove ili tabelarne mase. Gustoća uglja kreće se od manje od 1 do ~1,7 g/cm 3 u zavisnosti od stepena promjene i zbijanja koje je pretrpio u procesu stvaranja uglja, kao i od sadržaja mineralnih komponenti.
Formiranje uglja.
Od devonskog perioda, u drevnim tresetnim močvarama, u anaerobnim uslovima (u redukcionom okruženju bez kiseonika), dolazi do akumulacije i očuvanja organske materije (treseta) iz koje je nastao fosilni ugalj. Primarno ležište treseta sastojalo se od mase biljnih tkiva u rasponu od potpuno razgrađene (želifirane) do dobro očuvane ćelijske strukture. U aerobnim uslovima, kada su biljni ostaci bili izloženi vodama obogaćenim kiseonikom ili u kontaktu sa atmosferom, došlo je do potpune oksidacije (razgradnje) organske materije sa oslobađanjem ugljičnog dioksida i lakih ugljikovodika (metan, etan, itd.), bez praćenja formiranjem treseta.
Transformacija treseta u fosilni ugalj, nazvana karbonifikacija, odvijala se tokom mnogo miliona godina i bila je praćena koncentracijom ugljika i smanjenjem sadržaja tri glavna elementa koji stvaraju ugalj - kisika, dušika i vodika. Glavni faktori karbonizacije su temperatura, pritisak i vrijeme. U Rusiji je uobičajeno razlikovati sljedeće faze ugljavanja: lignit (sa ranom podfazom - lignit), ugalj, antracit i grafit. Istovremeno je došlo do uzastopnog formiranja mrkog uglja, kamenog uglja, antracita i grafita. U SAD-u, Kanadi, Njemačkoj, Velikoj Britaniji i mnogim drugim zemljama, općenito je prihvaćeno da se u procesu ugljavanja od treseta (što nije u suprotnosti s ruskom klasifikacijom) formiraju ligniti, subbitumenski ugljevi, bitumenski uglji, antracit i grafit. .
Moderno formiranje treseta događa se na različitim razmjerima na svim kontinentima osim Antarktika. Velika tresetišta poznata su u Kanadi, Rusiji, Irskoj, Škotskoj i drugim zemljama.
Formiranje uglja koje se odvijalo u prošlim epohama variralo je po intenzitetu, kao i po uslovima za formiranje primarnih tresetišta. Kao i sada, u davna vremena treset se akumulirao i u unutrašnjosti kontinenata i na njihovim periferijama. Klimatski i tektonski faktori su odigrali veliku ulogu. Intenzivno formiranje uglja dogodilo se u razdobljima s toplom i vlažnom klimom, karbonu, permu, juri, paleogenu i neogenu, a slabo - u devonu i trijasu. Tektonske pulsacijske fluktuacije kontinentalnih rubova bile su praćene akumulacijom slojeva uglja debelih nekoliko kilometara, uključujući i do 200–300 ugljenih slojeva i međuslojeva. Tokom morskih transgresija, tresetišta su bila poplavljena, a sedimenti različitog mehaničkog sastava isprani sa susjednih viših kopnenih površina su se taložili na treset. Zatim, tokom regresije mora u uslovima slijeganja kopna, nastavljeno je formiranje močvara i nagomilavanje treseta. Kao rezultat uzastopnog ponavljanja ovih procesa formirani su slojeviti sedimentni slojevi. Debljina takvih slojeva koji sadrže ugalj kreće se od nekoliko desetina metara do 3000 m ili više (na primjer, u bazenu Appalachian preko 2000 m, u basenu Ruhr - 2500-3000 m, u bazenu Gornje Šleske - 2500-6000 m m, u Donjeckom basenu - do 18.000 m).
Starost uglja.
Proučavanje biljnih ostataka sačuvanih u uglju omogućilo je praćenje evolucije stvaranja uglja - od drevnijih slojeva uglja formiranih od nižih biljaka, do mladog uglja i modernih naslaga treseta, koje karakterizira široka lepeza viših biljaka koje stvaraju treset. Starost ugljenog sloja i pripadajućih stijena utvrđuje se određivanjem sastava vrsta biljnih ostataka sadržanih u uglju.
Najstarija ležišta uglja nastala su u devonskom periodu, prije otprilike 350 miliona godina. Najintenzivnije formiranje uglja dogodilo se u intervalu od prije 345 do 280 miliona godina, pa je ovaj period nazvan karbonskim. Uključuje većinu ugljenih basena u istočnim i centralnim regijama Sjedinjenih Država, zapadne i istočne Evrope, Kine, Indije i Južne Afrike. Tokom permskog perioda (280–235 miliona godina) došlo je do intenzivne formacije uglja u Evroaziji (ugljeni baseni južne Kine, Kuznjeck i Pečora u Rusiji). Mala ležišta uglja u Evropi su nastala tokom trijaskog perioda. Novi porast intenziteta stvaranja uglja dogodio se početkom jurskog perioda (185–132 miliona godina). Prije otprilike 100-65 miliona godina, tokom perioda krede, formirana su ležišta uglja na američkim Stenovitim planinama, istočne Evrope, Centralna Azija i Indokina. Tokom tercijarnog perioda, prije otprilike 50 miliona godina i kasnije, nalazišta uglavnom mrkog uglja nastala su u raznim područjima Sjedinjenih Država (u sjevernim Velikim ravnicama, sjevernoj obali Pacifika i priobalnim područjima Meksičkog zaljeva), u Japanu, Novi Zelandu i Južnoj Americi, kao i u zapadnoj Evropi. U Evropi i Sjevernoj Americi do formiranja treseta došlo je tokom toplih međuglacijalnih perioda i postglacijalnih perioda.
Uslovi pojave.
Kao rezultat kretanja zemljine kore, tokom kojih je došlo do promjene relativnog položaja kopna i mora, debeli slojevi stena koje sadrže ugalj doživjele su izdizanje i nakupljanje. Vremenom su povišeni dijelovi slojeva (antiklinale) uništeni erozijom, a niži dijelovi (sinklinale) su očuvani u širokim, plitkim bazenima gdje se ugalj nalazi na dubini od najmanje 900 m od površine. Na primjer, u SAD-u u Stenovitim planinama i na sjeveru pacifičke obale, naslage uglja se uglavnom javljaju na dubinama od 1200-1850 m, au izuzetnim slučajevima dosežu dubinu od 6100 m. U Velikoj Britaniji, Belgiji, Njemačkoj, Ukrajini a na nekim mestima ugalj Rusije (Donbasa) Na nekim mestima se kopa sa dubine veće od 1200 m. Ugljeni slojevi koji se nastavljaju do dubine od 5-8 km trenutno su neisplativi za razvoj.
