Unde se extrage cărbunele? Unde se extrage cărbunele în Rusia?

Exploatarea cărbunelui ca sector industrial s-a răspândit la începutul secolului al XX-lea și, până în prezent, continuă să fie unul dintre cele mai tipuri profitabile extragerea zăcămintelor minerale. Cărbunele este extras la scară industrială în întreaga lume.

Contrar credinței populare, această fosilă este folosită nu numai ca combustibil de calitate. La mijlocul secolului al XX-lea, industria cărbunelui a dat un impuls puternic dezvoltării cercetare științifică privind extragerea hidrocarburilor din minerale.

Unde are loc mineritul?

Cele mai mari țări miniere cărbune– China, SUA, India. ocupă locul 6 în clasamentul mondial pentru producție, deși se află printre primele trei ca rezerve.

În Rusia se exploatează cărbune brun, cărbune (inclusiv cărbune de cocsificare) și antracitul. Principalele zone de exploatare a cărbunelui din Rusia sunt regiunea Kemerovo, regiunea Krasnoyarsk, regiunea Irkutsk, Chita, Buriația și Republica Komi. Există cărbune în Urali, Orientul îndepărtat, în regiunile Kamchatka, Yakutia, Tula și Kaluga. În Rusia există 16 bazine de cărbune. Unul dintre cele mai mari - mai mult de jumătate din cărbunele Rusiei este extras acolo.

Cum se extrage cărbunele?

În funcție de adâncimea stratului de cărbune, de aria sa, de formă, de grosime, de diverși factori geografici și de mediu, este selectată o metodă specifică de extracție a cărbunelui. Principalele metode includ următoarele:

• A mea;
• dezvoltări într-o mină de cărbune;
• hidraulic.

În plus, există minerit de cărbune metoda deschisa, cu condiția ca stratul de cărbune să se afle la o adâncime de cel mult o sută de metri. Dar această metodă este foarte asemănătoare ca formă cu exploatarea cărbunelui în cariera deschisă.

Metoda mea

Această metodă este folosită la adâncimi mari și are un avantaj incontestabil față de metodele de extracție a cărbunelui deschis: cărbunele la adâncimi mari este de calitate superioară și practic nu conține impurități.

Pentru a accesa straturile de cărbune, se forează tuneluri orizontale sau verticale (adături și puțuri). Sunt cunoscute cazuri de exploatare a cărbunelui la adâncimi de până la 1500 de metri (minele Gvardeiskaya, Shakhterskaya-Glubokaya).

Exploatarea subterană a cărbunelui este considerată una dintre cele mai dificile specializări din cauza unui număr de pericole:

1. Există o amenințare constantă cu pătrunderea apei subterane în puțul minei.
2. Există o amenințare constantă cu pătrunderea gazelor asociate în puțul minei. Pe lângă posibila sufocare, exploziile și incendiile reprezintă un pericol deosebit.
3. Accidente datorate temperaturilor ridicate la adâncimi mari (până la 60 de grade), manipulării neglijente a echipamentelor etc.

Prin această metodă, aproximativ 36% din rezervele mondiale de cărbune sunt extrase din interiorul pământului, ceea ce se ridică la 2625,7 milioane de tone.

Calea deschisă

Dezvoltarea unei cariere de cărbune este clasificată ca exploatare a cărbunelui în cariera deschisă, deoarece nu necesită forarea de mine și adăposturi la adâncimi mari.

Această metodă de exploatare implică sablare și îndepărtarea supraîncărcării (un strat de rocă în exces deasupra zăcămintelor de cărbune) de pe amplasamentul minier. După aceasta, cu ajutorul excavatoarelor, tunurilor cu apă, buldozerelor, concasoarelor, draglinelor și transportoarelor, roca este zdrobită și transferată în continuare.

Această metodă de exploatare a cărbunelui este considerată mai puțin sigură decât mineritul închis (mina). Dar are și anumiți factori de risc asociați cu manipularea neglijentă a echipamentelor și vehiculelor mari, posibilitatea de otrăvire de la gazele de eșapament și substanțele care însoțesc activitatea mașinii.

Un dezavantaj semnificativ al acestei metode este că provoacă un rău mare mediu inconjurator datorită eliminării unei suprafețe mari a stratului de pământ și a elementelor naturale însoțitoare.

