Видобуток вугілля у відкритий спосіб ведеться в. Відкритий спосіб видобутку вугілля. Видобуток вугілля в Росії

Спектр його використання дуже широкий. Вугілля застосовують для отримання електроенергії, як промислова сировина (кокси), для виробництва графітів, для отримання рідкого палива шляхом гідрогенізації.

У Росії її є великі запаси вугільних родовищ і вугільних басейнів.

Вугільним басейном називають площу (часто понад 10 тисяч квадратних кілометрів) розвитку вугленосних відкладень, що формується в певних умовах протягом певного періодучасу. Вугільне родовище має меншу площу і є відокремлену тектонічну структуру.

На території Росії зустрічаються платформні, складчасті та перехідні басейни.

Найбільше відкладень вугілля виявлено біля Західної та Східної Сибіру.

60% російських запасів вугілля становлять гумусове вугілля, в тому числі коксівне вугілля (Карагандинський, Південно-Якутський, Кузнецький басейн). Зустрічаються і буре вугілля (Урал, Східний Сибір, Підмосков'я).

Запаси вугілля розосереджені по 25 вугільних басейнів та 650 окремих родовищ.

Видобуток вугілля провадиться закритим або відкритим способом. Закритий видобуток здійснюється у шахтах, відкритий – у кар'єрах (розрізах).

Термін роботи шахти становить у середньому 40 – 50 років. Кожен шар вугілля виймається з шахти близько 10 років, після чого слід розробка шару, що глибше лежить за допомогою реконструкції. Реконструкція горизонтів шахти є обов'язковою умовою для збереження довкілля та забезпечення безпеки робітників.

У розрізах виїмка вугілля провадиться послідовними смугами.

На період 2010 року вугілля в Росії добувалося в 91 шахті та 137 розрізах. Загальна річна потужність становила 380 млн т.

Після видобутку вугілля у шахтах чи розрізах, він надходить безпосередньо до споживача або вирушає на підприємства зі збагачення вугілля.

На спеціальних фабриках шматки вугілля проходять сортування за розміром і потім збагачуються.

Процес збагачення є очищенням палива від порожньої породи та сторонніх домішок.

Сьогодні вугілля в Росії видобувають переважно на території та 10 основних басейнів. Найбільшим родовищем кам'яного і коксівного вугілля є Кузнецький басейн (Кемеровська область), буре вугілля добувають у Кансько-Ачинському басейні ( Красноярський край, Східний Сибір), Антрацити - у Горлівському басейні та на Донбасі.

Вугілля у цих басейнах відрізняється найвищою якістю.

До інших відомих вугільних басейнів на території Росії можна віднести Печорський басейн (Заполяр'я), Іркутстко-Черемхівський басейн в Іркутській області, Південно-Якутський басейн Далекому Сході.

Активно розробляються Таймирський, Ленський та Тунгуський басейни на території Східного Сибіру, ​​а також родовища в Забайкальському краї, Примор'ї, Новосибірській області.

Найбільшою галуззю (за чисельністю робітників та вартістю виробничих основних фондів) паливної промисловості є видобуток вугілля в Росії.

Вугільна промисловість видобуває, переробляє (збагачує) кам'яне, буре вугілля та антрацити.

Як і скільки вугілля виробляють у Російській Федерації

Ця корисна копалина видобувається залежно від глибини знаходження: відкритим (у розрізах) та підземним (у шахтах) способами.

За період з 2000 року до 2015 року виробництво підземним способом зросло з 90,9 до 103,7 мільйонів тонн, а відкритим - збільшилося більш ніж на 100 мільйонів тонн із 167,5 до 269,7 мільйонів тонн. Кількість копалин, видобутого країни за цей період з розбивкою за способами виробництва див. на рис. 1.

Мал. 1: Видобуток вугілля в РФ з 2000 по 2015 роки з розбивкою за способами виробництва, млн.