Ugljeni slojevi.
Debljina pojedinačnih slojeva uglja kreće se od 10 cm do 240 m (kao, na primjer, u državi Viktorija u Australiji). Slojevi debljine 120 m javljaju se u Kini; 60 m – u SAD (Wyoming) i Njemačkoj; 30 m – u SAD (Wyoming), Kanadi (Britanska Kolumbija) i drugim područjima. Takvi debeli slojevi obično zauzimaju malu površinu. Najčešći slojevi su debljine 90–240 cm, prostiru se na velikim površinama i povezani su sa značajnim rezervama iskopanog uglja. Slojevi ugljenonosnih stijena sadrže od dva do tri do nekoliko desetina ugljenih slojeva. Na primjer, u SAD-u je u detaljnoj studiji slojeva uglja u Zapadnoj Virdžiniji identifikovano 117 slojeva uglja.
Klasifikacije.
Fosilni ugljevi se ocjenjuju prema tri parametra: stepenu metamorfizma, koji se definiše kao stepen promjene sadržaja ugljika u uglju; kvalitet, koji se ocjenjuje sadržajem gorive komponente, količinom materija koje stvaraju pepeo, sadržajem vlage, sumpora i drugih elemenata i sastavom fosilnog uglja, hemijskim transformacijama do kojih je došlo tokom procesa ugljavanja.
Faze metamorfizma.
Glavne klase uglja (prihvaćene u SAD-u i nekim evropskim zemljama) u rastućim fazama metamorfizma uključuju lignit (u Rusiji je lignit labav termin), subbitumenski ugalj, bitumenski ugalj i antracit. Razlike u metamorfnom stadiju određuju se na osnovu hemijske analize, što ukazuje na dosljedno smanjenje vlažnosti i oslobađanje isparljivih tvari, kao i povećanje sadržaja ugljika. Snaga uglja tokom transporta i skladištenja, kao i aktivnost sagorevanja, zavise od relativne količine vlage, isparljivih materija, ugljenika i kalorijske vrednosti (toplote sagorevanja). Veliki potrošači moraju znati svojstva različitog uglja i uporedne troškove eksploatacije i transporta različitih kategorija uglja kako bi odlučili koja kategorija najbolje odgovara njihovim potrebama.
Lignit
ima izraženu vlaknastu strukturu drveta, najčešće svijetlosmeđe i smeđe, rjeđe crne. Svojstva i sastav se razlikuju od pravog mrkog uglja, koji se uglavnom nalazi u Kanadi i Evropi. U poređenju sa tresetom, lignit sadrži manje vode i ima veću kalorijsku vrijednost. Većina mladih (skorije formiranih) ugljeva predstavlja lignit, ali tamo gdje je prošao visok krvni pritisak ili intenzivnom termičkom izlaganju, njihov kvalitet je veći.
Subbitumenski ugalj
odlikuje se crnom bojom, malo ili ponekad nimalo vlaknaste drvenaste strukture, sadrži manje vode i isparljivih materija u odnosu na lignit i ima veću kalorijsku vrijednost. Subbitumenski ugalj lako erodira u vazduhu i mrvi se tokom transporta.
Bitumenski ugalj
Odlikuje se crnom bojom, relativno niskim sadržajem vlage i najvišom kalorijskom vrijednošću među svim ugljevima. U većini visokorazvijenih zemalja bitumenski ugalj se u industriji koristi u većim količinama od uglja drugih kategorija, jer mu se kvalitet ne smanjuje tokom transporta i ima visoku kalorijsku vrijednost; Osim toga, neke vrste bitumenskog uglja koriste se za proizvodnju metalurškog koksa.
Antracit
karakterizira vrlo visok sadržaj ugljika, niska vlažnost i mali prinos isparljivih komponenti. Ima tamno-crnu boju i ne proizvodi čađ pri sagorijevanju. Antracit zahtijeva više topline i napora da se zapali, ali kada se jednom zapali, proizvodi stabilan, čist, vruć, plavi plamen i gori duže od uglja nižih faza metamorfizma. Antracit se naširoko koristio za grijanje domova do 1920-ih, a kasnije je zamijenjen naftom i prirodnim plinom.
Ocjena.
U procesu stvaranja treseta u ugalj ulaze različiti elementi, od kojih je većina koncentrisana u pepelu. Kada ugalj gori, sumpor i neki hlapljivi elementi se oslobađaju u atmosferu. Relativni sadržaj sumpora i supstanci koje stvaraju pepeo u uglju određuje kvalitet uglja ( vidi tabelu). Visokokvalitetni ugalj ima manje sumpora i manje pepela od uglja niskog kvaliteta, tako da je traženiji i skuplji.
Kvalitet je određen kvalitetom uglja, a ne stepenom ugljavanja, koji karakteriše stepen njegove promene. Ugalj u niskoj fazi ugljavanja, kao što je lignit, može biti visokog kvaliteta, a ugalj u visokoj fazi, kao što je antracit, može biti niskog kvaliteta.
Količina supstanci koje stvaraju pepeo (mineralne komponente) sadržane u uglju može varirati od 1 do 50 težinskih postotaka, ali za većinu uglja koji se koristi u industriji iznosi 2-12%. Tvari koje stvaraju pepeo dodaju dodatnu težinu, što povećava troškove transporta uglja. Osim toga, dio pepela ulazi u zrak i zagađuje ga. Neke komponente pepela se sinteruju i formiraju šljaku na rešetkama i ometaju sagorevanje.
Iako sadržaj sumpora u uglju može varirati od 1 do 10%, većina uglja koji se koristi u industriji ima sadržaj sumpora od 1-5%. Međutim, nečistoće sumpora su nepoželjne čak i u malim količinama. Kada se ugalj sagori, većina sumpora se oslobađa u atmosferu u obliku štetnih zagađivača koji se nazivaju oksidi sumpora. Osim toga, nečistoće sumpora imaju negativan utjecaj na kvalitetu koksa i čelika proizvedenog korištenjem takvog koksa. Kombinujući se sa kiseonikom i vodom, sumpor stvara sumpornu kiselinu, koja korodira mehanizme termoelektrana na ugalj. Sumporna kiselina je prisutna u rudničkim vodama koje izviru iz ispušnih radova, u rudnicima i jalovištima, zagađujući životnu sredinu i sprečavajući razvoj vegetacije.