Metoda în cariera este considerată una dintre cele mai răspândite din lume - este folosită pentru extragerea a peste 55% din cărbune pe an, ceea ce se ridică la 4102,1 milioane de tone.

A fost folosit pentru prima dată în Uniunea Sovietică în anii 30 ai secolului XX. Aceasta implică extragerea cărbunelui în minele de adâncime, în timp ce transportul rocii de cărbune la suprafață folosind jeturi de apă energizate. Această metodă ne-a permis să folosim dezavantajul exploatării subterane a cărbunelui - apele subterane - în beneficiul nostru.

ÎN În ultima vreme exploatarea hidraulică a cărbunelui este considerată una dintre cele mai respectabile metode. Este capabil să înlocuiască procesul de exploatare a cărbunelui de către mineri, care necesită forță de muncă intensă și periculos, în locul căruia apa va acționa ca o forță distructivă și de ridicare.

Dezavantajele acestei metode de extragere a cărbunelui includ următoarele:

• contactul constant al instrumentelor și mecanismelor de lucru cu apa și roca;
• anumite dificultăți la înlocuirea sau repararea echipamentelor de lucru;
• dependența procesului de extracție a cărbunelui de grosimea, unghiul de înclinare și duritatea rocii.

Aproximativ 7,5% din cărbune este produs anual prin această metodă, care se ridică la 545,5 milioane de tone.

Industria cărbunelui este cel mai mare segment al industriei combustibililor. În întreaga lume, îl depășește pe oricare altul în ceea ce privește numărul de muncitori și cantitatea de echipamente.

Ce este industria cărbunelui

Industria cărbunelui implică extracția cărbunelui și prelucrarea ulterioară a acestuia. Se lucrează atât la suprafață, cât și în subteran.

Dacă depozitele sunt situate la o adâncime de cel mult 100 de metri, se lucrează mod de carieră. Minele sunt folosite pentru a dezvolta zăcăminte la adâncimi mari.

Metode clasice de extragere a cărbunelui

Lucrează pentru mine de carbuni iar subterane sunt principalele metode de extragere a mineralelor. Cea mai mare parte a lucrărilor din Rusia și din lume se desfășoară folosind minerit în cară deschisă. Acest lucru se datorează beneficiilor financiare și de mare viteză producție

Procesul este după cum urmează:

• Folosind echipamente speciale, stratul superior de pământ care acoperă depozitul este îndepărtat. Cu câțiva ani în urmă profunzimea lucrări deschise a fost limitată la 30 de metri, cele mai noi tehnologii au făcut posibilă creșterea acesteia de 3 ori. Dacă stratul superior este moale și mic, acesta este îndepărtat folosind un excavator. Un strat gros și dens de pământ este pre-zdrobit.
• Zăcămintele de cărbune sunt rupte și îndepărtate cu echipamente speciale întreprinderii pentru prelucrare ulterioară.
• Muncitorii refac topografia naturală pentru a evita deteriorarea mediului.

Dezavantajul acestei metode este că depozitele de cărbune situate la adâncimi mici conțin impurități de murdărie și alte roci.

Cărbunele extras subteran este considerat mai curat și de calitate superioară.

Obiectivul principal al acestei metode este transportul cărbunelui de la adâncimi mari la suprafață. În acest scop, se creează pasaje: un adit (orizontal) și un puț (înclinat sau vertical).

În tuneluri, combine speciale sunt folosite pentru a tăia straturi de cărbune și a le încărca pe un transportor care le ridică la suprafață.

Metoda subterană vă permite să extrageți o cantitate mare de minerale, dar are dezavantaje semnificative: preț mareȘi pericol crescut pentru muncitori.

Metode neconvenționale de extragere a cărbunelui

Aceste metode sunt eficiente, dar nu sunt larg răspândite - pe acest moment Nu există tehnologii care să vă permită să stabiliți clar procesul:

• Hidraulic. Exploatarea se desfășoară într-o mină la mare adâncime. Stratul de cărbune este zdrobit și livrat la suprafață sub presiune puternică a apei.
• Energia aerului comprimat. Acționează atât ca forță distructivă, cât și ca forță de ridicare; aerul comprimat este sub presiune puternică.
• Puls de vibrație. Straturile sunt distruse sub influența vibrațiilor puternice generate de echipament.

