Metoda de extragere a cărbunelui în cariera deschisă. Minerale: cărbune tare Aplicații ale cărbunelui tare

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 cercetarea stiintifica privind extragerea hidrocarburilor din minerale.

Unde are loc mineritul?

Cel mai mult ţări mari companii miniere de 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 regiunile Urali, Orientul Îndepărtat, 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:

• mina;
• dezvoltări într-o mină de cărbune;
• hidraulic.

În plus, există exploatarea cărbunelui în cară deschisă, 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 din cauza temperaturilor ridicate în adâncimi mari(până la 60 de grade), manipularea neglijentă 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, pistoalelor 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 dăunează foarte mult mediului datorită înlăturării unei suprafețe mari a stratului de pământ și a elementelor naturale care îl însoțesc.

Metoda în cariera este considerată una dintre cele mai comune din lume - este folosită pentru a extrage mai mult de 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.

Recent, exploatarea hidraulică a cărbunelui a fost 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 forta de ridicare apa va iesi.

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.

Gama de utilizare a acestuia este foarte largă. Cărbunele este folosit pentru a genera energie electrică, ca materie primă industrială (cocs), pentru a produce grafit și pentru a produce combustibil lichid prin hidrogenare.

Rusia are rezerve vaste de zăcăminte de cărbune și bazine de cărbune.

Un bazin carbonifer este o suprafață (adesea peste 10 mii de kilometri pătrați) de dezvoltare a zăcămintelor de cărbune care s-au format în anumite conditii pe o anumită perioadă de timp. Zăcământul de cărbune are o suprafață mai mică și este o structură tectonică separată.

Pe teritoriul Rusiei există bazine platforme, pliate și de tranziție.

Cea mai mare cantitate de zăcăminte de cărbune a fost identificată în Siberia de Vest și de Est.

60% din rezervele de cărbune rusești sunt cărbuni humici, inclusiv cărbune de cocs (bazinele Karaganda, Yakutsk de Sud, Kuznetsk). Se găsesc și cărbuni bruni (Ural, Siberia de Est, regiunea Moscova).

Rezervele de cărbune sunt dispersate în 25 de bazine carbonifere și 650 de zăcăminte individuale.

Exploatarea cărbunelui se realizează folosind metode închise sau deschise. Exploatarea închisă se desfășoară în mine, deschis - în cariere (tăieri).

Durata de viață a unei mine este în medie de 40 - 50 de ani. Fiecare strat de cărbune durează aproximativ 10 ani pentru a fi îndepărtat din mină, urmat de dezvoltarea stratului mai profund prin reconstrucție. Reconstituirea orizontului minelor este condiție prealabilă a salva mediuși asigurarea siguranței lucrătorilor.

În minele deschise, cărbunele este extras în fâșii succesive.

Începând cu 2010, cărbunele din Rusia a fost extras în 91 de mine și 137 de mine cu cară deschisă. Capacitatea totală anuală a fost de 380 de milioane de tone.

După ce cărbunele este extras în mine sau cariere, acesta merge direct la consumator sau este trimis la întreprinderile de îmbogățire a cărbunelui.

În fabricile speciale, bucățile de cărbune sunt sortate după mărime și apoi îmbogățite.

Procesul de îmbogățire este purificarea combustibilului din roci sterile și impurități străine.

Astăzi, cărbunele din Rusia este extras în principal pe teritoriul a 10 bazine principale. Cel mai mare zăcământ de cărbuni tari și cocsificatori este bazinul Kuznetsk (regiunea Kemerovo), cărbune brun este extras în bazinul Kansk-Achinsk (teritoriul Krasnoyarsk, Siberia de Est), antraciți - în bazinul Gorlovka și în Donbass.

Cărbunele din aceste piscine este de cea mai bună calitate.

Alte bazine carbonifere binecunoscute din Rusia includ bazinul Pechora (regiunea arctică), bazinul Irkutsk-Cheremkhovo din regiunea Irkutsk și bazinul Yakutsk de Sud din Orientul Îndepărtat.

Bazinele Taimyr, Lena și Tunguska sunt dezvoltate activ în Siberia de Est, precum și zăcăminte din teritoriul Trans-Baikal, Primorye și regiunea Novosibirsk.

Cele mai multe mare industrie(din punct de vedere al numărului de lucrători și al costului de producție a activelor fixe) industria combustibililor este exploatarea cărbunelui în Rusia.

Industria cărbunelui exploatează, prelucrează (îmbogătește) cărbune tare, cărbune brun și antracitul.

