Extracția și depozitarea cărbunelui. Dezvoltarea minelor de cărbune și a bazinelor. Video: Cărbune. Exploatarea modernă a cărbunelui

Combustibilul de cărbune a fost folosit de oameni din cele mai vechi timpuri. Inflamabilitatea sa și transferul de căldură, durata reținerii căldurii în vatră a devenit salvarea oamenilor în perioadele reci, care s-au înlocuit ciclic reciproc pe planeta noastră. Cărbunele este folosit activ și în prezent; în complexul de combustibil și energie, se află în primele trei materii prime alături de petrol și gaze.

Cum s-au format zăcămintele de cărbune?

S-au format zăcăminte de cărbune în locurile de zone verzi imense. Aceasta este o materie organică străveche care a rămas după moartea plantațiilor de copaci. Pentru ca plantele moarte să devină cărbune, sunt necesare anumite condiții: reziduurile de lemn nu trebuie să putrezească sub influența bacteriilor. Acest lucru este posibil doar atunci când ajung sub apa mlaștină și apoi sub pământ, unde oxigenul nu intră. Cărbunele este considerat un mineral extras din straturile de rocă la diferite adâncimi.

Cum sunt găsite și dezvoltate zăcămintele de cărbune?

Locurile în care există cărbune au fost de mult explorate pe planetă. Rezervele sale în diferite țări sunt uriașe, vor fi suficiente pentru nevoile de încălzire și industrie timp de aproape trei secole. Dar potrivit geologilor, ar putea fi mai multe, deoarece nu toate părțile lumii au efectuat prospectări geologice profunde pentru prezența combustibilului de cărbune. Dezvoltarea zăcămintelor de cărbune este relevantă și aduce venituri tangibile statelor care sunt angajate în extracția acestui aur negru solid. Procesul de dezvoltare a depozitelor se realizează în funcție de teren și de adâncimea straturilor de cărbune.

Întrucât trăiesc în țara minerilor, nu m-am putut abține să nu mă interesez de modalitățile de extragere a acestui mineral, care, de altfel, nu sunt atât de multe. Profitând de această ocazie, voi încerca să vorbesc pe scurt despre avantajele și dezavantajele fiecăruia dintre ei.

Exploatarea cărbunelui: metoda minei

Exploatarea în acest fel oferă un avantaj imens, deoarece cei mai valoroși combustibili se află la adâncimi mari. În același timp, cărbunele practic nu conține roci sterile, ceea ce nu se poate spune despre metoda deschisă, ci despre ea puțin mai târziu. Deci, pentru a ajunge la zăcăminte, ei forează tuneluri verticale adânci. De îndată ce un rezervor este descoperit, începe dezvoltarea lui orizontală. Uneori, adâncimea ajunge la 1,5 km, de exemplu, mina Gvardeiskaya, care este situată în Donbass. Cu toate acestea, această metodă are multe dezavantaje:

amenințarea cu inundații;
întrucât metanul este un partener etern al straturilor de cărbune, acesta este plin de sufocare a lucrătorilor sau subminare;
cu cât adâncimea este mai mare, cu atât temperatura este mai mare, ceea ce înseamnă că există un risc pentru oameni și echipamente.

În lume, aproximativ 40% din rezervele mondiale sunt exploatate în acest fel.

Exploatarea cărbunelui: cariera sau cariera

În acest caz, nu este nevoie nu numai de foraj costisitor, ci și de construcția unui număr de comunicații terestre. Concluzia este să submineze roca sterilă, iar apoi intră în joc excavatoare uriașe, concasoare și camioane, care prelucrează roca și o duc la gropi. Această metodă prezintă mai puțin pericol, dar totuși unele riscuri sunt asociate cu ea. Aceasta este amenințarea unei explozii neprogramate și otrăvirea lucrătorilor cu evacuare și manipularea neglijentă a echipamentelor periculoase.