Resursi.
Ukupni svjetski resursi uglja, tj. količina uglja koja je bila u dubinama prije nego što je počela da se vadi procjenjuje se na ukupnu vrijednost veću od 15.000 milijardi tona; Od toga, otprilike polovina je dostupna za rudarenje. Najveći dio svjetskih resursa uglja nalazi se u Aziji i koncentrisan je prvenstveno u Rusiji i Kini, koje su najveći proizvođači uglja. Severna Amerika i Zapadna Evropa zauzimaju drugo i treće mesto po resursima uglja i takođe su veoma veliki proizvođači.
RUDNIKA UGLJA
Ugalj se vadi otvorenim (kamenolomi) i podzemnim (rudnici i jame) metodama. Izbor metode iskopavanja zavisi uglavnom od lokacije ugljenog sloja u odnosu na površinu zemlje. Otvoreni kop se obično izvodi na dubini ne većoj od 100 m. U zavisnosti od smjera prilaza ugljenom sloju, postoje načini otvaranja ležišta: aditivi (horizontalni podzemni radovi) i vertikalni ili kosi rudarski okni. Ponekad se ugalj vadi iz ležišta koja se protežu daleko do mora. Podmorska eksploatacija uglja odvija se u Kanadi, Čileu, Japanu i Velikoj Britaniji.
PODZEMNI RAZVOJ
Otvaranje depozita adit.
Ako formacija izađe na površinu na padini planine, tada se do nje povlači horizontalni tunel koji se zove adit. Adit se, u pravilu, vozi uz pad (nagib) formacije. Ako je šav gotovo horizontalan, tada razvoj počinje nešto ispod njegove razine i, nakon što su već stigli do šava, prate njegov uron. Ako je debljina formacije mala, tada se uklanja dio njenog tla (stijene koje leže ispod formacije) ili krov.
Da bi se odredila najniža i najpogodnija ulazna tačka u adutu, buše se mali bunari i izrađuju kratke udubine u kojima se vrše geodetska mjerenja. Bočne i gornje strane otvora aditiva su betonirane, posebno blizu površine. Ako je ograda dizajnirana da traje nekoliko godina, onda su ograničeni na postavljanje drvene potpore.
Kosi radovi.
Ugljeni slojevi često leže pod uglom. Ugao nagiba formacije je ponekad veći od 90° (u slučaju prevrnutog sloja), tada osnova formacije postaje njen krov. Takvi slojevi se često eksploatišu na poljima uglja u Francuskoj.
U slučajevima kada se formacija strmo spušta od mjesta izlaska na dnevnu površinu, izvode se kosi podzemni radovi. Ako ekonomski isplativa formacija nema prikladan izlaz, tada se rudarenje vrši uzduž stijene. U pravilu je otvaranje ležišta sa kosim radovima ekonomski izvodljivo s dužinom ne većom od 800 m.
Rudnička okna.
Najpogodnije je otvoriti mnoga ležišta uglja pomoću vertikalnog otvora - rudarskog okna. Troškovi izgradnje i eksploatacije rudarskog okna su veći od rudničkog okna, ali kada podzemni vodotokovi pređu preko ugljenog sloja u različitim pravcima, ukupni troškovi rada polja mogu biti niži. Ova metoda omogućava racionalnije planiranje rudarskih operacija; Osim toga, rudničko okno traje duže od razbacanih gomila. Međutim, ventilacija i drenaža su skuplji, a tu su i troškovi povezani s dizanjem uglja.
Otvaranje ugljenih slojeva rudarskim oknom koristi se kada je njihova dubina veća od 45 m. U SAD-u dubina rudnika rijetko prelazi 300 m, u drugim ugljarskim zemljama ponekad dostiže 1200 m, au Indiji i jugu Poznati su afrički rudnici dubine preko 4 km.
Podzemni rudarski sistemi.
U podzemnoj eksploataciji ležišta uglja koristi se sistem prostorija i stub i longwall rudarstvo, odnosno longwall rudarstvo. U Sjedinjenim Državama je češća eksploatacija iz prostorija i stubova (oko 65% svih podzemnih eksploatacija uglja), budući da se većina razvijenih slojeva uglja, posebno bitumenskog uglja, odlikuje značajnom debljinom. U slučaju tankih, jako poremećenih i duboko ležećih formacija, poželjna je metoda dugog zaustavljanja. Razvoj prostorija i stubova nije veoma ekonomičan; obično oporavlja samo 50% raspoloživog uglja. Iskopavanje dugih zidova je sigurnije i omogućava vam da izvučete do 80% uglja i da ga ravnomjernije rasporedite.
Sistem razvoja prostorija i stubova.
Sa takvim sistemom kroz formaciju prolazi određeni broj komora, odvojenih stubovima koji podržavaju krov formacije. Nakon što se radne površine date površine pomjere u skladu s planom, rudari ili napuste ovo područje ili izvode obrnuti iskop, otkopavajući stubove sa urušavanjem krova iza njih. U nekim slučajevima, prilikom pripremnog tuneliranja komora, uklanja se samo 10-15% uglja.
Formacija je obično razbijena na velike blokove primarnim i sekundarnim grupama komora, koje se ponekad nazivaju i poprečnim odmakom, preko kojih se protežu manje grupe komora (presjeci i krajnji nanosi). Područja se nazivaju stvarnim proizvodnim frontom, jer se stubovi glavne i sekundarne grupe komora rijetko uklanjaju.
Stubovi od uglja se ostavljaju na neodređeno vrijeme u slučajevima kada je potreba za njihovim očuvanjem diktirana stanjem krova i tla sloja ili ekološkim propisima. Rudarski nadzorni organi ne podstiču ovakav sistem, jer rezultira velikim gubicima uglja.