Cum și cât de mult cărbune este produs în Federația Rusă

Acest mineral este exploatat în funcție de adâncimea locației sale: în cară deschisă (în minele cu cară deschisă) și subteran (în mine) prin metode.

În perioada 2000-2015, producția subterană a crescut de la 90,9 la 103,7 milioane de tone, iar producția în cariera a crescut cu peste 100 de milioane de tone de la 167,5 la 269,7 milioane de tone. Cantitatea de minerale extrase în țară în această perioadă, defalcate după metoda de producție, poate fi văzută în Fig. 1.

Orez. 1: Producția de cărbune în Federația Rusă din 2000 până în 2015, defalcată pe metoda de producție, în milioane.

Potrivit informațiilor de la Complexul de Combustibil și Energie (FEC), 385 de milioane de tone de minerale negre au fost produse în Federația Rusă în 2016, ceea ce este cu 3,2% mai mare decât anul precedent. Acest lucru ne permite să concluzionam că industria a avut o dinamică de creștere pozitivă în ultimii ani și este promițătoare în ciuda crizei.

Tipurile acestui mineral extrase în țara noastră se împart în cărbuni energetici și cărbuni pentru cocsificare.

În volumul total pentru perioada 2010-2015, ponderea producției de energie a crescut de la 197,4 la 284,4 milioane de tone. Pentru volumul producției de cărbune în Rusia, a se vedea Fig. 2.

2: Structura producției de cărbune în Federația Rusă pe tip pentru 2010-2015, în milioane de tone.

Cât mineral negru există în țară și unde este extras?

Potrivit lui Rosstat, Federația Rusă(157 miliarde

tone) ocupă locul al doilea după Statele Unite (237,3 miliarde de tone) în lume în ceea ce privește rezervele de cărbune. Federația Rusă deține aproximativ 18% din toate rezervele mondiale. A se vedea figura 3.

Orez. 3: Rezerve mondiale ale țărilor lider

Informațiile de la Rosstat pentru 2010-2015 indică faptul că producția în țară se desfășoară în 25 de entități constitutive ale Federației în 7 Districte Federale.

Există 192 de întreprinderi de cărbune. Acestea includ 71 de mine și 121 de mine de cărbune. Capacitatea lor totală de producție este de 408 milioane de tone. Peste 80% din ea este extrasă în Siberia. Producția de cărbune în Rusia pe regiune este prezentată în Tabelul 1.

În 2016, 227.400 mii.

tone au fost extrase în regiunea Kemerovo (astfel de orașe cu o afiliere industrială sunt numite orașe cu o singură industrie), din care aproximativ 125.000 de mii de tone au fost exportate.

Kuzbass reprezintă aproximativ 60% din producția internă de cărbune, există aproximativ 120 de mine și cariere deschise.

La începutul lunii februarie 2017, în regiunea Kemerovo a început să funcționeze o nouă mină deschisă, Trudarmeysky Yuzhny, cu o capacitate de proiectare de 2.500 mii.

În 2017, este planificată extragerea a 1.500 de mii de tone de minerale din mina în cariera deschisă, iar, conform previziunilor, mina în cariera deschisă va atinge capacitatea de proiectare în 2018. Tot în 2017, sunt planificate să fie trei noi întreprinderi. lansat în Kuzbass.

Cele mai mari depozite

Pe teritoriul Federației Ruse există 22 de bazine carbonifere (conform informațiilor Rosstat pentru 2014) și 129 de zăcăminte individuale.

Peste 2/3 din rezervele care au fost deja explorate sunt concentrate în bazinele Kansk-Achinsk (79,3 miliarde de tone) și Kuznetsk (53,4 miliarde de tone). Sunt situate în regiunea Kemerovo din teritoriul Krasnoyarsk.

De asemenea, printre cele mai mari bazine se numără: Irkutsk, Pechora, Donețk, South Yakutsk, Minusinsk și altele.

Figura 4 prezintă structura rezervelor dovedite pentru bazinele principale.

Orez. 4: Rezerve dovedite pentru principalele bazine din Rusia, miliarde de tone.

Import-export

Federația Rusă este unul dintre cei trei mari exportatori de cărbune după Australia (volum de export 390 milioane).

tone) și Indonezia (330 de milioane de tone) în 2015. Cota Rusiei în 2015 - au fost exportate 156 de milioane de tone de minerale negre. Această cifră pentru țară a crescut cu 40 de milioane de tone în cinci ani. Pe lângă Federația Rusă, Australia și Indonezia, cele șase țări lider includ Statele Unite ale Americii, Columbia și Africa de Sud.

Structura exporturilor mondiale este prezentată în Fig. 5.

Orez. 5: Structura exporturilor mondiale (cele mai mari țări exportatoare).

