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 exploatarea cărbunelui în zona subsolului minei se desfășoară 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 în condițiile în care putrezește material vegetal se acumulează mai repede decât are loc descompunerea sa bacteriană. Mediul ideal pentru aceasta este creat în mlaștini, unde apa stagnantă, epuizată de oxigen, împiedică activitatea bacteriilor și protejează astfel masa de plante de distrugerea completă.
În turbării antice, începând din perioada devoniană (aproximativ 416 milioane de ani), tocmai acest lucru s-a acumulat materie organică, din care s-au format cărbuni fosili fără 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 exploatarea în cariera deschisă în minele de cărbune în cariera deschisă, 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 țările occidentale, 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 cu procentul rezervelor dovedite de cărbune (19%) se datorează faptului că majoritatea nu este potrivit pentru dezvoltare, deoarece este situat în Siberia în regiunea permafrost. 70% provine din rezervele de cărbune brun.
Aplicație cărbune diverse. Este folosit ca combustibil de uz casnic, combustibil energetic, materie primă pentru industria metalurgică și chimică, precum și pentru extracția 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 la Kiselevsk o săptămână, de cele mai multe ori 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.
Din cele mai vechi timpuri, cărbunele a fost o sursă de energie pentru omenire, nu singura, dar folosită pe scară largă. Uneori se compară cu energie solara, păstrat în piatră. Se arde pentru a obține căldură pentru încălzire, încălzirea apei, transformată în energie electrică la stațiile termice și folosită pentru topirea metalelor.
Odată cu dezvoltarea noilor tehnologii, am învățat să folosim cărbunele nu numai pentru a produce energie prin ardere. Industria chimică a stăpânit cu succes tehnologiile de producție pentru metale rare - galiu și germaniu. Din acesta sunt extrase materiale compozite carbon-grafit cu un conținut ridicat de carbon, combustibil gazos cu conținut ridicat de calorii și s-au dezvoltat metode de producție a plasticului. Cărbunele de cea mai scăzută calitate, fracțiunea sa foarte fină și praful de cărbune sunt procesate și sunt excelente pentru încălzire ca spațiile de producție si case particulare. În total, folosind prelucrarea chimică a cărbunelui, sunt produse peste 400 de tipuri de produse, care pot costa de zeci de ori mai mult decât produsul original.
Oamenii au folosit în mod activ cărbunele ca combustibil pentru generarea și transformarea energiei de câteva secole, odată cu dezvoltarea industriei chimice și nevoia de materiale rare și valoroase în alte industrii, nevoia de cărbune este în creștere. Prin urmare, se desfășoară intens explorare de noi zăcăminte, se construiesc cariere și mine și se construiesc întreprinderi de prelucrare a materiei prime.
Pe scurt despre originea cărbunelui
Pe planeta noastră, cu multe milioane de ani în urmă, vegetația s-a dezvoltat rapid într-un climat umed. Au trecut de atunci 210...280 de milioane de ani. Timp de mii de ani, milioane de ani, miliarde de tone de vegetație au murit, s-au acumulat pe fundul mlaștinilor și s-au acoperit cu straturi de sedimente. Descompunerea lentă într-o atmosferă lipsită de oxigen sub presiunea puternică a apei, a nisipului și a altor roci, uneori la temperaturi ridicate din cauza apropierii apropiate a magmei, a dus la pietrificarea straturilor acestei vegetații, cu degenerare treptată în cărbuni variați. grade de carbonizare.
Principalele zăcăminte rusești și exploatarea cărbunelui
Planeta are rezerve de cărbune de peste 15 trilioane de tone. Cea mai mare producție minieră provine din cărbune, aproximativ 0,7 tone de persoană, adică peste 2,6 miliarde de tone pe an. În Rusia, cărbunele este disponibil în diferite regiuni. Are caracteristici, caracteristici și adâncime diferite. Iată cele mai mari și cele mai dezvoltate bazine de cărbune:
Utilizarea activă a zăcămintelor din Siberia și Orientul Îndepărtat este limitată de distanța lor față de regiunile industriale europene. În partea de vest a Rusiei se extrage și cărbune cu performanțe excelente: în Pechersky, Donețk bazine de cărbune X. În regiunea Rostov, zăcămintele locale sunt dezvoltate în mod activ, dintre care cel mai promițător este Gukovskoye. Prelucrarea cărbunelui din aceste zăcăminte produce grade de cărbune Calitate superioară— antracit (AS și AO).