U nekim slučajevima, stubovi uglja, pod teretom vlastite ogromne težine i težine krova, utisnu se u omekšavajuću glinenu zemlju sloja, nabubrivši ga. Ako su tlo i krov napravljeni od tvrdog kamena, tada slijeganje krova može dovesti do drobljenja stubova sa njihovim raspadanjem u komore. Ponekad se stubovi u ovom stanju odmah unište uz oslobađanje velike mehaničke energije (pucanje kamenja). Do masovnog uništavanja stubova rijetko dolazi, ali kada jednom počne, teško ga je zaustaviti. Takav destruktivni proces može zahvatiti veliku površinu, pa čak i dovesti do potpunog urušavanja rudnika, u kojem ostaju zatrpani ljudi, ugalj, materijal i oprema. Istina, savremeni tehnički standardi za stubove uglavnom garantuju sprečavanje njihovog masovnog uništenja.
Vađenje međukomornih stubova - druga faza iskopa - izvodi se u kratkim redovima u suprotnom smjeru. Ako se pravilno provodi, nema opasnosti po živote rudara, gubici uglja i materijala su neznatni, a troškovi proizvodnje su smanjeni. Istina, ako se iskop stubova vrši na velikoj površini, tada je moguće slijeganje sloja stijene iznad minskog polja.
Longwall rudarstvo.
Sa ovim rudarskim sistemom, veliki blok uglja se iskopava pomeranjem opreme duž široke površine lica ispod kontinuirane linije potpornih sekcija. Stubovi nisu ostali. Iskop se vrši naprijed ili nazad. U oba slučaja radni prostor (na čeonoj strani) je osiguran čeličnim profilima po cijeloj dužini, a oslonac se uklanja nakon uklanjanja ugljena duž cijele ploče iskopa. Tokom procesa iskopavanja, krov formacije se urušava iza mehaničkog nosača.
U početku su se dugi zidovi koristili za otkopavanje plitkih slojeva ili poremećenih slojeva na dubinama većim od 300 m, posebno u evropskim rudnicima uglja. U slučaju umjereno dubokih horizontalnih slojeva prednost je dana prostorno-stubnom razvoju. Tada se u Sjedinjenim Državama počelo široko koristiti za umjereno duboke horizontalne šavove, jer je sigurnije za rudare i omogućava 4-5 puta povećanje proizvodnje uglja.
Rudarstvo antracita.
U slučaju antracitnih slojeva sa strmim uronima, izvode se horizontalni, često vijugavi, vučni i ventilacijski radovi, a podzemni radovi koji se nazivaju kosine uglja dovode se direktno do sloja. Nakon lomljenja, antracit se kotrlja prema dolje u smjeru pada formacije gravitacijom. Na uskom kraju kosine uglja ostavlja se tolika količina uglja da je njegova površina na nivou potrebnom za rad rudara koji miniraju. Rudari rade tako što stoje na površini zdrobljenog uglja, čiji se dio uklanja svaki put kada se lice pomjera naprijed. Na taj način se površina rastresenog uglja održava na prikladnoj udaljenosti od lica u svakom trenutku. Lomljenje se vrši pomoću pneumatskih bušaćih čekića ili eksplozivnih metoda. Ugalj je toliko tvrd da se vrlo malo mrvi prilikom prolaska kroz zonu skladišta (skladišta) u komori. Uz blagi pad (nagib) šava rudari rade na sloju tvrde stijene. Čelični žlijeb kroz koji „teče“ ugalj je u donjem dijelu opremljen dijelom okačenim na šarke, kada se podigne, protok uglja se prekida. Tamo gdje, zbog strmine sloja, zdrobljeni ugalj teče prebrzo, nosači su pričvršćeni u tlu i krov blizu ljevkastog ušća rudnika uglja kako bi se ograničio pritisak. Ako sloj nije dovoljno strm, tada se čelični rov može dovesti gotovo do radne površine. Ranije je ugalj ručno potiskivan; sada se koriste vibrirajući i drugi transporteri.
S malim nagibom sloja, gdje ugalj ne teče gravitacijom, rudari stoje na tlu i skladište nije potrebno. Ako je potrebno skladištenje spremnika, onda se s obje strane komore izrađuju prolazi s drvenim nosačima. Jedan od njih je namijenjen ljudima, a drugi služi kao povratni ventilacijski kanal i izlaz u slučaju nužde. Kada je komora potpuno iskopana, stupovi se uklanjaju metodom bušenja i miniranja, pri čemu se ugalj kotrlja u donji dio komore.
Ponekad se ugalj iščupa sa čela bez bušenja i miniranja, nakon čega je daljnja eksploatacija sloja nemoguća. U takvim slučajevima se vrši nova obrada na licu kroz drugu komoru ili na većoj visini. Stubovi se iskopavaju bez lomljenja, jer se i sami urušavaju pod pritiskom krova. Međutim, istovremeno se urušava i krovna stijena, ponekad u takvim količinama da rad postaje neisplativ, jer većina iskopanog uglja mora ići u postrojenje za pranje, gdje se stijena odvaja ručno ili mehanički.
Vađenje bitumenskog uglja.
Podzemna eksploatacija mekih i rastresitih bitumenskih i subbituminoznih ležišta uglja može se izvoditi pomoću kontinuiranog sistema sa dugim čeonim površinama. Za lomljenje se često koristi metoda bušenja i miniranja. Svaki od njih predviđa određeni ciklus operacija iskopa, utovara, izvlačenja uglja i pričvršćivanja krova. Nekada je prva operacija bila donji zarez, koji se izvodio ručnim pijucima po cijeloj širini lica. Trenutno se sečenje vrši mašinama, zatim se buše rupe u licu da bi se u njih stavio eksploziv (eksploziv).
Čvrsti zarez.
Snažna rudarska mašina uklanja ugalj iz mase na površini čepa, ispušta ga na tlo radnog horizonta radi utovara drugom mašinom ili ga istovara direktno u rudničke vagone, koji ugalj pomeraju do mesta utovara na transporter. . Nakon završetka iskopa na cijeloj površini, kombajn prelazi na novu čeonu površinu; prostor bivšeg dna je osiguran sidrenim šipkama. Ponekad se koristi dodatna potpora ako to zahtijeva stanje krova formacije. Ovaj ciklus se ponavlja od četiri do 12 puta po radnoj smjeni, ovisno o efikasnosti zajednički sistem proizvodnja Tipično mjesto kontinuiranog iskopa opslužuje se prvenstveno jednom mašinom za striženje, jednom mašinom za vijke i dva kolica. Moguća je i proširena verzija, u kojoj na gradilištu rade dva kombajna, jedna ili dvije mašine za vijke i tri ili četiri kolica. Ova metoda je vrlo produktivna i često proizvodi 2000–2500 tona uglja po smjeni.