Dispeceratul Central al Complexului Combustibil și Energetic raportează că exporturile totale din țară au crescut în 2016, în timp ce importurile au scăzut.

Datele privind export-import în 2016 sunt prezentate în Tabelul 2.

Șeful departamentului de informare și analiză al departamentului de industria cărbunelui și turbei din Ministerul Energiei al țării V.

Grishin prevede o creștere a exporturilor cu 6% în 2017, volumul acestuia ar putea ajunge la 175 de milioane de tone, adică o creștere de 10 milioane de tone.

Care companii sunt cei mai mari producători

Mare companiile petroliere Rusia este pe buzele tuturor, iar cele mai mari companii producătoare de cărbune din țară în 2016 sunt: ​​OJSC SUEK (105,47), Kuzbassrazrezugol (44,5), SDS-Ugol (28,6), „ Vostsibugol (13,1), Southern Kuzbass (9), Yuzhkuzbassugol (11.2), Yakutugol (9.9), Raspadskaya OJSC (10.5), cantitatea de cărbune produsă este indicată în paranteze în milioane de tone, vezi

Orez. 6. Cei mai mari producători din Federația Rusă în 2016, în milioane.

Companiile OJSC SUEK, Kuzbassrazrezugol și SDS-Ugol au fost lideri în producție în ultimii ani.

Cei mai mari producători pentru 2014-2015 sunt prezentați în Fig.

7. Printre aceștia, pe lângă cei doi lideri din industrie menționați mai sus, se numără și întreprinderi de procesare: Kuzbass Fuel Company, Sibuglement Holding, Vostsibugol, Russian Coal, EVRAZ (care este una dintre cele mai mari companii private din țară), " Mechel-Mining”, „SDS-Cărbune”.

7. Cei mai mari producători din Federația Rusă pentru 2014-2015, în milioane de tone.

În noiembrie 2016, echipa lui Evgeniy Kosmin a secțiunii nr. 1 a minei V.D.

Yalevsky JSC SUEK-Kuzbass a stabilit un nou record de producție rusesc pentru anul dintr-o singură față de producție - 4.810 mii de tone.

Rezultate și concluzii

• Complexul rusesc de cărbune se dezvoltă activ.
• Importurile au scăzut ușor în ultimii ani, în timp ce exporturile și producția au crescut.
• În ceea ce privește exporturile, Federația Rusă este una dintre cele trei țări lider după Australia și Indonezia.
• În următorii ani, este planificată deschiderea de noi întreprinderi miniere și de prelucrare.
• Primele trei includ companii din regiunea Siberiei, care reprezintă peste 80% din producția totală a țării.

Lyudmila Poberezhnykh, 2017-03-29

Întrebări și răspunsuri pe această temă

Încă nu s-au pus întrebări despre material, aveți ocazia să fiți primul care o face

Materiale de referință pe această temă

Bazinele carbonifere ale Rusiei

Rolul unui anumit bazin carbonifer în diviziunea teritorială a muncii depinde de calitatea cărbunelui, mărimea rezervelor, indicatorii tehnici și economici ai producției, gradul de pregătire a rezervelor pentru exploatarea industrială, mărimea producției și caracteristicile. a transportului și a amplasării geografice.

Pe baza totalității acestor condiții, se remarcă următoarele: baze de cărbune între districte- Bazinele Kuznetsk și Kansk-Achinsk, care împreună reprezintă 70% din producția de cărbune din Rusia, precum și bazinele Pechora, Donețk, Irkutsk-Cheremkhovo și South Yakutsk.
Cel mai important producător cărbuneîn Rusia se află Bazinul Cărbunelui Kuznetsk.

bazinul Kuznetsk

Rezervele de sold de cărbune Kuzbass din categoria A+B+C1 sunt estimate la 57 de miliarde de tone, ceea ce reprezintă 58,8% din cărbunele din Rusia.

În același timp, rezervele de cărbune de cocsificare se ridică la 30,1 miliarde de tone, sau 73% din rezervele totale ale țării.

Aproape întreaga gamă de grade de cărbune este extrasă în Kuzbass. Subsolul Kuzbass este bogat în alte minerale - acestea sunt mangan, fier, fosforit, minereuri nefeline, șisturi petroliere și alte minerale.

Cărbunii Kuznetsk sunt de înaltă calitate: conținutul de cenușă este de 8-22%, conținutul de sulf este de 0,3-0,6%, căldura specifică de ardere este de 6000 - 8500 kcal/kg.

