Węgiel to rodzaj paliwa kopalnego powstałego z części starożytnych roślin znajdujących się pod ziemią bez dostępu tlenu. Dziś odwiedzimy jedno z najstarszych przedsiębiorstw w Kuzbass, gdzie od 1917 roku prowadzono wydobycie węgla w podziemiach kopalni.
Witamy w najstarszym przedsiębiorstwie w Kuzbassie - Sp. z oo „Kopalnia nr 12”, mieszczącym się w małym górniczym miasteczku niedaleko Nowokuźniecka – Kisielewsku.
Łączyć:
Aby utworzyć węgiel konieczne jest obfite gromadzenie masy roślinnej. Powstaje w warunkach gnicia materiał roślinny gromadzi się szybciej niż następuje rozkład bakteryjny. Idealne do tego środowisko tworzą się na bagnach, gdzie stojąca woda, zubożona w tlen, uniemożliwia działanie bakterii i tym samym chroni masę roślinną przed całkowitym zniszczeniem.
Na starożytnych torfowiskach, począwszy od okresu dewonu (około 416 milionów lat temu), właśnie to gromadziło się materia organiczna, z którego powstały węgle kopalne bez tlenu. Większość komercyjnych złóż węgla kopalnego pochodzi z tego okresu, chociaż istnieją również młodsze złoża.
Kopalnie węgla:
Metody wydobywania węgla zależy od głębokości jego występowania. Wydobycie odbywa się metodą odkrywkową w kopalniach odkrywkowych, jeżeli głębokość pokładu węgla nie przekracza 100 metrów. Często zdarza się także, że opłaca się zagospodarować złoże węgla metodą podziemną. Kopalnie służą do wydobywania węgla z dużych głębokości. Najgłębsze kopalnie w Rosji wydobywają węgiel z poziomu nieco ponad 1200 metrów.
Ładowanie:
Węgiel ma swoje własne oznaczenie. W zależności od stopnia konwersji i konkretnej zawartości węgla w węglu istnieją jego cztery typy: węgle brunatne (lignity), węgle kamienne, antracyty i grafity. W krajach zachodnich obowiązuje nieco inna klasyfikacja – odpowiednio lignity, węgle subbitumiczne, węgle bitumiczne, antracyty i grafity.
W Rosji znajduje się 5,5% światowych zasobów węgla, które wynoszą ponad 200 miliardów ton. Ta różnica w stosunku do odsetka potwierdzonych zasobów węgla (19%) wynika z faktu, że większość nie nadaje się do zabudowy, ponieważ znajduje się na Syberii w regionie wiecznej zmarzliny. 70% pochodzi ze złóż węgla brunatnego.
Aplikacja węgiel różnorodny. Wykorzystuje się go jako paliwo gospodarcze, energetyczne, surowiec dla przemysłu metalurgicznego i chemicznego, a także do ekstrakcji z niego pierwiastków rzadkich i śladowych.
Jeśli chodzi o zagłębie węglowe Kuźnieck, Kuzbass jest jednym z nich największy złoża węgla pokój. Obecnie nazwa „Kuzbass” jest drugą nazwą regionu Kemerowo.
Wywrotka górnicza KOMATSU o udźwigu 90 ton. Ale jak mówią kierowcy, czasami ładują więcej niż 90
W sumie byliśmy w Kisielewsku przez tydzień, przez większość czasu kręciliśmy. Nie może być nudno, jest naprawdę ciekawie.
Pod wpływem tlenu węgiel ulega samozapłonowi. Lub pali, jak na zdjęciu:
Ładowanie:
Łyżka do koparki kroczącej:
Nawet w kamieniołomie w określonych godzinach wszystko wygląda ładniej. Ale trudno jest strzelać, wszystko jest w ruchu:
Koparka krocząca:
Nocą na terenie całego kamieniołomu w niektórych miejscach widać spalanie węgla:
Technika. Każdy ma plan, który musi zrealizować. Dlatego ruch w kamieniołomie nigdy się nie kończy.
