Кам'яне вугілля де видобувають. Де добувають кам'яне вугілля в Росії

Видобуток вугілля як індустріальна галузь набула широкого поширення на початку ХХ століття і досі продовжує ставитися до одних із самих прибуткових видіввидобутку покладів з корисними копалинами. Вугілля видобувають у промислових масштабах у всьому світі.

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

Де ведеться видобуток

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

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

Як добувають кам'яне вугілля

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

• шахтний;
• розробки у вугільному кар'єрі;
• гідравлічний.

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

Шахтний спосіб

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

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

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

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

У такий спосіб із земних надр витягують приблизно 36 % світових запасів вугілля, що становить 2625,7 млн ​​т.

Відкритий спосіб

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

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

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

Істотним мінусом даного способу вважається нанесення великої шкоди навколишньому середовищівнаслідок зняття великої площі земельного шару та супутніх йому природних елементів.

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

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

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

До мінусів цього способу видобутку вугілля відносять такі:

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

У цей спосіб щорічно видобувається приблизно 7,5 % вугілля, що становить 545,5 млн т.

Вугледобувна галузь є найбільшим сегментом паливної промисловості. У всьому світі вона перевершує будь-яку іншу за чисельністю робітників та кількістю обладнання.

Що таке вугільна промисловість

Вуглевидобувна галузь має на увазі видобуток вугілля та його подальшу переробку. Роботи ведуться як на поверхні, так і під землею.

Якщо поклади перебувають у глибині трохи більше 100 метрів, роботи здійснюються кар'єрним способом. p align="justify"> Для розробки родовища на великій глибині використовуються шахти.

Класичні способи видобутку вугілля

Робота на вугільних розрізахі під землею - основні методи видобутку копалин. Більшість робіт у Росії у світі ведеться відкритим способом. Це обумовлено фінансовою вигодою та високою швидкістювидобутку.

Процес полягає в наступному:

• За допомогою спеціального обладнання знімається верхній шар землі, що покриває родовище. Кілька років тому глибина відкритих робітбуло обмежено 30 метрами, новітні технології дозволили збільшити їх у 3 разу. Якщо верхній шар м'який та невеликий, його знімають за допомогою екскаватора. Товстий та щільний шар землі попередньо дробиться.
• Вугільні поклади відбивають та відвозять за допомогою спецтехніки на підприємство для подальшої переробки.
• Робочими відновлюється природний рельєф, щоб уникнути шкоди навколишньому середовищу.

Недолік цього способу полягає в тому, що поклади вугілля, що знаходяться на невеликій глибині, містять домішки бруду та інших порід.

Чистішим і якіснішим вважається вугілля, здобуте підземним способом.

Головним завданням цього є транспортування вугілля з великих глибин на поверхню. І тому створюються проходи: штольня (горизонтальний) і шахта (похилий чи вертикальний).

У тунелях спеціальними комбайнами рубаються пласти вугілля і вантажаться на конвеєр, який піднімає їх на поверхню.

Підземний спосіб дозволяє видобути велику кількість копалин, але має істотні недоліки: висока вартістьі підвищена небезпекадля робітників.

Нетрадиційні способи добування вугілля

Дані способи ефективні, але не мають масового поширення - на даний моментвідсутні технології, що дозволяють чітко налагодити процес:

• Гідравлічний. Видобуток ведеться у шахті на великій глибині. Вугільний пласт кришиться і доставляється на поверхню під сильним тиском води.
• Енергія стисненого повітря. Вона виступає як руйнівною, і підйомною силою, стиснене повітря перебуває під сильним тиском.
• Віброімпульсний. Пласти руйнуються під впливом потужних коливань, утворених обладнанням.

Дані методи застосовувалися ще в Радянському Союзі, але не стали популярними через необхідність великих фінансових вкладень. Лише кілька вуглевидобувних компаній продовжують використати нетрадиційні методи.

Головна їхня перевага - відсутність робітників на потенційно небезпечних для життя ділянках.

Країни-лідери з видобутку вугілля

За статистичними даними світової енергетики складено рейтинг країн, які займають лідируючі позиції з видобутку вугілля у світі:

1. Індія.
2. Австралія.
3. Індонезія.
4. Росія.
5. Німеччина.
6. Польща.
7. Казахстан.

Вже багато років Китай лідирує за обсягами вуглевидобутку. У КНР розробляється лише 1/7 частина наявних родовищ, це зумовлено тим, що вугілля не вивозиться межі країни, а наявних запасів вистачить щонайменше 70 років.

На території США родовища поступово розкидані країною. Своїми запасами вони забезпечать країну не менш як на 300 років.