Longwall rudarstvo.
U mehanizovanom longwall sistemu, rudarska mašina sa radnim tijelom (šipka, bubanj) kreće se po strugačkom transporteru duž čeone. Zdrobljeni ugalj se kombajnom utovaruje direktno na transporter, koji ga transportuje kroz utovarivač do glavnog transportnog sistema. Prilikom sljedećeg reza, čeoni transporter se pritiska na masu uglja pomoću hidrauličkih dizalica pričvršćenih na čelične nosače mehaničkog nosača s preklopom. Kada padne pritisak koji pritiska potporne ploče na šavni krov, dizalice se pomiču na pokretnu liniju transportera i pritišću se na krov na novom mjestu, a labav krov iza ploče se urušava. Ovaj slijed operacija se ponavlja u prednjem i obrnutom smjeru duž čeone koja može imati dužinu do 300 m. Cijela iskopna ploča dugačkog zida dužine do 3000 m može se u potpunosti razviti za šest mjeseci. Tokom dugih kopova, u prosjeku se iskopa do 5.000 tona uglja po smjeni. Takav sistem može raditi koristeći programska kontrola, što zahtijeva samo dva do tri operatera po licu.
Bušenje i miniranje.
Redoslijed operacija sastoji se od samog iskopa (izrada usjeka, bušenja i miniranja) i naknadnih operacija utovara, odvoza uglja i pričvršćivanja krova. Prvo, makaza pravi rez preko površine lica širine od cca. 50 cm do dubine od 2–2,7 m kako bi se stvorila slobodna površina. Rez se može napraviti na vrhu, dnu, sredini ili sa strane lica; Moguće su i sve uparene kombinacije ovih opcija. Obično se rezanje, bušenje, miniranje, utovar uglja i pokrivanje krovova izvode paralelno na najmanje pet strana. Pojedinačne operacije se ciklično ponavljaju na prednjim stranama lokacije.
OTVORENI RAZVOJ
U slučajevima kada je sloj uglja plitak i nije prekriven debelim slojem otpadnog kamena, otkopavanje se vrši otvorenim kopom. Nakon uklanjanja jalovine, počinje bušenje i miniranje uglja i utovar u kipere ili željezničke vagone.
Skidanje radi.
Prvo se vrši bušenje sa odabirom jezgra radi analize tvrdoće pokrivne stijene, njenog slojevitosti, lomljenja i stepena istrošenosti. Ako je gornji sloj stijene tanak i labav, tada se operacije uklanjanja izvode buldožerima i strugačima; Mehaničke lopate, draglajn i rotorski bageri koriste se u kombinaciji sa manjim vrstama opreme za uklanjanje velikih količina otkrivke i uglja. Bušenje i miniranje su generalno potrebni kada postoji debeo sloj tvrde stene ili su potrebni uski i strmi otvori širine 20-30 m.
Kapitalni rov.
Ako je teren ravan i ugljeni sloj ne izlazi na površinu, ležište se otvara bagerom, polažući kapitalni rov širine cca do horizonta uglja. 20 m, koja može biti bočna (duž jedne strane konture kamenoloma) ili centralna. Jalovina se postavlja na deponiju duž perimetra kamenoloma. Ponekad se ugalj prekriven prvom jalovinom jednostavno ostavi, jer njegova mala količina ne opravdava troškove ponovnog uklanjanja jalovine. U drugim slučajevima, jalovina se, pošto se istovara snažnim bagerom, pomiče i izravnava na većoj površini buldožerima, strugačima i malim mehaničkim lopatama kako bi se olakšalo njegovo dalje uklanjanje. Budući da mehanička lopata, draglajn ili rotacioni bager stoji na udaljenosti od najmanje 7-8 m od mesta gde kašika pokupi jalovinu olabavljenu eksplozijom, a ljudi tamo nisu dozvoljeni, klupa takvog kapitalnog rova može biti gotovo okomito. Za to je potrebna posebna tehnika razbijanja eksploziva, u kojoj se kamen ne baca eksplozijom, već se olabavi na način da se može lako ukloniti kašikom bagera. Da bi se to postiglo, eksplozivna punjenja se postavljaju u bušotine izbušene okomito skoro do horizonta uglja ili horizontalno 1-1,5 m iznad ugljenog sloja.
Da biste otvorili duboko ležeće slojeve, potrebna vam je vrlo moćna oprema, inače će posao biti neisplativ. Koriste se dizelske i električne lopate bilo koje potrebne veličine, koje mogu sakupiti 225 tona otkrivke i premjestiti ih na razdaljinu do 130 m. Draglines se koriste za rad na strmim klupama koje vode do ravnog ugljenog sloja. Najveći od njih imaju zapreminu kašike od skoro 120 m3 i pomiču stijenu na grani na udaljenosti od cca. 170 m u visini zgrade od 14 spratova. Džinovski bageri su u stanju da prenesu do 2.700 m 3 kamena na sat na razdaljinu do 150 m. Takve mašine mogu da rade na ivicama višim od 30 m.
Radovi na otkopavanju u planinskim područjima.
Na planinskim padinama, rov koji otkriva ugljeni sloj obično prati profil padine. U ovom slučaju se koriste iste mašine kao što je gore navedeno. Druga moguća metoda je uklanjanje vrha planine i postavljanje jalovine u dolinu.
Transportno kopanje rovova.
Prilikom izrade ležišta bitumenskog uglja, rovovi se obično prolaze netransportnom metodom, pri čemu se sva stijena iz rova polaže bagerom direktno na stranice. Prilikom vađenja antracita češće se koristi način transporta, u kojem se jalovina utovaruje u željezničke vagone ili kipere i pomiče na znatnu udaljenost od rova - do starih kamenoloma ili do potpuno miniranih područja istog ležišta. Ova metoda vam omogućava da otvorite nekoliko slojeva uglja koji leže jedan iznad drugog u jednoj operaciji, koja se izvodi s jednog mjesta. Omogućava ekonomičan razvoj formacija koje se nalaze na dubinama do nekoliko stotina metara.
Rekultivacija istrošenog kamenoloma.