No, może pod koniec zmiany na pół godziny lub godzinę
Znaki wiadra:
Jedno takie koło kosztuje 700 000 rubli, więc starają się oczyścić drogi z ostrych kamieni:
W kabinie koparki:
50-tonowy BELAZ, a za nim 90-tonowy KOMATSU:
W kabina koparki kroczącej. To jest cały pokój. Jest kanapa, kuchenka mikrofalowa, samowar, umywalka i mnóstwo plakatów z nagimi dziewczynami na ścianach:
A to jest z jego strzały. Wysokość 27 metrów:
Spawacz naprawia wiadro:
Maszyny te wiercą ziemię, a materiały wybuchowe wrzucają do wykopanych 12-metrowych dołów, rozwalić skałę. Dzieje się tak, aby skała stała się luźniejsza, duże, mocne warstwy zostały rozbite na małe kamienie, które następnie znacznie łatwiej jest wydobyć koparką:
Materiał wybuchowy. Nie udało nam się sfotografować samej eksplozji:
A teraz, po wydobyciu, węgiel jest transportowany do zakładu wzbogacania. Wzbogacenie- zespół procesów pierwotnej obróbki surowców, czyli oddzielenia węgla od skały płonnej i sortowania:
Klimatyczne wnętrze:
Miejsce, w którym zarówno węgiel, jak i kamień przemieszczają się przenośnikiem taśmowym, a kobiety (!) oddzielają ten kamień od węgla, zbierają go i wyrzucają. Są kawałki, które są na tyle duże, że kobiety nie są w stanie poradzić sobie same i zrzucają razem kawałki skał. W pozostałych warsztatach wszystko jest zautomatyzowane:
Wywrotka samochodowa:
Magazyn węgla:
Załadunek węgla na wagony, które pojadą do odbiorców. To był raport Kuzbass.
Od czasów starożytnych węgiel był dla ludzkości źródłem energii, nie jedynym, ale szeroko stosowanym. Czasem porównuje się do energia słoneczna, zachowany w kamieniu. Jest spalany w celu uzyskania ciepła do ogrzewania, podgrzewania wody, przetwarzany na energię elektryczną w stacjach cieplnych i wykorzystywany do wytapiania metali.
Wraz z rozwojem nowych technologii nauczyliśmy się wykorzystywać węgiel nie tylko do produkcji energii poprzez spalanie. Przemysł chemiczny z sukcesem opanował technologie produkcji metali rzadkich - galu i germanu. Ekstrahuje się z niego kompozytowe materiały węglowo-grafitowe o dużej zawartości węgla, paliwo gazowe o wysokiej kaloryczności oraz opracowano metody produkcji tworzyw sztucznych. Węgiel najniższej klasy, jego bardzo drobna frakcja oraz miał węglowy podlegają przeróbce i doskonale nadają się do ogrzewania jako pomieszczenia produkcyjne i domy prywatne. W sumie, wykorzystując chemiczną obróbkę węgla, wytwarza się ponad 400 rodzajów produktów, które mogą kosztować kilkadziesiąt razy więcej niż produkt oryginalny.
Od kilku stuleci ludzie aktywnie wykorzystują węgiel jako paliwo do wytwarzania i przetwarzania energii; wraz z rozwojem przemysłu chemicznego i zapotrzebowaniem na rzadkie i cenne materiały w innych gałęziach przemysłu, zapotrzebowanie na węgiel wzrasta. Dlatego też intensywnie prowadzone są poszukiwania nowych złóż, powstają kamieniołomy i kopalnie oraz przedsiębiorstwa zajmujące się przetwórstwem surowców.
Krótko o pochodzeniu węgla
Na naszej planecie wiele milionów lat temu roślinność rozwijała się szybko w wilgotnym klimacie. Od tego czasu minęło 210...280 milionów lat. Przez tysiące, miliony lat, miliardy ton roślinności obumierały, gromadziły się na dnie bagien i pokrywały się warstwami osadów. Powolny rozkład w atmosferze beztlenowej pod silnym naporem wody, piasku i innych skał, czasami w wysokich temperaturach ze względu na bliskość magmy, doprowadził do petryfikacji warstw tej roślinności, ze stopniową degeneracją do węgla o różnej magmie. stopnie karbonizacji.
