Cum se extrage cărbunele? Unde se extrage cărbunele în Rusia?

Oamenii au folosit combustibil de cărbune din cele mai vechi timpuri. Inflamabilitatea sa și transferul de căldură, durata reținerii căldurii în vatră au devenit salvarea oamenilor în perioadele reci care s-au înlocuit ciclic reciproc pe planeta noastră. Cărbunele este utilizat în mod activ în timpurile moderne în complexul de combustibil și energie, este una dintre primele trei materii prime împreună cu petrolul și gazul.

Cum s-au format zăcămintele de cărbune?

Depozitele de cărbune s-au format în locuri cu zone verzi imense. Aceasta este materie organică străveche care rămâne după moartea plantațiilor de copaci. Pentru ca plantele moarte să devină cărbune, sunt necesare anumite condiții: resturile de lemn nu trebuie să putrezească sub influența bacteriilor. Acest lucru este posibil doar dacă cad sub apa mlaștină și apoi sub pământ, unde oxigenul nu curge. Cărbunele este considerat un mineral extras din straturi de rocă situate la diferite adâncimi.

Cum sunt găsite și dezvoltate zăcămintele de cărbune?

Locurile în care există cărbune pe planetă au fost explorate de mult timp. Rezervele sale în diferite țări imense, vor fi suficiente pentru nevoile industriale și de încălzire timp de aproape trei secole. Dar Potrivit geologilor, ar putea fi mai mulți, deoarece prospectarea geologică profundă pentru prezența combustibilului de cărbune nu a fost efectuată în toate părțile lumii. Dezvoltarea zăcămintelor de cărbune este relevantă și aduce venituri semnificative 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.

Cărbunele este o rocă sedimentară care se formează în formarea pământului. Cărbunele este un combustibil excelent. Se crede că acesta este cel mai vechi tip de combustibil pe care l-au folosit strămoșii noștri îndepărtați.

Cum se formează cărbunele?

Pentru a forma cărbune, este nevoie de o cantitate imensă de materie vegetală. Și este mai bine dacă plantele se acumulează într-un singur loc și nu au timp să se descompună complet. Locul ideal pentru asta sunt mlaștinile. Apa din ele este săracă în oxigen, ceea ce împiedică viața bacteriilor.

Materia vegetală se acumulează în mlaștini. Fără a avea timp să putrezească complet, este comprimat de depunerile ulterioare de sol. Așa se obține turba - materialul sursă pentru cărbune. Următoarele straturi de sol par să sigileze turba din pământ. Ca urmare, este complet lipsit de oxigen și apă și se transformă într-o cusătură de cărbune. Acest proces este lung. Astfel, majoritatea rezervelor moderne de cărbune s-au format în epoca paleozoică, adică cu peste 300 de milioane de ani în urmă.

Caracteristici și tipuri de cărbune

(Cărbune brun)

Compoziția chimică a cărbunelui depinde de vârsta acestuia.

Cea mai tânără specie este cărbunele brun. Se află la o adâncime de aproximativ 1 km. Există încă multă apă în el - aproximativ 43%. Conține număr mare substante volatile. Se aprinde și arde bine, dar produce puțină căldură.

Cărbunele este un fel de „țăran de mijloc” în această clasificare. Se află la adâncimi de până la 3 km. Deoarece presiunea straturilor superioare este mai mare, conținutul de apă din cărbune este mai mic - aproximativ 12%, substanțe volatile - până la 32%, dar carbonul conține de la 75% la 95%. Este, de asemenea, inflamabil, dar arde mai bine. Și datorită cantității mici de umiditate dă mai multă căldură.

Antracit- o rasă mai veche. Se află la adâncimi de aproximativ 5 km. Conține mai mult carbon și practic nicio umiditate. antracit - combustibil solid, nu se aprinde bine, dar căldura specifică de ardere este cea mai mare - până la 7400 kcal/kg.