За інформацією Паливно-енергетичного комплексу (ПЕК) Російської Федераціїу 2016 році було видобуто 385 мільйонів тонн чорної копалини, що на 3,2% вище за попередній рік. Це дозволяє зробити висновок про позитивну динаміку зростання галузі в останні роки та про перспективність, незважаючи на кризу.

Види цієї копалини, що видобуваються в нашій країні, поділяються на енергетичні та вугілля для коксування.

У загальному обсязі за період з 2010 по 2015 рік частка видобутку енергетичних зросла з 197,4 до 284,4 млн. т. Обсяги видобутку вугілля в Росії за видами див. на рис. 2.

2: Структура видобутку вугілля в РФ за видами за 2010-2015 роки, у млн. т.

Скільки в країні чорної копалини і де її видобувають

За інформацією Росстату, Російська Федерація (157 млрд. дол.

т.) посідає друге місце після США (237,3 млрд. т.) у світі за вугільними запасами. Перед РФ припадає близько 18% всіх світових запасів. Див. рисунок 3.

Мал. 3: Світові запаси країн-лідерів

Інформація Росстату за 2010-2015 роки говорить про те, що в країні видобуток проводиться у 25 суб'єктах Федерації у 7 Федеральних округах.

Діє 192 вугільні підприємства. Серед них 71 шахта, і 121 вугільний розріз. Їхня сукупна виробнича потужність становить 408 мільйонів тонн. Більше 80% його видобувається у Сибіру. Видобуток вугілля у Росії у регіонах відбито у таблиці 1.

У 2016 році 227 400 тис.

т. видобуто у Кемеровській області (такі міста з однією галузевою приналежністю називають моногородами), їх близько 125 000 тис. тонн пішло експорту.

На Кузбас припадає близько 60% вітчизняного вугільного виробництва, там знаходиться близько 120 шахт та розрізів.

На початку лютого 2017 р. у Кемеровській області розпочав роботу новий розріз – Трудармійський Південний з проектною потужністю 2 500 тис.

У 2017 р. на розрізі планується видобути 1 500 тис. т. викопного, а на проектну потужність, за прогнозами, розріз вийде у 2018 р. Також у 2017 р. у Кузбасі планується запуск трьох нових підприємств.

Найбільші родовища

На території Російської Федерації є 22 вугільні басейни (за інформацією Росстату на 2014 рік) та 129 окремих родовищ.

Понад 2/3 запасів з тих, що вже розвідані, зосереджено у Кансько-Ачинському (79,3 млрд. т.) та Кузнецкому (53,4 млрд. т.) басейнах. Вони знаходяться на території Кемеровської області Красноярського краю.

Також до найбільших басейнів відносяться: Іркутський, Печорський, Донецький, Південно-Якутський, Мінусинський, інші.

На малюнку 4 показана структура розвіданих запасів основних басейнів.

Мал. 4: Розвідані запаси по основним басейнам у Росії, млрд. т.

Імпорт експорт

Російська Федерація входить до трійки найбільших експортерів вугілля після Австралії (обсяг експорту 390 млн.).

т.) та Індонезії (330 млн. т.) у 2015 році. Частка Росії за 2015 рік – 156 млн. т. чорної копалини пішло на експорт. Цей показник для країни зріс на 40 млн т за п'ять років. Крім РФ, Австралії та Індонезії до шістки країн-лідерів входять Сполучені Штати Америки, Колумбія та ПАР.

Структура світового експорту представлена ​​рис. 5.

Мал. 5: Структура світового експорту (країни-найбільші експортери).

Центральне диспетчерське управлінняПЕК повідомляє, що у 2016 році загальний обсяг експорту з країни зріс, тоді як імпорт скоротився.

Дані щодо експорту-імпорту у 2016 році представлені у таблиці 2.

Начальник інформаційно-аналітичного відділу департаменту вугільної та торф'яної промисловості Міністерства енергетики країни Ст.

Гришин прогнозує збільшення у 2017 році експорту на 6%, його обсяг може становити 175 млн. т., тобто зрости на 10 млн. т.