Główne rosyjskie złoża i wydobycie węgla
Planeta posiada zasoby węgla przekraczające 15 bilionów ton. Największa produkcja górnicza pochodzi z węgla, którego ilość wynosi około 0,7 tony na osobę, czyli ponad 2,6 miliarda ton rocznie. W Rosji węgiel kamienny jest dostępny w różnych regionach. Ma inną charakterystykę, cechy i głębokość. Oto największe i najlepiej rozwinięte zagłębia węglowe:
Aktywne wykorzystanie złóż syberyjskich i dalekowschodnich jest ograniczone ich odległością od przemysłowych regionów Europy. W zachodniej części Rosji wydobywa się także węgiel o doskonałych wynikach: w Peczerskim w Doniecku zagłębie węglowe X. W regionie rostowskim aktywnie zagospodarowywane są lokalne złoża, z których najbardziej obiecującym jest Gukovskoye. W wyniku przerobu węgla kamiennego z tych złóż powstają gatunki węgla kamiennego Wysoka jakość— antracyty (AS i AO).
Główne cechy jakościowe węgla
Różne gałęzie przemysłu wymagają różnych gatunków węgla. Jego wskaźniki jakościowe różnią się znacznie nawet wśród tych, które mają to samo oznaczenie i w dużej mierze zależą od złoża. Dlatego przed zakupem węgla przedsiębiorstwa zapoznają się z następującymi cechami fizycznymi:
Ze względu na stopień wzbogacenia węgiel dzieli się na:
- — Koncentraty (spalane w celu ogrzewania w kotłach parowych i wytwarzania energii elektrycznej);
- — wyroby przemysłowe stosowane w przemyśle metalurgicznym;
- — Szlam to w rzeczywistości drobna frakcja (do 6 mm) i pył powstały po kruszeniu skał. Spalanie takiego paliwa jest problematyczne, dlatego powstają z niego brykiety o dobrych właściwościach. Charakterystyka wydajności i stosowany w domowych kotłach na paliwo stałe.
Według stopnia zwęglenia:
- — Węgiel brunatny jest częściowo ukształtowanym węglem kamiennym. Ma niskie ciepło spalania, kruszy się podczas transportu i przechowywania oraz ma skłonność do samozapłonu;
- - Węgiel. Ma wiele różnych marek (gatunków) o różnych właściwościach. Ma szerokie zastosowanie: hutnictwo, energetyka, mieszkalnictwo i usługi komunalne, przemysł chemiczny i tak dalej.
- — Antracyt to najwyższej jakości forma węgla.
Jeśli porównamy torf i węgiel, wartość opałowa węgla jest wyższa. Najbardziej niskie ciepło spalanie węgla brunatnego, najwyższe dla antracytu. Biorąc jednak pod uwagę wykonalność ekonomiczną, duże zapotrzebowanie używa prostego węgla. Ma najlepszą kombinację ceny i ciepło właściwe spalanie.
Cech charakterystycznych węgla jest wiele, lecz nie wszystkie z nich mogą mieć znaczenie przy wyborze węgla do ogrzewania. W tym przypadku ważna jest znajomość tylko kilku kluczowych parametrów: zawartości popiołu, wilgotności i ciepła właściwego. Zawartość siarki może być istotna. Reszta jest wymagana przy wyborze surowców do przerobu. Wybierając węgiel, warto wiedzieć o jego wielkości: o tym, jak duże są oferowane kawałki. Dane te są szyfrowane w nazwie marki.
Klasyfikacja rozmiarów:
Klasyfikacja według marek i ich krótka charakterystyka:
W zależności od właściwości węgla, jego marki, rodzaju i frakcji, jest on magazynowany inny czas. (W artykule zamieszczono tabelę przedstawiającą trwałość węgla w zależności od złoża i marki).
Szczególną uwagę należy zwrócić na zabezpieczenie węgla podczas długotrwałego składowania (powyżej 6 miesięcy). W takim przypadku wymagana jest specjalna szopa lub bunkier na węgiel, w którym paliwo będzie chronione przed opadami atmosferycznymi i bezpośrednim działaniem promieni słonecznych.