(Cărbune antracit)

Cu toate acestea, antracitul nu este etapa finală de transformare a materiei organice. Când este expus la condiții mai severe, cărbunele se transformă în șuntita. Cu mai mult temperaturi ridicate rezultatul este grafitul. Și sub presiune ultra-înaltă, cărbunele se transformă în diamant. Toate aceste substanțe - de la plante la diamante - sunt făcute din carbon, doar structura moleculară este diferită.

Pe lângă principalele „ingrediente”, cărbunele include adesea diverse „roci”. Acestea sunt impurități care nu ard, ci formează zgură. Cărbunele conține și sulf, iar conținutul său este determinat de locul în care se formează cărbunele. Când este ars, reacţionează cu oxigenul şi formează acid sulfuric. Cu cât sunt mai puține impurități în compoziția cărbunelui, cu atât gradul său este mai mare.

Depozit de cărbune

Locația cărbunelui se numește bazin de cărbune. Există peste 3,6 mii de bazine carbonifere cunoscute în lume. Suprafața lor ocupă aproximativ 15% din suprafața pământului. Cel mai mare procent din rezervele mondiale de cărbune se află în Statele Unite - 23%. Pe locul doi se află Rusia, 13%. China închide primele trei țări cu 11%. Cele mai mari zăcăminte de cărbune din lume sunt situate în SUA. Acesta este bazinul carbonifer din Appalachi, ale cărui rezerve depășesc 1.600 de miliarde de tone.

În Rusia, cel mai mare bazin carbonifer este Kuznetsk, în regiunea Kemerovo. Rezervele Kuzbass se ridică la 640 de miliarde de tone.

Dezvoltarea zăcămintelor din Yakutia (Elginskoye) și Tyva (Elegestskoye) este promițătoare.

Exploatarea cărbunelui

În funcție de adâncimea apariției cărbunelui, se folosesc metode de exploatare închisă sau deschisă.

Metodă de exploatare închisă sau subterană. Pentru această metodă, se construiesc puțuri de mine și adăposturi. Puțurile de mine sunt construite dacă adâncimea cărbunelui este de 45 de metri sau mai mare. Un tunel orizontal duce din el - un adit.

Există 2 sisteme de exploatare închisă: exploatarea în încăperi și stâlpi și exploatarea cu pereți lungi. Primul sistem este mai puțin economic. Se foloseste numai in cazurile in care straturile descoperite sunt groase. Al doilea sistem este mult mai sigur și mai practic. Vă permite să extrageți până la 80% din rocă și să livrați uniform cărbunele la suprafață.

Metoda deschisă este utilizată atunci când cărbunele se află la mică adâncime. Pentru început, ei analizează duritatea solului, determină gradul de intemperii a solului și stratificarea stratului de acoperire. Dacă solul de deasupra straturilor de cărbune este moale, este suficientă utilizarea buldozerelor și a racletelor. Dacă stratul superior este gros, atunci sunt aduse excavatoare și dragline. Stratul gros de rocă tare care se află deasupra cărbunelui este explodat.

Aplicarea cărbunelui

Zona de utilizare a cărbunelui este pur și simplu enormă.

Sulful, vanadiul, germaniul, zincul și plumbul sunt extrase din cărbune.

Cărbunele în sine este un combustibil excelent.

Folosit în metalurgie pentru topirea fierului, în producția de fontă și oțel.

Cenușa obținută după arderea cărbunelui este folosită la producerea materialelor de construcție.

Din cărbune, după o prelucrare specială, se obține benzen și xilen, care sunt utilizate în producția de lacuri, vopsele, solvenți și linoleum.

Prin lichefierea cărbunelui se obține combustibil lichid de primă clasă.

Cărbunele este materia primă pentru producerea grafitului. La fel și naftalina și o serie de alți compuși aromatici.

În urma prelucrării chimice a cărbunelui, în prezent se obțin peste 400 de tipuri de produse industriale.

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 munca minieră Minele exploatează cărbune în zona subsolului 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 atunci când materialul vegetal în descompunere se acumulează mai repede decât are loc descompunerea bacteriană. Mediul ideal pentru aceasta este creat în mlaștini, unde apa stagnantă, epuizată de oxigen, împiedică activitatea bacteriilor și astfel protejează masa plantei de distrugerea completă.