Adâncimea medie a dezvoltării subterane ajunge la 315 m.
Aproximativ 40% din cărbunele extras este consumat chiar în regiunea Kemerovo și 60% este exportat în alte regiuni ale Rusiei și pentru export.
În structura exporturilor de cărbune din Rusia, Kuzbass reprezintă peste 70% din volumul său fizic.
Cărbunele stă aici calitate superioară, inclusiv cocsificarea. Aproape 12% din producție se desfășoară prin exploatare în cariera deschisă.
Districtul Belovsky este una dintre cele mai vechi zone de exploatare a cărbunelui din Kuzbass.

Rezervele de cărbune din raionul Belovsky se ridică la peste 10 miliarde.

tone
Dezvoltarea bazinului de cărbune Kuznetsk a început în 1851 cu producția mai mult sau mai puțin regulată de combustibil la mina Bachat pentru Uzina metalurgică Guryev. Mina Bachat era situată la șase mile nord-est de satul Bachat. Acum, acest loc este ocupat de minele Chertinskaya-Koksovaya și Novaya-2 și mina în cartier deschis Novobochatsky.
Primul născut industria cărbunelui Belova este considerată mina Pioneer, în 1933. Aici a fost extrasă prima tonă de cărbune.

În prezent, districtul Belovsky este cea mai mare regiune minieră de cărbune din Kuzbass.
Districtul Belovsky este centrul geografic al regiunii Kemerovo.
Principalele centre sunt Novokuznetsk, Kemerovo, Prokopyevsk, Anzhero-Sudzhensk, Belovo, Leninsk-Kuznetsky.

Bazinul Kansk-Achinsk este situat în sudul Siberiei de Est, pe teritoriul Krasnoyarsk, de-a lungul Căii Ferate Transsiberiane și produce 12% din producția de cărbune din Rusia.

Cărbunele brun din acest bazin este cel mai ieftin din țară, deoarece este exploatat prin minerit în cară deschisă. Din cauza calitate scăzută Cărbunele este slab transportabil și, prin urmare, centralele termice puternice funcționează pe baza celor mai mari mine deschise (Irsha-Borodinsky, Nazarovsky, Berezovsky).

Bazinul Pechora este cel mai mare din partea europeană și reprezintă 4% din producția de cărbune a țării.

Este situată departe de cele mai importante centre industriale și este situată în zona arctică exploatarea minieră se desfășoară numai prin minerit. În partea de nord a bazinului (zăcământul Vorkutinskoye și Vorgashorskoye) se extrag cărbuni de cocsificare, iar în partea de sud (zăcământul Intinskoye) se extrag în principal cărbuni energetici.

Principalii consumatori de cărbune Pechora sunt Cherepoveții uzină metalurgică, întreprinderi din Regiunea Pământului Negru de Nord-Vest, Centru și Centru.

Bazinul Donețk din regiunea Rostov este partea de est a bazinului carbonifer situat în Ucraina.

Aceasta este una dintre cele mai vechi zone de exploatare a cărbunelui. Metoda de extracție a minei a dus la costul ridicat al cărbunelui. Producția de cărbune este în scădere în fiecare an, iar în 2007 bazinul a furnizat doar 2,4% din producția integrală a Rusiei.

Bazinul Irkutsk-Cheremkhovo din regiunea Irkutsk oferă un cost scăzut al cărbunelui, deoarece exploatarea se desfășoară prin minerit în cară deschisă și produce 3,4% din cărbunele țării.

Datorită distanței mari de marii consumatori, este utilizat la centralele locale.

Bazinul Yakut de Sud (3,9% din producția integrală a Rusiei) este situat în Orientul Îndepărtat. Are rezerve semnificative de energie și combustibil tehnologic, iar toată producția este realizată prin minerit în cariere deschise.

Bazinele carbonifere promițătoare includ Lensky, Tungussky și Taimyrsky, situate dincolo de Yenisei la nord de paralela 60.

Ocupă spații vaste în zone slab dezvoltate și slab populate din Siberia de Est și Orientul Îndepărtat.

În paralel cu crearea bazelor interregionale de cărbune, a avut loc dezvoltarea pe scară largă a bazinelor carbonifere locale, ceea ce a făcut posibilă apropierea producției de cărbune de zonele de consum ale acestuia. În același timp, în regiunile de vest ale Rusiei, producția de cărbune este în scădere (bazinul Moscovei), iar în regiunile de est este în creștere bruscă (depozitele regiunii Novosibirsk, Teritoriul Trans-Baikal, Primorye).