Exploatarea hidraulică a cărbunelui

În principiu, aceasta este aceeași mină, dar există o caracteristică: transportul fosilei se realizează printr-un jet de apă sub presiune enormă. Se dovedește că apele subterane sunt o bătaie de cap pentru mineri, funcționează în beneficiul lor. Astăzi, această metodă este considerată una dintre cele mai bune, deoarece înlocuiește procesul de transport care necesită forță de muncă. Dezavantajele includ dependența producției de tipul de rocă și contactul constant al apei cu echipamentul.

În Rusia, Districtul Federal Siberian produce peste 80% cărbune din volumul total din țară. Producția de cărbune a fost în creștere în ultimii ani. Liderul industriei este OAO SUEK.

Cea mai mare ramură (din punct de vedere al numărului de lucrători și al costului de producție a activelor fixe) a industriei combustibililor este exploatarea cărbunelui din Rusia. Industria cărbunelui extrage, prelucrează (îmbogătește) cărbunele, lignitul și antracitul.

Cum și cât de mult cărbune este produs în Federația Rusă

Acest mineral este exploatat în funcție de adâncimea locației: metode deschise (în tăieturi) și subterane (în mine). Între 2000 și 2015, producția subterană a crescut de la 90,9 la 103,7 milioane de tone, în timp ce producția la cariera a crescut cu peste 100 de milioane de tone de la 167,5 la 269,7 milioane de tone. Cantitatea de mineral extras în țară în această perioadă, defalcată pe metode de producție, vezi fig. unu.

Potrivit Complexului de Combustibil și Energie (FEC), în Federația Rusă, în 2016, au fost extrase 385 de milioane de tone de minerale negre, ceea ce este cu 3,2% mai mare decât anul precedent. Acest lucru ne permite să tragem o concluzie despre dinamica pozitivă a creșterii industriei în ultimii ani și despre perspectivele, în ciuda crizei.

Tipurile acestui mineral, extrase în țara noastră, sunt împărțite în cărbuni de putere și de cocsificare. În volumul total pentru perioada 2010-2015, ponderea producției de energie a crescut de la 197,4 la 284,4 milioane tone.Vezi fig. 2.

Sursa: revista Coal conform Rosstat

Câte minerale negre sunt în țară și unde este extras

Potrivit lui Rosstat, Federația Rusă (157 de 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. Vezi figura 3.

Sursa: Rosstat

Informațiile de la Rosstat pentru 2010-2015 sugerează că mineritul în țară se desfășoară în 25 de subiecți ai Federației în 7 districte federale. Există 192 de întreprinderi de cărbune. Printre acestea se numără 71 de mine și 121 de mine de cărbune. Capacitatea lor de producție combinată este de 408 milioane de tone. Peste 80% din ea este extrasă în Siberia. Exploatarea cărbunelui în Rusia pe regiune este prezentată în Tabelul 1.

Sursa: Ministerul Energiei al Federației Ruse

În 2016, 227.400 mii tone. minat 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 reduceri.

La începutul lunii februarie 2017, în regiunea Kemerovo a fost lansată o nouă mină deschisă - Trudarmeisky Yuzhny, cu o capacitate de proiectare de 2.500 de mii de tone pe an.

În 2017, este planificată să producă 1.500 de mii de tone de minerale la cariera deschisă și, conform previziunilor, cariera va atinge capacitatea de proiectare în 2018. Tot în 2017, sunt planificate să fie lansate trei noi întreprinderi în Kuzbass.

Cele mai mari depozite

Pe teritoriul Federației Ruse există 22 de bazine carbonifere (conform Rosstat pentru 2014) și 129 de zăcăminte individuale. Peste 2/3 din rezervele celor care au fost deja explorate sunt concentrate în bazinele Kansk-Achinsk (79,3 miliarde de tone) și Kuznetsk (53,4 miliarde de tone). Ele sunt situate pe teritoriul regiunii 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 explorate pentru bazinele principale.

Sursa: Rosstat

Import Export

Federația Rusă este unul dintre cei mai mari exportatori de cărbune după Australia (volum de export 390 de milioane de tone) și Indonezia (330 de milioane de tone) în 2015. Ponderea Rusiei în 2015 - 156 de milioane de tone de fosile negre au fost exportate. Acest indicator pentru țară a crescut cu 40 de milioane de tone în cinci ani. Pe lângă Federația Rusă, Australia și Indonezia, primele șase țări includ Statele Unite ale Americii, Columbia și Africa de Sud. Structura exporturilor mondiale este prezentată în fig. cinci.

