Kako se vadi ugljen? Gdje se vadi ugljen u Rusiji? Gdje i kako se vadi ugljen?

Od davnina ugljen je izvor energije za čovječanstvo, ne jedini, ali široko korišten. Ponekad se uspoređuje sa sunčevom energijom sačuvanom u kamenu. Izgaranjem se dobiva toplina za grijanje, grijanje vode, pretvara se u električnu energiju u toplinskim stanicama i koristi se za taljenje metala.

S razvojem novih tehnologija, naučili smo koristiti ugljen ne samo za proizvodnju energije izgaranjem. Kemijska industrija uspješno je savladala tehnologije proizvodnje rijetkih metala - galija i germanija. Iz njega se ekstrahiraju kompozitni ugljično-grafitni materijali s visokim udjelom ugljika, plinovito gorivo visok sadržaj kalorija, razvijene su tehnike proizvodnje plastike. Ugljen najniže kvalitete, njegova vrlo sitna frakcija i ugljena prašina se prerađuju i izvrsni su za grijanje kao proizvodni prostori i privatnim kućama. Ukupno se kemijskom preradom ugljena proizvodi više od 400 vrsta proizvoda, koji mogu koštati desetke puta više od originalnog proizvoda.

Ljudi već nekoliko stoljeća aktivno koriste ugljen kao gorivo za dobivanje i pretvorbu energije, s razvojem kemijska industrija i potrebe za rijetkim i vrijednim materijalima u drugim industrijama, potreba za ugljenom je sve veća. Stoga se intenzivno provode istraživanja novih ležišta, grade se kamenolomi i rudnici, poduzeća za preradu sirovina.

Ukratko o podrijetlu ugljena

Na našem planetu, prije mnogo milijuna godina, vegetacija se brzo razvijala u vlažnoj klimi. Od tada je prošlo 210...280 milijuna godina. Tisućama godina, milijunima godina, milijarde tona vegetacije su odumrle, nakupile se na dnu močvara i prekrile naslagama sedimenta. Polagana razgradnja u atmosferi bez kisika pod snažnim pritiskom vode, pijeska i drugih stijena, ponekad i na visokim temperaturama zbog neposredne blizine magme, dovela je do okamenjenja slojeva ove vegetacije, uz postupnu degeneraciju u ugljen različitih vrsta. stupnjevi karbonizacije.

Glavna ruska nalazišta i rudarstvo ugljena

Planet ima rezerve ugljena veće od 15 trilijuna tona. Najveća proizvodnja minerala dolazi od ugljena, otprilike 0,7 tona po osobi, što je više od 2,6 milijardi tona godišnje. U Rusiji je kameni ugljen dostupan u različitim regijama. Ima različite karakteristike, karakteristike i dubinu. Ovdje su najveći i najuspješnije razvijeni ugljeni bazeni:

Aktivno korištenje sibirskih i dalekoistočnih naslaga ograničeno je njihovom udaljenošću od industrijskih europskih regija. U zapadnom dijelu Rusije također se vadi ugljen s izvrsnim performansama: u Pecherskom i Donjeckom ugljenom bazenu. U regiji Rostov aktivno se razvijaju lokalna nalazišta, od kojih je Gukovskoye najperspektivnije. Preradom kamenog ugljena iz ovih ležišta dobivaju se visokokvalitetne vrste kamenog ugljena - antracit (AS i AO).

Glavne karakteristike kvalitete ugljena

Potreban za različite industrije razne marke ugljen Kvalitativni pokazatelji uvelike varira čak i među onima koji imaju istu oznaku i uvelike ovise o ležištu. Stoga se poduzeća prije kupnje ugljena upoznaju sa sljedećim fizičkim karakteristikama:

Prema stupnju obogaćivanja ugljen se dijeli na:

• — koncentrati (spaljivanje za grijanje u parnim kotlovima i proizvodnju električne energije);
• — Industrijski proizvodi koji se koriste u metalurškoj industriji;
• — Mulj je zapravo fina frakcija (do 6 mm) i prašina nakon drobljenja stijena. Sagorijevanje takvog goriva je problematično, stoga se iz njega formiraju briketi koji imaju dobre karakteristike i koriste se u kotlovima na kruta goriva u kućanstvu.