Principalele caracteristici de calitate ale cărbunelui
Diferitele industrii necesită diferite grade de cărbune. Indicatorii săi calitativi variază foarte mult chiar și între cei care au același marcaj și depind în mare măsură de depozit. Prin urmare, înainte de a cumpăra cărbune, întreprinderile se familiarizează cu următoarele caracteristici fizice:
În funcție de gradul de îmbogățire, cărbunele este împărțit în:
- — Concentrate (arse pentru încălzire în cazane de abur și generare de energie electrică);
- — Produse industriale utilizate în industria metalurgică;
- — Nămolul este de fapt o fracțiune fină (până la 6 mm) și praf după zdrobirea pietrei. Este problematic să ardeți un astfel de combustibil, astfel încât din acesta se formează brichete cu proprietăți bune. caracteristici de performantași utilizate în cazane de uz casnic cu combustibil solid.
După gradul de carbonizare:
- — Cărbunele brun este cărbune tare format parțial. Are o căldură scăzută de ardere, se sfărâmă în timpul transportului și depozitării și are tendința de ardere spontană;
- - Cărbune. Are multe mărci (grade) diferite, cu caracteristici diferite. Are o gamă largă de utilizări: metalurgie, energie, locuințe și servicii comunale, industria chimicași așa mai departe.
- — Antracitul este forma de cărbune de cea mai înaltă calitate.
Dacă comparăm turba și cărbunele, puterea calorică a cărbunelui este mai mare. Cel mai foc mic ardere pentru cărbune brun, cea mai mare pentru antracit. Cu toate acestea, pe baza fezabilității economice, la mare cautare folosește cărbune simplu. Are cea mai bună combinație de preț și căldura specifică combustie.
Există o mulțime de caracteristici diferite ale cărbunelui, dar nu toate pot fi importante atunci când alegeți cărbunele pentru încălzire. În acest caz, este important să cunoașteți doar câțiva parametri cheie: conținutul de cenușă, umiditatea și capacitatea termică specifică. Conținutul de sulf poate fi important. Restul sunt necesare la selectarea materiilor prime pentru prelucrare. Ceea ce este important de știut atunci când alegeți cărbune este dimensiunea: cât de mari vă sunt oferite piesele. Aceste date sunt criptate în numele mărcii.
Clasificarea mărimii:
Clasificarea după mărci și caracteristicile lor pe scurt:
În funcție de caracteristicile cărbunelui, marca, tipul și fracția acestuia, acesta este depozitat timp diferit. (Articolul conține un tabel care arată durata de valabilitate a cărbunelui în funcție de depozit și de marcă).
O atenție deosebită trebuie acordată protecției cărbunelui în timpul depozitării pe termen lung (mai mult de 6 luni). În acest caz, este necesară o magazie sau un buncăr special pentru cărbune, unde combustibilul va fi protejat de precipitații și lumina directă a soarelui.
Mormane mari de cărbune depozitare pe termen lung necesită controlul temperaturii, deoarece în prezența unor fracțiuni mici în combinație cu umiditate și temperatură ridicată au tendința de ardere spontană. Este recomandabil să achiziționați un termometru electronic și un termocuplu cu un cablu lung, care ar trebui să fie îngropate în centrul grămezii de cărbune. Trebuie să verificați temperatura o dată sau de două ori pe săptămână, deoarece unele mărci de cărbune se aprind spontan la temperaturi foarte scăzute: maro - la 40-60 o C, altele - 60-70 o C. Cazuri de ardere spontană a antracitului și semi- antracitul apar rar (în Rusia astfel de cazuri nu sunt înregistrate).