Aceste metode au fost folosite în Uniunea Sovietică, dar nu au devenit populare din cauza nevoii de mare investitii financiare. Doar câteva companii miniere de cărbune continuă să folosească metode neconvenționale.

Principalul lor avantaj este absența lucrătorilor în zonele care pot pune viața în pericol.

Țări lider în producția de cărbune

Conform statisticilor energetice mondiale, a fost întocmit un clasament al țărilor care ocupă poziții de lider în producția de cărbune în lume:

1. India.
2. Australia.
3. Indonezia.
4. Rusia.
5. Germania.
6. Polonia.
7. Kazahstan.

De mulți ani, China a fost lider în producția de cărbune. În China, doar 1/7 din zăcămintele disponibile sunt în curs de dezvoltare, asta din cauza faptului că cărbunele nu este exportat în afara țării, iar rezervele existente vor dura cel puțin 70 de ani.

În Statele Unite, depozitele sunt împrăștiate uniform în toată țara. Ei vor oferi țării rezervele lor pentru cel puțin 300 de ani.

Zăcămintele de cărbune din India sunt foarte bogate, dar aproape tot ceea ce este extras este folosit în industria energetică, deoarece rezervele disponibile sunt de foarte slabă calitate. În ciuda faptului că India ocupă una dintre pozițiile de lider, metodele artizanale de extragere a cărbunelui progresează în această țară.

Rezervele de cărbune ale Australiei vor dura aproximativ 240 de ani. Cărbunele extras este de cea mai înaltă calitate, iar o parte semnificativă este destinată exportului.

În Indonezia, nivelul producției de cărbune crește în fiecare an. În urmă cu câțiva ani, cea mai mare parte din ceea ce era produs a fost exportat în alte țări; acum țara renunță treptat la utilizarea petrolului și, prin urmare, cererea de cărbune pentru consumul intern este în creștere.

Rusia are 1/3 din rezervele de cărbune ale lumii, dar nu toate terenurile țării au fost încă explorate.

Germania, Polonia și Kazahstan își reduc treptat volumele de producție de cărbune din cauza costului necompetitiv al materiilor prime. Majoritatea cărbunelui este destinat consumului intern.

Principalele site-uri de exploatare a cărbunelui din Rusia

Să ne dăm seama. Exploatarea cărbunelui în Rusia se desfășoară în principal prin minerit în cară deschisă. Depozitele sunt împrăștiate neuniform în toată țara - cele mai multe dintre ele sunt situate în regiunea de est.

Cele mai importante zăcăminte de cărbune din Rusia sunt:

• Kuznetskoe (Kuzbass). Este considerat cel mai mare nu numai din Rusia, ci și din întreaga lume, situat în Vestul Siberiei. Aici se extrag cocsificare și cărbune.
• Kansko-Achinskoe. Aici se desfășoară mineritul.Depozitul este situat de-a lungul căii ferate transsiberiene, ocupând o parte din teritoriile regiunilor Irkutsk și Kemerovo, Teritoriul Krasnoyarsk.
• Bazinul cărbunelui Tunguska. Reprezentat de cărbune maro și tare. Acesta acoperă o parte din teritoriul Republicii Sakha și al Teritoriului Krasnoyarsk.
• Bazinul carbonifer Pechora. La acest zăcământ se desfășoară exploatarea minelor, se lucrează în mine, ceea ce permite extragerea cărbunelui de înaltă calitate. Este situat pe teritoriile Republicii Komi și a regiunii autonome Yamalo-Nenets.
• Bazinul cărbunelui Irkutsk-Cheremkhovo. Situat pe teritoriul Sayanului Superior. Furnizează cărbune numai întreprinderilor și așezărilor din apropiere.

Astăzi se dezvoltă încă 5 zăcăminte care pot crește volumul anual de producție de cărbune din Rusia cu 70 de milioane de tone.