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

Când am fost invitat să văd cum se extrage cărbunele în regiunea Amur, nu m-am hotărât imediat unde să zbor. Moscova și regiunea Amur, unde se află minele de cărbune ale companiei Amursky Coal (parte a holdingului rusesc Coal), sunt separate de mii de kilometri, un zbor de șase ore și o diferență de șase ore. Voi dormi suficient în timpul zborului, m-am gândit, am asamblat echipamentul, am strâns fusurile orare și am zburat.

Astăzi vom afla cum se extrage cărbunele brun.

Când am ajuns la zăcămintele de cărbune și am spus „cariera”, imediat m-au corectat – nu „cariera”, ci „tăiat”. Tăierea, pentru că modul în care se exploatează cărbunele este de așa natură încât atunci când roca sterilă este excavată, în pământ se obțin depresiuni lungi, care arată ca tăieturi. Dacă te uiți la secțiunea de nord-est din apropierea orașului Raichikhinsk din spațiu, poți vedea următoarea imagine - dungi în pământ caracteristice exploatării cărbunelui.

Exploatarea mineritului la cariera de nord-est (suprafață 500 km2) se desfășoară din 1932. Cariera deschisă Erkovetsky (suprafața depozitului 1250 km2) a început să producă cărbune în 1991 pentru țară. Grosimea stratului de cărbune aici este de 3,5 - 5 metri.

Cărbunele brun nu se află foarte adânc în subteran, prin urmare este extras într-un mod deschis, ceea ce este considerat mai sigur, mai economic și mai rapid. La prima vedere la o bucată de cărbune apare întrebarea „de ce este maro dacă este negru?” Insa specialistii Amur Coal mi-au explicat ca mai devreme calitatea carbunelui era determinata de urma unei linii ramase pe o farfurie de portelan. Cărbunele de Amur, după cum înțelegeți, lasă o urmă maronie.

Cărbunele brun este mai puțin caloric decât cărbunele și antracitul. Ne uităm la Wikipedia și aflăm că conținutul de calorii, adică căldura de ardere, este cantitatea de căldură eliberată în timpul arderii complete a unei unități de masă sau de volum a unei substanțe. Cărbunele are și alți parametri de calitate - conținut de umiditate și sulf, substanțe volatile și conținut de cenușă. Toate acestea sunt atent analizate de departamentele de control al calității tehnologice ale cărbunelui și laboratoarelor de chimie ale cărbunelui.

Dar să revenim la procesul de extragere a combustibilului solid. Totul aici, la prima vedere, este destul de simplu - un excavator uriaș cu dragline deschide cărbunele (scoate roca sterilă), iar un excavator mai mic încarcă cărbune în vagoane. Asta e tot! Dar dacă ar fi atât de simplu, cei care vor să extragă cărbune nu ar avea sfârșit. În realitate, exploatarea cărbunelui necesită investiții mari, experiență și cunoștințe, o echipă de profesioniști reali cu abilități și abilități rare, precum și o flotă extinsă de utilaje miniere scumpe, ateliere sau fabrici de reparații, depozite auto, centre de formare... nu vă împovărează cu informații despre cum caută geologii cărbunele, cum obțin o licență pentru minerit și să trecem la cele mai interesante și mai ușor de înțeles.

Întotdeauna am asociat mineritul cărbunelui cu excavatoare mari, nu, cu excavatoare uriașe. De fapt, în minele de cărbune, ei atrag imediat atenția datorită aspectului lor impresionant și a posturii maiestuoase - săgețile întoarse cu mândrie în sus arată imediat că „aurul negru” este extras undeva aici.

Există abrevieri în numele fiecărui excavator. De exemplu, ESh 15/90 înseamnă excavator pe jos, 15 metri cubi este volumul cupei și 90 de metri este lungimea brațului. În total, 24 de astfel de mastodonti sunt implicați în tăieturile cărbunelui Amursky, care diferă prin lungimea săgeții și volumul găleții. În unele găleți, „pâinea” UAZ se va potrivi cu ușurință, iar în altele - SUV-ul Land Cruiser.