Родовища вугілля в Індії дуже багаті, але майже весь обсяг видобутого використовується в енергетичній промисловості, тому що наявні запаси мають дуже низьку якість. Незважаючи на те, що Індія займає одну з провідних позицій, у цій країні прогресують кустарні способи добування вугілля.

Запасів вугілля в Австралії вистачить приблизно на 240 років. Видобуте вугілля має найвищу оцінку якості, значна його частина призначена для експорту.

В Індонезії рівень видобутку вугілля зростає з кожним роком. Ще кілька років тому більша частина видобутого експортувалася до інших країн, зараз країна поступово відмовляється від використання нафти, у зв'язку з чим зростає попит на вугілля для внутрішнього споживання.

Росія має 1/3 світових запасів вугілля, у своїй відомі ще всі землі країни.

Німеччина, Польща та Казахстан поступово знижують обсяги вуглевидобутку через неконкурентну вартість сировини. Більшість вугілля призначена для внутрішнього споживання.

Основні місця видобутку вугілля у Росії

Давайте розумітися. Видобуток вугілля у Росії здійснюється переважно відкритим способом. Родовища країною розкидані нерівномірно - основна їх частина перебуває у східній області.

Найбільш значущими родовищами вугілля у Росії є:

• Кузнецьке (Кузбас). Вважається найбільшим у Росії, а й у світі, перебуває у Західного Сибіру. Тут ведеться видобуток коксівного та кам'яного вугілля.
• Кансько-Ачинське. Тут здійснюється видобуток Родовище розташовується вздовж Транссибірської магістралі, займаючи частину територій Іркутської та Кемеровської області Красноярського краю.
• Тунгуський вугільний басейн. Представлений бурим та кам'яним видами вугілля. Він охоплює частину території Республіки Саха і Красноярського краю.
• Печорський вугільний басейн. На цьому родовищі здійснюється видобуток Роботи ведуться у шахтах, що дозволяє видобувати високоякісне вугілля. Розташовується на територіях Республіки Комі та Ямало-Ненецького автономного округу.
• Іркутсько-Черемхівський вугільний басейн. Знаходиться на території Верхнього Саяну. Забезпечує вугіллям лише навколишні підприємства та населені пункти.

На сьогоднішній день ведуться розробки ще 5 родовищ, здатних збільшити щорічний обсяг видобутку вугілля в Росії на 70 млн. тонн.

Перспективи вугледобувної промисловості

У світі вже розвідана більшість родовищ вугілля, з економічного погляду, найперспективніші належать 70 країнам. Рівень видобутку вугілля швидко зростає: удосконалюються технології, модернізується обладнання. За рахунок цього зростає рентабельність галузі.

Вугілля - це вид викопного палива, що утворився із частин древніх рослин під землею без доступу кисню. Сьогодні ми відвідаємо одне із найстаріших підприємств Кузбасу, де гірничі роботиз видобутку вугілля дільниці надр шахти ведуться з 1917 року.

Ласкаво просимо на найстаріше підприємство Кузбасу – ТОВ «Шахта № 12», яке знаходиться у невеликому шахтарському містечку під Новокузнецьком – Киселевську.

Комбінат:

Для утворення вугіллянеобхідне рясне накопичення рослинної маси. Він утворюється за умов, коли гниючий рослинний матеріал накопичується швидше, ніж відбувається його бактеріальне розкладання. Ідеальна обстановка для цього створюється в болотах, де вода, що стоїть, збіднена киснем, перешкоджає життєдіяльності бактерій і тим самим оберігає рослинну масу від повного руйнування.

У стародавніх торф'яних болотах, починаючи з девонського періоду (приблизно 416 млн років тому), якраз накопичувалася та сама органічна речовина, з якої без доступу кисню формувалися викопні вугілля. Більшість промислових родовищ викопного вугілля відноситься до цього періоду, хоча існують і молодші родовища.

Вугільні розрізи:

Способи видобутку вугіллязалежить від глибини його залягання. Розробка проводиться відкритим способом у вугільних розрізах, якщо глибина залягання вугільного пласта не перевищує 100 метрів. Непоодинокі і такі випадки, коли вигідно вести розробку вугільного родовища підземним способом. Для отримання вугілля з великих глибин використовуються шахти. Найглибші шахти біля Росії видобувають вугілля з рівня трохи більше 1 200 метрів.

Навантаження:

Вугілля має своє маркування. Залежно від ступеня перетворення та питомої кількості вуглецю у вугіллі розрізняють чотири його типи: буре вугілля (лігніти), кам'яне вугілля, антрацити та графіти. У західних країнахмає місце дещо інша класифікація - лігніти, суббітумінозне вугілля, бітумінозне вугілля, антрацити та графіти, відповідно.