Cărbunele este una dintre cele mai cunoscute resurse de combustibil. Grecii antici au fost primii care au aflat despre proprietățile inflamabile ale acestui mineral. Cum se desfășoară exploatarea cărbunelui în lumea modernă? Ce țări sunt lideri în producția sa? Și care sunt perspectivele pentru industria cărbunelui în viitorul apropiat?
Ce este cărbunele și cum se folosește?
Cărbunele este un mineral solid și combustibil, stâncă gri închis sau negru cu o ușoară strălucire metalică. „Această substanță se aprinde și arde ca cărbune„- așa a descris rasa Teofrast din Eres, un student al lui Aristotel. Vechii romani foloseau în mod activ cărbunele pentru a-și încălzi casele. Și chinezii au învățat să producă cocs din el încă din secolul I î.Hr.
Cum s-a format cărbunele? În erele geologice antice, suprafețe mari suprafața pământului erau acoperite cu păduri dese. De-a lungul timpului, clima s-a schimbat, iar toată această masă lemnoasă a fost îngropată sub grosimea pământului. In conditii temperatura ridicatași presiune, vegetația moartă s-a transformat mai întâi în turbă, apoi în cărbune. Așa au apărut sub pământ straturi puternice îmbogățite cu carbon. Cărbunele s-a format cel mai activ în perioadele Carbonifer, Permian și Jurasic.
Cărbunele este folosit ca combustibil energetic. Pe această resursă funcționează majoritatea centralelor termice. În secolele XVIII-XIX, exploatarea activă a cărbunelui a devenit unul dintre factorii decisivi ai revoluției industriale care a avut loc în Europa. În zilele noastre, cărbunele este utilizat pe scară largă în metalurgia feroasă, precum și în producția așa-numitelor combustibil lichid(prin lichefiere).
Pe baza cantității de carbon din rocă, există trei tipuri principale de cărbune:
- cărbune brun(65-75% carbon);
- cărbune (75-95%);
- antracit (peste 95%).
Extracția cărbunelui
Astăzi, volumul total al rezervelor industriale de cărbune de pe planeta noastră ajunge la un trilion de tone. Astfel, această resursă de combustibil va fi suficientă pentru omenire pentru mulți ani de acum înainte (spre deosebire de petrol sau gaze naturale).
Cărbunele este extras prin două metode:
- deschis;
- închis.
Prima metodă presupune extragerea rocilor din măruntaiele pământului în cariere (mine de cărbune), iar a doua - în mine închise. Adâncimea acestuia din urmă variază foarte mult de la câteva sute de metri până la un kilometru și jumătate. Fiecare dintre aceste metode de extracție a cărbunelui are propriile sale avantaje și dezavantaje. Asa de, metoda deschisa mult mai ieftin și mai sigur decât subteran. Pe de altă parte, minele produc mult mai puține daune mediu inconjuratorȘi peisaje naturale decât o carieră.
Este de remarcat faptul că tehnologiile de extracție a cărbunelui nu stau într-un singur loc. Dacă în urmă cu o sută de ani, cărucioarele primitive, târănapele și lopețile erau folosite pentru a extrage filele de cărbune, acum cele mai recente sunt folosite în aceleași scopuri. mașini tehniceși echipamente (ciocane pneumatice, combine, melci etc.). În plus, se dezvoltă și se îmbunătățește o metodă de extracție complet nouă - hidraulică. Esența sa este aceasta: un jet puternic de apă zdrobește un strat de cărbune și îl transportă într-o cameră specială. De acolo, roca este livrată direct la fabrică pentru a beneficia și prelucra în continuare.
Geografia exploatării mondiale a cărbunelui
Zăcămintele de cărbune sunt distribuite mai mult sau mai puțin uniform în întreaga lume. Depozitele acestei resurse sunt prezente pe toate continentele planetei. Cu toate acestea, aproximativ 80% din toate depozitele sunt situate în America de Nord și țările post-sovietice. În același timp, o șase din rezervele mondiale de cărbune sunt conținute în subsolul Rusiei.