Perspective pentru industria cărbunelui

Majoritatea zăcămintelor de cărbune ale lumii au fost deja explorate; din punct de vedere economic, cele mai promițătoare aparțin a 70 de țări. Nivelul producției de cărbune crește rapid: tehnologiile sunt îmbunătățite și echipamentele sunt modernizate. Datorită acestui fapt, profitabilitatea industriei crește.

Cărbunele este un tip de combustibil fosil format din părți ale plantelor antice subterane, fără oxigen. Astăzi vom vizita una dintre cele mai vechi întreprinderi din Kuzbass, unde munca minieră Minele exploatează cărbune în zona subsolului din 1917.

Bine ați venit la cea mai veche întreprindere din Kuzbass - LLC "Mina nr. 12", situată într-un mic oraș minier lângă Novokuznetsk - Kiselevsk.

Combina:

Pentru a forma cărbune este necesară acumularea abundentă de masă vegetală. Se formează atunci când materialul vegetal în descompunere se acumulează mai repede decât are loc descompunerea bacteriană. Mediul ideal pentru aceasta este creat în mlaștini, unde apa stagnantă, epuizată de oxigen, împiedică activitatea bacteriilor și astfel protejează masa plantei de distrugerea completă.

În turbării antice, începând din perioada Devoniană (acum aproximativ 416 milioane de ani), s-a acumulat însăși materia organică din care s-au format cărbunii fosili fără acces la oxigen. Cele mai multe zăcăminte comerciale de cărbune fosil datează din această perioadă, deși există și zăcăminte mai tinere.

Mine de carbuni:

Metode de extragere a cărbunelui depinde de profunzimea apariției sale. Exploatarea minieră se desfășoară prin exploatare în cariere în minele de cărbune deschise, dacă adâncimea stratului de cărbune nu depășește 100 de metri. Există, de asemenea, cazuri frecvente când este profitabilă dezvoltarea unui zăcământ de cărbune prin metoda subterană. Minele sunt folosite pentru extragerea cărbunelui de la adâncimi mari. Cele mai adânci mine din Rusia extrag cărbune de la un nivel de puțin peste 1.200 de metri.

Se încarcă:

Cărbunele are propriul său marcaj. În funcție de gradul de conversie și cantitatea specifică de carbon din cărbune, există cele patru tipuri ale sale: cărbuni bruni (ligniți), cărbuni tari, antraciți și grafiți. ÎN tarile vestice Există o clasificare ușor diferită - ligniți, cărbuni subbituminoși, cărbuni bituminoși, antraciți și, respectiv, grafiți.

Rusia conține 5,5% din rezervele mondiale de cărbune, care se ridică la peste 200 de miliarde de tone. Această diferență față de procentul rezervelor dovedite de cărbune (19%) se datorează faptului că cea mai mare parte a acestuia nu este adecvată pentru dezvoltare, deoarece este situat în Siberia în regiunea permafrost. 70% provine din rezervele de cărbune brun.

Utilizările cărbunelui sunt variate. Este folosit ca combustibil de uz casnic, energie, materie primă pentru metalurgie și industria chimica, precum și pentru extragerea de elemente rare și oligoelemente din acesta.

În ceea ce privește bazinul de cărbune Kuznetsk, Kuzbass este unul dintre cel mai mare zăcăminte de cărbune pace. În prezent, numele „Kuzbass” este al doilea nume al regiunii Kemerovo.

Autobasculante pentru minerit KOMATSU cu o capacitate de ridicare de 90 de tone. Dar, după cum spun șoferii, uneori încarcă mai mult de 90

În total, am fost în Kiselevsk timp de o săptămână, cel mai vremea când filmam. Nu poate deveni plictisitor, este chiar interesant.

Când este expus la oxigen, cărbunele se aprinde spontan. Sau fumează, ca în fotografie:

Se încarcă:

Cupă pentru excavator minier ambulant:

Chiar și în carieră în timpul orelor restricționate totul arată mai frumos. Dar este dificil să tragi, totul este în mișcare:

Excavator de mers:

Noaptea, în toată cariera, puteți vedea cărbune arde în unele zone:

Tehnică. Fiecare are un plan care trebuie îndeplinit. Prin urmare, mișcarea în carieră nu se oprește niciodată.