Які компанії є найбільшими виробниками

Великі нафтові компаніїРосії у всіх на слуху, а найбільшими компаніями-виробниками вугілля в країні в 2016 році є: ВАТ «СУЕК» (105,47), «Кузбасрозрізвугілля» (44,5), «СДС-вугілля» (28,6), « Востсибвугілля» (13,1), «Південний Кузбас» (9), «Южкузбасвугілля» (11,2), «Якутвугілля» (9,9), ВАТ «Распадська» (10,5), у дужках зазначено кількість виробленого вугілля у мільйонах тонн, див.

Мал. 6. Найбільші виробники до 2016 року, в млн.

Компанії ВАТ «СУЕК», «Кузбасрозрізвугілля» та «СДС-вугілля» є лідерами з виробництва протягом останніх років.

Найбільші виробники за 2014-2015 рік представлені на рис.

7. Серед них, крім двох вищевказаних лідерів галузі, також знаходяться переробні підприємства: «Кузбаська паливна компанія», «Холдинг Сибуглемент», «Востсибвугілля», «Російське вугілля», «ЄВРАЗ» (є однією з найбільших приватних компаній у країні), "Мечел-Майнінг", "СДС-вугілля".

7. Найбільші виробники РФ за 2014-2015 роки, в млн. т.

У листопаді 2016 року бригада Євгена Косьміна дільниці №1 шахти імені В.Д.

Ялевського АТ «СУЕК-Кузбас» встановила новий російський рекорд видобутку протягом року з одного очисного вибою - 4 810 тис. т.

Підсумки та висновки

• Вугільний комплекс Росії активно розвивається.
• Імпорт трохи скоротився за останні роки, в той час, як обсяг експорту та видобутку зріс.
• За експортом Російська Федерація входить до трійки країн-лідерів після Австралії та Індонезії.
• Найближчими роками планується відкриття нових видобувних та переробних підприємств.
• У трійку лідерів входять компанії Сибірського регіону, на який припадає понад 80% видобутку загального обсягу по країні.

Людмила Побережних, 2017-03-29

Запитання та відповіді на тему

За матеріалом поки що не поставлено жодне питання, у вас є можливість зробити це першим

Довідкові матеріали на тему

Вугільні басейни Росії

Роль того чи іншого вугільного басейну в територіальному поділі праці залежить від якості вугілля, розміру запасів, техніко-економічних показників видобутку, ступеня підготовленості запасів промислової експлуатації, розмірів видобутку, особливостей транспортно-географічного становища

За сукупністю цих умов різко виділяються міжрайонні вугільні бази- Кузнецький та Кансько-Ачинський басейни, на які сумарно припадає 70% видобутку вугілля в Росії, а також Печорський, Донецький, Іркутсько-Черемхівський та Південно-Якутський басейни.
Найважливішим виробником кам'яного вугілля у Росії є Кузнецький Вугільний Басейн.

Кузнецький басейн

Балансові запаси кам'яного вугілля Кузбасу категорії А+В+С1 оцінюються в 57 млрд.т., що становить 58,8% кам'яного вугілля Росії.

При цьому запаси коксівного вугілля становлять 30,1 млрд.т., або 73% усіх запасів країни.

У Кузбасі видобувається майже весь спектр марок кам'яного вугілля. Надра Кузбасу багаті іншими корисними копалинами - це марганцеві, залізні, фосфоритові, нефелінові руди, горючі сланці та ін корисні копалини.

Ковальське вугілля відрізняється високою якістю: зольність 8-22%, вміст сірки- 0,3 -0,6%, питома теплотазгоряння – 6000 – 8500 ккал/кг.

Середня глибина розробки підземним способом сягає 315м.
Близько 40% вугілля, що видобувається, споживається в самій кемерівській області і 60% вивозиться в інші райони Росії і на експорт.
У структурі експорту вугілля з Росії на Кузбас припадає понад 70% його фізичного обсягу.
Тут залягає кам'яне вугілля високої якості, у тому числі коксівне. Майже 12% видобутку здійснюється у відкритий спосіб.
Білівський район є одним із найстаріших районів з видобутку вугілля в Кузбасі.