Duże stosy węgla długoterminowe przechowywanie wymagają kontroli temperatury, ponieważ w obecności małych frakcji w połączeniu z wilgocią i wysoką temperaturą mają tendencję do samozapłonu. Wskazane jest zakupienie termometru elektronicznego i termopary z długim przewodem, które należy zakopać na środku stosu węgla. Temperaturę należy sprawdzać raz lub dwa razy w tygodniu, ponieważ niektóre gatunki węgla zapalają się samoistnie już w bardzo niskich temperaturach: brązowy - w temperaturze 40-60 o C, inne - 60-70 o C. Przypadki samozapłonu antracytu i pół- antracyt występuje rzadko (w Rosji takie przypadki nie są rejestrowane).
Węgiel jest jednym z najbardziej znanych surowców paliwowych. O palnych właściwościach tego minerału jako pierwsi dowiedzieli się starożytni Grecy. Jak wydobywa się węgiel nowoczesny świat? Które kraje są liderami w jego produkcji? A jakie są perspektywy dla branży węglowej w najbliższej przyszłości?
Co to jest węgiel i jak się go wykorzystuje?
Węgiel jest minerałem stałym i palnym, głaz ciemnoszary lub czarny z lekkim metalicznym połyskiem. „Ta substancja wybucha i pali się węgiel drzewny„- tak opisał rasę Teofrast z Eres, uczeń Arystotelesa. Starożytni Rzymianie aktywnie wykorzystywali węgiel do ogrzewania swoich domów. A Chińczycy nauczyli się z niego produkować koks już w I wieku p.n.e.
Jak powstał węgiel? W starożytnych epokach geologicznych duże obszary powierzchnia ziemi porośnięte były gęstymi lasami. Z biegiem czasu klimat się zmienił i cała ta drzewiasta masa została zakopana pod warstwą ziemi. W warunkach wysoka temperatura i ciśnienie, martwa roślinność zamieniła się najpierw w torf, a następnie w węgiel. W ten sposób pod ziemią powstały potężne warstwy wzbogacone w węgiel. Węgiel najaktywniej powstawał w okresach karbonu, permu i jury.
Węgiel wykorzystywany jest jako paliwo energetyczne. To właśnie na tym zasobie działa większość wszystkich elektrowni cieplnych. W XVIII-XIX w. aktywne wydobycie węgla stało się jednym z decydujących czynników rewolucji przemysłowej, która miała miejsce w Europie. Obecnie węgiel znajduje szerokie zastosowanie w hutnictwie żelaza, a także w produkcji tzw płynne paliwo(przez upłynnienie).
W zależności od ilości węgla w skale wyróżnia się trzy główne rodzaje węgla:
- brązowy węgiel(65-75% węgla);
- węgiel (75-95%);
- antracyt (ponad 95%).
Wydobywanie węgla
Obecnie łączna wielkość zasobów węgla przemysłowego na naszej planecie sięga bilionów ton. Zatem to źródło paliwa wystarczy ludzkości na wiele lat (w przeciwieństwie do ropy naftowej czy gazu ziemnego).
Węgiel wydobywa się dwiema metodami:
- otwarty;
- Zamknięte.
Pierwsza metoda polega na wydobywaniu skały z wnętrzności ziemi w kamieniołomach (kopalniach węgla), druga - w zamkniętych kopalniach. Głębokość tego ostatniego jest bardzo zróżnicowana i waha się od kilkuset metrów do półtora kilometra. Każda z tych metod wydobycia węgla ma swoje zalety i wady. Więc, metoda otwarta znacznie taniej i bezpieczniej niż pod ziemią. Z drugiej strony miny powodują znacznie mniejsze szkody środowisko I naturalne krajobrazy niż kariera.
Warto zaznaczyć, że technologie wydobycia węgla nie stoją w jednym miejscu. Jeśli sto lat temu do wydobywania pokładów węgla używano prymitywnych wozów, kilofów i łopat, teraz do tych samych celów wykorzystuje się najnowsze. maszyny techniczne i sprzęt (młoty pneumatyczne, kombajny, ślimaki itp.). Ponadto opracowywana i udoskonalana jest zupełnie nowa metoda ekstrakcji – hydrauliczna. Jego istota polega na tym, że potężny strumień wody kruszy warstwę węgla i przenosi ją do specjalnej komory. Stamtąd skała jest dostarczana bezpośrednio do fabryki w celu dalszego wzbogacania i przetwarzania.