Nakon iskopavanja, cijeli kamenolom se sastoji od niza dugih rovova, a na površini se često nalazi podzemni sloj nasumično pomiješan sa stijenom (sloj tla se posebno skladišti za naknadnu obnovu vegetacije). Kamenolomi često formiraju rezervoare sa narandžastom ili zarđalom (zbog visoke kiselosti) vodom, koja se mora izolovati od obližnjih rijeka i jezera. Pažljivim planiranjem, pokrivač tla potpuno iskopanih kamenoloma može se obnoviti, iako uz značajne troškove. U nekim područjima, nakon rekultivacije, zemljina površina može biti u još boljem stanju nego prije otkopavanja i može se koristiti za uzgoj usjeva, ispašu stoke, sadnju šuma, stvaranje rekreacijskog područja ili rezervata za divlje životinje i ptice.
Auger excavation.
U brdovitim predjelima, gdje gusta jalovina čini ekonomski neisplativim otkopavanje formacije sa površine, koriste se pužni rudari. Ogromne (do 2 m u prečniku) bušilice takvih mašina (jednostruke, uparene ili trostruke) urezuju se u izbočinu duž urona formacije. Slomljeni ugalj se prenosi pužom i sipa na transporter koji ga pomiče do kipera. Ova metoda može ukloniti do 25 tona uglja u minuti. Izbor rudara zavisi od dužine ugljenog sloja, njegovog upadnog ugla i čvrstoće okolnog kamena.
Trenutno postoje i koriste se daljinski upravljani kombajni sa glavom rezača za kontinuirano rudarenje, laserskim vodičem i transportnim transporterom koji neprekidno radi. Kombajnom upravlja preko kompjutera operater koji se nalazi izvan podzemnog rudnika.
OPASNOSTI U VEZI SA ISKUPANJEM UGLJA
Vađenje uglja je povezano sa opasnim faktorima kao što su urušavanje krova i zidova rudarskih radova, ugljena prašina, ispuštanje metana i drugih štetnih gasova koji nastaju tokom procesa rudarenja. Izloženost mnogima opasni faktori mogu se eliminisati ili značajno oslabiti ako se striktno poštuju rudarski standardi, zahtjevi zaštite rada i sigurnosni propisi.
Opasnost od eksplozije.
U ugljenim slojevima se oslobađaju različiti plinovi: najčešće metan (CH 4), rjeđe sumporovodik (H 2 S) i ugljični dioksid (CO 2). Ovi plinovi rijetko uzrokuju smrt ili ozbiljnu bolest. Izuzetak je eksplozivni metan, iako su njegove eksplozije prilično rijetke. Da bi se spriječile eksplozije metana i ugljena prašina u rudnicima uglja potrebno je kontinuirano pratiti sadržaj metana u zraku i osigurati uklanjanje prašine iz rudničkih ventilacijskih kanala. Eksplozivna je i mješavina zraka sa metanom i ugljenom prašinom, koja je vrlo zapaljiva. Eksplozija oslobađa mnogo topline i proizvodi visoko otrovan ugljični monoksid (CO). Osim toga, zbog sagorijevanja se smanjuje sadržaj kisika u rudničkom zraku i stvara višak ugljičnog dioksida. Sve to dovodi do nesreća, ponekad i fatalnih.
Opasnost od požara.
Ugalj, posebno s visokim sadržajem isparljivih komponenti, se prilično lako zapali, čak i ako je još uvijek u sloju. Kada gori, proizvodi ugljične okside, plinovita jedinjenja sumpora i zapaljive plinovite ugljovodonike. Zbog intenzivne topline požara (i izloženosti vodi, koja se ponekad koristi u sistemima za gašenje požara), krovne stijene pucaju i krov se urušava. Takvi požari mogu dovesti do smrti, uglavnom zbog urušavanja krova, gušenja i eksplozija nastalih plinova. Trenutno su u glavnim ventilacionim kanalima ispod zemlje instalirani specijalni sistemi za zaštitu od požara, koji se sastoje od detektora ugljen monoksida ili temperaturnih senzora povezanih sa računarom preko mreže koja pokriva sve podzemne radove. Ovaj sistem omogućava otkrivanje požara u vrlo ranoj fazi. U istrošenim rudnicima ostaci uglja mogu gorjeti godinama, a ponekad čak i zahtijevati evakuaciju stanovnika susjednih naselja.
Profesionalne bolesti.
Rudari uglja češće od drugih obolijevaju od respiratornih bolesti povezanih s udisanjem ugljene prašine. Među rudarima koji su radili 15-20 godina pod zemljom česti su pneumokonioza (antrakoza ili „crna pluća“, silikoza itd.) i plućni emfizem. Plućna silikoza, uzrokovana udisanjem čestica silicijum dioksida, češća je među rudarima koji rade u rudnicima antracita. Statističke studije o profesionalnim bolestima rudara rađene su u Velikoj Britaniji, gdje je razvijen model utjecaja opasnih faktora. Kao rezultat usklađenosti sa utvrđenim normama za sadržaj prašine u zraku rudnika uglja (ne više od 2 mg po 1 m 3 zraka i ne više od 5% SiO 2), broj smrtnih slučajeva i slučajeva potpune invalidnosti rudari svedeni na minimum. U Rusiji su standardi za različite štetne faktore odavno razvijeni i stavljeni na snagu.
Rudari također doživljavaju nistagmus (konvulzivno trzanje očne jabučice povezano s oštećenjem centralnog nervnog sistema) i neke gljivične bolesti.
Posljedice po životnu sredinu.
Podzemno rudarenje može uzrokovati slijeganje zemljine površine, što se može spriječiti selektivnim uklanjanjem uglja i popunjavanjem otvora otpadnim kamenjem i drugim materijalima. Mnoge zemlje imaju zakone i savezne programe za rekultivaciju zemljišta nakon rudarenja, a razvijene su tehnologije za popunjavanje miniranih prostora kućnim i građevinskim otpadom.
Ukoliko rudarski radovi nisu usklađeni sa rudarskim propisima ili sigurnosnim zahtjevima, moguće su neželjene posljedice kao što su podzemni požari, požari na deponijama, kontaminacija slivova vodom koja sadrži kiseline, metale ili suspendirane čvrste tvari, te klizišta na nestabilnim padinama. Mnoge zemlje, uključujući Sjedinjene Države, imaju niz zakona koji pokrivaju gotovo sve aspekte vađenja uglja i obezbjeđuju kontinuirano praćenje tokom rudarskih operacija kako bi se osiguralo da ne postoji mogućnost neželjenih posljedica po okoliš.