În turbării antice, începând din perioada Devoniană (aproximativ 416 milioane de ani), s-a acumulat aceeași materie organică, din care s-au format cărbuni fosili fără acces la oxigen. Cele mai multe zăcăminte comerciale de cărbune fosil datează din această perioadă, deși există și zăcăminte mai tinere.

Minele de cărbune:

Metode de extragere a cărbunelui depinde de profunzimea apariției sale. Dezvoltare în curs metoda deschisaîn minele de cărbune, 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.

Încărcare:

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 ţările 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 față de procentul rezervelor dovedite de cărbune (19%) se datorează faptului că cea mai mare parte a acestuia nu este adecvată pentru dezvoltare, deoarece este situat în Siberia în regiunea permafrost. 70% provine din rezervele de cărbune brun.

Utilizările cărbunelui sunt variate. Este folosit ca combustibil de uz casnic, energie, materie primă pentru metalurgie și industria chimică, precum și pentru extragerea de elemente rare și oligoelemente din acesta.

În ceea ce privește bazinul de cărbune Kuznetsk, Kuzbass este unul dintre cele mai mari zăcăminte de cărbune din lume. 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:

Încărcare:

Găpată pentru excavator minier:

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 prelucrare primară materii prime, și anume separarea cărbunelui de roca sterilă și sortarea:

Atmosferic interior:

Locul unde bandă rulantă atât cărbunele cât și piatra merg, iar femeile (!) separă această stâncă 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.

Industria cărbunelui se angajează în extracția și prelucrarea primară (îmbogățire) a cărbunelui și a cărbunelui brun și este cea mai mare industrie din punct de vedere al numărului de muncitori și al costului de producție a mijloacelor fixe.

Cărbunele Rusiei

Rusia are o varietate de tipuri de cărbune - maro, dur, antracit - și ocupă unul dintre primele locuri din lume în ceea ce privește rezervele. Rezervele geologice totale de cărbune sunt de 6421 miliarde de tone, dintre care 5334 miliarde de tone sunt standard. Combustibilul tehnologic - cărbunele de cocsificare - reprezintă 1/10 din număr total cărbuni tari.

Distribuția cărbunelui pe tot teritoriul tarii inegal. 95% cont de rezerve pentru regiunile estice, dintre care peste 60% merg în Siberia. Cea mai mare parte a rezervelor geologice generale de cărbune este concentrată în bazinele Tunguska și Lena. Bazinele Kansk-Achinsk și Kuznetsk se disting prin rezervele industriale de cărbune.

Exploatarea cărbunelui în Rusia

În ceea ce privește producția de cărbune, Rusia ocupă locul cinci în lume (după China, SUA, India și Australia), 3/4 din cărbunele produs este folosit pentru producerea de energie și căldură, 1/4 în metalurgie și industria chimică. O mică parte este exportată, în principal în Japonia și Republica Coreea.

Exploatarea cărbunelui în cariera deschisăîn Rusia este 2/3 din volumul total. Această metodă de extracție este considerată cea mai productivă și mai ieftină. Cu toate acestea, acest lucru nu ia în considerare perturbările severe ale naturii asociate cu aceasta - crearea de cariere adânci și haldele extinse de supraîncărcare. Exploatarea minelor este mai costisitoare și are o rată de accidentare ridicată, care este determinată în mare măsură de deteriorarea echipamentelor miniere (40% din acestea sunt depășite și necesită o modernizare urgentă).

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.

bazinul Kuznetsk, situată în sud Vestul Siberieiîn regiunea Kemerovo, este principala bază de cărbune a țării și asigură jumătate din producția de cărbune din întreaga Rusie. Cărbunele stă aici calitate superioară, inclusiv cocsificarea. Aproape 12% din exploatare se desfășoară prin minerit în cară deschisă. Principalele centre sunt Novokuznetsk, Kemerovo, Prokopyevsk, Anzhero-Sudzhensk, Belovo, Leninsk-Kuznetsky.