Po stupnju karbonizacije:

• — Mrki ugljen je djelomično formirani kameni ugljen. Ima nisku toplinu izgaranja, mrvi se tijekom transporta i skladištenja, sklon je samozapaljenju;
• — Ugljen. Ima mnogo različitih marki (gradova) s različitim karakteristikama. Ima široku primjenu: metalurgija, energetika, stambeno-komunalne djelatnosti, kemijska industrija itd.
• — Antracit je najkvalitetniji oblik ugljena.

Ako uspoređujemo treset i ugljen, ogrjevna vrijednost ugljena je veća. Najmanju kaloričnu vrijednost ima mrki ugljen, a najveću antracit. Međutim, na temelju ekonomske izvedivosti, jednostavni ugljen je u velikoj potražnji. Ima optimalnu kombinaciju cijene i specifične topline izgaranja.

Mnogo je različitih svojstava ugljena, ali ne mogu sve biti važne pri odabiru ugljena za grijanje. U ovom slučaju važno je znati samo nekoliko ključnih parametara: sadržaj pepela, vlažnost i specifični toplinski kapacitet. Sadržaj sumpora može biti važan. Ostatak je potreban pri odabiru sirovina za preradu. Ono što je važno znati pri odabiru ugljena je veličina: koliko veliki komadi vam se nude. Ovi su podaci šifrirani u nazivu robne marke.

Klasifikacija veličine:

Klasifikacija po markama i njihove kratke karakteristike:

Ovisno o karakteristikama ugljena, njegovoj marki, vrsti i frakciji, on se skladišti različita vremena. (Članak sadrži tablicu koja prikazuje rok trajanja ugljena ovisno o ležištu i marki).

Posebnu pozornost treba obratiti na zaštitu ugljena tijekom dugotrajnog skladištenja (više od 6 mjeseci). U tom slučaju potrebna je posebna ostava za ugljen ili bunker, gdje će gorivo biti zaštićeno od oborina i izravne sunčeve svjetlosti.

Velike hrpe ugljena tijekom dugotrajnog skladištenja zahtijevaju kontrolu temperature, jer u prisutnosti malih frakcija u kombinaciji s vlagom i visokom temperaturom imaju tendenciju spontanog paljenja. Preporučljivo je kupiti elektronički termometar i termoelement s dugim kablom, koji bi trebao biti zakopan u središtu hrpe ugljena. Morate provjeriti temperaturu jednom ili dvaput tjedno, jer se neke marke ugljena spontano zapale na vrlo niskim temperaturama: smeđi - na 40-60 o C, drugi - 60-70 o C. Slučajevi samozapaljenja antracita i polu- antracit se rijetko pojavljuje (u Rusiji takvi slučajevi nisu registrirani).

Industrija ugljena bavi se vađenjem i primarnom preradom (obogaćivanjem) kamenog i mrkog ugljena te je najviše velika industrija brojem radnika i troškovima proizvodnih osnovnih sredstava.

Ugljen Rusije

Rusija ima razne vrste ugljena - smeđi, kameni, antracit - i zauzima jedno od vodećih mjesta u svijetu po rezervama. Ukupne geološke rezerve ugljena iznose 6421 milijardu tona, od čega je 5334 milijarde tona standardnih. Preko 2/3 ukupnih rezervi čine kameni ugljen. Tehnološko gorivo - ugljen za koksiranje - čini 1/10 ukupne količine kamenog ugljena.

Distribucija ugljena preko teritorije zemlje neravnomjerno. 95% račun za rezerve istočne regije, od kojih više od 60% odlazi u Sibir. Glavnina općih geoloških rezervi ugljena koncentrirana je u Tunguskom i Lenskom bazenu. Kansk-Achinsk i Kuznetsk bazeni razlikuju se po industrijskim rezervama ugljena.

Rudarstvo ugljena u Rusiji

Po proizvodnji ugljena Rusija je na petom mjestu u svijetu (poslije Kine, SAD-a, Indije i Australije), 3/4 proizvedenog ugljena koristi se za proizvodnju energije i topline, 1/4 u metalurgiji i kemijskoj industriji. Manji dio se izvozi, uglavnom u Japan i Republiku Koreju.