Exploatarea cărbunelui este complexă proces, care necesită multe resurse și echipamente. Este folosit în industrie, pentru nevoile agricole și pentru producția de energie electrică. Are o valoare foarte mare în lume, fosila se numește aur negru, ulei dur. Cum arată extracția și prelucrarea cărbunelui și cum s-a dezvoltat această industrie în țări din antichitate până în zilele noastre?

Industria cărbunelui a început să se dezvolte în antichitate. Primele țări care au început să-l folosească drept combustibil sunt Grecia și China. Cel mai adesea a fost folosit pentru încălzirea spațiilor, iar mai târziu pentru topirea metalelor. Acum 3000 de ani, în China, au realizat că arderea sa este mult mai eficientă decât obținerea căldurii din lemn și alte materii prime. În 315, prima persoană care i-a studiat proprietățile a fost omul de știință Theophrastus, care i-a dat un nume grăitor - antrax, care tradus din greacă înseamnă „piatră arzătoare”.

Au existat multe teorii despre originea acestui combustibil fosil. Unii credeau că s-a format ca urmare a expunerii la temperaturi ridicate în timpul unei erupții vulcanice. Primele zăcăminte au fost găsite tocmai în vecinătatea lor - în apropierea faliilor tectonice, acolo unde zăcămintele se aflau cel mai aproape de pământ. Având în vedere proprietățile sale inflamabile, unii oameni de știință au sugerat că este ulei solidificat.

Ulterior, oamenii de știință au stabilit că cărbunele este de origine vegetală, au putut chiar să stabilească ce specii de copaci predomină într-un anumit strat fosil.

Am găsit cărbune din întâmplare, în timpul intemperiilor și prăbușirii rocilor, la suprafață au apărut bucăți dintr-un material ciudat, care avea o culoare neagră și străluceau la soare. A fost extras manual, folosind tehnologie primitivă. Copiii au adunat piese și pe litoral, mai ales după maree și furtuni. Au început să-l producă folosind metoda minei abia în 1113, dar chiar și atunci producția era departe de vremurile moderne. Activitatea cărbunelui era considerată una dintre cele mai periculoase păturile inferioare ale populației lucrau în mine, primind doar mizerii.

Cea mai extinsă utilizare a cărbunelui a fost în furnalele înalte: în forje, în prelucrarea metalelor, în fabricile de cărămidă. A fost apreciat datorită capacității sale de căldură în timpul arderii, cu ajutorul său a fost posibil să se mențină o temperatură ridicată pentru o perioadă lungă de timp;

Odată cu apariția motoare cu abur, acest combustibil a devenit parte a sistemelor de propulsie de pe nave, mașini și alte echipamente care funcționează pe acest principiu. În zilele noastre, nu numai oamenii sunt implicați în minerit, ci și o cantitate imensă de echipamente, iar cantitatea de materii prime care este produsă anual este de miliarde de tone.

Primele date despre căutarea zăcămintelor de cărbune pentru uz industrial datează din 1491, când Marele Duce al Moscovei Ivan al III-lea a organizat expediții în lanțurile muntoase. El a ales regiunea Pechora, una dintre cele mai mari mine de cărbune din Rusia astăzi.

Cea mai mare dezvoltare a minelor de cărbune a avut loc sub Petru cel Mare, el a inițiat crearea de mine în Urali, Donbass, Kuznetsk, Orientul Îndepărtat și în vecinătatea Moscovei. Nu a scutit de cheltuieli pentru finanțarea industriei miniere și a căutat să introducă noi tehnologii care să ușureze munca oamenilor și să crească producția.

În epoca sovietică, extracția de combustibili fosili a jucat un rol deosebit. Muncitorii au fost foarte apreciați, chiar și a fost introdusă o sărbătoare a Uniunii - Ziua Minerului - pentru a aduce un omagiu greutății și muncă periculoasă. Cărbunele era numit „pâinea industriei”; era deja folosit pentru a genera energie la centralele termice.

Acum industria cărbunelui a atins culmi mari, dar multe țări, împreună cu introducerea a tot felul de evoluții inovatoare, încearcă să elimine această resursă din utilizare. Totul ține de pericolul pentru mediu care decurge din utilizarea acestuia. La arderea combustibilului, se formează o cantitate imensă de dioxid de carbon, unul dintre vinovații efectului de seră.

Se pare că cărbunele maro și negru și-a primit numele nu din cauza culorii materiilor prime. Anterior, pentru a determina „conținutul de grăsime” al unei roci, a fost efectuat pe o suprafață albă. Rezultatul a fost o dungă neagră sau maro, care a dat fosilei numele corespunzător.

Cum se extrage cărbunele în minele moderne

În ciuda faptului că producția nu a stat niciodată pe loc, modernizându-se constant, unele țări încă o extrag folosind forța manuală. Se poate evidenția India, unde locuitorii orașelor din apropierea zăcămintelor colectează cărbune. Chiar și copiii mici sunt implicați în acest proces, încercând să-și ajute părinții să câștige bani. Satul Jharia a fost numit chiar iad pe pământ, deoarece aerul de acolo este umplut cu praf de cărbune și gaze toxice, iar materiile prime se aprind adesea spontan.

Principalele metode de extragere a cărbunelui

În țările mai dezvoltate această problemă nu este la fel de pronunțată. Dezvoltarea depozitului se realizează folosind echipamente specializate, nici măcar oamenii nu participă la unele procese.

În prezent, 3 tipuri de exploatare a cărbunelui sunt utilizate pe scară largă:

• Cariera sau tăiat;
• Mina;
• Hidraulic.

Utilizarea lor depinde de adâncimea stratului mineral, de duritatea rocii și de accesibilitate.

Tabel comparativ al metodelor de extracție a cărbunelui.

Mod de carieră

Exploatarea cărbunelui în cariera se desfășoară acolo unde acesta se află sub pământ, la o adâncime de cel mult 500 de metri. Pentru a dezvolta astfel de depozite, se folosesc macarale pentru a îndepărta un strat de rocă sterilă. Se numesc dragline. Macaralele constau dintr-o cabină, un braț și o cupă. Sunt montate pe șine pentru deplasarea în jurul carierei sau stau pe șine.

Explozivii sunt, de asemenea, folosiți pentru a slăbi roca, dar din cauza pericolului, acum sunt abandonați în majoritatea industriilor. După ce depozitul este devastat, terenul gol este umplut din nou, zona este nivelată și îmbogățită cu îngrășăminte. Copacii sunt plantați de sus pentru a restabili sau îmbunătăți ecosistemul zonei. Exploatarea cărbunelui în cariere încă dăunează naturii - situația ecologică este perturbată și apele subterane se usucă.

Cărbunele brun nu se află relativ adânc, la o adâncime de 300-400 de metri, așa că pentru extragerea lui se folosește și metoda în cariera. Locurile de dezvoltare a câmpurilor sunt de obicei numite mine în cară deschisă, deoarece sunt lungi și înguste, acest lucru se observă mai ales din spațiu. Poate că aceasta este singura lor diferență față de cariere, deoarece tehnologia de obținere a materiilor prime este aceeași.

Apoi intră în funcțiune mașini mai mici, care slăbesc roca și o încarcă în vagoane care sunt trimise în producție. Cărbunele este turnat pe o unitate de transport și trimis către stații de producție, de îmbogățire sau centrale termice.

Metoda mea

Exploatarea subterană a cărbunelui este o metodă mai veche și mai avansată din punct de vedere tehnologic de obținere a materiilor prime. O mare parte din fosilă se află la o adâncime de peste 500 de metri, iar îndepărtarea stâncii de sus va fi un proces neprofitabil, consumator de timp și costisitor. Construcția minei se realizează în acest fel - se face un puț, puțul principal, de-a lungul căruia vor coborî în viitor toate echipamentele și muncitorii.

Când atinge adâncimea maximă posibilă, în formație se fac tăieturi orizontale, se așează șinele și se pornește echipamentul principal. Toți pereții sunt întăriți cu stâlpi sau inele pentru a preveni prăbușirea din cauza vibrațiilor.

Cel mai adânc mina de carbune situat în bazinul carbonifer Donețk din Ucraina. Acum ajunge la 2043 de metri.

Pentru siguranța lucrătorilor, este foarte important să se asigure o ventilație constantă a minei pentru a reduce concentrația de metan și a încălzi aerul dacă condițiile climatice o impun.

Exploatarea cărbunelui în mine se realizează folosind echipamente care zdrobesc straturile și le trimite la suprafață. Mastodontul din această zonă este drumul. El bate materia primă din formațiune și o trimite la suprafață de-a lungul unei benzi transportoare. În zonele în care există roci dure, se folosesc echipamente ușor diferite.

Fornicul este echipat cu un analog al unui burghiu cu dinți uriași care zdrobesc roca, mișcându-se din ce în ce mai adânc în mină. În plus, este instalată o forfecătoare, care îndepărtează excesul de așchii și zdrobește bucăți mari de rocă, astfel încât acestea să se poată deplasa de-a lungul transportorului până în sus.

