Коли мене запросили подивитися, як видобувають вугілля в Амурській області, я не одразу зорієнтувався, куди летіти. Москву та Амурську область, де знаходяться вугільні розрізи компанії «Амурське вугілля» (входить до холдингу «Російський Вугілля»), поділяють тисячі кілометрів, шість годин польоту та шість годин різниці в часі. У польоті висплюсь, подумав я, зібрав апаратуру, затягнув часові пояси тугіше і полетів.

Сьогодні ми дізнаємося, як видобувають буре вугілля.

Коли я приїхав на поклади вугілля і сказав кар'єр, мене відразу поправили - не кар'єр, а розріз. Розріз, бо спосіб видобутку вугілля такий, що з виїмці порожньої породи виходять довгі заглиблення у землі, які схожі розрізи. Якщо подивитися на Північно-Східний розріз поблизу міста Райчихинська з космосу, то видно таку картину – характерні для видобутку вугілля смуги у землі.

Видобуток на Північно-Східному розрізі (площа 500 км2) ведеться з 1932 р. Єрковецький розріз (площа родовища 1250 км2) почав давати країні вугілля 1991 року. Потужність вугільного пласта тут 3,5 – 5 метрів.

Буре вугілля залягає не дуже глибоко під землею, тому видобувається відкритим способом, який вважається більш безпечним, економічним та швидким. З першого погляду на шматок вугілля виникає питання "чому він бурий, якщо він чорний?" Але фахівці «Амурського вугілля» пояснили мені, що раніше якість вугілля визначали за рисою, що залишається на фарфоровій пластинці. Амурське вугілля, як ви зрозуміли, залишає бурий слід.

Буре вугілля менш калорійне, ніж кам'яне та антрацит. Дивимося у вікіпедію і з'ясовуємо, що калорійність, тобто теплота згоряння - кількість теплоти, що виділилася при повному згорянні масової або об'ємної одиниці речовини. Є у вугілля й інші параметри якості - вміст вологи та сірки, летких речовин та зольність. Все це ретельно аналізують відділи технологічного контролю якості вугілля та вуглехімічні лабораторії.

Але повернемося до процесу добування твердого палива. Все тут, на перший погляд, досить просто - гігантський крокуючий екскаватор драглайн розкриває вугілля (виймає порожню породу), а менший екскаватор вантажить вугілля у вагони. От і все! Але якби це було так просто, від охочих добувати вугілля не було б відбою. В реальності для видобутку вугілля потрібні великі інвестиції, досвід і знання, команда справжніх професіоналів з рідкісними навичками та вміннями, а також великий парк дорогої гірничотранспортної техніки, свої ремонтні майстерні або заводи, автобази, навчальні центри ... Не навантажуватиму вас інформацією про те, як геологи шукають вугілля, як отримують ліцензію на видобуток копалин, а одразу перейдемо до найцікавішого та зрозумілішого.

Видобуток вугілля у мене завжди асоціювався з великими, ні, з величезними екскаваторами. Власне на вугільних розрізах вони відразу впадають у вічі через свій величний вигляд і величну поставу - гордо підняті вгору стріли відразу дають зрозуміти, що десь тут ведеться видобуток «чорного золота».

У назві кожного екскаватора стоять абревіатури. Наприклад, ЕШ 15/90 означає - екскаватор Крокуючий, 15 кубометрів - об'єм ковша, а 90 метрів - довжина стріли. Всього на розрізах «Амурського вугілля» задіяно 24 таких мастодонти, що відрізняються довжиною стріли та об'ємом ковша. В одні ковші спокійно поміститься уазик "буханець", а в інші - позашляховик Ленд Крузер.

Розтин (виїмка пісковика та глини) відбувається так: машиніст екскаватора опускає ківш на грунт, потім за допомогою важелів управління підтягує його на себе, заповнюючи.

Потім машиніст поворотом бази та стріли переносить ківш у бік відвалів та висипає його. За місяць екіпаж екскаватора має розкрити близько 300 тис. кубометрів породи.

Там, де попрацював драглайн, залишаються гори порожньої породи – відвали. Тому місцевість, де видобувають вугілля, подекуди нагадує місячні пейзажі. Але тільки доти, доки ведеться видобуток вугілля. Після відпрацювання ділянки на ньому негайно проводять рекультивацію - розрівнюють відвали, підсипають родючий шарземлі, висаджують дерева. Через кілька років більшість людей і не помітять, що раніше тут вевся видобуток вугілля і працювали гіганти, що крокують!