Ei bine, poate la sfârșitul turei pentru o jumătate de oră sau o oră

Semne de găleată:

O astfel de roată costă 700.000 de ruble, așa că încearcă să curețe drumurile de pietre ascuțite:

În cabina excavatorului:

BELAZ de 50 de tone și în spatele lui un KOMATSU de 90 de tone:

ÎN cabină a excavatorului ambulant. Aceasta este o cameră întreagă. Există o canapea, un cuptor cu microunde, un samovar, o chiuvetă și o grămadă de postere cu fete goale pe pereți:

Și aceasta este de la săgeata lui. Inaltime 27 metri:

Un sudor repară o găleată:

Aceste mașini forează pământul și explozivii sunt turnați în gropi săpate de 12 metri, explodează stânca. Acest lucru se face astfel încât roca să devină mai afânată, straturi mari și puternice sunt sparte în pietre mici, care apoi devin mult mai ușor de excavat cu un excavator:

Exploziv. Nu am putut fotografia explozia în sine:

Și acum, când cărbunele este săpat, acesta este transportat la uzina de îmbogățire. Îmbogăţire- un set de procese de prelucrare primară a materiilor prime, și anume separarea cărbunelui de roca sterilă și sortarea:

Atmosferic interior:

Un loc în care atât cărbunele, cât și roca călătoresc de-a lungul unei benzi transportoare, iar femeile (!) separă această rocă de cărbune, o adună și o aruncă. Există piese care sunt suficient de mari încât femeile nu pot face față singure și să arunce bucăți de piatră împreună. În restul atelierelor totul este automatizat:

Dumper auto:

Depozitul de cărbune:

Încărcarea cărbunelui în vagoane care vor ajunge la consumatori. Acesta a fost un raport de la Kuzbass.

Costul scăzut și rezervele abundente sunt principalii factori care conduc la creșterea numărului de utilizări a cărbunelui brun. Acest tip de combustibil solid fosil, cel mai vechi tip de cărbune, a fost exploatat de oameni de sute de ani. Cărbunele brun este un produs al metamorfismului turbei, într-o etapă între lignit și cărbune. Comparativ cu ultimul, acest tip Combustibilul este mai puțin popular, cu toate acestea, datorită costului său scăzut, este utilizat pe scară largă pentru producerea de energie electrică, încălzire și alte tipuri de combustibil.

Structura

Cărbunele brun este o masă carbonică densă, pământoasă sau fibroasă, de culoare maro sau neagră, cu un conținut ridicat de substanțe bituminoase volatile. De regulă, structura plantei, fracturile concoidale și masele lemnoase sunt bine conservate în ea. Arde ușor, flacăra este fumurie și se eliberează un miros neplăcut de ars. Reacționând cu hidroxidul de potasiu, formează un lichid maro închis. În timpul distilării uscate, cărbunele brun produce amoniac cu acid acetic. Compoziția chimică (în medie), excluzând cenușa: carbon - 63%, oxigen - 32%, hidrogen 3-5%, azot 0-2%.

Origine

Cărbunele brun este format din straturi de depozite de roci sedimentare - flanșe, adesea de mare grosime și întindere. Materialele pentru formarea cărbunelui brun sunt diferite tipuri de cercuri, conifere, copaci și plante de turbă. Depozitele acestor substanțe se descompun treptat fără acces la aer, sub apă, sub un capac dintr-un amestec de argilă și nisip. Procesul de mocnit este însoțit de eliberarea constantă de substanțe volatile și duce treptat la îmbogățirea reziduurilor vegetale cu carbon. Cărbunele brun este una dintre primele etape de metamorfism a unor astfel de depozite vegetale, după turbă. Etapele ulterioare sunt cărbunele, antracitul, grafitul. Cu cât procesul este mai lung, cu atât starea este mai aproape de carbon-grafit pur. Astfel, grafitul aparține grupului azoic, cărbunele - paleozoicului, cărbunele brun - în principal mezozoicului și cenozoicului.