O altă parte importantă care nu poate fi ignorată în metoda de extracție a cărbunelui închis este pomparea apei. Chiar și râurile subterane pot trece prin aceste zone ele împiedică foarte mult producția și sunt periculoase pentru muncitori. Dacă regulile sunt încălcate sau echipamentul care pompează apa eșuează, acesta poate pătrunde în puțul minei, inundând ramurile. Acest lucru va duce la defectarea echipamentelor și la moartea lucrătorilor sau la închisoarea acestora în subteran.

Metoda hidraulica

Metoda hidraulica este cea mai noua, acum este modernizata pentru a minimiza consumul de apa pentru productia de carbune. Primul dispozitiv a fost inventat în URSS în anii 30. Această instalație se numește combină mecanic-hidraulică. Este folosit pentru a slăbi roca, rupând-o din stratul principal.

Apa care curge trece prin jgheaburi, de-a lungul cărora este transportată la o pompă de joasă presiune. Acolo, cărbunele extras este deshidratat, alimentat pe transportor și mutat în exterior. Apa este purificată pentru a împiedica orice particule rămase să deterioreze echipamentul hidraulic. Această metodă. În ciuda numărului mare de avantaje, metoda hidraulică este mai puțin productivă.

Copanca sau exploatarea cărbunelui acasă

În ciuda faptului că exploatarea cărbunelui se desfășoară la scară industrială, este un proces complex și care necesită forță de muncă. Locuitorii zonelor în care există zăcăminte le dezvoltă independent, folosindu-le în scopuri proprii. Este foarte simplu de construit, dar pentru a implementa această metodă, cărbunele nu trebuie să stea adânc.

În multe țări, această metodă este folosită doar ilegal, pentru a vinde cărbune pe piața neagră. Poate fi implicat și acolo număr mare lucrătorilor, dar utilizarea tehnologiei industriale avansate este exclusă. Aceasta este cea mai periculoasă și grea muncă, în plus, normele nu sunt reglementate în niciun fel, deoarece proprietarului săpatului îi pasă doar de propriul profit.

Cele mai eficiente moduri

Este imposibil de spus ce tip de extracție minerală este mai rentabil de utilizat, deoarece toate acestea sunt influențate de mulți factori. Puteți săpa o carieră la 1 km adâncime în pământ, dar acest lucru necesită o cantitate uriașă de echipamente, timp și poate deteriora foarte mult ecosistemul. Dar realizarea unei mine într-un zăcământ de cărbune care se află la 300-400 de metri distanță va fi prea costisitoare, iar astfel de locuri nu produc întotdeauna cărbune de înaltă calitate.

Doar 8% din materiile prime din lume sunt extrase în prezent prin metode hidraulice, în timp ce este încă mai experimental.

Locurile și metodele de extracție a cărbunelui nu sunt alese la întâmplare. Inițial, se evaluează dimensiunea zăcământului, calitatea materiilor prime și caracteristicile terenului. Abia după aceasta, echipamentele sunt aduse pe teritoriu și se realizează garduri de probă pentru a asigura rentabilitatea producției.

Astăzi, cărbunele este unul dintre cele mai necesare minerale.

Această resursă se formează în mod natural, are rezerve uriașe și o mulțime de proprietăți utile.

Ce este cărbunele și cum arată?

Construcția unei mine este o investiție foarte costisitoare, dar în timp toate costurile sunt recuperate integral. Când se exploatează cărbunele, ies la suprafață și alte resurse.

Există posibilitatea de a extrage metale prețioase și elemente de pământ rare, care ulterior pot fi vândute și pot primi profit suplimentar.

Petrolul este practic cea mai prețioasă resursă și principala sursă de combustibil astăzi. Cu toate acestea, nici o singură companie sau țară care produce cărbune nu va neglija extragerea acestuia în numele petrolului, deoarece și combustibilul solid are mare valoare si valoare mare.

Formarea cărbunelui

Cărbunele în natură se formează prin schimbarea topografiei suprafeței. Ramurile copacilor, plantele, frunzele și alte resturi naturale care nu au avut timp să putrezească sunt saturate cu umezeala din mlaștini, motiv pentru care sunt transformate în turbă.

Apoi, apa de mare ajunge pe uscat, iar când pleacă, lasă și un strat de sedimente. După ce râul își face propriile ajustări, solul devine mlaștin, din nou formează sau acoperă solul. Prin urmare, compoziția cărbunelui depinde în mare măsură de vârstă.

Cărbunele are o vârstă intermediară între maro, cel mai tânăr, și antracit, cel mai în vârstă.

Tipuri de cărbune, compoziția și proprietățile lor

Există mai multe tipuri de cărbune:

• flacără lungă;
• gaz;
• grăsime;
• cocs;
• slab aglomerat;
• slab.