А поки що по ландшафту розрізу можна вивчати геологію.

До речі, після того, як драглайн дістався вугілля, а потім вугілля вибрали (тобто викопали повністю на якійсь площі), розріз назад засипається тією самою породою – справжнє безвідходне виробництво!

Для мене було відкриттям, що крокуючі екскаватори (і багато інших екскаваторів теж) працюють на електричної енергії. Кожна гірська ділянка розрізу отримує електроенергію від підстанції напругою 35/6 кВ.

Вся техніка на розрізах працює цілодобово і без вихідних: бригади працюють позмінно. Невеликі послаблення у роботі можуть зробити лише у разі аномально низької температури – коли гігантські ковші починають намертво примерзати до землі.

Але докладніше про драглайн я розповім пізніше в окремому пості. Слідкуйте за оновленнями.

Вугільні пласти залягають близько до ґрунтових вод, тому необхідно її постійно відкачувати насосами. Тут видно, який шар породи було знято, щоб дістатися покладів вугілля.

Ну, а далі все просто – екскаватор ЕКГ-5А набирає вугілля в ківш і вантажить його одразу у вагони, які відвезуть його у рядовому вигляді споживачеві або на ділянку сортування вугілля.

У ківш екскаватора ЕКГ-5А міститься 5 кубометрів вугілля, а для того щоб заповнити стандартний вагон у нього необхідно завантажити 13-14 ковшів вугілля.

На сортування вугілля привозять у тому, щоб розділити їх у різні фракції. Місцеві Райчихинська ГРЕС та Благовіщенська ТЕЦ споживають вугілля дрібної фракції, а більша йде на потреби ЖКГ, простіше кажучи, для опалення.

Так виглядає ділянка сортування вугілля зсередини. Якщо не знаєш, що це та як працює, то наступне дійство буде сюрпризом, як воно стало і для мене.

Це така "карусель" для вагонів. Оператор збоку перевіряє, що вагон заїхав на платформу вагоноперекиду, дає сигнал, і вагон, який стоїть на платформі, піднімається вгору і перекидає вміст у приймальний бункер.

Через кілька секунд цей величезний механізм (вагоноперекидач бічний стаціонарний) ставить вагон у попереднє положення.

Вражаюче видовище!

Після чого з приймача вугілля за складною системою конвеєрів спеціальною галереєю відправляється на розсортування, де за допомогою гуркотів і вібросит ділиться на різні фракції. Ну, а далі в піч, щоб давати електроенергію та тепло.

На цьому все! Дякую, що дочитали.

Тисніть на кнопку, щоб підписатися на "Як це зроблено"!

Видобуток вугілля як індустріальна галузь набула широкого поширення на початку ХХ століття і досі продовжує ставитися до одного з найприбутковіших видів видобутку покладів корисних копалин. Вугілля видобувають у промислових масштабах у всьому світі.

Всупереч загальноприйнятій думці, ця копалина використовується не тільки у вигляді якісного палива. У середині ХХ ст. вугільна промисловістьдала потужний поштовх до розвитку наукових дослідженьз виділення вуглеводнів з корисних копалин.

Де ведеться видобуток

Найкращі великі країни, що добувають кам'яне вугілля- КНР, США, Індія. займає 6 місце у світовому рейтингу з його видобутку, хоча за запасами входить до трійки лідерів.

У Росії її добувають буре, вугілля, кам'яне вугілля (зокрема коксівний) і антрацит. Основні вугледобувні райони у Росії – це Кемеровська область, Красноярський край, Іркутська область, Чита, Бурятія, республіка Комі. Є вугілля на Уралі, Далекому Сході, на Камчатці, в Якутії, Тульській та Калузькій областях. У Росії її 16 вугільних басейнів. Один з найбільших - там, видобувається більше половини кам'яного вугілля Росії.

Як видобувають кам'яне вугілля

Залежно від глибини залягання вугільного пласта, його площі, форми, товщини, різних географічних та екологічних факторів вибирається певний метод видобутку вугілля. До основних таких способів відносяться такі:

• шахтний;
• розробки у вугільному кар'єрі;
• гідравлічний.