Geografia światowego górnictwa węgla kamiennego
Zasoby węgla są rozmieszczone mniej więcej równomiernie na całym świecie. Złoża tego surowca występują na wszystkich kontynentach planety. Jednak około 80% wszystkich złóż znajduje się w Ameryce Północnej i krajach byłego Związku Radzieckiego. Jednocześnie jedna szósta światowych zasobów węgla znajduje się w podziemiach Rosji.
Największe zagłębia węglowe na świecie to Pensylwania i Appalachy (USA), Henshui i Fushun (Chiny), Karaganda (Kazachstan), Donieck (Ukraina), Górnośląski (Polska), Zagłębie Ruhry (Niemcy).
Według stanu na rok 2014 pięć krajów wiodących w produkcji węgla na świecie przedstawia się następująco (w nawiasach podano procent światowej produkcji węgla):
- Chiny (46%).
- USA (11%).
- Indie (7,6%).
- Australia (6,0%).
- Indonezja (5,3%).
Problemy i perspektywy przemysłu węglowego
Głównym problemem górnictwa węglowego jest oczywiście ochrona środowiska. Węgiel kopalny zawiera rtęć, kadm i inne metale ciężkie. Kiedy kamień zostanie usunięty z ziemi, wszystko ląduje w ziemi, powietrze atmosferyczne, wód powierzchniowych i podziemnych.
Oprócz szkód wyrządzonych środowisku naturalnemu, przemysł węglowy stwarza także ogromne ryzyko dla życia i zdrowia ludzi. Przede wszystkim dotyczy to górników. Nadmierne zapylenie powietrza w zamkniętych kopalniach może prowadzić do poważnych chorób, takich jak krzemica czy pylica płuc. Nie powinniśmy o tym zapominać duże ilości tragedie, które co roku pochłaniają życie setek pracowników węglowych na całym świecie.
Jednak pomimo wszystkich problemów i niebezpieczeństw, ludzkość raczej nie będzie w stanie porzucić tego źródła paliwa w najbliższej przyszłości. Zwłaszcza w kontekście szybkiego spadku zasobów ropy i gazu na świecie. Obecnie w górnictwie węgla kamiennego dominuje rosnący trend produkcji antracytu. W niektórych krajach (szczególnie Rosja, Turcja, Rumunia) rośnie wolumen wydobycia węgla brunatnego.
Wydobycie węgla w Rosji
Rosja po raz pierwszy zapoznała się z tym minerałem przez Piotra Wielkiego. Podczas odpoczynku nad brzegiem rzeki Kalmius królowi pokazano kawałek czarnej skały, który pięknie płonął. „Jeśli nie dla nas, to dla naszych potomków ten minerał będzie przydatny” – słusznie podsumował wówczas władca. Powstanie rosyjskiego przemysłu węglowego nastąpiło w pierwszej połowie XIX wieku.
Dziś wydobycie węgla w Rosji wynosi ponad 300 mln ton rocznie. Ogólnie rzecz biorąc, w głębinach kraju znajduje się około 5% światowych zasobów tego surowca paliwowego. Największe zagłębia węglowe w Rosji to Kansko-Achinsky, Peczora, Tungussky i Kuzbass. Ponad 90% wszystkich złóż kraju znajduje się na Syberii.
W Rosji Syberyjski Okręg Federalny produkuje ponad 80% całkowitego wolumenu węgla w kraju. W ostatnich latach rośnie wydobycie węgla. Liderem branży jest OJSC SUEK.
Największa branża (według liczby pracowników i wartości produkcyjnych środków trwałych) przemysł paliwowy jest wydobycie węgla w Rosji. Przemysł węglowy wydobywa, przetwarza (wzbogaca) węgiel kamienny, brunatny i antracyt.
Jak i ile węgla wydobywa się w Federacji Rosyjskiej
Minerał ten wydobywa się w zależności od głębokości jego położenia: odkrywkowo (w kopalniach odkrywkowych) i pod ziemią (w kopalniach) metodami. W latach 2000–2015 wydobycie podziemne wzrosło z 90,9 do 103,7 mln ton, a odkrywkowe o ponad 100 mln ton – ze 167,5 do 269,7 mln ton. Ilość kopalin wydobytych w kraju w tym okresie, w podziale na metodę wydobycia, można zobaczyć na ryc. 1.