OBOGAĆANJE UGLJEM
Sortiranje po veličini.
Iskopani ugalj se šalje u postrojenje za preradu uglja, gdje se sortira po veličini i obogaćuje. Komercijalni (obogaćeni) ugalj se transportuje do utovarnih mesta za otpremu potrošačima. Sirovi (neobogaćeni) ugalj se prvo prosijava – prosijava kroz vibrirajuća sita sa nekoliko sita različitih veličina oka, zatim čisti i obogaćuje. Poznate su klasifikacije uglja prema veličini, na primjer, bitumenski ugalj - "preveliki" (prečnika 12 cm ili više), "jaje" (4 cm), "orah" (2 cm), "grašak" (1 cm) i “globe”; antracit - “šporet” (6 cm), “grašak” (1 cm), “zrno” (0,5 cm), “pirinač” (manje od 0,5 cm) i “prašina”. Dugogradno rudarenje obično proizvodi finiji ugalj iz rudnika nego kontinuirano.
Nečistoće i inkluzije.
Ugalj sadrži mikroskopske, praktično neodvojive mineralne nečistoće (povezane sa postrojenjima za stvaranje uglja), kao i inkluzije koje se lako uklanjaju drobljenjem i naknadnim obogaćivanjem.
Lentikularne inkluzije formiraju pirit (FeS 2), markazit (također FeS 2), olovo karbonat (PbCO 3) i cink sulfid (ZnS). Inkluzije se također mogu pojaviti kao tanki slojevi ili ispuniti pukotine i zone drobljenja koje se protežu pod uglom u odnosu na sloj uglja. Treći tip inkluzije uglavnom se sastoji od pješčenjaka, škriljaca i kalcita (CaCO 3). Ugalj koji se kopa u podzemnim rudnicima često sadrži nečistoće iz rudničkog tla i krovnih stijena, koje je rudar dužan ukloniti na svim (osim na strmo lociranim) radnim mjestima.
Mokro obogaćivanje.
Najčešći sistemi obogaćivanja zasnivaju se na razlikama u gustini čistog uglja (1,4 g/cm3 ili manje), koji je skoro uvek lakši od nečistoća (više od 2,0 g/cm3) i stoga ostaje blizu površine vode koja se intenzivno meša, dok se teže nečistoće talože. Ovaj proces se izvodi u alatima ili drugim uređajima za gravitaciono obogaćivanje koji obrađuju mješavine srednje gustine.
Pojavom poboljšane opreme za obradu, poteškoće sortiranja po veličini su značajno smanjene. Vodene suspenzije pijeska ili željeznih oksida sa gustinom srednje između onih uglja i nečistoća daju efikasnije obogaćivanje od čista voda. Sortiranje po veličini, iako je radno intenzivna operacija, uvijek je neophodno; Često, svaka gradacija veličine ima svoju mašinu za obogaćivanje.
Obogaćivanje u jigging mašini.
U mašini za probijanje voda se diže kroz sito na koje polako teče ugalj. Komercijalni ugalj nosi potok. Kontaminiraniji materijal koji se nalazi ispod odlazi na deponiju nakon istovara. Najteže nečistoće, uglavnom fini pirit, padaju kroz otvore sita u sabirni kontejner i iz njega se mehanički ispuštaju.
Odvajanje pijeska.
U slučajevima kada se pijesak koristi za formiranje teške suspenzije, obogaćivanje se vrši u velikom stacionarnom konusu separatora, čije rotirajuće lopatice pokreću vodu s pijeskom i ugljem (veličine uglja 0,6 cm ili više). Komercijalni ugalj se skuplja u gornjem dijelu konusa, a kontaminirani ugalj se spušta u donji cilindar, gdje se periodično istovaruje duž izlazne ploče. Frakcija pijeska se odvaja mokrim prosijavanjem za ponovnu upotrebu u postrojenju.
Obogaćivanje u teškom okruženju.
Ovo je najčešći način pripreme uglja. Kao teški medij koristi se vodena suspenzija magnetitnog praha gustine potrebne za obogaćivanje uglja s veličinom čestica od 0,6 cm ili više. Komercijalni ugalj se pojavljuje na površini i ispušta se kroz granični uređaj ili transportuje pokretnom trakom, a otpad se istovara sa dna instalacije. Magnetit se odvaja mokrim prosijavanjem i uklanja iz vode pomoću magnetnih separatora. Komercijalni ugalj se suši na vibrirajućim sitama i istovaruje na trakasti transporter.
Ciklon sa teškim okruženjem.
U ciklonu, obogaćivanje se vrši zbog centrifugalnih sila koje prelaze normalno ubrzanje gravitacije. U ovom slučaju, komercijalni ugalj se prikuplja na vrhu, otpad – na dnu. Magnetit se hvata na isti način kao što je gore opisano. Ugalj različitih veličina obogaćuje se ciklonima različitih promjera.
Tabela koncentracije
– valovita nagnuta ravan koja izvodi brzo kretanje naprijed-nazad, preko koje teče voda, noseći ugalj (s veličinom čestica od 0,6 cm ili manje). Čisti ugalj lako savladava izbočine i brzo se odvaja od lanca, koji se pomiče bočno duž žlijeba i skuplja se na periferiji stola. Nečistoće koje ne sadrže ugalj (pirit, kalcit itd.) koncentrisane su u još udaljenijem području. Postoje različite modifikacije i složenije verzije koncentracijskih tablica za obogaćivanje uglja koje zahtijevaju posebnu obradu.
Pjenasto plutanje.
U ovoj metodi, koja se koristi za pročišćavanje sitnog uglja, čestice uglja tretirane hidrofobnim flotacijskim reagensom se hvataju pjenastim mjehurićima zraka i isplivavaju na površinu. Otpadna hidrofilna stijena se taloži na dno.
Odvajanje od vode vrši se prosijavanjem krupnog uglja, centrifugiranjem srednjeg uglja i filtriranjem ili sušenjem sitnog uglja.
Upotreba uglja.