Крім того, існує видобуток вугілля відкритим способом, за умови, що вугільний пласт залягає на глибині не більше ста метрів. Але цей метод формою дуже схожий з кар'єрними вугільними розробками.

Шахтний спосіб

Цей метод застосовується при великих глибин і має незаперечну перевагу перед відкритими методами вуглевиробки: вугілля на великій глибині більш якісне і практично не містить домішок.

Для доступу до вугільних пластів бурять горизонтальні або вертикальні тунелі (штольні та шахти). Відомі випадки вугільних розробок на глибині до 1500 метрів (шахти "Гвардійська", "Шахтарська-Глибока").

Підземний видобуток вугілля відносять до однієї з найскладніших спеціалізацій через низку небезпек:

1. Постійна загроза прориву підземних вод у шахтний ствол.
2. Постійна загроза прориву супутніх газів у шахтний ствол. Окрім можливої ​​ядухи, особлива небезпека – вибухи та пожежі.
3. Нещасні випадки у зв'язку з високою температурою на великих глибинах (до 60 градусів), необережним поводженням з обладнанням тощо.

Цим способом із земних надр вилучають приблизно 36% світових запасів вугілля, що становить 2625,7 млн. т.

Відкритий спосіб

Розробки у вугільному кар'єрі відносяться за своєю класифікацією до відкритого способу видобутку вугілля, оскільки не вимагають буріння шахт і штолень на велику глибину.

Цей спосіб видобутку полягає у підриві та видаленні розкриву (пласту зайвих порід над вугільними покладами) з місця розробок. Після цього за допомогою екскаваторів, водяних гармат, бульдозерів, дробарок, драглайнів та конвеєрів відбувається дроблення породи та передача її далі.

Цей спосіб видобутку вугілля вважається менш безпечним, ніж закритий (шахтний). Але і він має певні фактори ризику, пов'язані з необережним поводженням з обладнанням та великогабаритним транспортом, можливістю отруєння вихлопними газами та речовинами, що супроводжують машинну діяльність.

Істотним мінусом даного способу вважається завдання великої шкоди навколишньому середовищу внаслідок зняття великої площі земельного шару і супутніх йому природних елементів.

Відкритий спосіб вважається одним із найпоширеніших у світі – з його допомогою видобувається понад 55% вугілля на рік, що становить 4102,1 млн т.

Вперше його почали застосовувати у Радянському союзі у 30-х роках ХХ століття. Він передбачає видобуток вугілля у глибоких шахтах, у своїй транспортування поверхню вугільної породи відбувається з допомогою водних струменів під напругою. Цей метод дозволив використовувати дефіцит підземного видобутку вугілля – підземні води – собі на благо.

Останнім часом гідравлічний видобутоквугілля вважають одним із найреспектабельніших способів. Вона здатна замінити трудомісткий та небезпечний процес видобутку вугілля шахтарями, замість яких руйнівною та підйомною силою виступатиме вода.

До мінусів цього способу видобутку вугілля відносять такі:

• постійний контакт робочих інструментів та механізмів з водою та гірською породою;
• певні труднощі при заміні чи ремонті робочого обладнання;
• залежність процесу видобутку вугілля від товщини, кута нахилу та твердості гірської породи.

Цим способом щорічно видобувається приблизно 7,5 % вугілля, що становить 545,5 млн т.

Вугільне паливо людина використовує з давніх часів. Його горючість та тепловіддача, тривалість збереження тепла в осередку стали порятунком людей у ​​холодні періоди, які циклічно змінювали одне одного на нашій планеті. Вугілля активно використовується і в нинішні часи, у паливно-енергетичному комплексі він полягає у першій трійці сировини поряд із нафтою та газом.

Як утворювалися вугільні поклади?

Утворилися вугільні поклади на місцях величезних зелених масивів. Це стародавня органіка, що залишилася після загибелі деревних насаджень. Для того, щоб загиблі рослини стали вугіллям необхідні певні умови: дерев'яні залишки не повинні згнити під впливом бактерій. Це можливо лише при попаданні їх під болотяну воду, а потім під землю, куди не надходить кисень. Вугілля вважається корисною копалиною, що видобувається з пластів гірських порід, що залягають на різній глибині.

Як знаходять та розробляють вугільні родовища?

Місця, де є вугілля, на планеті вже давно розвідані. Його запаси в різних країнах величезні, їх вистачить для потреб опалення та промисловості майже на три століття. Але за оцінками геологів, їх може бути більше, оскільки не у всіх частинах світу проводилися глибинні геолого-пошукові роботи щодо наявності вугільного палива. Розробка вугільних родовищ актуальна та приносить відчутний дохід державам, які займаються здобиччю цього твердого чорного золота. Процес розробки покладів ведеться залежно від рельєфу місцевості та глибини залягання вугільних пластів.

Оскільки живу в краю шахтарів, не міг не зацікавитись способами видобутку цієї копалини, яких, до речі, не так уже й багато. Користуючись нагодою, постараюся коротко розповісти про плюси та недоліки кожного з них.

Видобуток вугілля: шахтний спосіб

Видобуток копалини таким шляхом дає величезну перевагу, оскільки найбільш цінні види палива залягають на великих глибинах. При цьому вугілля практично не містить порожніх порід, чого не можна сказати про відкритий спосіб, але про нього трохи згодом. Отже, для того, щоб дістатися покладів, бурять глибокі вертикальні тунелі. Як тільки виявлено пласт, починається його горизонтальна технологія. Іноді глибина сягає 1,5 км, наприклад, шахта «Гвардійська», що на Донбасі. Однак такий спосіб містить чимало мінусів:

• загроза затоплення;
• оскільки метан - вічний супутник вугільних пластів, це може призвести до задухи робітників або підривом;
• що більша глибина, то вище температура, отже, існує ризик для людини та обладнання.

У світі в такий спосіб видобувають близько 40% світових запасів.

Видобуток вугілля: відкритий чи кар'єрний спосіб

І тут відпадає необхідність як дорогого буріння, а й будівлі низки наземних комунікацій. Суть зводиться до підриву порожньої породи, а потім у справу вступають величезні екскаватори, дробарки та вантажівки, які переробляють породу та вивозять її на відвали. Такий спосіб несе меншу небезпеку, проте з ним пов'язані деякі ризики. Це і загроза позапланового підриву, і отруєння робітників вихлопами, і необережне поводження з травмонебезпечним обладнанням.

Видобуток вугілля гідравлічним способом

В принципі, це той самий шахтний, проте є одна особливість: транспортування копалини здійснюється струменем води під величезним тиском. Виходить, що підземні води - головний біль шахтарів, які працюють на їхнє благо. Сьогодні цей спосіб вважається одним із найкращих, оскільки замінює трудомісткий процес транспортування. До недоліків можна віднести залежність видобутку від типу породи та постійний контакт води з обладнанням.

На сьогоднішній день кам'яне вугілля є одним із найнеобхідніших корисних копалин.

Цей ресурс утворюється природним шляхом, має величезні запаси та масу корисних властивостей.

Що таке кам'яне вугілля і як воно виглядає

Будівництво шахти є дуже дорогим вкладенням, проте після закінчення часу всі витрати повністю окупаються. При видобутку вугілля поверхню потрапляють та інші ресурси.

Є можливість видобутку дорогоцінних металів і рідко земних елементів, які згодом можна продати і отримати додатковий прибуток.

Нафта є практично найдорожчим ресурсом та основним джерелом палива на сьогоднішній день. Однак, жодна фірма або країна, що видобуває кам'яне вугілля, не знехтує його здобиччю в ім'я нафти, бо тверде паливо також має велике значення та високу цінність.

Утворення кам'яного вугілля

Вугілля у природі утворюється шляхом зміни поверхневого рельєфу. Гілки дерев, рослини, листя та інші природні залишки, що не встигли перегнити, насичуються вологою від боліт, через що перетворюються на торф.

Далі на сушу потрапляє морська вода, коли вона йде, вона також залишає шар відкладень. Після річки вносять свої корективи, земля заболочується, знову утворюється чи покриває ґрунт. Тому склад кам'яного вугілля залежить від віку.

Кам'яне вугілля — середнє за віком між бурим, наймолодшим і антрацитом, найстаршим.

Види кам'яного вугілля, їх склад та властивості

Існує кілька різновидів кам'яного вугілля:

• довгопламенні;
• газові;
• жирні;
• коксові;
• слабоспікання;
• худі.

Також поширені види, що складаються з декількох, так звані змішані, що мають властивості двох груп.

Кам'яне вугілля відрізняється чорним забарвленням, твердим, шаруватим, легко руйнується структурою, має блискучі вкраплення. Горючі властивості досить високі, тому що матеріал використовується як паливо.

Розглянемо Фізичні характеристики:

1. Щільність (або питома вага) сильно варіюється (максимальна може досягати 1500 кг/м³).
2. Питома теплоємність становить 1300 Дж/кг*К.
3. Температура горіння - 2100 ° С (при переробці 1000 ° С).

Родовища кам'яного вугілля в Росії

На російської територіїперебуває близько третини світових запасів.

Родовища вугілля та горючих сланців у Росії (для збільшення натисніть)

Найбільшим родовищем вугілля біля Росії є Ельгинское.Воно розташоване в районі Якутії.

Запаси за зразковими розрахунками становлять понад 2 млрд. тонн.

Рельєф, наближений до Кузнецького вугільному басейну(Кузбасу), був сильно пошкоджений через масштабні ресурсодобувні роботи.

Найбільші родовища кам'яного вугілля у світі

Карта родовищ вугілля у світі (для збільшення натисніть)

У найвідомішим вугільним басейном вважається Іллінойський. Загальний запас покладів у цьому родовищі налічує 365 млрд. тонн.

Видобуток кам'яного вугілля

Кам'яне вугілля в наш час видобувається трьома основними способами. Такими як:

• кар'єрний метод;
• видобуток через штольні;
• метод видобутку у шахтах.

Спосіб видобутку через кар'єри використовується, коли пласти вугілля залягають на поверхні приблизно на ста метрах у глибину і вище.

Кар'єри мають на увазі простий розрив землі або пісочної ями, з якої і ведеться видобуток, зазвичай в таких випадках вугільний пласт має досить велику товщину, що робить його видобуток простіше.

Штольні мають на увазі під собою свердловини, з великим кутом нахилу. По ньому всі видобуті копалини доставляються нагору, при цьому немає необхідності використовувати серйозну техніку або виривати улоговину.

Зазвичай поклади в таких місцях мають невелику товщину і зариті не дуже глибоко. Тому метод видобутку через штольні дозволяє швидко виробляти видобуток без особливих витрат.

Видобуток через шахти — найпоширеніший метод видобутку копалин, водночас найпродуктивніший, але водночас і небезпечний. Шахти пробурюються на велику глибину, що досягає кількох сотень метрів. Однак на це потрібен дозвіл, що підтверджує обґрунтування таких масштабних робіт, докази наявності покладів.

Деколи шахти можуть досягати кілометра, а то й більше в глибину, і простягатися на кілька кілометрів у довжину, утворюючи пов'язані між собою павутиння коридорів під землею. У 20 столітті навколо шахт згодом утворювалися навіть поселення та невеликі міста, в яких мешкали шахтарі з сім'ями.

Саме через умови видобутку робота в шахтах вважається дуже важкою і небезпечною, адже величезну кількість разів шахти обрушувалися, ховаючи під собою десятки, а то й сотні людей, які там працюють.

Застосування кам'яного вугілля

Кам'яне вугілля застосовується в різних сферах. Він широко використовується як тверде паливо (основне призначення), в металургії та в хімічної промисловості, Плюс з нього виробляються багато інших складових.

Саме з кам'яного вугілля виробляють деякі ароматичні речовини, метали, хімічні речовини, Виходить більше 360 інших продуктів переробки.

У свою чергу вироблені з нього речовини мають ринкову вартість у десятки разів вище, найдорожчим вважається метод переробки вугілля рідке паливо.

Для виготовлення 1 тонни рідкого палива потрібно переробити 2-3 тонни вугілля.Усі промислові відходи, одержувані під час переробки, нерідко ідуть виробництво будматеріалів.

Висновок

На землі існує безліч родовищ вугілля, що активно розробляються досі. На уроках біології у 5 класі і ще раніше, під час уроків природознавства у другому класі, діти знайомляться з цим поняттям. У цій роботі ми повторили коротко основні факти про кам'яне вугілля - походження, формула, марки, хімічний складта використання, видобуток та багато іншого.

Вугілля одна із найважливіших ресурсів, широко які у промисловості. Проте все ж таки варто бути обережними при порушенні природного перебігу речовин, адже розробка порушує рельєф і поступово виснажує природні запаси.