Bazinul Kansk-Achinsk situat în sudul Siberiei de Est în teritoriul Krasnoyarsk de-a lungul căii ferate transsiberiene și reprezintă 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. Datorită calității sale scăzute, 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, Vorgashorskoye) se extrag cărbuni de cocsificare, în partea de sud (zăcământul Intinskoye) - în principal cărbuni energetici. Principalii consumatori de cărbune Pechora sunt Uzina Metalurgică Cherepovets, întreprinderi din Regiunea Nord-Vest, Centru și Centru Pământ Negru.

bazinul Donețkîn regiunea Rostov se află 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-Cheremkhovoîn regiunea Irkutsk asigură un cost scăzut al cărbunelui, deoarece exploatarea se desfășoară prin minerit în cară deschisă și produce 3,4% din cărbune în țară. Datorita distantei mari de la mari consumatori utilizate în centralele electrice locale.

Bazinul Iakutsk de Sud(3,9% din producția integrală rusească) se află 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 suprafețe 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).

În ciuda faptului că astăzi sunt din ce în ce mai folosite surse alternative energie, mineritul cărbunelui este zona relevanta industrie. Unul dintre cele mai importante domenii Utilizarea acestui tip de combustibil este opera centralelor electrice. Zăcămintele de cărbune sunt situate în diferite țări ale lumii, iar 50 dintre ele sunt active.

Zăcămintele mondiale de cărbune

Cea mai mare cantitate Cărbunele este extras în Statele Unite în zăcăminte din Kentucky și Pennsylvania, Illinois și Alabama, Colorado, Wyoming și Texas. Aici se extrag cărbune tare și brun, precum și antracitul. Rusia ocupă locul al doilea la extracția acestor minerale.

China este pe locul trei la producția de cărbune. Cele mai mari zăcăminte chinezești sunt situate în bazinul de cărbune Shanxing, în Marea Câmpie Chineză, Datong, Yangtze etc. De asemenea, se extrage mult cărbune în Australia - în statele Queensland și New South Wales, lângă orașul Newcastle. India este un mare producător de cărbune, iar zăcămintele sunt situate în nord-estul țării.

În zăcămintele din Saarland și Saxonia, Renania-Westfalia și Brandenburg din Germania, s-a extras cărbune tare și brun de mai bine de 150 de ani. În Ucraina există trei bazine carbonifere: Nipru, Donețk, Lviv-Volyn. Aici se exploatează antracitul, cărbunele de gaz și cărbunele de cocsificare. Zăcăminte de cărbune la scară destul de mare sunt situate în Canada și Uzbekistan, Columbia și Turcia, Coreea de Nordși în Thailanda, Kazahstan și Polonia, Cehia și Africa de Sud.

Zăcăminte de cărbune în Rusia

O treime din rezervele de cărbune ale lumii se află în Federația Rusă. Cel mai mare număr de zăcăminte este situat în partea de est a țării, în Siberia. Cele mai mari zăcăminte de cărbune rusești sunt următoarele:

• Kuznetskoye - o parte semnificativă a bazinului se află în regiunea Kemerovo, unde sunt extrase aproximativ 80% din cărbunele cocsificabil și 56% din cărbune;
• Bazinul Kansk-Achinsk – 12% din cărbune brun este exploatat;
• Bazinul Tunguska - situat într-o parte a Siberiei de Est, se exploatează antracit, cărbune brun și tare;
• Bazinul Pechora este bogat în cărbune cocsificabil;
• Bazinul Irkutsk-Cheremkhovo este o sursă de cărbune pentru întreprinderile din Irkutsk.

Exploatarea cărbunelui este un sector foarte promițător al economiei în prezent. Experții spun că omenirea consumă cărbune prea intens, așa că există amenințarea că rezervele mondiale ar putea fi epuizate în curând, dar unele țări au rezerve semnificative din acest mineral. Consumul acestuia depinde de aplicație, iar dacă vei reduce consumul de cărbune, acesta va dura mai mult timp.