U prošlosti se ugalj uglavnom koristio za grijanje kuća i peći parnih lokomotiva. Njegova upotreba je sada povećana za proizvodnju električne energije, kao i za proizvodnju koksa u industriji čelika. Od isparljivih materija koje se oslobađaju iz uglja pri proizvodnji koksa dobijaju se katran uglja, laka ulja, hemikalije, gas itd. Ove komponente čine osnovu za proizvodnju širokog spektra supstanci, uključujući lijekove, konzervanse, boje, razrjeđivače boje, najlon, tinte, eksplozive, gnojiva, insekticide i pesticide.
Razvijaju se metode za pretvaranje uglja u zapaljive gasove pod zemljom bez vađenja (podzemna gasifikacija). Od značajnog interesa je i mogućnost proizvodnje električne energije putem hemijskih reakcija pomoću uglja. GORIVO.
književnost:
Bondarenko A. D., Parshchikov A. M. Tehnologija industrije uglja. Kijev, 1978
Burchakov A. S. et al. . M., 1982
Svjetske rezerve uglja. M., 1983
Kiyashko I. A. Podzemni rudarski procesi. Kijev, 1984
Rudarstvo uglja kao industrijski sektor postalo je široko rasprostranjeno početkom dvadesetog stoljeća i do danas je jedna od najprofitabilnijih vrsta eksploatacije mineralnih nalazišta. Ugalj se kopa industrijskim razmjerimaširom svijeta.
Suprotno uvriježenom mišljenju, ovaj fosil se ne koristi samo kao kvalitetno gorivo. Sredinom dvadesetog veka industrija uglja dala je snažan podsticaj razvoju naučno istraživanje o ekstrakciji ugljovodonika iz minerala.
Gdje se odvija rudarenje?
Najviše velike zemlje kompanije za iskopavanje uglja - Kina, SAD, Indija. zauzima 6. mjesto na svjetskoj ljestvici po proizvodnji, iako je među prva tri po rezervama.
U Rusiji se kopaju mrki ugalj, kameni ugalj (uključujući koksni ugalj) i antracit. Glavna područja rudarstva uglja u Rusiji su Kemerovska oblast, Krasnojarska oblast, Irkutska oblast, Čita, Burjatija i Republika Komi. Uglja ima na Uralu, na Dalekom istoku, Kamčatki, Jakutiji, Tuli i Kaluškim regijama. U Rusiji postoji 16 ugljenih basena. Jedan od najvećih - tamo se kopa više od polovine ruskog uglja.
Kako se kopa ugalj?
Ovisno o dubini ugljenog sloja, njegovoj površini, obliku, debljini, različitim geografskim i okolišnim faktorima, odabire se specifičan način eksploatacije uglja. Glavne metode uključuju sljedeće:
- rudnik;
- razvoj događaja u rudniku uglja;
- hidraulični.
Osim toga, postoji i površinska eksploatacija uglja, pod uslovom da se ugljeni sloj nalazi na dubini ne većoj od sto metara. Ali ova metoda je vrlo slična eksploataciji uglja na otvorenom.
Rudnički metod
Ova metoda se koristi na velikim dubinama i ima neospornu prednost u odnosu na otvorene metode eksploatacije uglja: ugljen na velikim dubinama je kvalitetnijeg i praktički ne sadrži nečistoće.
Za pristup ugljenim slojevima buše se horizontalni ili vertikalni tuneli (udubljenja i okna). Poznati su slučajevi vađenja uglja na dubinama do 1500 metara (rudnici Gvardeiskaya, Shakhterskaya-Glubokaya).
Podzemno vađenje uglja smatra se jednom od najtežih specijalizacija zbog niza opasnosti:
- Postoji stalna opasnost od prodora podzemnih voda u okno rudnika.
- Postoji stalna opasnost od prodora pratećih gasova u rudarsko okno. Osim mogućeg gušenja, posebnu opasnost predstavljaju eksplozije i požari.
- Nesreće usled visokih temperatura na velikim dubinama (do 60 stepeni), nepažljivog rukovanja opremom itd.
Ovom metodom se iz unutrašnjosti Zemlje izvlači oko 36% svjetskih rezervi uglja, što iznosi 2625,7 miliona tona.
Otvoren put
Razvoji u kamenolomu uglja se klasifikuju kao otvoreni vađenje uglja, jer ne zahtevaju bušenje rudnika i rudnika na velikim dubinama.
Ova metoda rudarenja uključuje miniranje i uklanjanje otkrivke (sloja viška stijene iznad naslaga uglja) sa lokacije rudarstva. Nakon toga, uz pomoć bagera, vodenih topova, buldožera, drobilica, draglajna i transportera, stijena se drobi i prenosi dalje.
Ovaj način vađenja uglja smatra se manje sigurnim od zatvorenog (rudničkog) rudarstva. Ali ima i određene faktore rizika koji se odnose na nepažljivo rukovanje opremom i velikim vozilima, mogućnost trovanja izduvnim gasovima i supstancama koje prate rad mašine.
Značajan nedostatak ove metode je što uzrokuje veliku štetu okruženje zbog uklanjanja velike površine zemljanog sloja i pratećih prirodnih elemenata.
Otvorena metoda se smatra jednom od najrasprostranjenijih u svijetu - koristi se za vađenje više od 55% uglja godišnje, što iznosi 4102,1 milion tona.
Prvi put je korišćen u Sovjetskom Savezu 30-ih godina dvadesetog veka. Uključuje iskopavanje uglja u dubokim rudnicima, dok se kameni ugalj transportuje na površinu pomoću vodenih mlaznica pod naponom. Ova metoda nam je omogućila da koristimo nedostatak podzemnog vađenja uglja - podzemne vode - u našu korist.
IN U poslednje vreme hidraulično iskopavanje uglja smatra se jednom od najuglednijih metoda. Sposoban je zamijeniti radno intenzivan i opasan proces rudarenja uglja, umjesto kojeg će voda djelovati kao destruktivna i dizajuća sila.
Nedostaci ove metode eksploatacije uglja uključuju sljedeće:
- stalni kontakt radnih alata i mehanizama sa vodom i kamenjem;
- određene poteškoće pri zamjeni ili popravci radne opreme;
- zavisnost procesa eksploatacije uglja od debljine, ugla nagiba i tvrdoće stijene.
Godišnje se ovom metodom proizvede oko 7,5% uglja, što iznosi 545,5 miliona tona.