Otvoreni kop ugljena u Rusiji je 2/3 ukupnog volumena. Ova metoda ekstrakcije smatra se najproduktivnijom i najjeftinijom. Međutim, to ne uzima u obzir ozbiljne poremećaje prirode povezane s tim - stvaranje dubokih kamenoloma i velikih odlagališta jalovine. Rudarstvo je skuplje i ima visoku stopu nesreća, što je uvelike određeno dotrajalošću rudarske opreme (40% je zastarjelo i zahtijeva hitnu modernizaciju).

Bazeni ugljena Rusije

Uloga pojedinog ugljenog bazena u teritorijalnoj podjeli rada ovisi o kvaliteti ugljena, veličini rezervi, tehničko-ekonomskim pokazateljima proizvodnje, stupnju pripremljenosti rezervi za industrijsku eksploataciju, veličini proizvodnje i karakteristikama prometnog i geografskog položaja. Na temelju ukupnosti ovih uvjeta izdvajaju se: međudistriktne baze ugljena— Kuznjecki i Kansk-Ačinski bazeni, koji zajedno čine 70% proizvodnje ugljena u Rusiji, kao i Pečorski, Donjecki, Irkutsko-Čeremhovski i Južnojakutski bazeni.

Kuznjecki bazen, koji se nalazi na jugu Zapadni Sibir u regiji Kemerovo, glavna je baza ugljena u zemlji i osigurava polovicu sveruske proizvodnje ugljena. Ovdje se nalazi visokokvalitetni ugljen, uključujući koksni ugljen. Ostvare se gotovo 12% proizvodnje otvorena metoda. Glavni centri su Novokuznjeck, Kemerovo, Prokopjevsk, Anžero-Sudžensk, Belovo, Lenjinsk-Kuznjecki.

Kansko-Ačinski bazen nalazi se na jugu istočnog Sibira u Krasnojarskom kraju uz Transsibirsku željeznicu i čini 12% proizvodnje ugljena u Rusiji. Mrki ugalj iz ovog bazena je najjeftiniji u zemlji, jer se eksploatiše otvorenim kopom. Zbog niske kvalitete Ugljen je slabo transportan i stoga snažne termoelektrane rade na temelju najvećih otvorenih rudnika (Irsha-Borodinski, Nazarovski, Berezovski).

Pečorski bazen najveći je u europskom dijelu i čini 4% proizvodnje ugljena u zemlji. Nalazi se daleko od najvažnijih industrijskih središta i nalazi se na Arktiku; rudarstvo se obavlja samo rudarenjem. U sjevernom dijelu bazena (Vorkutinskoye, Vorgashorskoye naslage) vadi se koksni ugljen, u južnom dijelu (Intinskoye ležište) - uglavnom energetski ugljen. Glavni potrošači ugljena Pechora su metalurška tvornica Cherepovets, poduzeća u sjeverozapadnoj, središnjoj i središnjoj crnozemnoj regiji.

Donjecki bazen u regiji Rostov je istočni dio ugljenog bazena koji se nalazi u Ukrajini. Ovo je jedno od najstarijih rudarskih područja. Rudarska metoda vađenja dovela je do visoke cijene ugljena. Proizvodnja ugljena opada svake godine, au 2007. bazen je dao samo 2,4% ukupne ruske proizvodnje.

Irkutsko-Čeremhovski bazen u regiji Irkutsk osigurava nisku cijenu ugljena, budući da se rudarstvo odvija otvorenim kopom i proizvodi 3,4% ugljena u zemlji. Zbog velike udaljenosti od velikih potrošača koristi se u lokalnim elektranama.

Južno jakutski bazen(3,9% ukupne ruske proizvodnje) nalazi se na Dalekom istoku. Raspolaže značajnim rezervama energenata i tehnološkog goriva, a cjelokupna proizvodnja odvija se površinskom eksploatacijom.

Obećavajući ugljeni bazeni uključuju Lensky, Tungussky i Taimyrsky, koji se nalaze iza Jeniseja sjeverno od 60. paralele. Zauzimaju velika područja u slabo razvijenim i rijetko naseljenim područjima istočnog Sibira i Dalekog istoka.