Cărbune tare și brun: diferențe

După cum puteți vedea din numele însuși, cărbunele brun diferă de cărbunele de piatră prin culoare (mai deschis sau mai închis). Există și soiuri negre, dar sub formă de pulbere nuanța unui astfel de cărbune este încă maro. Culoarea pietrei și antracitului rămâne întotdeauna neagră. Proprietățile caracteristice ale cărbunelui brun sunt un conținut mai mare de carbon în comparație cu cărbunii tari și un conținut mai scăzut de substanțe bituminoase. Așa se explică de ce cărbunele brun arde mai ușor și produce mult fum. Conținutul ridicat de carbon explică, de asemenea, reacția menționată cu hidroxidul de potasiu și mirosul neplăcut deosebit în timpul arderii. Conținutul de azot, în comparație cu cărbunii tari, este, de asemenea, semnificativ mai mic. Când este expus la aer pentru o perioadă lungă de timp, cărbunele maro pierde rapid umiditatea, fărâmizându-se în pulbere.

Soiuri

Există destul de multe soiuri și soiuri de cărbune brun, printre care există mai multe principale:

1. Cărbune brun obișnuit, consistență densă, culoare maro mat.
2. Cărbune brun de fractură pământoasă, ușor măcinat în pulbere.
3. Rășinos, foarte dens, maro închis, uneori chiar negru-albăstrui. Când este spart, seamănă cu rășina.
4. Lignit sau lemn bituminos. Cărbune cu o structură vegetală bine conservată. Uneori se găsește chiar și sub formă de trunchiuri întregi de copaci cu rădăcini.
5. Disodil este cărbune de hârtie maro sub formă de materie vegetală degradată în straturi subțiri. Se împarte ușor în foi subțiri.
6. Cărbune brun de turbă. Seamănă cu turba, cu multe impurități străine, uneori amintind de pământ.

Procentul de cenușă și elemente combustibile în tipuri variate cărbunele brun variază foarte mult, ceea ce determină meritele unui anumit tip de material combustibil.

Productie

Metodele de extragere a cărbunelui brun sunt similare pentru toți cărbunii fosili. Există deschise (cariere) și închise. Cea mai veche metodă de exploatare minieră închisă este adit-urile, puțurile înclinate către un strat de cărbune de grosime mică și apariție mică. Se utilizează în caz de ineficiență financiară a construcției carierei.

O mină este o gaură verticală sau înclinată în rocă de la suprafață până la stratul de cărbune. Această metodă este utilizată în cusăturile adânci care poartă cărbune. Se caracterizează prin costul ridicat al resurselor extrase și o rată ridicată a accidentelor.

Exploatarea în cariera se desfășoară la o adâncime relativ mică (până la 100 m) a stratului de cărbune. Deschide sau exploatarea în carieră cel mai economic, astăzi aproximativ 65% din tot cărbunele este extras în acest fel. Principalul dezavantaj al exploatării în carieră este paguba mare adusă mediului. Cărbunele brun este extras în principal folosind minerit în cară deschisă din cauza adâncime mică apariția. Inițial, supraîncărcarea (stratul de rocă de deasupra stratului de cărbune) este îndepărtată. După aceasta, cărbunele este defalcat prin metoda de foraj și explozie și transportat cu vehicule specializate (de carieră) de pe amplasamentul minier. Operațiunile de decopertare, în funcție de mărimea și compoziția stratului, pot fi efectuate cu buldozere (pentru un strat liber de grosime nesemnificativă) sau excavatoare rotative și dragline (pentru un strat de rocă mai gros și mai dens).

Aplicație

Cărbunele brun este folosit mult mai rar ca combustibil decât cărbunele. Este folosit pentru încălzirea caselor private și a centralelor electrice mici. Prin așa-numitul Distilarea uscată a cărbunelui brun produce ceară de rocă pentru industria lemnului, hârtie și industria textilă, creozot, acid carbolic și alte produse similare. De asemenea, este transformat în combustibil lichid de hidrocarburi. Acizii humici din cărbune brun fac posibilă utilizarea acestuia în agricultură ca îngrășământ.

Tehnologiile moderne fac posibilă producerea de gaz sintetic din cărbune brun, care este un analog gaz natural. Pentru a face acest lucru, cărbunele este încălzit la 1000 de grade Celsius, rezultând formarea de gaz. În practică este destul de folosit metoda eficienta: printr-un puţ forat, depozitele de cărbune brun sunt alimentate printr-o conductă căldură, iar gazul finit iese deja printr-o altă conductă - un produs al prelucrării subterane.