У Росії зосереджено 5.5% світових запасів вугілля, що становить понад 200 млрд. тонн. Така різниця з відсотком доведених запасів вугілля (19 %) обумовлена ​​тим, що більшість не придатна до розробки, оскільки перебуває у Сибіру області вічної мерзлоти. 70% посідає запаси бурого вугілля.

Застосування кам'яного вугілля різноманітне. Він використовується як побутове, енергетичне паливо, сировина для металургійної та хімічної промисловості, а також для вилучення з нього рідкісних та розсіяних елементів.

Що стосується Кузнецького вугільного басейну, то Кузбас є одним із найбільших вугільних родовищсвіту. В даний час найменування "Кузбас" є другою назвою Кемеровської області.

Кар'єрний самоскид KOMATSUвантажопідйомністю 90 тонн. Але як кажуть водії, буває, вантажать і більше 90

Загалом ми були в Киселівську тиждень, більшу частинучасу ми знімали. Це не може набриднути, це справді цікаво.

При дії з киснем вугілля самозаймається. Ну чи димить, як на фото:

Навантаження:

Ківш крокуючого кар'єрного екскаватора:

Навіть на кар'єрі в режимі все виглядає симпатичніше. Але знімати складно, все рухається:

Крокуючий екскаватор:

Вночі по всьому кар'єру видно, як горить вугілля на деяких ділянках:

Техніка. Усі мають план, який обов'язково потрібно виконати. Тому рух на кар'єрі ніколи не зупиняється.

Ну хіба що наприкінці зміни на півгодини-годину

Сліди від ковшів:

Одне таке колесо коштує 700 000 рублів, тому дороги намагаються розчищати від гострого каміння:

У кабіні екскаватора:

50-тонний БЕЛАЗ і за ним 90-тонний KOMATSU:

У кабіні крокуючого екскаватора. Це ціла кімната. Є кушетка, мікрохвильова піч, самовар, умивальник і купа плакатів з голими дівчатами на стінах:

А це з його стріли. Висота 27 метрів:

Зварювальник лагодить ківш:

Ці машини бурять землю, і у вириті 12 метрові лунки засипається вибухова речовина, виробляють підрив породи. Робить це для того, щоб порода стала більш рихлою, розбиваються великі міцні пласти на дрібне каміння, яке потім стає набагато простіше розробити екскаватором:

Вибухова речовина. Сам вибух нам зняти не вдалося:

І тепер, коли вугілля викопане, його везуть на комбінат зі збагачення. Збагачення- сукупність процесів первинної обробки сировини, а саме відділення вугілля від порожньої породи та сортування:

Всередині атмосферно:

Місце, де конвеєрною стрічкою їде і вугілля, і порода, а жінки (!) цю породу відокремлюють від вугілля, збирають і викидають. Бувають досить великі шматки, що жінки поодинці не справляються і скидають шматки породи вдвох. В інших цехах все автоматизовано:

Вагоноперекидач:

Вугільний склад:

Завантаження вугілля у вагони, що поїдуть до споживачів. Це був репортаж із Кузбасу.

Низька собівартість та великі запаси - головні чинники, що зумовлюють збільшення кількості сфер застосування бурого вугілля. Цей вид викопного твердого палива, ранній вид вугілля, видобувається людиною вже не одну сотню років. Вугілля буре - продукт метаморфізму торфу, у стадії між лігнітом і кам'яним вугіллям. Порівняно з останнім, даний видпалива менш популярний, тим не менше через свою низьку собівартість досить широко застосовується для виробництва електроенергії, опалення та отримання інших видів палива.

Будова

Вугілля буре - щільна, земліста або волокниста маса бурого або смоляно-чорного кольору з великим вмістом летких бітумінозних речовин. Як правило, в ньому добре зберігаються рослинна структура, ракові злами, деревні маси. Горить легко, полум'я коптить, при цьому виділяється своєрідний неприємний запах гару. Вступаючи в реакцію з гідроксидом калію, утворює рідину темнобурого кольору. При сухій перегонці буре вугілля утворює аміак з оцтовою кислотою. Хімічний склад (у середньому), за вирахуванням золи: вуглець – 63%, кисень – 32%, водень 3-5%, азот 0-2%.

Походження

Вугілля буре утворюють шари покладів осадових порід - флеці, часто великої потужності та протяжності. Матеріалом для формування бурого вугілля служать різноманітні пяльпи, коніфери, дерева та торф'яні рослини. Відкладення цих речовин поступово розкладаються без доступу повітря, під водою, під шапкою суміші глини та піску. Процес тління супроводжується постійним виділенням летких речовин і поступово призводить до збагачення рослинних залишків вуглецем. Вугілля буре - одна з перших стадій метаморфізму таких рослинних відкладень, після торфу. Подальші стадії – кам'яне вугілля, антрацит, графіт. Чим триваліший процес, тим ближчий стан до чистого вуглець-графіту. Так, графіт відноситься до азойської групи, кам'яне вугілля - до палеозойської, буре вугілля - переважно до мезозойської та кайнозойської.