Paralelno sa stvaranjem međuregionalnih baza ugljena, došlo je do širokog razvoja lokalnih bazena ugljena, što je omogućilo približavanje proizvodnje ugljena područjima njegove potrošnje. Istodobno, u zapadnim regijama Rusije proizvodnja ugljena opada (Moskovski bazen), au istočnim regijama naglo raste (naslage Novosibirska regija, Transbaikal Territory, Primorye.

Ugljen je sedimentna stijena koja nastaje u zemljinoj formaciji. Ugalj je izvrsno gorivo. Vjeruje se da je to najviše prastari izgled gorivo koje su koristili naši daleki preci.

Kako nastaje ugljen?

Za formiranje ugljena potrebno je ogroman iznos biljna masa. I bolje je ako se biljke nakupljaju na jednom mjestu i nemaju vremena da se potpuno raspadnu. Idealno mjesto za to su močvare. Voda u njima je siromašna kisikom, što onemogućuje život bakterija.

Biljna tvar se nakuplja u močvarama. Bez vremena da potpuno istruli, komprimira se naknadnim naslagama tla. Tako se dobiva treset - izvorni materijal za ugljen. Čini se da sljedeći slojevi tla zatvaraju treset u tlu. Kao rezultat toga, potpuno je lišen kisika i vode i pretvara se u sloj ugljena. Ovaj proces je dug. Dakle, većina modernih rezervi ugljena nastala je u paleozoiku, odnosno prije više od 300 milijuna godina.

Karakteristike i vrste ugljena

(Mrki ugljen)

Kemijski sastav ugljena ovisi o njegovoj starosti.

Najmlađa vrsta je smeđi ugljen. Leži na dubini od oko 1 km. U njemu ima još dosta vode - oko 43%. Sadrži veliku količinu hlapljive tvari. Dobro se pali i gori, ali proizvodi malo topline.

Kameni ugljen je vrsta "srednjeg seljaka" u ovoj klasifikaciji. Leži na dubinama do 3 km. Budući da je pritisak gornjih slojeva veći, sadržaj vode u ugljenu je manji - oko 12%, hlapljivih tvari - do 32%, ali ugljik sadrži od 75% do 95%. Također je zapaljivo, ali bolje gori. I zbog male količine vlage daje više topline.

Antracit- starija pasmina. Leži na dubini od oko 5 km. Sadrži više ugljika i praktički nema vlage. Antracit je kruto gorivo i slabo se pali, ali specifična toplina izgaranje je najveće - do 7400 kcal/kg.

(Ugljen antracit)

Međutim, antracit nije posljednja faza transformacije organska tvar. Kad je izložen težim uvjetima, ugljen se pretvara u šantit. Pri višim temperaturama dobiva se grafit. A pod ultra-visokim pritiskom, ugljen se pretvara u dijamant. Sve te tvari – od biljaka do dijamanata – izgrađene su od ugljika, samo je molekularna struktura drugačija.

Uz glavne "sastojke", ugljen često uključuje i razne "kamene". To su nečistoće koje ne gore, već stvaraju trosku. Ugljen sadrži i sumpor, a njegov sadržaj je određen mjestom nastajanja ugljena. Pri spaljivanju reagira s kisikom i stvara sumpornu kiselinu. Što je manje nečistoća u sastavu ugljena, to se više cijeni njegov stupanj.

Ležište ugljena

Nalazište kamenog ugljena naziva se ugljeni bazen. U svijetu je poznato više od 3,6 tisuća ugljenih bazena. Njihovo područje zauzima oko 15% zemljine površine. Najveći postotak svjetskih rezervi ugljena nalazi se u Sjedinjenim Državama - 23%. Na drugom mjestu je Rusija, 13%. Kina zatvara prve tri zemlje sa 11%. Najveća nalazišta ugljena na svijetu nalaze se u SAD-u. Riječ je o Apalačkom bazenu ugljena, čije rezerve premašuju 1600 milijardi tona.

U Rusiji je najveći basen ugljena Kuznjeck, u Kemerovskoj oblasti. Rezerve Kuzbasa iznose 640 milijardi tona.

Obećavajući je razvoj nalazišta u Jakutiji (Elginskoye) i Tyvi (Elegestskoye).

Vađenje ugljena

Ovisno o dubini nalazišta ugljena, koristi se zatvorena ili otvorena metoda otkopavanja.