De asemenea, comune sunt speciile formate din mai multe, așa-numitele mixte, având proprietățile a două grupe.

Cărbunele se distinge prin culoarea sa neagră, structura tare, stratificată, ușor de distrus, și are incluziuni strălucitoare. Proprietățile combustibile sunt destul de ridicate, deoarece materialul este folosit drept combustibil.

Să luăm în considerare caracteristici fizice:

1. Densitatea (sau greutatea specifică) variază foarte mult (maximul poate ajunge la 1500 kg/m³).
2. Capacitatea termică specifică este de 1300 J/kg*K.
3. Temperatura de ardere - 2100°C (1000°C în timpul procesării).

Zăcăminte de cărbune în Rusia

Aproximativ o treime din rezervele lumii se află pe teritoriul Rusiei.

Zăcăminte de cărbune și șist petrolier din Rusia (click pentru a mări)

Cel mai mare zăcământ de cărbune din Rusia este Elginskoye. Este situat în regiunea Yakutia.

Rezervele, conform calculelor aproximative, se ridică la peste 2 miliarde de tone.

Terenul din apropierea bazinului de cărbune Kuznetsk (Kuzbass) a fost grav avariat din cauza operațiunilor de extracție a resurselor la scară largă.

Cele mai mari zăcăminte de cărbune din lume

Harta zăcămintelor de cărbune din lume (click pentru a mări)

În Statele Unite, cel mai faimos bazin de cărbune este Illinois. Rezervele totale de zăcăminte din acest domeniu se ridică la 365 miliarde de tone.

Exploatarea cărbunelui

În timpul nostru, cărbunele este extras în trei moduri fundamentale. Ca:

• metoda carierei;
• minerit prin adite;
• metoda de minerit.

Metoda de exploatare a carierei este utilizată atunci când straturile de cărbune se află la suprafață, aproximativ o sută de metri adâncime sau mai mare.

Carierele implică pur și simplu săparea pământului sau a gropii de nisip din care se efectuează mineritul, de obicei, în astfel de cazuri, stratul de cărbune este destul de gros, ceea ce face extragerea acestuia mai ușor.

Adiții înseamnă puțuri cu un unghi mare de înclinare. Toate mineralele extrase sunt transportate în sus de-a lungul acestuia, fără a fi nevoie să folosiți echipamente serioase sau să săpați un bazin.

De obicei, depozitele din astfel de locuri sunt subțiri și nu sunt îngropate deosebit de adânc. Prin urmare, metoda de exploatare prin adit permite o producție rapidă, fără costuri speciale.

Extracția prin mine este cea mai comună metodă de extragere a mineralelor, în același timp cea mai productivă, dar în același timp periculoasă.

Minele sunt forate la adâncimi mari, ajungând la câteva sute de metri. Cu toate acestea, aceasta necesită o autorizație care să confirme justificarea unei astfel de lucrări la scară largă și o dovadă a prezenței depozitelor. Uneori, minele pot ajunge la un kilometru sau mai mult în adâncime și se pot întinde pe câțiva kilometri în lungime, formând rețele interconectate de coridoare subterane. În secolul al XX-lea s-au format chiar așezări în jurul minelor și orase mici

, în care minerii locuiau împreună cu familiile lor.

Tocmai din cauza condițiilor miniere, munca în minele este considerată foarte dificilă și periculoasă, deoarece de un număr imens de ori minele s-au prăbușit, îngropând zeci sau chiar sute de oameni care lucrează acolo.

Aplicarea cărbunelui Cărbunele este folosit cel mai mult diverse domenii . Este utilizat pe scară largă ca combustibil solid (scop principal), în metalurgie și în industria chimică

, plus multe alte componente sunt făcute din el. Din cărbune, unele substanțe aromatice, metale, chimicale

, se obțin peste 360 ​​de alte produse prelucrate. La rândul lor, substanțele produse din acesta au valoarea de piata

de zeci de ori mai mare; cea mai scumpă metodă este considerată metoda de procesare a cărbunelui în combustibil lichid. Pentru a produce 1 tonă de combustibil lichid, vor trebui procesate 2-3 tone de cărbune.

Toate deșeurile industriale obținute în timpul procesării sunt adesea folosite pentru producerea materialelor de construcție.

Concluzie

Există multe zăcăminte de cărbune pe pământ care sunt încă exploatate activ până în prezent. La orele de biologie din clasa a V-a și chiar mai devreme, la orele de istorie naturală din clasa a II-a, copiii sunt introduși în acest concept. În această lucrare, am repetat pe scurt faptele de bază despre cărbune - origine, formulă, clase, compoziție chimică și utilizare, extracție și multe altele.