Кам'яне та буре вугілля: відмінності

Як можна помітити з самої назви, буре вугілля відрізняється від кам'яного кольором (світлішим або темнішим). Існують і чорні різновиди, але у порошкоподібному вигляді відтінок такого вугілля все одно бурий. Колір кам'яного та антрациту завжди залишається чорним. Характерні властивості бурого вугілля полягають у більшому вмісті вуглецю, порівняно з кам'яним вугіллям, та меншому вмісті бітумінозних речовин. Це пояснює те, чому буре вугілля горить легше і при цьому утворюється велика кількість диму. Великий вміст вуглецю також пояснює згадану реакцію з гідроксидом калію та своєрідний неприємний запах під час горіння. Вміст азоту, порівняно з кам'яним вугіллям, також значно нижчий. При довгому перебуванні повітря буре вугілля стрімко втрачає вологу, розсипаючись на порошок.

Різновиди

Сортів та різновидів бурого вугілля досить багато, серед яких виділяють кілька основних:

1. Звичайне буре вугілля, консистенція щільна, матового бурого кольору.
2. Буре вугілля землістого зламу, що легко стирається в порошок.
3. Смолистий, дуже щільний, темно-бурий, іноді навіть синьо-чорний. У зламі нагадує смолу.
4. Лігніт, або бітумінозне дерево. Вугілля з рослинною структурою, що добре збереглася. Іноді зустрічається навіть у вигляді цілих стовбурів дерев з корінням.
5. Дизодил - буре паперове вугілля у вигляді зотлілої тонкошаркої рослинної маси. Легко поділяється на тонкі листи.
6. Буре торф'яне вугілля. Нагадує торф, з великою кількістю сторонніх домішок, що іноді нагадує землю.

Відсоткове співвідношення золи та горючих елементів у різних видівбурого вугілля варіюється в широких межах, що і визначає переваги пального матеріалу того чи іншого різновиду.

Видобуток

Способи видобутку бурого вугілля аналогічні всім копалин вугілля. Розрізняють відкритий (кар'єрний) та закритий. Найбільш старий метод закритого видобутку – штольні, похилі свердловини до вугільного пласта невеликої потужності та неглибокого залягання. Застосовується у разі фінансової неефективності устрою кар'єру.

Шахта - вертикальна або похила свердловина у товщі породи від поверхні до вугільного пласта. Цей спосіб використовується при глибокому заляганні вугленосних пластів. Характеризується високою собівартістю ресурсів, що видобуваються, і високою аварійністю.

Видобуток відкритим способом ведеться за відносно невеликої (до 100 м) глибини залягання вугільного пласта. Відкрита або кар'єрний видобутокНайбільш економічна, на сьогоднішній день таким способом видобувається приблизно 65% всього вугілля. Головний мінус кар'єрного вироблення - велика шкода навколишньому середовищу. Видобуток бурого вугілля переважно ведеться відкритим способом через невеликий глибинизалягання. Спочатку здійснюється видалення розкриву (шару порід над вугільним пластом). Після цього проводиться відбійка вугілля буровибуховим методом та його транспортування спеціалізованим (кар'єрним) автотранспортом з місця видобутку. Розкривні роботи, залежно від величини та складу шару, можуть здійснюватися бульдозерами (при пухкому шарі незначної товщини) або роторними екскаваторами та драглайнами (при більш товстому та щільному шарі породи).

Застосування

Як паливо вугілля буре використовується значно рідше, ніж кам'яне. Застосовується для опалення приватних будинків та на дрібних електростанціях. Шляхом т.з. сухої перегонки з бурого вугілля одержують гірський віск для деревообробної, паперової та текстильної промисловості, креозот, карболову кислоту та інші подібні продукти. Також він переробляється на рідке вуглеводневе паливо. Гумінові кислоти у складі бурого вугілля дозволяють використовувати його в сільському господарствіяк добрива.

Сучасні технології дозволяють виробляти із бурого вугілля синтетичний газ, який виступає аналогом природного газу. Для цього вугілля нагрівають до 1000 градусів Цельсія, внаслідок чого відбувається газоутворення. На практиці застосовується досить ефективний спосіб: по просвердленій свердловині до покладів бурого вугілля через трубу подається. висока температура, а іншою трубою вже виходить готовий газ - продукт підземної переробки.