Cele mai mari bazine carbonifere de pe planetă sunt Pennsylvania și Appalachian (SUA), Henshui și Fushun (China), Karaganda (Kazahstan), Donețk (Ucraina), Silezia Superioară (Polonia), Ruhr (Germania).
Începând cu 2014, primele cinci țări lider în producția de cărbune din lume sunt după cum urmează (procentul producției globale de cărbune este indicat în paranteze):
- China (46%).
- SUA (11%).
- India (7,6%).
- Australia (6,0%).
- Indonezia (5,3%).
Probleme și perspective ale industriei cărbunelui
Problema principală a industriei miniere de cărbune, desigur, este de mediu. Cărbune fosil conține mercur, cadmiu și altele metale grele. Când piatra este îndepărtată de pe pământ, totul ajunge în pământ, aerul atmosferic, ape de suprafata si subterane.
Pe lângă daunele cauzate mediului natural, industria cărbunelui prezintă și riscuri enorme pentru viața și sănătatea oamenilor. În primul rând, aceasta se referă la mineri. Praful excesiv de aer în minele închise poate duce la boli grave precum silicoza sau pneumoconioza. Nu ar trebui să uităm cantitati mari tragedii care pun în fiecare an viețile a sute de lucrători ai cărbunelui din întreaga lume.
Dar, în ciuda tuturor problemelor și pericolelor, este puțin probabil ca omenirea să renunțe la această resursă de combustibil în viitorul apropiat. Mai ales pe fondul scăderii rapide a rezervelor de petrol și gaze din lume. Astăzi, industria cărbunelui este dominată de o tendință de creștere a producției de antracit. În unele țări (în special, Rusia, Turcia, România) volumul producției de cărbune brun este în creștere.
Exploatarea cărbunelui în Rusia
Rusia a fost introdusă pentru prima dată în acest mineral de către Petru cel Mare. În timp ce se relaxa pe malul râului Kalmius, regelui i s-a arătat o bucată de stâncă neagră care ardea frumos. „Dacă nu pentru noi, atunci pentru descendenții noștri acest mineral va fi util”, a rezumat pe bună dreptate atunci suveranul. Formarea industriei cărbunelui rusesc a avut loc în prima jumătate a secolului al XIX-lea.
Astăzi, producția de cărbune în Rusia se ridică la peste 300 de milioane de tone anual. În general, adâncurile țării conțin aproximativ 5% din rezervele mondiale din această resursă de combustibil. Cele mai mari bazine carbonifere din Rusia sunt Kansko-Achinsky, Pechora, Tungussky și Kuzbass. Peste 90% din toate zăcămintele țării sunt situate în Siberia.
În Rusia, Districtul Federal Siberian produce mai mult de 80% din volumul total de cărbune al țării. În ultimii ani, producția de cărbune a crescut. Liderul industriei este OJSC SUEK.
Cea mai mare industrie (după numărul de lucrători și valoarea activelor fixe de producție) 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.
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 tragem o concluzie despre dinamica pozitivă de creștere a industriei în ultimii ani și perspectivele acesteia, în ciuda crizei.
Tipurile acestui mineral extrase în țara noastră se împart în cărbuni energetici și cărbuni pentru cocsificare. ÎN volum totalîn perioada 2010-2015, ponderea producției de energie a crescut de la 197,4 la 284,4 milioane de tone. Volumele producției de cărbune în Rusia după tip sunt prezentate în Fig. 2.
Sursa: Revista „Carbune” conform lui Rosstat
Cât mineral negru există în țară și unde este extras?
Potrivit lui Rosstat, Federația Rusă(157 miliarde de 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.
Sursa: Rosstat
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. Totalul lor capacitate de productie 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.
Sursa: Ministerul Energiei al Federației Ruse
În 2016, 227.400 mii tone. 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 mine 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 de mii de tone pe an.
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 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.
Sursa: Rosstat
Import Export
Federația Rusă este unul dintre cei mai mari trei exportatori de cărbune după Australia (volum de export 390 de milioane de 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).
Se încarcă...