Według informacji Kompleksu Paliwowo-Energetycznego (FEC) w 2016 roku w Federacji Rosyjskiej wydobyto 385 mln ton czarnych minerałów, czyli o 3,2% więcej niż w roku poprzednim. Pozwala to na wyciągnięcie wniosku o pozytywnej dynamice wzrostu branży w ostatnich latach i jej perspektywach, pomimo kryzysu.
Rodzaje tego kopaliny wydobywanej w naszym kraju dzielą się na węgle energetyczne i węgle koksujące. W maksymalna głośność w latach 2010–2015 udział produkcji energii wzrósł ze 197,4 do 284,4 mln ton. Wielkość produkcji węgla w Rosji według rodzaju przedstawiono na ryc. 2.
Źródło: Magazyn „Węgiel” wg Rosstat
Ile czarnego minerału jest w kraju i gdzie jest wydobywany?
Według Rosstatu, Federacja Rosyjska(157 mld ton) zajmuje drugie miejsce po Stanach Zjednoczonych (237,3 mld ton) na świecie pod względem zasobów węgla. Federacja Rosyjska posiada około 18% wszystkich światowych rezerw. Zobacz rysunek 3.
źródło: Rosstat
Z informacji Rosstatu za lata 2010-2015 wynika, że produkcja w kraju prowadzona jest w 25 jednostkach Federacji w 7 okręgach federalnych. Istnieją 192 przedsiębiorstwa węglowe. Należą do nich 71 kopalń i 121 kopalń węgla. Ich suma zdolność produkcyjna wynosi 408 mln ton. Ponad 80% wydobywa się na Syberii. Wydobycie węgla w Rosji według regionów przedstawiono w tabeli 1.
Źródło: Ministerstwo Energii Federacji Rosyjskiej
W 2016 r. 227 400 tys. ton. wydobyto w obwodzie kemerowskim (takie miasta z jedną branżą nazywane są miastami jednobranżowymi), z czego wyeksportowano około 125 000 tysięcy ton.
Kuzbass odpowiada za około 60% krajowego wydobycia węgla, działa około 120 kopalń i kopalni odkrywkowych.
Z początkiem lutego 2017 roku w rejonie Kemerowa rozpoczęła działalność nowa kopalnia odkrywkowa Trudarmeysky Yuzhny o projektowej zdolności produkcyjnej 2500 tys. ton rocznie.
W 2017 roku planowane jest wydobycie z kopalni odkrywkowej 1 500 tys. ton kopalin, a według prognoz kopalnia odkrywkowa osiągnie projektowe moce produkcyjne w 2018 roku. Również w 2017 roku planowane jest uruchomienie trzech nowych przedsiębiorstw uruchomiono w Kuzbass.
Największe złoża
Na terytorium Federacji Rosyjskiej znajdują się 22 zagłębia węglowe (wg informacji Rosstatu za 2014 rok) oraz 129 złóż indywidualnych. Ponad 2/3 zbadanych już zasobów koncentruje się w dorzeczach Kańska-Aczyńska (79,3 mld ton) i Kuźnieckiego (53,4 mld ton). Znajdują się w regionie Kemerowo Terytorium Krasnojarska.
Do największych basenów należą także: Irkuck, Peczora, Donieck, Jakuck Południowy, Minusinsk i inne. Ryc. 4 przedstawia strukturę potwierdzonych zasobów dla zlewni głównych.
źródło: Rosstat
Import Eksport
Federacja Rosyjska jest jednym z trzech największych eksporterów węgla po Australii (wielkość eksportu 390 mln ton) i Indonezji (330 mln ton) w 2015 roku. Udział Rosji w 2015 r. – wyeksportowano 156 mln ton czarnych minerałów. Liczba ta dla kraju wzrosła o 40 milionów ton w ciągu pięciu lat. Oprócz Federacji Rosyjskiej, Australii i Indonezji, sześć wiodących krajów to Stany Zjednoczone, Kolumbia i Republika Południowej Afryki. Strukturę światowego eksportu przedstawia ryc. 5.
Ryż. Ryc. 5: Struktura światowego eksportu (największe kraje eksportujące).
Ładowanie...