Depășirea (excavarea gresie și argilă) are loc astfel: operatorul excavatorului coboară cupa la sol, apoi, folosind pârghii de comandă, o trage spre sine, umplând-o.

Apoi șoferul, prin răsucirea bazei și a brațului, transferă găleata către haldele și o toarnă. Timp de o lună, echipajul excavatorului ar trebui să deschidă aproximativ 300 de mii de metri cubi de rocă.

Acolo unde funcționa dragalina, rămân munți de rocă sterilă - haldele. Prin urmare, zona în care se extrage cărbunele, seamănă pe alocuri cu peisajele lunare. Dar numai atâta timp cât se extrage cărbune. După ce ați lucrat site-ul, este imediat recultivat - haldele sunt nivelate, se adaugă un strat fertil de pământ, se plantează copaci. Peste câțiva ani, majoritatea oamenilor nici nu vor observa că aici lucrau exploatarea cărbunelui și giganții ambulanți!

Între timp, peisajul secției poate fi folosit pentru studiul geologiei.

Apropo, după ce draglina a ajuns la cărbune și apoi a fost ales cărbunele (adică a fost săpat complet într-o zonă), tăietura este umplută cu aceeași rocă - o producție adevărată fără deșeuri!

A fost o revelație pentru mine că excavatoarele mobile (și multe alte excavatoare) funcționează cu energie electrică. Fiecare secțiune de munte a secțiunii primește energie electrică de la o stație de 35/6 kV.

Toate echipamentele de la tăieturi funcționează non-stop și șapte zile pe săptămână: echipajele lucrează în ture. Micile răsfăț în muncă pot fi făcute numai în cazul temperaturilor anormal de scăzute - când gălețile uriașe încep să înghețe strâns până la pământ.

Dar voi vorbi mai multe despre dragline mai târziu într-o postare separată. Păstrați pentru actualizări.

Straturile de cărbune se află aproape de apele subterane, așa că trebuie să fie pompate în mod constant. Aici puteți vedea clar ce strat de rocă a fost îndepărtat pentru a ajunge la zăcămintele de cărbune.

Ei bine, atunci totul este simplu - excavatorul EKG-5A colectează cărbune într-o găleată și îl încarcă imediat în vagoane, care îl vor duce în formă obișnuită la consumator sau la locul de sortare a cărbunelui.

În găleata excavatorului EKG-5A se pun 5 metri cubi de cărbune, iar pentru a umple o mașină standard, trebuie încărcate 13-14 găleți de cărbune.

Cărbunele este adus pentru sortare pentru a-l separa în diferite fracții. Localul Raychikhinskaya GRES și Blagoveshchenskaya CHPP consumă cărbune fin, în timp ce cel mai mare se adresează nevoilor de locuințe și servicii comunale, cu alte cuvinte, pentru încălzire.

Așa arată zona de sortare a cărbunelui din interior. Dacă nu știi ce este și cum funcționează, atunci următoarea acțiune va fi o surpriză, așa cum a fost și pentru mine.

Acesta este un astfel de „carusel” pentru mașini. Operatorul din exterior verifică dacă mașina a intrat pe platforma de descărcare a mașinii, dă un semnal, iar mașina, care stă pe platformă, se ridică și aruncă conținutul în buncărul de primire.

În câteva secunde, acest mecanism uriaș (basculant lateral staționar) pune mașina în poziția anterioară.

O priveliște impresionantă!

După aceea, cărbunele este trimis de la receptor printr-un sistem complex de transportoare printr-o galerie specială pentru sortare, unde este împărțit în diferite fracții cu ajutorul site-urilor și a unui site vibrant. Ei bine, apoi în cuptor pentru a furniza energie electrică și căldură.

Asta e tot! Vă mulțumesc că ați citit.

Faceți clic pe butonul pentru a vă abona la Cum se face!

Ar putea fi util să citiți: