Exploatarea cărbunelui se desfășoară în mod deschis în. Exploatarea cărbunelui în cariera deschisă. Exploatarea cărbunelui în Rusia

Gama de utilizare a acestuia este foarte largă. Cărbunele este folosit pentru a genera energie electrică, ca materie primă industrială (cocs), pentru producerea de grafit, pentru producerea de combustibil lichid prin hidrogenare.

Rusia are rezerve vaste de zăcăminte de cărbune și bazine de cărbune.

Bazinul carbonifer este aria (adesea peste 10 mii de kilometri pătrați) de dezvoltare a zăcămintelor carbonifere, formate în anumite condiții în timpul o anumită perioadă timp. Zăcământul de cărbune are o suprafață mai mică și este o structură tectonică separată.

Bazinele platforme, pliate și de tranziție se găsesc pe teritoriul Rusiei.

Cea mai mare cantitate de zăcăminte de cărbune a fost găsită pe teritoriul Siberiei de Vest și de Est.

60% din rezervele de cărbune rusești sunt cărbuni humus, inclusiv cărbune de cocs (Karaganda, Yuzhno-Yakutsk, bazinul Kuznetsk). Se mai gasesc carbuni bruni (Ural, Siberia de Est, regiunea Moscova).

Rezervele de cărbune sunt împrăștiate în 25 de bazine carbonifere și 650 de zăcăminte separate.

Exploatarea cărbunelui se desfășoară în mod închis sau deschis. Exploatarea minieră închisă se desfășoară în mine, exploatarea în cariera deschisă - în cariere deschise (mine în cară deschisă).

Mina funcționează în medie de 40-50 de ani. Fiecare strat de cărbune este îndepărtat din mină timp de aproximativ 10 ani, urmat de dezvoltarea unui strat mai profund prin reconstrucție. Reconstituirea orizontului minelor este o condiție prealabilă pentru conservarea mediului și asigurarea securității lucrătorilor.

În minele de cărbune deschis, cărbunele este excavat în fâșii succesive.

Pentru perioada anului 2010, cărbunele din Rusia a fost extras în 91 de mine și 137 de mine cu cară deschisă. Capacitatea totală anuală a fost de 380 de milioane de tone.

După ce cărbunele este exploatat în mine sau în minele cu cară deschisă, acesta ajunge direct la consumator sau este trimis la întreprinderile de îmbogățire a cărbunelui.

În fabricile speciale, bucățile de cărbune sunt sortate după mărime și apoi procesate.

Procesul de îmbogățire este purificarea combustibilului din roci sterile și impurități.

Astăzi, cărbunele din Rusia este extras în principal în teritoriu și în 10 bazine principale. Cel mai mare depozit de cărbune tare și de cocsificare este bazinul Kuznetsk (regiunea Kemerovo), cărbune brun este extras în bazinul Kansk-Achinsk ( Regiunea Krasnoyarsk, Siberia de Est), Antracite - în bazinul Gorlovka și în Donbass.

Cărbunele din aceste piscine este de cea mai bună calitate.

Alte bazine carbonifere binecunoscute din Rusia includ bazinul Pechora (regiunea polară), bazinul Irkutsk-Cheremkhovsky din regiunea Irkutsk, bazinul Yakutsk de Sud din Orientul îndepărtat.

Bazinele Taimyr, Lensky și Tunguska din Siberia de Est, precum și zăcămintele din teritoriul Trans-Baikal, Primorye și regiunea Novosibirsk sunt în curs de dezvoltare.

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, cărbunele brun și antracitul.

Cum și cât de mult cărbune este produs în Federația Rusă

Acest mineral este exploatat în funcție de adâncimea locației sale: prin metode deschise (în cară deschisă) și subterane (în mine).

În perioada 2000-2015, producția subterană a crescut de la 90,9 la 103,7 milioane de tone, iar producția la cariera a crescut cu peste 100 de milioane de tone de la 167,5 la 269,7 milioane de tone. Cantitatea de fosile extrase în țară în această perioadă, defalcate pe metoda de producție, este prezentată în Fig. unu.

Orez. 1: Producția de cărbune în Federația Rusă din 2000 până în 2015 după metoda de producție, în mln.

Conform informațiilor Complexului de combustibil și energie (FEC) din Federația Rusăîn 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, se împart în cărbuni generatori de energie și cărbuni cocsificatori.

În volumul total pentru perioada 2010-2015, ponderea producției de energie a crescut de la 197,4 la 284,4 milioane de tone.Volumele producției de cărbune din Rusia după tip, vezi Fig. 2.

2: Structura producției de cărbune în Federația Rusă pe tipuri pentru 2010-2015, în milioane de tone

Câtă fosilă neagră este în țară și unde este extrasă

Potrivit lui Rosstat, Federația Rusă (157 miliarde.

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.

Orez. 3: Rezerve mondiale ale țărilor lider

Informațiile 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. Printre acestea se numără 71 de mine și 121 de mine la cariere. Capacitatea lor de producție combinată 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.

În 2016, 227 400 mii.

tone au fost extrase în regiunea Kemerovo (astfel de orașe cu o afiliere industrială sunt numite monocități), din care aproximativ 125.000 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, o nouă mină deschisă, Trudarmeysky Yuzhny, cu o capacitate de proiectare de 2.500 mii.

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. De asemenea, 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 informațiilor Rosstat pentru 2014) și 129 de zăcăminte separate.

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 din teritoriul Krasnoyarsk.

De asemenea, printre cele mai mari piscine se numără: Irkutsk, Pechora, Donețk, Yuzhno-Yakutsk, Minusinsky și altele.

Figura 4 prezintă structura rezervelor dovedite pe bazine mari.

Orez. 4: Rezerve explorate pentru principalele bazine din Rusia, miliarde de tone.

Import Export

Federația Rusă este unul dintre cei mai mari trei exportatori de cărbune după Australia (volum de export de 390 milioane USD).

tone) și Indonezia (330 de milioane de tone) în 2015. Cota Rusiei în 2015 - au fost exportate 156 de milioane de tone de fosilă neagră. 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 (cel mai mari țări exportatoare).

Central controlul expedierii Complexul de combustibil și energie raportează că în 2016 volumul total al exporturilor din țară a crescut, în timp ce importurile au scăzut.

Datele privind export-import în 2016 sunt prezentate în Tabelul 2.

Șeful Direcției Informare și Analitică a Departamentului Industriei Cărbunelui și Turbei din Ministerul Energiei al țării V.

Grishin prezice o creștere a exporturilor cu 6% în 2017, volumul acestuia putând ajunge la 175 milioane de tone, adică o creștere cu 10 milioane de tone.

Care companii sunt cei mai mari producători

Mare companiile petroliere Toată lumea cunoaște Rusia, iar cele mai mari companii producătoare de cărbune din țară în 2016 sunt: ​​OJSC SUEK (105,47), Kuzbassrazrezugol (44,5), SDS-coal (28,6), Vostsibugol (13,1), Yuzhny Kuzbass (9), Yuzhkuzbassugol (11.2). , Yakutugol (9,9), Raspadskaya OJSC (10,5), cantitatea de cărbune produsă este indicată în paranteze în milioane de tone, vezi

Orez. 6. Cei mai mari producători din Rusia în 2016, mln.

Companiile OJSC SUEK, Kuzbassrazrezugol și SDS-Ugol au fost lideri în producție în ultimii ani.

Cei mai mari producători pentru 2014-2015 sunt prezentați în Fig.

7. Printre aceștia, pe lângă cei doi lideri din industrie menționați mai sus, se numără și întreprinderi de procesare: Kuzbass Fuel Company, Holding Sibuglement, Vostsibugol, Russian Coal, EVRAZ (una dintre cele mai mari companii private din țară), Mechel-Mining , SDS-cărbune.

7. Cei mai mari producători din Federația Rusă pentru 2014-2015, în milioane de tone.

În noiembrie 2016, echipa lui Evgeny Kosmin din secția nr. 1 a V.D.

Yalevsky JSC SUEK-Kuzbass a stabilit un nou record de producție rusesc pentru anul de la o singură față de lucru - 4.810 mii de tone.

Rezultate și concluzii

• Complexul de cărbune al Rusiei se dezvoltă activ.
• Importurile au scăzut ușor în ultimii ani, în timp ce exporturile și producția au crescut.
• În ceea ce privește exporturile, Federația Rusă este una dintre cele trei țări lider după Australia și Indonezia.
• În următorii ani, este planificată deschiderea de noi întreprinderi miniere și de prelucrare.
• Cei trei lideri includ companii din regiunea Siberiei, care reprezintă peste 80% din producție din volumul total al țării.

Lyudmila Poberezhnykh, 2017-03-29

Întrebări și răspunsuri pe această temă

Încă nu s-au pus întrebări despre material, aveți ocazia să o faceți mai întâi

Referințe înrudite

Bazinele carbonifere ale Rusiei

Rolul acestui sau aceluia bazin carbonifer în diviziunea teritorială a muncii depinde de calitatea cărbunelui, de mărimea rezervelor, de indicatorii tehnici și economici ai producției, de gradul de pregătire a rezervelor pentru exploatarea industrială, de mărimea producția și particularitățile transportului și locației geografice.

Prin combinarea acestor condiții, baze interdistritale de cărbune- Bazinele Kuznetsk și Kansk-Achinsk, care împreună reprezintă 70% din producția de cărbune din Rusia, precum și bazinele Pechora, Donețk, Irkutsk-Ceremhov și South Yakutsk.
Cel mai important producător de cărbune din Rusia este Bazinul Cărbunelui Kuznetsk.

Bazinul Kuznetsk

Rezervele de sold de cărbune Kuzbass din categoria A + B + C1 sunt estimate la 57 de miliarde de tone, ceea ce reprezintă 58,8% din cărbunele Rusiei.

În același timp, rezervele de cărbune cocsificabil se ridică la 30,1 miliarde de tone, sau 73% din toate rezervele țării.

Aproape întreaga gamă de tipuri de cărbune este extrasă în Kuzbass. Intestinele Kuzbass sunt bogate in alte minerale, cum ar fi mangan, fier, fosforit, minereuri de nefelina, sisturi petroliere si alte minerale.

Cărbunii Kuznetsk sunt de înaltă calitate: conținut de cenușă 8-22%, conținut de sulf - 0,3-0,6%, căldură specifică de ardere - 6000 - 8500 kcal / kg.

Adâncimea medie a mineritului subteran ajunge la 315 m.
Aproximativ 40% din cărbunele produs este consumat chiar în regiunea Kemerovo și 60% este exportat în alte regiuni ale Rusiei și pentru export.
În structura exporturilor de cărbune din Rusia, Kuzbass reprezintă peste 70% din volumul său fizic.
Cărbunele de înaltă calitate, inclusiv cărbunele de cocsificare, se găsește aici. Aproape 12% din minerit se desfășoară într-o cară deschisă.
Districtul Belovsky este una dintre cele mai vechi zone de exploatare a cărbunelui din Kuzbass.

Bilanțul rezervelor de cărbune din regiunea Belovsky este de peste 10 miliarde.

tone.
Dezvoltarea bazinului de cărbune Kuznetsk a început în 1851 cu producția mai mult sau mai puțin regulată de combustibil la mina Bachatskaya pentru uzina metalurgică Guryevsky. Mina Bachat era situată la șase verste nord-est de satul Bachaty. Acum, în acest loc se află minele „Chertinskaya - Koksovaya”, „Novaya-2” și cariera deschisă „Novobochatsky”.
Primul născut al industriei cărbunelui din Belov este mina Pionerka. aici a fost extrasă prima tonă de cărbune.

În prezent, districtul Belovsky este cea mai mare regiune de exploatare a cărbunelui din Kuzbass.
Centrul geografic al regiunii Kemerovo este situat în districtul Belovsky.
Principalele centre sunt Novokuznetsk, Kemerovo, Prokopyevsk, Anzhero-Sudzhensk, Belovo, Leninsk-Kuznetskiy.

Bazinul Kansk-Achinsk este situat în sudul Siberiei de Est, pe teritoriul Krasnoyarsk, de-a lungul Căii Ferate Transsiberiane și asigură 12% din producția de cărbune din Rusia.

Cărbunele brun din acest bazin este cel mai ieftin din țară, deoarece este extras în cariera deschisă. Datorită calității sale slabe, cărbunele nu este ușor de transportat și, prin urmare, centralele termice puternice funcționează pe baza celor mai mari mine în cartier deschis (Irsha-Borodinsky, Nazarovsky, Berezovsky).

Bazinul Pechora este cel mai mare din partea europeană și reprezintă 4% din producția de cărbune a țării.

Este îndepărtată de cele mai importante centre industriale și este situată în Cercul Arctic; producția se realizează numai prin metoda minei. În partea de nord a bazinului (zăcământul Vorkuta, Vorgashorskoe), se extrage cărbune de cocs, în partea de sud (zăcământul Intinskoe) - în principal energie.

Principalii consumatori de cărbune Pechora sunt Uzina Metalurgică Cherepovets, întreprinderi din Regiunea Nord-Vest, Centru și Centru Pământ Negru.

Bazinul Donețk din regiunea Rostov este partea de est a bazinului carbonifer situat în Ucraina.

Este una dintre cele mai vechi zone de exploatare a cărbunelui. Metoda de minerit a dus la costul ridicat al cărbunelui. Producția de cărbune este în scădere în fiecare an, iar în 2007 bazinul a oferit doar 2,4% din producția integrală a Rusiei.

Bazinul Irkutsk-Cheremkhovsky din regiunea Irkutsk oferă un cost scăzut al cărbunelui, deoarece exploatarea se desfășoară într-o cariera deschisă și oferă 3,4% din cărbunele țării.

Datorită distanței mari de marii consumatori, este utilizat la centralele locale.

Bazinul Yakutsk de Sud (3,9% din producția totală a Rusiei) este situat în Orientul Îndepărtat. Posedă rezerve semnificative de energie și combustibil tehnologic, iar toată producția se desfășoară într-o groapă deschisă.

Bazinele de cărbune posibil includ Lensky, Tungusky și Taimyrsky, situate dincolo de Yenisei la nord de paralela 60.

Ocupă suprafețe vaste în zone subdezvoltate și slab populate din Siberia de Est și Orientul Îndepărtat.

În paralel cu crearea bazelor carbonifere de importanță interregională, a avut loc o dezvoltare extinsă a bazinelor carbonifere locale, ceea ce a făcut posibilă apropierea exploatării cărbunelui de regiunile de consum ale acestuia. În același timp, în regiunile de vest ale Rusiei, producția de cărbune este în scădere (regiunea Moscova), iar în regiunile de est, este în creștere bruscă (depozitele regiunii Novosibirsk, Teritoriul Trans-Baikal, Primorye.

Cea mai veche modalitate de exploatare a mineritului sunt minele deschise.... Deci, cammileniul VI î.Hr e. au apărut primele unelte miniere primitive, iar în Mileniul IV pe teritoriul Etiopiei de Nord, Caucazului, Indiei și Peninsulei Sinai au fost extrase minereuri polimetalice în vederea obținerii bronzului.

De la munca manuală la mecanizarea omniprezentă

În timpul construcției active a piramidelor în Egiptul Antic, au apărut primele cariere mari; în perioada antică, marmura a fost extrasă în zone deschise. În Evul Mediu, a existat o tendință de exploatare deschisă a metalelor neferoase. Centrele de dezvoltare erau teritoriile moderne ale Spaniei, Italiei și Uralilor Rusi. Deja de secolul al XVIII-lea exploatarea în cariere a zăcămintelor de placer din Urali și Siberia a câștigat o popularitate deosebită.

De-a lungul timpului, extragerea unor volume mari de resurse în mine și cariere s-a răspândit, iar până astăzi această metodă de extracție este răspândită. Dar cand este vorba despre așternut de roci puțin adânci, tăieturi mai profitabile și gropi deschise. Popularitatea exploatării în cariera deschisă este asociată în primul rând cu aceasta eficiență economică... Astfel, extracția mineralelor în cariere este de trei ori mai ieftină pentru zăcămintele de cărbune și de două ori mai ieftină pentru zăcămintele de minereu decât mine. În plus, atunci când se dezvoltă zăcăminte într-un mod de carieră, nu este nevoie de etape atât de costisitoare și consumatoare de timp precum amenajarea minelor sau amenajarea tunelurilor. În plus, din punct de vedere al productivității, carierele sunt de două sau chiar de trei ori mai rapide decât minele, iar volumul pierderilor de minerale este redus de cinci ori!

Desigur, progresul real în industrie nu ar fi fost posibil fără crearea de mașini de minerit cu drepturi depline și stabilirea unor procese de producție de bază, cum ar fi excavarea, încărcarea, transportul și descărcarea.

Primele excavatoare au început să fie folosite în cariere începând cu secolul al XIX-lea, iar începutul secolului al XX-lea a fost marcat de dezvoltarea rapidă a mineritului în cariere deschise în SUA și Germania. În Rusia, lucrurile nu au fost atât de roz: aproape până la mijlocul secolului trecut, muncă manuală, parțial mecanizat prin folosirea roabelor ca transport.

Pe teritoriul URSS, primul cariere majore pentru extracția cărbunelui au fost echipate metale neferoase și feroase din 1928 până în 1941. Totodată, au fost îmbunătățite și metodele operațiunilor de sablare. Așadar, în anii 20, minerii au abandonat porozitatea medievală în favoarea amonialului, în anii 30 l-au înlocuit cu dinamon, în timpul celui de-al Doilea Război Mondial, în care s-a înregistrat o creștere semnificativă a volumelor de producție, au folosit oxilicit. V timp postbelic Când economia se redresa activ, amploarea mecanizării proceselor în cariere deschise s-a extins, excavatoarele și echipamentele de transport au fost unificate, iar igdanitul a început să fie folosit în operațiunile de sablare.

În prezent, exploatarea în cariere a zăcămintelor face posibilă satisfacerea a aproximativ 65% din consumul mondial de materii prime atât de origine minerală, cât și nemetalice, precum și a 35% din combustibil solid. Aproximativ 90% din cărbunii bruni și 20-30% din cărbunii bituminoși sunt, de asemenea, extrași în minele deschise, 75% din minereurile de fier și aproximativ 80% din minereurile de metale neferoase, 90% din alte minerale și materiale de construcții sunt exploatate în cariere. Exploatarea în cariera este cea mai răspândită în SUA, China, Australia, Canada și o serie de țări europene. Pe teritoriul Federației Ruse, ponderea extracției minereurilor atât a metalelor feroase, cât și a celor neferoase în cariere deschise reprezintă până la 93%, cărbunele - 66% și aproape 100% din materialele de construcție.

Coal Klondike

În general, industria cărbunelui din Federația Rusă este una dintre cele mai importante industrii care determină securitatea energetică și suveranitatea Rusiei. Despre asta în august 2017 la eveniment, dedicată miner, a spus președintele rus Vladimir Putin.

Conform celor mai recente date furnizate de Biroul Central de Dispecerat al Complexului de Combustibil și Energie (CDU TEK), producția de cărbune din Rusia în martie 2018 a crescut față de martie 2017 cu 8,3% - la 36,962 milioane de tone, exporturile au crescut cu 0,9% - până la 15,638 milioane tone.Livrările de cărbune rusesc pe piața internă au crescut cu 17,8% până la 17,275 milioane tone.Totodată, în martie 2018, sa înregistrat o scădere a importurilor de cărbune cu 41,5% până la 1,253 milioane tone.

Producția celor mai mari companii de cărbune în perioada de raportare a fost: SUEK - 9,865 milioane tone (+ 6,5%), MC Kuzbassrazrezugol (parte a UMMC) - 3,921 milioane tone (+3,2%), HC SDS-Ugol - 2,133 milioane tone (- 3,8%), Vostsibugol - 1,283 milioane de tone (+ 5,4%), Yuzhny Kuzbass MC (parte din Mechel) - 635,3 mii tone (-12, 4%), HC Yakutugol (parte din Mechel) - 704,1 mii tone (-10%) ). O parte semnificativă a pieței interne, precum și exporturile, se încadrează pe bazinul de cărbune Kuznetsk - unul dintre cele mai mari din Rusia și din lume.

Bazinul, situat în Siberia de Vest, pe teritoriul Regiunii Kemerovo, conține 58 de mine și 36 de mine cu cară deschisă.
Cea mai mare companie din Kuzbass specializată în exploatarea cărbunelui la cariera deschisă este OJSC MC Kuzbassrazrezugol. Include șase mine deschise: Kedrovsky, Mokhovsky, Bachatsky, Krasnobrodsky, Taldinsky, Kaltansky. Rezervele de sold ale Regatului Unit sunt de peste două miliarde de tone de cărbune. Întreprinderile companiei produc anual peste 45 de milioane de tone de combustibil.

Aproximativ 50% din cărbunele produs este exportat. Consumatorii activi ai cărbunelui Kuzbass pe piața externă sunt Țările de Jos, Coreea, China, țările asiatice, pe piața internă - rezidenți ai Siberiei de Vest, Uralii și partea europeană a Rusiei. Datorită creșterii amplorii exploatării cărbunelui în cariera deschisă, popularitatea produselor din bazinul de cărbune Kuznetsk este în creștere. Prin urmare, cărbunele extras în minele deschise este mai ieftin decât din zăcămintele îngropate în mine vedere dată produsele sunt preferate de persoane fizice și mici întreprinzători. Sunt extrase atât cărbune de înaltă calitate, cât și cărbune de calitate scăzută, ceea ce permite consumatorilor să achiziționeze produse care își îndeplinesc obiectivele.

După cum am spus mai sus, exploatarea în cariera este imposibilă fără utilizarea unor echipamente specializate, care sunt adaptate special pentru acest tip de industrie. Totuși, și aici, totul nu este atât de simplu: există multe criterii pentru alegerea mașinilor și echipamentelor.

Tehnologii miniere

Pentru început, exploatarea în cară deschisă se realizează folosind diferite abordări și tehnologii. La rândul său, alegerea unuia sau altuia proces de producție influențată de o serie de factori.

În primul rând, în funcție de poziția și forma depozitelor față de suprafața pământului, se disting următoarele metode de dezvoltare a câmpului:

• Suprafaţă. Această metodă prevede dezvoltarea sitului și prelucrarea volumului maxim atât de minerale, cât și de supraîncărcare. În acest caz, acestea din urmă sunt situate în zona prelucrată a carierei.
• Adânc. Cu acesta, supraîncărcarea este îndepărtată în ordine descrescătoare în straturi.
• Ținutul înalt. În acest caz, supraîncărcarea și mineralele se deplasează de sus în jos la niveluri mai profunde.
• Metoda înaltă-adâncă este folosită ca variantă a metodei înaltă cu un relief destul de dificil.
• Metoda de exploatare submarină este utilizată atunci când rezervorul și acoperișul său sunt situate sub apă.

În al doilea rând, în funcție de criteriul poziției zonei de lucru, precum și de mișcarea frontului de lucru, se disting următoarele metode:

• Solid. Minereul este extras în zăcăminte de tip orizontal sau cu scufundare uşoară, roca sterilă fiind plasată atât în ​​spaţiul exploatat, cât şi în afara carierei.
• Adânc. Dezvoltarea de depozite abrupte și înclinate cu plasarea supraîncărcării în haldele exterioare.
• Amestecat. Include, în grade diferite, ambele metode, este utilizat în extracția mineralelor în condiții montane, geologice și topografice dificile.

În al treilea rând, în funcție de tipurile de echipamente miniere și de transport utilizate, se disting următoarele tehnologii:

• Ciclic. Procesele de extracție și transport de minereu au loc cu pauze, ceea ce este asociat cu particularitățile aplicării unei anumite tehnici.
• Cyclic-flow, în care sunt utilizate mecanisme de acțiune continuă și ciclică. În același timp, excavarea rocii este efectuată de mașini cu principiul ciclic de funcționare - excavatoare cu o singură cupă, precum și încărcătoare și transport - prin dispozitive care funcționează continuu, inclusiv transportoare și instalații automate de sortare.
• Raționalizați. Utilizează în principal mașini de minerit și transport cu un principiu de funcționare continuu, de exemplu, dispozitive hidromecanice, transportoare cu bandă, excavatoare cu cupe. Dacă tehnologiile ciclice şi ciclice-flux sunt caracterizate prin control automatizat procese separate, apoi pentru streaming sunt implicate sisteme automatizate management.

Indiferent de tipul de dezvoltare a depozitelor în cariere deschise, este inerentă o schemă generală de lucru identică. Straturile de roci sterile sunt împărțite în corniche, care sunt îndepărtate de sus în jos, cu straturile superioare înaintea celor inferioare. Spațiul generat crește pe măsură ce bancurile de lucru se mișcă. În general, procesele tehnologice prevăd separarea stânci din minerale, încărcarea și îndepărtarea masei de rocă, plasarea roci sterile în haldele.

Totul începe cu explorarea. După aprobarea și lansarea proiectului, munca pregatitoare: tăierea și dezrădăcinarea pădurilor, udarea sau drenarea zonei, construcția de depozite, amenajări administrative și industriale, comunicații, rețele de alimentare cu apă și de canalizare. Complexitatea procesului depinde de caracteristicile topografice, de condițiile climatice și de gradul de tăiere a apei.

La etapa de exploatare capitală și deschidere a zăcământului sunt echipate componentele structurale ale carierei: șanțuri interioare și exterioare, sunt instalate echipamente miniere, tehnologice și de transport. Decaparea supraîncărcării - separarea rocilor care interferează cu extracția mineralelor prin slăbire mecanică sau prin folosirea explozivilor. O caracteristică a lucrului cu suprasarcină este mișcarea constantă a fețelor și punctelor de descărcare pe haldele.

Pentru forarea găurilor de sablare se folosesc instalații de foraj cu o greutate de până la 130 de tone.Ca explozivi se folosesc granuliți și grammoniți de amoniu fără nitrat de titan, precum și componente umplute cu apă pentru puțuri cu inundații. Deschiderea este efectuată de ripper cu o putere de până la 735 kW. De asemenea, la etapa de decopertare sunt implicate dragele și lopeți mecanizate cu o capacitate de găleată de aproximativ o sută și jumătate de metri cubi. m.

Apoi urmează producția în sine, inclusiv extracția mineralelor, transportul și expedierea acestora către depozite sau fabrici de procesare folosind echipamente speciale.

Care este puterea, frate?

După cum am spus mai devreme, o carieră modernă este o întreprindere de înaltă tehnologie, cu un grad ridicat de mecanizare. Zăcămintele sunt operate de mașini performante concepute pentru excavarea, zdrobirea, transportul și depozitarea rocilor și mineralelor. Aceste procese sunt efectuate atât de diferite mașini de minerit, cât și de unități complexe care îndeplinesc mai multe funcții simultan.

Cele mai frecvente tipuri de utilaje miniere folosite in industria constructiilor/minerilor sunt diverse tipuri de excavatoare, basculante grele/medii, tractoare, incarcatoare, buldozere, gredere. Toate diferă prin tip, putere, capacitate de transport și parametri tehnici, oferind o anumită gamă de sarcini de îndeplinit, productivitate ridicată, simplificare a procesului tehnologic și o serie de alte avantaje.

Alegerea mașinilor specifice depinde de o serie de condiții, cum ar fi gradul de duritate al rocilor, forma straturilor de minerale, conditii geologice, relief și chiar climat. Sistemul de dezvoltare a câmpului și modul de operațiuni miniere au, de asemenea, impact. Cheltuielile de capital, marjele de profit și productivitatea muncii joacă, de asemenea, un rol important.

Pentru creșterea eficienței dezvoltării zăcămintelor în cariere se introduce o mecanizare complexă, caracterizată prin continuitatea comunicațiilor de la punctul de față către punctele de descărcare a minereului. Încă una condiție cerută- mașinile implicate în foraj, excavare și încărcare, descărcare și sarcini auxiliare trebuie să se potrivească între ele în ceea ce privește productivitatea și puterea.

Fapt amuzant: alegerea unei tehnici specifice este foarte influențată de tradițiile naționale ale industriei. De exemplu, în Statele Unite, operatorii minelor de cărbune preferă excavatoarele mari, în timp ce în Germania folosesc mai des sistemele de descărcare. În majoritatea cazurilor, excavatoarele, lopețile drepte și încărcătoarele articulate sunt folosite ca echipamente de excavare și încărcare în întreaga lume.

O caracteristică a tehnologiei de exploatare continuă în aer liber este utilizarea pe scară largă a excavatoarelor cu roți cu cupe și concasoare autopropulsate, a căror masă poate ajunge la 600 de tone.Utilizarea unităților de concasare, atât mobile, cât și staționare, amplasate în punctele de descărcare și recepție, permite operatorilor să utilizeze mai pe scară largă sistemele de transport.

Principala unitate de transport din cariere sunt încă basculante. Numărul predominant de astfel de mașini are o capacitate de transport de până la 155 de tone, într-o măsură mai mică giganții (200-300 de tone) sunt implicați în minerit în aer liber. În plus, sunt utilizate în mod activ unități feroviare de 360 ​​de tone, vagoane basculante cu o capacitate de transport de aproximativ 180 de tone. Există adevărate colos între mașinile de minerit, campioni mondiali în dimensiune și putere printre excavatoare, încărcătoare și basculante. Este clar că utilizarea unui număr mare de mașini scumpe și puternice, volumul colosal de muncă predetermina nu numai că exploatarea în cariera este extrem de eficientă, ci și că este un proces destul de costisitor. Despre basculante vom vorbi mai departe pe paginile revistei.

Următoarele cele mai populare sunt excavatoarele puternice, care asigură curățarea teritoriului, săparea șanțurilor, încărcarea și multe alte lucrări. În cea mai mare parte, sunt utilizate două tipuri de echipamente - modificări diesel și electrice ale mașinilor de tip excavator, dar ultimele dintre ele provoacă multe dificultăți în funcționare, prin urmare, mașinile cu motor diesel sunt considerate cele mai comune tipuri. Cu toate acestea, printre avantajele excavatorului electric se numără capacitatea mare de ridicare, ceea ce reduce costul exploatării miniere.

La fel de exemplu ilustrativ Să ne întoarcem la secțiunea Bachatsky menționată mai sus - una dintre cele mai mari din bazinul Kuznetsk. Construcția sa a început în 1948, la șapte kilometri de vechiul sat Bachaty, prin care curge râul Bolșoi (Cernovaia) Bachat. Până în prezent, producția sa anuală este de peste 8 milioane 700 de mii de tone.

Baza tehnică a carierei cuprinde o flotă de magistrală necesară și echipament auxiliar, precum și obiectele instalațiilor de reparații - un complex de reparații, clădiri și structuri de depozit, instalații de alimentare cu energie. Potrivit celor mai recente date, 29 de excavatoare, nouă locomotive, trei instalații de foraj, 24 de buldozere grele, precum și 63 de basculante, inclusiv cea mai mare din țările CSI din segmentul său, BelAZ-75600, cu o capacitate de transport de 320 de tone și cu o greutate de 560 de tone, sunt implicați în mină.

În 2011, un excavator chinezesc WK-35 de 35 de metri cubi și un american P&H-4100 XRS cu un volum al cupei de 57 de metri cubi au fost puse în funcțiune la mina la cariera deschisă. m. Cărbunii generatori de energie au fost procesați din 2002 la uzina de îmbogățire Bachatskaya Energeticheskaya cu o capacitate de trei milioane de tone de cărbune pe an și două complexe de sortare DSK-1 și DSK-2, fiecare procesând 1,5 milioane de tone de cărbune per fiecare. an. Cărbunii de cocsificare au fost procesați din 2008 la uzina de preparare a cărbunelui Bachatskaya Koksovaya, cu o capacitate de procesare de 3 milioane de tone de cărbune pe an. Cărbunele diluat din partea de jos a schemei automate este transportat cu basculante la depozitele secției de procesare și îmbogățire. Reconstrucția complexului de îmbogățire cu mașina de jigging Batak este aproape de finalizare, ceea ce va face posibilă creșterea extracției de cărbune comercializabil din masa purtătoare de cărbune a RGM de la 350 mii la 750 mii tone pe an.

Tendințe de import

Datorită cererii mari de echipamente de carieră, această direcție de inginerie mecanică ocupă acum o nișă extrem de serioasă. Dintre producătorii de echipamente de carieră, se remarcă fabricile de automobile din Belarus și Mogilev, de mulți ani producând echipamente speciale puternice pentru diverse scopuri. Printre preocupările străine, principalii producători sunt Hitachi-Euclid, Liebherr, Caterpillar, Terex și Komatsu, care produc o gamă largă de aliniamentul mașini și echipamente de carieră.

Companiile americane Caterpillar și Terex, care sunt binecunoscute pe piața rusă, sunt lideri recunoscuți în industria auto mondială în domeniul producției, care este ocupat de echipamente speciale pentru minerit. Preocupări precum compania germană Liebherr și producătorii japonezi de echipamente Komatsu Hitachi sunt următorii în ceea ce privește puterea mașinilor produse, productivitatea ridicată a acestora și parametrii tehnici. Principalii producători de echipamente specializate din Rusia sunt Tractor Plants Concern ( marcă Chetra), corporația de inginerie Uralmash, Izhorskiye Zavody OJSC și GAZ Group (divizia Spetstekhnika) - mărcile comerciale TVEKS și ChSDM.

Potrivit experților, eșantioanele fabricate în străinătate predomină în prezent pe piața echipamentelor și utilajelor de carieră. Pentru a nu fi neîntemeiat, să trecem la cifre. Datele privind importurile pe piața echipamentelor miniere în 2017 au fost furnizate de ID-Marketing (www.id-marketing.ru). Studiul a analizat următoarele articole: excavatoare hidraulice grele, excavatoare hidraulice mari pentru minerit, încărcătoare grele pe roți, buldozere grele pe șenile. Vom dezvălui date despre volumele de import ale unui alt lucrător de carieră - basculante într-un articol separat.

Rezultatele sunt prezentate în tabel. Volumul total al importurilor pentru un anumit tip de echipament pe an, unități, este evidențiat cu roșu. Verde - rata de creștere din 2017 până în 2016,%.

Deci, conform cercetării ID-Marketing , cea mai mare creștere a volumului de provizii se observă în segmentul excavatoarelor hidraulice grele (147, 60%). Volumul total al livrărilor este egal cu 827 de unități de echipamente. Pozițiile de lider sunt ocupate de mașini fabricate în Coreea (43, 53%) din piață, 33, 49% sunt ocupate de excavatoare japoneze, ponderea mașinilor chinezești este de 18,86% , iar doar 4,11% din piata sunt reprezentate de utilaje produse de alte tari. Dacă vorbim despre mărci, atunci anul acesta a existat un trend interesant. 44, 38% din piata totala este ocupata de utilaje de diverse marci, crescand ponderea de prezenta cu 198, 37% fata de 2016. Urmează HYUNDAI - ponderea sa este de 24,06%, crescându-și ponderea cu 145,68% față de 2016, apoi KOMATSU (17,78%), creșterea fiind de 133,33%. O mare parte a livrărilor (38, 57%) cade pe Moscova, alte 14, 87% - în regiunea Moscovei. 20, 31% din numărul total de mașini au fost achiziționate de Teritoriul Primorsky, ceea ce este cu 2300% mai mult decât în ​​2016.

O creștere semnificativă se observă și pe segmentul hidraulic minier mare. În 2017, 155 de unități de echipamente au fost livrate în Rusia, ceea ce este cu 118,31% mai mult decât în ​​2016. Cea mai mare cotă de piață (61,94% și, respectiv, 96 de vehicule) este ocupată de echipamentele fabricate în Japonia, apoi Franța (cota de piață - 14, 19%, volumul livrărilor - 22. Principalul importator în rândul regiunilor este Moscova (123 de mașini și, respectiv, 79,35% din piață), 20% din piață cade pe ponderea Primorsky Krai - 31 de mașini cu o creștere de un record de 416,67%. aprovizionarea regiunii Kaluga.

Printre companii, KOMATSU detine o pozitie de lider. În 2017, marca și-a crescut creșterea pieței cu 122,5%, livrând 89 de mașini și astfel luând 57,42% din piață. Ponderea concernului LIEBHERR a crescut cu 214,29% (până la 14,19%), furnizând 22 de excavatoare.

În 2017, în Rusia au fost livrate 45 de încărcătoare cu roți grele, ceea ce este cu 55,17% mai mult decât în ​​2016, 16 dintre acestea sunt de producție suedeză (35,56% din totalul pieței, adică cu 166,67% mai mult decât în ​​2016). 33,33% este ocupat de Japonia (15 mașini). Și-a crescut ponderea cu 15,38% față de 2016. Volumul livrărilor către SUA a crescut cu 50% - 12 vehicule, ceea ce a constituit 26,67% din cota totală de piață. Principalul cumpărător este și Moscova (15 mașini și, respectiv, 33, 33% din piață). Urmează apoi regiunea Kaluga (13 mașini, 28,89% și o creștere a ponderii cu 116,67%). Pentru prima dată, au început livrările în regiunea Novosibirsk - 5 vehicule (11,11%). Restul regiunilor reprezintă 26,67% (12 mașini). Dintre mărci, VOLVO este lider (16 mașini, 35, 56 de piață cu o creștere a cotei sale cu 167, 76% față de 2016). 13 utilaje au fost furnizate de KOMATSU (28,89 cu o creștere de 85,71%). 20% pentru CAT (9 mașini, o creștere de 85, 71%).

Piața de import pentru buldozere grele pe șenile în 2017 a crescut ușor - cu 35, 83% și a ajuns la 254 de vehicule. Printre țările-furnizori de mașini din această clasă, Japonia este încă în frunte - 39,76%, deși pozițiile au scăzut față de 2016 cu 4,72%.

Conținutul articolului

Cărbune fosil, rocă sedimentară combustibilă de origine organică (plantă), constând din carbon, hidrogen, oxigen, azot și alte componente minore. Culoarea variază de la maro deschis la negru, lucioasă - de la mat la strălucitor strălucitor. De obicei, există o laminare pronunțată, sau bandă, care o face să se împartă în blocuri sau mase tabulare. Densitatea cărbunelui este de la mai puțin de 1 până la ~ 1,7 g/cm 3, în funcție de gradul de modificare și compactare pe care a suferit-o în procesul de formare a cărbunelui, precum și de conținutul de componente minerale.

Formarea cărbunelui.

Începând din perioada devoniană, în turbării antice în condiții anaerobe (în mediu reducător, fără acces la oxigen), s-a acumulat și conservat materie organică (turbă), din care s-au format cărbuni fosili. Depozitul primar de turbă a constat dintr-o masă de țesuturi vegetale din structura lor celulară complet descompuse (gelificată) până la bine conservată. În condiții aerobe, când reziduurile vegetale au fost expuse la ape îmbogățite cu oxigen sau la contactul cu atmosfera, materia organică a fost complet oxidată (descompusă) cu eliberarea de dioxid de carbon și hidrocarburi ușoare (metan, etan etc.), care nu era însoţită de formarea turbei.

Transformarea turbei în cărbune fosil, numită coalificare, a avut loc pe parcursul a mai multor milioane de ani și a fost însoțită de o concentrație de carbon și o scădere a conținutului celor trei elemente principale care formează carbon - oxigen, azot și hidrogen. Principalii factori de coaliare sunt temperatura, presiunea și timpul. În Rusia, se obișnuiește să se distingă următoarele etape de coalifiere: cărbune brun (cu un substadiu timpuriu - lignit), cărbune, antracit și grafit. În același timp, a avut loc o formare secvențială de cărbuni bruni, cărbuni bituminoși, antracit și grafit. În SUA, Canada, Germania, Marea Britanie și multe alte țări, este general acceptat că ligniții, cărbunii subbituminoși, cărbunii bituminoși, antracitul și grafitul se formează din turbă în procesul de coalificare (ceea ce nu contrazice clasificarea rusă).

Formarea modernă a turbei are loc la scari diferite pe toate continentele, cu excepția Antarcticii. Turbării mari sunt cunoscute în Canada, Rusia, Irlanda, Scoția și alte țări.

Formarea cărbunelui care a avut loc în epocile trecute a diferit ca intensitate, precum și în condițiile de formare a turbăriilor primare. Ca și acum, în antichitate, turba s-a acumulat atât în ​​părțile interioare ale continentelor, cât și la periferia acestora. În acest caz, factorii climatici și tectonici au jucat un rol important. Formarea intensivă a cărbunelui a avut loc în epocile cu climat cald și umed, Carbonifer, Permian, Jurasic, Paleogen și Neogen, și slab - în Devonian și Triasic. Fluctuațiile tectonice ale marginilor continentale au fost însoțite de acumularea de strate purtătoare de cărbune cu grosimea de câțiva kilometri, incluzând până la 200-300 de coloane de cărbune și straturi intermediare. În timpul transgresiilor maritime, turbării au fost inundate, iar deasupra turbei s-au depus sedimente de textură diferită, spălate de zonele de uscat mai înalte adiacente. Apoi, în timpul regresiei marine în condiții de scufundare a terenului, a reluat formarea mlaștinilor și s-a acumulat turbă. Ca urmare a repetării repetate a acestor procese, s-au format strate sedimentare stratificate. Grosimea unor astfel de strate purtătoare de cărbune variază de la câteva zeci de metri până la 3000 m și mai mult (de exemplu, în bazinul Appalachian peste 2000 m, Ruhr - 2500–3000 m, Silezia Superioară - 2500–6000 m, Donețk - până la 18.000 m).

Vârsta cărbunelui.

Studiul rămășițelor vegetale conservate în cărbuni a făcut posibilă urmărirea evoluției formării cărbunelui - de la straturile de cărbune mai vechi formate de plante inferioare până la cărbuni tineri și depozite moderne de turbă caracterizate printr-o mare varietate de plante superioare formatoare de turbă. Vârsta stratului de cărbune și a rocilor asociate este determinată prin determinarea compoziției prin specii a resturilor de plante conținute în cărbune.

Cele mai vechi zăcăminte de cărbune s-au format în perioada Devoniană, acum aproximativ 350 de milioane de ani. Cea mai intensă formare de cărbune a avut loc în intervalul de la 345 la 280 de milioane de ani în urmă, și de aceea această perioadă a fost numită Carbonifer. Aceasta include majoritatea bazinelor purtătoare de cărbune din regiunile de est și centrală ale Statelor Unite, Europa de Vest și de Est, China, India și Africa de Sud. În perioada Permian (280–235 Ma), în Eurasia a avut loc o formare intensă a cărbunelui (bazine carbonifere din China de Sud, Kuznetsk și Pechora - în Rusia). În perioada triasică s-au format mici zăcăminte de cărbune în Europa. O nouă creștere a intensității formării cărbunelui a avut loc la începutul perioadei jurasice (185–132 Ma). Cu aproximativ 100–65 de milioane de ani în urmă, în perioada Cretacicului, s-au format zăcăminte de cărbune din Munții Stâncoși din SUA, Europa de Est, Asia Centrală și Indochina. În perioada terțiară, cu aproximativ 50 de milioane de ani și mai târziu, zăcămintele de cărbune brun au apărut în principal în diferite regiuni ale Statelor Unite (în nordul Marilor Câmpii, nordul coastei Pacificului și în regiunile de coastă ale Golfului Mexic), în Japonia, Noua Zeelandă și America de Sud cât şi în Europa de Vest. În Europa și America de Nord, formarea turbei a avut loc în perioadele interglaciare calde și în perioada postglaciară.

Conditii de amplasare.

Ca urmare a mișcărilor scoarței terestre, în timpul cărora a avut loc o schimbare a poziției relative a pământului și a mării, straturile groase de roci purtătoare de cărbune au experimentat ridicarea și plierea. De-a lungul timpului, părțile ridicate ale straturilor (anticlinale) au fost distruse din cauza eroziunii, iar părțile afundate (sinclinale) au rămas în bazine largi de mică adâncime, unde cărbunele se află la o adâncime de cel puțin 900 m de la suprafață. De exemplu, în Statele Unite, în Munții Stâncoși și în nordul coastei Pacificului, zăcămintele purtătoare de cărbune apar mai ales la adâncimi de 1200-1850 m și, în cazuri excepționale, ajung la adâncimea de 6100 m. Este exploatat. pe alocuri de la o adâncime mai mare de 1200 m. Straturile de cărbune care continuă până la o adâncime de 5–8 km sunt în prezent neprofitabile de dezvoltat.

Cusături de cărbune.

Grosimea straturilor individuale de cărbune variază de la 10 cm la 240 m (ca, de exemplu, în statul Victoria din Australia). Cusături cu o grosime de 120 m se găsesc în China; 60 m - în SUA (Wyoming) și Germania; 30 m - în SUA (Wyoming), Canada (Columbia Britanică) și alte zone. Aceste straturi groase acoperă de obicei o zonă mică. Cel mai adesea, există cusături de 90–240 cm grosime, care se răspândesc pe suprafețe mari și sunt asociate cu rezerve semnificative de cărbune extras. Straturile de roci purtătoare de cărbune conțin de la două până la trei până la câteva zeci de filamente de cărbune. De exemplu, în Statele Unite, 117 filamente de cărbune au fost identificate într-un studiu detaliat al straturilor de cărbune din Virginia de Vest.

Clasificări.

Cărbunii fosili sunt evaluați în funcție de trei parametri: gradul de metamorfism, care este definit ca gradul de modificare a conținutului de carbon din cărbune; calitate, apreciată prin conținutul de componentă combustibilă, cantitatea de substanțe care formează cenușă, conținutul de umiditate, sulf și alte elemente și prin compoziția instalațiilor de formare a cărbunelui fosil, transformările chimice care au avut loc în procesul de coaliare.

Etapele metamorfismului.

Principalele clase de cărbune (acceptat în Statele Unite și unele țări europene), în stadii ascendente ale metamorfismului, includ lignitul (în Rusia, lignitul este un termen de utilizare liberă), cărbunele subbituminos, cărbunele bituminos și antracitul. Diferențele în stadiul metamorfismului sunt determinate pe baza analizelor chimice, indicând o scădere consistentă a umidității și eliberare de substanțe volatile, precum și o creștere a conținutului de carbon. Puterea cărbunelui în timpul transportului și depozitării, precum și activitatea de ardere, depind de cantitatea relativă de umiditate, substanțe volatile, carbon și puterea calorică (căldura de ardere). Marii consumatori trebuie să cunoască proprietățile diferiților cărbuni și costurile comparative ale exploatării și transportului diferitelor categorii de cărbuni pentru a decide care categorie se potrivește cel mai bine nevoilor lor.

Lignit

are o structura lemnoasa fibroasa distincta, mai des maro deschis si maro, mai rar negru. În ceea ce privește proprietățile și compoziția, acesta diferă de cărbunele brun real, care se găsește în principal în Canada și Europa. În comparație cu turba, lignitul conține mai puțină apă și are o putere calorică mai mare. Majoritatea cărbunilor tineri (nou formați) sunt lignit, dar acolo unde au fost supuși la presiune mare sau la căldură intensă, calitatea lor este mai mare.

Cărbune subbituminos

se caracterizeaza printr-o culoare neagra, un aspect usor, iar uneori absenta unei structuri fibroase de lemn, contine mai putina apa si substante volatile in comparatie cu lignitul, si are o putere calorica mai mare. Cărbunele subbituminos este ușor de deteriorat în aer și se prăbușește în timpul transportului.

Carbune bituminos

Se distinge prin culoarea neagră, conținutul relativ scăzut de umiditate și cea mai mare putere calorică dintre toate cărbunii. În majoritatea țărilor foarte dezvoltate, cărbunele bituminos este utilizat în industrie în cantități mai mari decât cărbunele din alte categorii, deoarece nu scade în calitate în timpul transportului și are un valoare calorica; în plus, unele tipuri de cărbune bituminos sunt folosite pentru a produce cocs metalurgic.

Antracit

caracterizat printr-un conținut foarte mare de carbon, umiditate scăzută și randament scăzut al componentelor volatile. Are o culoare neagră și nu degajă funingine atunci când este ars. Este nevoie de mai multă căldură și efort pentru a aprinde antracitul, dar atunci când este aprins, dă o flacără stabilă, curată, fierbinte, albastră și arde mai mult decât cărbunele din etapele inferioare ale metamorfismului. Până în anii 1920, antracitul a fost folosit pe scară largă pentru încălzirea locuințelor, iar apoi a fost înlocuit cu petrol și gaze naturale.

Nota.

În procesul de formare a turbei, în cărbune intră diverse elemente, dintre care majoritatea sunt concentrate în cenușă. Când cărbunele este ars, sulful și unele elemente volatile sunt eliberate în atmosferă. Conținutul relativ de sulf și substanțe care formează cenușă din cărbune determină calitatea cărbunelui ( Vezi tabelul). Cărbunele de calitate superioară are mai puțin sulf și mai puțină cenușă decât cărbunele de calitate scăzută, deci este mai solicitat și mai scump.

Gradul este determinat de calitatea cărbunelui, și nu de stadiul de coaliare, care caracterizează gradul de modificare a acestuia. Cărbunele de calitate scăzută, cum ar fi lignitul, poate fi de calitate superioară, iar cărbunele de calitate superioară, cum ar fi antracitul, poate fi de calitate scăzută.

Cantitatea de substanțe care formează cenușă (componentă minerală) conținută în cărbune poate varia de la 1 la 50 la sută în greutate, dar pentru majoritatea cărbunilor utilizați în industrie este de 2-12%. Substanțele care formează cenușă conferă greutate suplimentară, ceea ce crește costul transportului cărbunelui. În plus, o parte din cenușă ajunge în aer și îl poluează. Unele componente de cenușă se sinterizează pentru a forma zgură pe grătare și împiedică arderea.

Deși conținutul de sulf în cărbuni poate varia de la 1 la 10%, majoritatea cărbunilor utilizați în industrie au un conținut de sulf de 1-5%. Cu toate acestea, impuritățile de sulf sunt nedorite chiar și în cantități mici. Când cărbunele este ars, cea mai mare parte a sulfului este eliberată în atmosferă sub formă de poluanți nocivi - oxizi de sulf. În plus, un amestec de sulf are un impact negativ asupra calității cocsului și a oțelului topit pe baza utilizării unui astfel de cocs. Combinându-se cu oxigenul și apa, sulful formează acid sulfuric, care corodează mecanismele centralelor termice pe cărbune. Acidul sulfuric este prezent în apele de mină care se scurg din lucrările miniere, în haldele miniere și de supraîncărcare, poluând mediul și împiedicând dezvoltarea vegetației.

Resurse.

Resursele totale de cărbune ale lumii, de ex. cantitatea de cărbune care se afla în intestine înainte de a începe să fie extras este estimată la o valoare totală de peste 15.000 de miliarde de tone; dintre acestea, aproximativ jumătate sunt disponibile pentru minerit. Cea mai mare parte a resurselor mondiale de cărbune se află în Asia și sunt concentrate în principal în Rusia și China, care sunt cei mai mari producători de cărbune. America de Nord și Europa de Vest sunt al doilea și, respectiv, al treilea producător de cărbune și sunt, de asemenea, producători foarte mari.

EXTRACȚIA CĂRBUNELUI

Cărbunele este extras prin metode în cară deschisă (cară deschisă) și subterane (mine și adite). Alegerea metodei de exploatare depinde în principal de locația stratului de cărbune în raport cu suprafața pământului. Exploatarea în cariera se desfășoară de obicei la o adâncime a apariției sale de cel mult 100 m. În funcție de direcția de apropiere a stratului de cărbune, există metode de deschidere a zăcământului: adite (lucrare subterană orizontală) și mină verticală sau înclinată. arbori. Uneori, cărbunele este extras din zăcăminte care se extind departe în mare. Exploatarea cărbunelui submarin se desfășoară în Canada, Chile, Japonia și Marea Britanie.

DEZVOLTARE PE SUBTERAN

Deschiderea depozitului de adit.

Dacă stratul iese la suprafața zilei pe versantul unui munte, atunci un tunel orizontal, numit adit, este atras de el. Adul, de regulă, se desfășoară de-a lungul adâncirii (înclinației) formațiunii. Dacă rezervorul este aproape orizontal, atunci dezvoltarea începe ușor sub nivelul său și, după ce a ajuns deja la rezervor, urmează declinul acestuia. Dacă grosimea cusăturii este mică, atunci o parte din sol (rocile aflate sub cusătură) sau acoperișul este îndepărtată.

Pentru a determina cel mai jos și cel mai convenabil punct de intrare în adit, se forează puțuri de mică adâncime și se efectuează adite scurte în care se efectuează măsurători topografice. Laturile și partea superioară a gurii adit sunt betonate, mai ales în apropierea suprafeței. Dacă adit-ul este proiectat pentru mai mulți ani, atunci este limitat la instalarea căptușelii din lemn.

Lucrări înclinate.

Cusăturile de cărbune sunt adesea oblice. Unghiul de scufundare al formațiunii depășește uneori 90 ° (în cazul așternutului răsturnat), apoi partea de jos a formațiunii devine partea superioară a acesteia. Astfel de cusături sunt adesea exploatate în zăcămintele de cărbune din Franța.

În cazurile în care cusătura cade abrupt de la punctul de ieșire la suprafața de zi, se efectuează lucrări subterane înclinate. Dacă o cusătură viabilă din punct de vedere economic nu are o ieșire convenabilă, atunci dezvoltarea se realizează de-a lungul loviturii rocilor. De regulă, deschiderea depozitului cu lucrări înclinate este fezabilă din punct de vedere economic cu o lungime de cel mult 800 m.

Puțurile de mine.

Multe zăcăminte de cărbune sunt deschise cel mai convenabil prin lucrări verticale - un puț de mină. Costul construcției și exploatării unui puț de mine este mai mare decât adăposturile, dar atunci când fluxurile subterane traversează stratul de cărbune în directii diferite, costurile totale de exploatare a câmpului pot fi mai mici. Această metodă permite o planificare mai rațională a operațiunilor miniere; în plus, puțul durează mai mult decât adit-urile împrăștiate. Cu toate acestea, ventilația și drenajul sunt mai scumpe și trebuie să intre în costurile asociate cu ridicarea cărbunelui.

Deschiderea puțurilor de cărbune cu un puț de mină este utilizată atunci când adâncimea lor este mai mare de 45 m. În SUA, adâncimea puțurilor de mine rareori depășește 300 m, în alte țări miniere de cărbune ajunge uneori la 1200 m, iar în India și Sud. Africa există mine la mai mult de 4 km adâncime.

Sisteme miniere subterane.

În exploatarea subterană a zăcămintelor de cărbune, se utilizează un sistem cu camere și stâlpi și minerit cu pereți lungi sau fețe lungi de lucru. În SUA, exploatarea în camere și stâlpi este mai frecventă (aproximativ 65% din toate exploatarea cărbunelui subteran), deoarece majoritatea straturilor de cărbune dezvoltate, în special cărbunii bituminoși, sunt caracterizate de grosimi semnificative. În cazul formațiunilor subțiri, foarte perturbate și adânci, este de preferat metoda fețelor lungi de lucru. Dezvoltarea camerelor și stâlpilor nu este foarte economică; de obicei, va recupera doar 50% din cărbunele disponibil. Exploatarea cu pereți lungi este mai sigură și vă permite să extrageți până la 80% din cărbune și să-l livrați mai uniform la munte.

Sistem de dezvoltare a camerelor și stâlpilor.

Cu un astfel de sistem, prin formațiune trec o serie de camere, separate prin stâlpi care susțin acoperișul formațiunii. După ce pereții lungi ai unei anumite secțiuni au fost mutați în conformitate cu planul, minerii fie părăsesc secțiunea, fie reforează, îndepărtând stâlpii cu acoperișul prăbușindu-se în spatele lor. În unele cazuri, doar 10-15% din cărbune este îndepărtat în timpul tunelului pregătitor al camerelor.

Formațiunea este de obicei împărțită în blocuri mari de grupuri de camere primare și secundare, denumite uneori o deriva de fund, prin care se desfășoară grupuri mai mici de camere (secțiuni și drifturi de capăt). Zonele sunt numite frontul de producție propriu-zis, deoarece stâlpii grupurilor principale și secundare de camere sunt rareori îndepărtați.

Stâlpii de cărbune sunt lăsați pe loc pentru o perioadă nedeterminată în cazurile în care necesitatea păstrării lor este dictată de starea acoperișului și a solului cusăturii sau de standardele de mediu. Autoritățile miniere nu încurajează un astfel de sistem, deoarece pierderile de cărbune sunt mari.

În unele cazuri, stâlpii de cărbune, sub greutatea unei greutăți moarte uriașe și greutatea acoperișului, sunt presați în solul argilos de înmuiere al cusăturii, umflându-l. Dacă solul și acoperișul sunt făcute din roci dure, atunci sedimentul de acoperiș poate duce la zdrobirea stâlpilor și la ciobirea acestora în camere. Uneori, stâlpii în această stare sunt distruși instantaneu odată cu eliberarea de energie mecanică mare (lovitură de piatră). Distrugerea în masă a stâlpilor este rară, dar odată ce începe este dificil să se oprească. Un astfel de proces distructiv poate acoperi o suprafață mare și poate duce chiar la prăbușirea completă a minei, în care oamenii, cărbunele, materialele și echipamentele rămân îngropate. Adevărat, standardele tehnice moderne pentru stâlpi garantează în general prevenirea distrugerii lor masive.

Extragerea stâlpilor intercamerari - a doua etapă a excavației - se realizează prin curse scurte în sens invers. Dacă este efectuată corect, nu există niciun pericol pentru viața minerilor, pierderea de cărbune și materiale se dovedește a fi nesemnificativă, iar costul de producție este redus. Adevărat, dacă excavarea stâlpilor se efectuează pe o suprafață mare, atunci este posibilă tasarea straturilor de roci peste câmpul minat.

Mineritul cu ziduri lungi.

Cu un astfel de sistem minier, un bloc mare de cărbune este excavat cu deplasarea echipamentelor de-a lungul feței late a feței sub o linie continuă de secțiuni de sprijin. Nu au mai rămas ținte. Săpătura se face fie înainte, fie înapoi. În ambele cazuri, spațiul de tratare (la față) este fixat cu secțiuni de oțel pe toată lungimea și suportul este îndepărtat după extracția cărbunelui de-a lungul întregului panou de extracție. În timpul săpăturii, acoperișul cusăturii se prăbușește în spatele suportului mecanic.

Inițial, pereții lungi au fost folosiți pentru a dezvolta cusături de mică adâncime sau cusături perturbate la o adâncime de peste 300 m, în special în minele de cărbune din Europa. În cazul straturilor orizontale cu adâncime moderată, s-a preferat sistemul de dezvoltare a camerei și stâlpilor. Apoi, în Statele Unite, pentru cusăturile întinse orizontală cu adâncime moderată, exploatarea cu pereți lungi a început să fie utilizată pe scară largă, deoarece este mai sigură pentru mineri și permite producția de cărbune să crească de 4-5 ori.

Extracția antracitului.

În cazul straturilor de antracit cu scufundare abruptă, se efectuează lucrări orizontale, adesea șerpuitoare, de transport și ventilație, iar în strat sunt aduse lucrări subterane, numite mine de cărbune. După rupere, antracitul se rostogolește în jos în direcția căderii cusăturii prin gravitație. La capătul îngust al cărbunelui se lasă o astfel de cantitate de cărbune astfel încât suprafața sa să fie la nivelul necesar muncii minerilor explozivi. Minerii lucrează stând pe suprafața cărbunelui zdrobit, din care o parte este îndepărtată de fiecare dată când fața se mișcă. Astfel, suprafața cărbunelui slăbit este păstrată la o distanță convenabilă de față în orice moment. Ruperea se face cu ciocane pneumatice sau sablare. Cărbunele este atât de dur încât se sfărâmă puțin când trece prin zona de depozitare (de depozitare). Cu o ușoară înclinare (înclinare) a cusăturii, minerii lucrează pe un fund dur. Jgheabul de oțel, prin care „curge” cărbunele, este dotat în partea inferioară cu o secțiune suspendată pe balamale, la ridicare, curgerea cărbunelui este întreruptă. Acolo unde, din cauza abruptului cusăturii, cărbunele zdrobit curge în jos prea repede, rafturile sunt fixate în sol și acoperiș lângă gura în formă de pâlnie a minei de cărbune pentru a restrânge presiunea. Dacă cusătura nu este suficient de abruptă, atunci jgheabul de oțel poate fi adus aproape la suprafața de lucru. Anterior, cărbunele era împins manual în jos; acum sunt folosite vibratoare și alte benzi transportoare.

Cu o pantă mică a cusăturii, unde cărbunele nu curge gravitațional, minerii stau pe pământ și nu este nevoie de zona de depozitare. Dacă este necesară sprijinirea, atunci pe ambele părți ale camerei se fac pasaje cu căptușeală din lemn. Unul dintre ele este destinat oamenilor, iar celălalt servește ca conductă de ventilație de retur și ieșire de urgență. Când camera este complet epuizată, stâlpii sunt excavați prin forare și sablare, în care cărbunele este rulat în partea inferioară a camerei.

Uneori, cărbunele se rupe de fund fără găurire și sablare, după care exploatarea în continuare a cusăturii este imposibilă. În astfel de cazuri, o nouă săpătură este efectuată până la fund printr-o altă cameră sau la o înălțime mai mare. Stâlpii sunt îndepărtați fără a se rupe, deoarece ei înșiși se prăbușesc sub presiunea acoperișului. Totuși, în același timp, roca acoperișului se prăbușește, uneori într-o asemenea cantitate încât operațiunea devine neprofitabilă, deoarece cea mai mare parte a cărbunelui extras trebuie să meargă la concentrator, unde roca este separată manual sau mecanic.

Exploatarea cărbunelui bituminos.

Exploatarea subterană a zăcămintelor de cărbuni bituminoși și subbituminoși moi și în vrac poate fi efectuată folosind un sistem continuu, fețe lungi de lucru. Pentru spargere se folosește adesea metoda de sablare. Fiecare dintre ele prevede un anumit ciclu de operațiuni pentru excavare, încărcare, transport de cărbune și fixarea acoperișului. Prima operație a fost cândva crestătura inferioară, care a fost efectuată cu mânuitori pe toată lățimea feței. În prezent, tăierea se face cu mașini, apoi se forează puțuri în fund pentru a pune explozivi (EXPLOZIVI) în ele.

Crestătură solidă.

O mașină de recoltat puternică lovește cărbunele din masiv pe suprafața frontală, îl aruncă pe solul orizontului de lucru pentru a fi încărcat cu o altă mașină sau îl descarcă direct în mașinile de mină care mută cărbunele la locul de încărcare pe un transportor. După ce s-a făcut săpătura pe întreaga zonă, forfecătorul se deplasează pe noua suprafață a feței; fostul spațiu de fund este asigurat cu șuruburi. Uneori se folosește și un suport suplimentar, dacă starea vârfului cusăturii o impune. Acest ciclu se repetă de patru până la 12 ori pe schimb de lucru, în funcție de eficiența întregului sistem de producție. Zona standard de excavare continuă este deservită în principal de o forfecător, o mașină de înșurubat pietre și două cărucioare. Este posibilă și o versiune extinsă, în care pe șantier lucrează două combine, unul sau două șuruburi de rocă și trei sau patru cărucioare. Această metodă este foarte productivă și produce adesea 2000-2500 de tone de cărbune pe schimb.

Mineritul cu ziduri lungi.

Într-un sistem de perete lung mecanizat, un forfetor minier cu un corp de lucru (bară, tambur) se deplasează de-a lungul feței transportorului cu racletă. Cărbunele stripat este încărcat de cota recoltei direct pe transportor, care îl transportă prin încărcător la sistemul principal de transport. În timpul producerii următoarei tăieturi, transportorul frontal este presat împotriva masei de cărbune prin cricuri hidraulice atașate la suporturile de oțel ale suportului mecanic cu suprapunere. Când presiunea care presează suporturile acoperișului împotriva acoperișului cu îmbinare scade, cricurile se deplasează către linia AFC în mișcare și apasă pe acoperiș într-o nouă locație, iar acoperișul neasigurat din spatele acoperișului se prăbușește. Această secvență de operații se repetă în direcții înainte și înapoi de-a lungul feței, care poate avea o lungime de până la 300 m. Întreaga față a peretelui lung de până la 3.000 m poate fi dezvoltată complet în șase luni. La minerit cu suprafețe de lucru lungi, în medie, se extrag până la 5.000 de tone de cărbune pe schimb. Un astfel de sistem poate funcționa folosind control programat, în timp ce necesită doar doi sau trei operatori pe față.

Sapatura de foraj si sablare.

Secvența operațiunilor constă în săpătura propriu-zisă (efectuarea unei tăieturi, foraj și sablare) și operațiunile ulterioare de încărcare, transportare a cărbunelui și fixare a acoperișului. Mai întâi, un cutter-cutter face o tăietură cu o lățime de aprox. 50 cm până la o adâncime de 2–2,7 m pentru a crea o suprafață liberă. Tăierea se poate face în partea de sus, jos, mijloc sau lateral a feței; orice combinație pereche a acestor opțiuni este, de asemenea, posibilă. De regulă, tăierea, găurirea, sablare, încărcarea cărbunelui și fixarea acoperișului se efectuează în paralel pe cel puțin cinci fețe. Operațiunile separate sunt repetate ciclic în fața șantierului.

DEZVOLTARE DESCHISĂ

În cazurile în care stratul de cărbune este puțin adânc și nu este acoperit de un strat gros de rocă sterilă, dezvoltarea se realizează într-un mod deschis. După ce supraîncărcarea este îndepărtată, cărbunele este forat și explodat și încărcat în basculante sau vagoane de cale ferată.

Lucrări de decojire.

În primul rând, carotarea este efectuată pentru a analiza duritatea supraîncărcăturii, stratificarea acestuia, fracturarea și gradul de intemperii. Dacă stratul superior al rocii este subțire și liber, atunci lucrările de suprasarcină sunt efectuate de buldozere și raclete; Lopețile electrice, dragelele și excavatoarele cu roți cu cupe sunt utilizate în combinație cu echipamente mai mici pentru a îndepărta cantități mari de suprasarcină și cărbune. Forarea și sablare sunt de obicei necesare atunci când există un strat gros de suprasarcină dur sau sunt necesare pătrunderi înguste și abrupte de 20–30 m lățime.

șanțul capitalului.

Dacă relieful este plat și stratul de cărbune nu iese la suprafață, atunci deschiderea zăcământului este efectuată de un excavator, așezând un șanț de capital cu o lățime de cca. 20 m, care poate fi flanc (de-a lungul uneia dintre laturile conturului carierei) sau central. Păstratura este plasată într-o groapă de-a lungul perimetrului carierei. Uneori, cărbunele umplut cu prima suprasarcină este pur și simplu lăsat în urmă, deoarece cantitatea sa mică nu justifică costul re-decaparii. În alte cazuri, deoarece este descărcat de un excavator puternic, supraîncărcarea este mutată și nivelată pe o suprafață mare cu buldozere, raclete și mici lopeți mecanice pentru a facilita îndepărtarea ulterioară a acesteia. Deoarece o lopată electrică, un excavator cu roți de dragă sau cu cupe se află la o distanță de cel puțin 7–8 m de locul în care cupa preia supraîncărcarea slăbită de explozie și oamenii nu au voie acolo, marginea unui astfel de șanț capital poate fi aproape verticală. Aici este necesară o tehnică specială de spargere explozivă, în care roca nu este aruncată în jos de o explozie, ci este slăbită în așa fel încât să poată fi îndepărtată cu ușurință cu ajutorul unei găleți de excavator. Pentru aceasta, încărcăturile explozive sunt așezate în puțuri forate vertical aproape până la orizontul cărbunelui sau orizontal la 1–1,5 m deasupra stratului de cărbune.

Pentru a deschide cusături adânci, este nevoie de echipamente foarte puternice, altfel munca va fi neprofitabilă. Se folosesc lopeți diesel și electrice de orice dimensiune cerută, care pot ridica 225 de tone de suprasarcină cu o găleată și le pot muta până la 130 m. Draglinele sunt folosite pentru a lucra pe pante abrupte ale bancului care duc la stratul de cărbune de mică adâncime. Cele mai mari dintre ele au un volum al găleții de aproape 120 m 3 și mută roca pe braț pe o distanță de cca. 170 m la inaltimea unui imobil cu 14 etaje. Excavatoarele gigantice sunt capabile să miște până la 2.700 m 3 de rocă pe oră la o distanță de până la 150 m. Astfel de mașini pot lucra pe bănci de peste 30 m înălțime.

Operațiuni de decojire în zone muntoase.

Pe versanții munților, un șanț care deschide un strat de cărbune trece de obicei de-a lungul profilului pantei. În acest caz, se folosesc aceleași mașini, care au fost menționate mai sus. Un alt cale posibilă- înlăturarea vârfului muntelui cu aşezarea de pădure în vale.

Transport de șanțuri.

Atunci când se dezvoltă depozite de cărbuni bituminoși, șanțurile sunt de obicei trecute printr-o metodă fără transport, în care toată roca din șanț este așezată de un excavator direct pe laterale. La exploatarea antracitului, se folosește adesea o metodă de transport, în care suprasarcina este încărcată în vagoane de cale ferată sau basculante și mutată la o distanță considerabilă de șanț - la carierele vechi sau la zonele complet epuizate ale aceluiași zăcământ. Această metodă permite, într-o singură operație, efectuată dintr-un loc, deschiderea mai multor straturi de cărbune situate unul deasupra celuilalt. Face posibilă dezvoltarea economică a formațiunilor care apar la adâncimi de până la câteva sute de metri.

Recuperarea unei cariere uzate.

După exploatare, întreaga carieră este o serie de tranșee lungi, iar suprafața conține adesea un strat de subsol, amestecat aleatoriu cu roca (stratul de sol este depozitat separat pentru refacerea ulterioară a vegetației). În cariere, se formează adesea rezervoare cu apă portocalie sau ruginită (datorită acidității mari), care ar trebui izolate de râurile și lacurile din apropiere. Cu o planificare atentă, acoperirea solului în locațiile carierelor complet epuizate poate fi restaurată, deși la un cost semnificativ. În unele zone, după reabilitare, suprafața pământului se poate dovedi a fi chiar într-o stare mai bună decât înainte de suprasolicitare și poate fi folosită pentru cultivarea culturilor, pășunatul animalelor, plantarea pădurilor, crearea unei zone de recreere sau a unei rezervații naturale pentru animale și păsări sălbatice.

Excavare cu melc.

În terenuri deluroase, unde supraîncărcarea grea face neprofitabilă din punct de vedere economic extragerea cusăturii de la suprafață, se folosesc melci. Burghie uriașe (până la 2 m în diametru) de astfel de mașini (single, cuplate sau triple) tăiate în pervaz de-a lungul adâncirii cusăturii. Cărbunele așchiat este transportat de un melc și turnat pe un transportor care îl mută la basculante. Această metodă poate elimina până la 25 de tone de cărbune pe minut. Alegerea dispozitivului de forfecare depinde de lungimea stratului de cărbune, de unghiul de incidență și de rezistența rocii din jur.

În prezent, există și sunt folosite mașini de recoltat controlate de la distanță cu cap de frezat pentru minerit continuu, dispozitiv de ghidare cu laser și transportor de transport care funcționează continuu. Combina este controlată de un operator situat în afara minei subterane prin intermediul unui computer.

FACTORI PERICULOȘI ASOCIAȚI CU EXCEPȚIA DE CĂRBUNE

Exploatarea cărbunelui este asociată cu factori atât de periculoși, cum ar fi prăbușirea acoperișului și a pereților minelor, praful de cărbune, eliberarea de metan și alte gaze dăunătoare generate în timpul procesului de dezvoltare. Impactul multor factori periculoși poate fi eliminat sau slăbit semnificativ prin implementarea exactă a standardelor miniere, a cerințelor de protecție a muncii și a reglementărilor de siguranță.

Pericol de explozie.

În straturile de cărbune sunt emise diferite gaze: cel mai adesea metan (CH 4), mai rar hidrogen sulfurat (H 2 S) și dioxid de carbon (CO 2). Aceste gaze sunt rareori cauza morții sau a bolilor grave. Excepție este metanul exploziv, deși exploziile sale sunt rare. Pentru a preveni exploziile de metan și praf de cărbune în minele de cărbune, este necesar să se monitorizeze continuu conținutul de metan din aer și să se asigure îndepărtarea prafului din canalele de ventilație ale minei. Un amestec exploziv de aer cu metan și praf de cărbune, care este foarte inflamabil. Explozia generează multă căldură și produce monoxid de carbon (CO) foarte toxic. În plus, din cauza arderii, conținutul de oxigen din aerul minei scade și se formează un exces de dioxid de carbon. Toate acestea duc la accidente, uneori fatale.

Pericol de foc.

Cărbunele bituminos, în special cu un conținut ridicat de componente volatile, este destul de ușor de aprins, chiar dacă este încă în cusătură. Când arde, se formează oxizi de carbon, compuși gazoși de sulf și hidrocarburi gazoase inflamabile. Datorită încălzirii intense într-un incendiu (și expunerii la apă, care este uneori folosită în sistemele de stingere a incendiilor), rocile acoperișului crapă și se prăbușește. Astfel de incendii pot duce la moartea oamenilor, în principal din cauza prăbușirii acoperișului, sufocării și exploziilor gazelor rezultate. În prezent, în principalele canale de ventilație subterane sunt instalate sisteme speciale de prevenire a incendiilor, constând din detectoare de monoxid de carbon sau senzori de temperatură conectați la un computer printr-o rețea care acoperă toate minele subterane. Acest sistem permite detectarea incendiului în cel mai timpuriu stadiu posibil. În minele minate, rămășițele de cărbune pot arde ani de zile și uneori chiar este necesară evacuarea locuitorilor așezărilor adiacente.

Boli profesionale.

Minerii de cărbune sunt mai predispuși decât alții să sufere de boli respiratorii asociate cu inhalarea prafului de cărbune. Printre minerii care au lucrat 15–20 de ani în subteran, sunt frecvente pneumoconioza (antracoză sau „plămâni negri”, silicoză etc.) și emfizemul pulmonar. Silicoza pulmonară, cauzată de inhalarea particulelor de silice, este mai frecventă la mineri care lucrează în minele de antracit. Studiile statistice ale bolilor profesionale ale minerilor au fost efectuate în Marea Britanie, unde a fost dezvoltat un model de influență a factorilor periculoși. Ca urmare a respectării standardului stabilit pentru conținutul de praf din aerul minelor de cărbune (nu mai mult de 2 mg la 1 m 3 de aer și nu mai mult de 5% SiO 2), numărul de decese și cazurile complete. handicapul minerilor este minimizat. În Rusia, standardele pentru diverși factori nocivi au fost dezvoltate și puse în aplicare cu mult timp în urmă.

Minerii au, de asemenea, nistagmus (smulsuri ale globului ocular asociate cu afectarea sistemului nervos central) și unele boli fungice.

Implicații asupra mediului.

Scăderea suprafeței pământului poate apărea ca urmare a exploatării subterane, care poate fi prevenită prin exploatarea selectivă a cărbunelui, umplerea lucrărilor cu steril și alte materiale. În multe țări, există legi și programe federale de reabilitare a zonei după operațiuni miniere, au fost dezvoltate tehnologii pentru umplerea spațiului exploatat cu deșeuri menajere și de construcții.

Nerespectarea reglementărilor miniere sau a cerințelor de siguranță în timpul operațiunilor miniere poate duce la consecințe nedorite, cum ar fi incendii subterane, incendii de gunoi, contaminarea bazinelor hidrografice cu ape care conțin acizi, metale sau solide în suspensie și alunecări de teren pe pante instabile. În multe țări, inclusiv în Statele Unite, există o serie de legi care acoperă aproape toate aspectele dezvoltării zăcămintelor de cărbune și prevăd implementarea unei monitorizări continue în timpul operațiunilor miniere pentru a exclude posibilitatea unor consecințe nedorite asupra mediului.

PRELUCRAREA CARBUNELOR

Sortarea după mărime.

Cărbunele extras merge la uzina de preparare a cărbunelui, unde este sortat după mărime și îmbogățit. Cărbunele comercial (îmbogățit) este transportat la punctele de încărcare pentru a fi expediat către consumatori. Cărbunele brut (brut) este supus mai întâi la cernere - cernerea prin site vibrante cu mai multe siteuri de diferite dimensiuni ale ochiurilor, apoi purificare și îmbogățire. Clasificări cunoscute ale cărbunilor în funcție de dimensiune, de exemplu, cărbune bituminos - „supradimensionat” (cu un diametru de 12 cm și mai mult), „ou” (4 cm), „nucă” (2 cm), „mazăre” (1 cm) și „fleeac”; antracit - „aragaz” (6 cm), „mazăre” (1 cm), „bob” (0,5 cm), „orez” (mai puțin de 0,5 cm) și „praf”. Exploatarea cu pereți lungi produce în mod obișnuit cărbune de exploatare mai fin decât exploatarea continuă.

Impurități și incluziuni.

Cărbunele conține impurități minerale microscopice practic inseparabile (asociate cu plantele care formează cărbune), precum și incluziuni care se îndepărtează ușor prin zdrobire cu îmbogățire ulterioară.

Incluziunile lenticulare formează pirita (FeS 2), marcazitul (de asemenea FeS 2), carbonatul de plumb (PbCO 3) și sulfura de zinc (ZnS). Incluziunile pot fi, de asemenea, sub formă de straturi subțiri intercalare sau de umplere a fisurilor și a zonelor de zdrobire care se desfășoară în unghi față de stratul de cărbune. Al treilea tip de incluziuni constă în principal din gresie, șist și calcit (CaCO 3). Cărbunele extras în lucrări subterane conține adesea impurități din solul de lucru și rocile de acoperiș, pe care minerul trebuie să le elimine în toate locurile de muncă (cu excepția celor abrupte).

Îmbogățirea umedă.

Cele mai comune sisteme de ameliorare se bazează pe diferența de densitate a cărbunelui pur (1,4 g/cm 3 sau mai puțin), care este aproape întotdeauna mai ușor decât impuritățile (mai mult de 2,0 g/cm 3) și, prin urmare, rămâne aproape de suprafața intens. apă amestecată, în timp ce impuritățile mai grele se depun. Acest proces se realizează în jig-uri sau alte dispozitive de separare gravitațională, în care sunt procesate amestecuri cu densitate intermediară.

Odată cu apariția echipamentelor îmbunătățite de ameliorare, dificultatea sortării după mărime a fost mult redusă. Suspensiile apoase de nisip sau oxizi de fier cu o densitate intermediară între cea a cărbunelui și impurităților asigură o îmbunătățire mai eficientă decât apa pură. Sortarea, deși laborioasă, este întotdeauna necesară; de multe ori este prevăzută o mașină de pansament separată pentru fiecare dimensiune a granulelor.

Îmbogățirea într-un jig.

În jig, apa urcă printr-o sită pe care cărbunele este alimentat încet. Cărbunele comercializabil este dus de pârâu. Materialul mai contaminat situat dedesubt merge la groapa după descărcare. Cele mai grele impurități, în principal pirita fină, cad prin orificiile sitei în vasul de colectare și sunt evacuate mecanic din acesta.

Separarea nisipului.

În cazurile în care nisipul este folosit pentru a forma o suspensie grea, îmbogățirea se realizează într-un con separator staționar mare, ale cărui pale rotative pun în mișcare apa, nisipul și cărbunele (dimensiunea granulelor de cărbune de 0,6 cm sau mai mult). Cărbunele comercial este colectat în partea superioară a conului, iar cărbunele contaminat este aruncat în cilindrul inferior, unde este evacuat periodic prin jgheabul de ieșire. Fracția de nisip este separată prin sită umedă pentru reutilizare in instalatie.

Îmbogățirea în medii dure.

Aceasta este cea mai comună metodă de preparare a cărbunelui. Ca mediu greu, se utilizează o suspensie apoasă de pulbere de magnetit cu o densitate necesară pentru îmbogățirea cărbunelui cu o dimensiune a particulei de 0,6 cm sau mai mult. Cărbunele comercial apare la suprafață și este îndepărtat printr-un dispozitiv de prag sau transportat de un transportor cu bandă, deșeurile sunt evacuate de la fundul instalației. Magnetita este separată prin ecranare umedă și extrasă din apă prin separatoare magnetice. Cărbunele comercial este uscat pe site vibrante și descărcat pe un transportor cu bandă.

Ciclon mediu greu.

În ciclon, îmbogățirea se realizează datorită forțelor centrifuge care depășesc accelerația normală a gravitației. În acest caz, cărbunele comercializabil este colectat de sus, deșeurile - în partea inferioară. Magnetitul este captat în același mod ca cel descris mai sus. Cărbunele de diferite dimensiuni este concentrat în cicloane de diferite diametre.

Tabelul de concentrare

– un plan ondulat înclinat care efectuează o mișcare rapidă alternativă, pe deasupra căreia curge apă, purtând cărbune (cu o dimensiune a particulelor de 0,6 cm sau mai puțin). Cărbunele mai curat depășește cu ușurință crestele ondulate și se separă rapid de roca sterilă, care se deplasează de-a lungul jgheabului în direcția laterală și se adună la periferia mesei. Impuritățile fără cărbune (pirită, calcit etc.) sunt concentrate într-o zonă și mai îndepărtată. Există diverse modificări și versiuni mai complexe ale tabelelor de concentrație pentru prepararea cărbunilor care necesită o prelucrare specială.

Flotare cu spumă.

În această metodă, utilizată pentru ameliorarea cărbunelui fin, particulele de cărbune tratate cu un reactiv de flotație hidrofob sunt antrenate în bulele de aer din spumă și plutesc la suprafață cu ele. Roca hidrofilă goală se așează în partea de jos.

Separarea de apă se realizează prin cernerea cărbunelui grosier, centrifugarea cărbunelui grosier mediu și filtrarea sau uscarea cărbunilor fini.

Utilizarea cărbunelui.

În trecut, cărbunele era folosit în principal pentru încălzirea locuințelor și în cuptoarele locomotivelor cu abur. În prezent, utilizarea sa a crescut pentru producerea de energie electrică, precum și pentru producția de cocs în industria siderurgică. Din substanțele volatile eliberate din cărbune în timpul producției de cocs se obțin gudron de cărbune, uleiuri ușoare, substanțe chimice, gaze etc. Aceste componente servesc drept bază pentru fabricarea multor substanțe diferite, inclusiv medicamente, conservanți, coloranți, diluanți de vopsea, nailon, cerneluri, explozivi, îngrășăminte, insecticide și pesticide.

Se dezvoltă metode de transformare a cărbunelui în gaze inflamabile subterane fără a-l extrage (gazeificare subterană). De asemenea, este de un interes considerabil posibilitatea de a genera energie electrică prin reacții chimice folosind cărbune. COMBUSTIBIL.

Literatură:

Bondarenko A. D., Parshcikov A. M. Tehnologia industriei cărbunelui... Kiev, 1978
Burchakov A.S. și alții. ... M., 1982
Rezervele de cărbune ale țărilor lumii... M., 1983
I. A. Kiyashko Procesele miniere subterane... Kiev, 1984



Industria cărbunelui este cel mai mare segment al industriei combustibililor. Peste tot în lume, el întrece pe oricare altul în numărul de muncitori și cantitatea de echipamente.

Ce este industria cărbunelui

Industria cărbunelui implică extracția cărbunelui și prelucrarea ulterioară a acestuia. Lucrările se desfășoară atât la suprafață, cât și în subteran.

În cazul în care depozitele sunt situate la o adâncime de cel mult 100 de metri, lucrarea se efectuează în carieră. Pentru dezvoltarea unui zăcământ la adâncimi mari se folosesc mine.

Metode clasice de extragere a cărbunelui

Lucrul în minele de cărbune și subteran sunt principalele metode de exploatare. Majoritatea lucrărilor din Rusia și din lume se desfășoară într-un mod deschis. Acest lucru se datorează beneficiului financiar și viteza mare extracţie.

Procesul este după cum urmează:

• Cu ajutorul unor echipamente speciale, stratul superior al pământului care acoperă depozitul este îndepărtat. Cu câțiva ani în urmă, adâncimea lucrărilor deschise era limitată la 30 de metri, cea mai recentă tehnologie lăsat să-l crească de 3 ori. Dacă stratul superior este moale și mic, îndepărtați-l cu un excavator. Un strat gros și dens de pământ este pre-zdrobit.
• Zăcămintele de cărbune sunt îndepărtate și îndepărtate cu ajutorul echipamentelor speciale întreprinderii pentru prelucrare ulterioară.
• Lucrătorii restaurează relieful natural pentru a evita deteriorarea mediului.

Dezavantajul acestei metode este că zăcămintele de cărbune, care se află la o adâncime mică, conțin impurități de noroi și alte roci.

Cărbunele extras prin metoda subterană este considerat a fi mai curat și de calitate superioară.

Sarcina principală a acestei metode este de a transporta cărbune din adâncimi mari la suprafata. Pentru aceasta se creează pasaje: un adit (orizontal) și un arbore (înclinat sau vertical).

În tuneluri, straturile de cărbune sunt tăiate de mașini speciale de recoltat și încărcate pe un transportor care le ridică la suprafață.

Metoda subterană vă permite să extrageți o cantitate mare de minerale, dar are dezavantaje semnificative: cost ridicat și pericol crescut pentru muncitori.

Metode neconvenționale de extragere a cărbunelui

Aceste metode sunt eficiente, dar nu au distribuție în masă - în prezent nu există tehnologii care să permită stabilirea clară a procesului:

• Hidraulic. Extracția se realizează într-o mină la adâncimi mari. Cusătura de cărbune este sfărâmată și livrată la suprafață sub presiunea puternică a apei.
• Energia aerului comprimat. Acționează atât ca forță distructivă, cât și ca forță de ridicare, aerul comprimat este sub presiune puternică.
• Impulsul de vibrație. Formațiunile sunt distruse de vibrațiile puternice generate de echipament.

Aceste metode au fost folosite în Uniunea Sovietică, dar nu au devenit populare din cauza nevoii de mare investitii financiare... Doar câteva companii miniere de cărbune continuă să folosească metode neconvenționale.

Principalul lor avantaj este absența lucrătorilor în zonele care pot pune viața în pericol.

Țări lider în minerit de cărbune

Conform statisticilor energiei mondiale, a fost întocmit un rating al țărilor care dețin pozițiile de lider în producția de cărbune din lume:

1. India.
2. Australia.
3. Indonezia.
4. Rusia.
5. Germania.
6. Polonia.
7. Kazahstan.

De mulți ani, China a fost lider în ceea ce privește producția de cărbune. În RPC, doar 1/7 din zăcămintele disponibile sunt în curs de dezvoltare, acest lucru se datorează faptului că cărbunele nu se exportă în afara țării, iar rezervele disponibile vor dura cel puțin 70 de ani.

Pe teritoriul Statelor Unite, depozitele sunt împrăștiate uniform în toată țara. Ei vor oferi țării rezervele lor pentru cel puțin 300 de ani.

Zăcămintele de cărbune din India sunt foarte bogate, dar aproape tot cărbunele extras este folosit în industria energetică, deoarece rezervele disponibile sunt de foarte slabă calitate. În ciuda faptului că India ocupă una dintre pozițiile de lider, metodele artizanale de extragere a cărbunelui progresează în această țară.

Rezervele de cărbune ale Australiei vor dura aproximativ 240 de ani. Cărbunele extras are cel mai înalt rating de calitate, o parte semnificativă este destinată exportului.

În Indonezia, nivelul producției de cărbune crește în fiecare an. În urmă cu câțiva ani, cea mai mare parte din minerit a fost exportată în alte țări, acum țara renunță treptat la utilizarea petrolului și, prin urmare, cererea de cărbune pentru consumul intern este în creștere.

Rusia deține 1/3 din rezervele de cărbune ale lumii, în timp ce nu toate terenurile țării au fost explorate.

Germania, Polonia și Kazahstan reduc treptat volumul producției de cărbune din cauza costului necompetitiv al materiilor prime. Majoritatea cărbunelui este destinat consumului intern.

Principalele locuri de extracție a cărbunelui din Rusia

Să ne dăm seama. Exploatarea cărbunelui în Rusia se desfășoară în principal prin minerit în cară deschisă. Depozitele din toată țara sunt împrăștiate inegal - cele mai multe dintre ele sunt situate în regiunea de est.

Cele mai importante zăcăminte de cărbune din Rusia sunt:

• Kuznetskoe (Kuzbass). Este considerat cel mai mare nu numai din Rusia, ci și din întreaga lume, situat în Siberia de Vest. Aici se extrage cocsificare și cărbune bituminos.
• Kansko-Achinskoe. Producția se desfășoară aici Câmpul este situat de-a lungul căii ferate transsiberiene, ocupând o parte din teritoriile regiunilor Irkutsk și Kemerovo, Teritoriul Krasnoyarsk.
• Bazinul cărbunelui Tunguska. Este reprezentat de cărbune brun și tare. Acesta acoperă o parte a teritoriului Republicii Sakha și al Teritoriului Krasnoyarsk.
• Bazinul carbonifer Pechora. La acest depozit se desfășoară exploatarea minieră În mine se lucrează, ceea ce permite extragerea cărbunelui de înaltă calitate. Situat pe teritoriile Republicii Komi și a regiunii autonome Yamalo-Nenets.
• Bazinul de cărbune Irkutsk-Cheremkhovsky. Este situat pe teritoriul Sayanului Superior. Furnizează cărbune numai întreprinderilor și așezărilor din apropiere.

Astăzi, se dezvoltă încă 5 câmpuri care pot crește volumul anual de producție de cărbune în Rusia cu 70 de milioane de tone.

Perspectivele industriei cărbunelui

Majoritatea zăcămintelor de cărbune din lume au fost deja explorate, din punct de vedere economic, cele mai promițătoare aparținând a 70 de țări. Nivelul producției de cărbune crește rapid: tehnologiile sunt îmbunătățite, echipamentele sunt modernizate. Acest lucru crește profitabilitatea industriei.

Omul a folosit combustibil de cărbune din cele mai vechi timpuri. Inflamabilitatea sa și transferul de căldură, durata de păstrare a căldurii în vatră a devenit salvarea oamenilor în perioadele reci, care s-au înlocuit ciclic reciproc pe planeta noastră. Cărbunele este folosit activ și astăzi; 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 ar trebui să putrezească sub influența bacteriilor. Acest lucru este posibil numai dacă cad sub apa mlaștină și apoi sub pământ, unde oxigenul nu intră. Cărbunele este considerat un mineral, extras din straturile de rocă care apar la diferite adâncimi.

Cum sunt găsite și dezvoltate zăcămintele de cărbune?

Locurile în care există cărbune au fost explorate pe planetă de mult timp. 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.