Zatvorena ili podzemna metoda rudarenja. Za ovu metodu grade se rudarska okna i okna. Rudnička okna se grade ako je dubina ugljena 45 metara ili veća. Od njega vodi horizontalni tunel - adit.

Postoje 2 zatvorena rudarska sustava: sobno i stupno rudarenje i dugačko rudarenje. Prvi sustav je manje ekonomičan. Koristi se samo u slučajevima kada su otkriveni slojevi debeli. Drugi sustav je mnogo sigurniji i praktičniji. Omogućuje vam izvlačenje do 80% stijene i ravnomjernu isporuku ugljena na površinu.

Otvorena metoda se koristi kada ugljen leži plitko. Za početak analiziraju tvrdoću tla, određuju stupanj trošenja tla i slojevitost pokrovnog sloja. Ako je tlo iznad slojeva ugljena mekano, dovoljna je uporaba buldožera i strugača. Ako je gornji sloj debeo, onda se dovoze bageri i dreglajni. Debeli sloj tvrdog kamena koji leži iznad ugljena miniran je.

Primjena ugljena

Područje korištenja ugljena jednostavno je ogromno.

Sumpor, vanadij, germanij, cink i olovo ekstrahiraju se iz ugljena.

Sam ugljen je izvrsno gorivo.

Koristi se u metalurgiji za taljenje željeza, u proizvodnji lijevanog željeza i čelika.

Pepeo dobiven izgaranjem ugljena koristi se u proizvodnji građevinskog materijala.

Iz ugljena se posebnom obradom dobivaju benzen i ksilen koji se koriste u proizvodnji lakova, boja, otapala i linoleuma.

Ukapljivanjem ugljena dobiva se prvoklasno tekuće gorivo.

Ugljen je sirovina za proizvodnju grafita. Kao i naftalen i niz drugih aromatskih spojeva.

Kao rezultat kemijske prerade ugljena trenutno se dobiva preko 400 vrsta industrijskih proizvoda.

Ugljen je jedno od najpoznatijih goriva. Za zapaljiva svojstva ovog minerala prvi su saznali stari Grci. Kako se u suvremenom svijetu odvija eksploatacija ugljena? Koje zemlje prednjače u njegovoj proizvodnji? A kakvi su izgledi za industriju ugljena u bliskoj budućnosti?

Što je ugljen i kako se koristi?

Ugljen je tvrd i zapaljiv mineral, tamnosiva ili crna stijena s blagim metalnim sjajem. “Ova tvar bukti i gori kao drveni ugljen“- ovako je Teofrast iz Eresa, Aristotelov učenik, opisao pasminu. Stari Rimljani aktivno su koristili ugljen za grijanje svojih domova. A Kinezi su od njega naučili proizvoditi koks još u 1. stoljeću prije Krista.

Kako je nastao ugljen? U starim geološkim razdobljima bila su prekrivena velika područja zemljine površine guste šume. S vremenom se klima promijenila, a sva ta drvenasta masa zatrpana je pod zemljom. U uvjetima visoke temperature i pritiska mrtva se vegetacija prvo pretvorila u treset, a zatim u ugljen. Tako su ispod zemlje nastali moćni slojevi obogaćeni ugljikom. Ugljen se najaktivnije formirao u razdoblju karbona, perma i jure.

Ugljen se koristi kao energetsko gorivo. Upravo na tom resursu radi većina svih termoelektrana. U 18.-19. stoljeću aktivno iskopavanje ugljena postalo je jedan od odlučujućih čimbenika industrijske revolucije koja se dogodila u Europi. Ugljen se danas široko koristi u crnoj metalurgiji, kao iu proizvodnji tzv. tekućih goriva (ukapljivanjem).

Ovisno o količini ugljika u stijeni, postoje tri glavne vrste ugljena:

• smeđi ugljen (65-75% ugljika);
• ugljen (75-95%);
• antracit (preko 95%).

Vađenje ugljena

Danas ukupna količina industrijskih rezervi ugljena na našem planetu doseže trilijun tona. Dakle, ovaj resurs goriva bit će dovoljan čovječanstvu za još jedan dugi niz godina(za razliku od nafte ili prirodnog plina).

Ugljen se vadi na dva načina:

• otvoriti;
• Zatvoreno.

Prva metoda uključuje vađenje stijena iz utrobe zemlje u kamenolomima (rudnicima ugljena), a druga - u zatvorenim rudnicima. Dubina potonjeg uvelike varira od nekoliko stotina metara do jednog i pol kilometra. Svaka od ovih metoda eksploatacije ugljena ima svoje prednosti i nedostatke. Stoga je otvorena metoda mnogo jeftinija i sigurnija od podzemne. S druge strane, mine uzrokuju mnogo manje štete okruženje i prirodni krajolici, a ne kamenolomi.

Vrijedno je napomenuti da tehnologije rudarenja ugljena ne stoje na jednom mjestu. Ako su se prije stotinjak godina za rudarenje slojeva ugljena koristila primitivna kolica, pijuci i lopate, sada se za iste potrebe koriste najnoviji tehnički strojevi i oprema (odbojni čekići, kombajni, svrdla itd.). Osim toga, razvija se i unapređuje potpuno nova metoda ekstrakcije - hidraulička. Njegova suština je sljedeća: snažan mlaz vode drobi sloj ugljena i nosi ga u posebnu komoru. Od tamo se stijena isporučuje izravno u tvornicu na daljnje obogaćivanje i obradu.

Geografija svjetskog rudarstva ugljena

Ležišta ugljena raspoređena su više-manje ravnomjerno diljem svijeta. Naslage ovog resursa prisutne su na svim kontinentima planete. Međutim, oko 80% svih depozita nalazi se u Sjeverna Amerika i u postsovjetskim zemljama. Istodobno, šestina svjetskih rezervi ugljena sadržana je u podzemlju Rusije.

Najveći bazeni ugljena na planeti su Pennsylvania i Appalachian (SAD), Henshui i Fushun (Kina), Karaganda (Kazahstan), Donetsk (Ukrajina), Gornja Silesian (Poljska), Ruhr (Njemačka).

Od 2014., pet vodećih zemalja u proizvodnji ugljena u svijetu je kako slijedi (postotak globalne proizvodnje ugljena naveden je u zagradama):

1. Kina (46%).
2. SAD (11%).
3. Indija (7,6%).
4. Australija (6,0%).
5. Indonezija (5,3%).

Problemi i perspektive industrije ugljena

Glavni problem rudarske industrije je, naravno, okoliš. Fosilni ugljen sadrži živu, kadmij i dr teški metali. Kada se kamen vadi iz zemlje, sve to dospijeva u tlo, atmosferski zrak, površinske i podzemne vode.

Uz štetu nanesenu prirodnom okolišu, industrija ugljena predstavlja i goleme rizike za život i zdravlje ljudi. Prije svega, to se odnosi na rudare. Prekomjerna zaprašenost zraka u zatvorenim rudnicima može dovesti do ozbiljnih bolesti kao što su silikoza ili pneumokonioza. Ne treba zaboraviti ni veliki broj tragedija koje godišnje odnose živote stotina radnika industrije ugljena diljem svijeta.

No, unatoč svim problemima i opasnostima, malo je vjerojatno da će čovječanstvo u bliskoj budućnosti moći napustiti ovaj izvor goriva. Pogotovo u kontekstu brzog pada svjetskih rezervi nafte i plina. Danas industrijom rudarstva ugljena dominira sve veći trend proizvodnje antracita. U nekim zemljama (osobito Rusiji, Turskoj, Rumunjskoj) obujam proizvodnje smeđeg ugljena raste.

Rudarstvo ugljena u Rusiji

Rusiju je ovaj mineral prvi upoznao Petar Veliki. Dok se opuštao na obalama rijeke Kalmius, kralju je pokazan komad crne stijene koja je lijepo gorjela. "Ako ne za nas, onda će za naše potomke ovaj mineral biti koristan", s pravom je tada sažeo suveren. Formiranje ruske industrije ugljena dogodilo se u prvoj polovici 19. stoljeća.

Danas proizvodnja ugljena u Rusiji iznosi preko 300 milijuna tona godišnje. Općenito, dubine zemlje sadrže oko 5% svjetskih rezervi ovog izvora goriva. Najveći baseni ugljena u Rusiji su Kansko-Achinski, Pechora, Tungussky i Kuzbass. Više od 90% svih nalazišta u zemlji nalazi se u Sibiru.