Балансові запаси кам'яного вугілля Білівського району становлять понад 10 млрд. дол.

тонн.
Освоєння Кузнецького вугільного басейну почалося в 1851 році з більш менш регулярного видобутку палива на Бачатській копальні для Гур'євського металургійного заводу. Бачатський спис знаходився за шість верст на північний схід від села Бачати. Зараз на цьому місці знаходяться шахти «Чортинська – Коксова», «Нова-2» та розріз «Новобочатський».
Першим вугільною промисловості м.Бєлова вважається шахта "Піонерка", в 1933р. тут було видобуто першу тонну вугілля.

В даний час Білівський район є найбільшим районом з видобутку вугілля в Кузбасі.
У Білівському районі знаходиться географічний центр Кемеровської області.
Головними центрами є Новокузнецьк, Кемерово, Прокоп'євськ, Анжеро-Судженськ, Бєлово, Ленінськ-Кузнецький.

Кансько-Ачинський басейн розташований на півдні Східного Сибіру в Красноярському краї вздовж Транссибірської магістралі та дає 12% видобутку вугілля в Росії.

Буре вугілля цього басейну є найдешевшим у країні, оскільки видобуток здійснюється відкритим способом. Через низьку якість вугілля малотранспортабелен і тому на базі найбільших розрізів (Ірша-Бородінського, Назаровського, Березовського) діють потужні теплові електростанції.

Печорський басейн є найбільшим у європейській частині та дає 4% видобутку вугілля в країні.

Він віддалений від найважливіших промислових центрів і знаходиться у Заполяр'ї, видобуток ведеться лише шахтним способом. У північній частині басейну (Воркутинське, Воргашорське родовища) видобувають коксівне вугілля, в південній (Інтинське родовище) - переважно енергетичні.

Основними споживачами печорського вугілля є Череповецький металургійний завод, підприємства Північного Заходу, Центру та Центрального Чорнозем'я.

Донецький басейн у Ростовській області є східною частиною кам'яновугільного басейну, розташованого в Україні.

Це один із найстаріших районів видобутку вугілля. Шахтний спосіб видобутку зумовив високу собівартість вугілля. Видобуток вугілля з кожним роком скорочується і в 2007 році басейн дав лише 2,4% загальноросійського видобутку.

Іркутсько-Черемхівський басейн в Іркутській області забезпечує низьку собівартість вугілля, оскільки видобуток здійснюється відкритим способом і дає 3,4% вугілля в країні.

Через велику віддаленість від великих споживачів використовується на місцевих електростанціях.

Південно-Якутський басейн (3,9% загальноросійського видобутку) знаходиться Далекому Сході. Має значні запаси енергетичного і технологічного палива, причому весь видобуток ведеться відкритим способом.

До перспективних вугільних басейнів відносяться Ленський, Тунгуський і Таймирський, розташовані за Єнісеєм на північ від 60 паралелі.

Вони займають великі простори в слабоосвоєних і малообжитих районах Східного Сибіру та Далекого Сходу.

Паралельно зі створенням вугільних баз міжрайонного значення йшло широке освоєння місцевих вугільних басейнів, що дало змогу наблизити видобуток вугілля до районів його споживання. При цьому в західних регіонах Росії видобуток вугілля скорочується (підмосковний басейн), а в східних - різко зростає (родовища Новосибірської області, Забайкальського краю, Примор'я).

Найдавнішим способом видобутку корисних копалин є відкриті гірничі виробки. Так, приблизно вVI тисячоліття до зв. е. з'явилися перші примітивні гірничопрохідницькі інструменти, а в IV тисячоліття біля Північної Ефіопії, Кавказу, Індії та Синайського півострова витягували поліметалеві руди з одержання бронзи.

Від ручної праці до повсюдної механізації

Під час активного зведення пірамід у Стародавньому Єгипті з'явилися перші великі кар'єри, в античний період на відкритій місцевості добувався мармур. У середні віки намітилася тенденція відкритого видобутку кольорових металів. Центрами виробок стали території сучасних Іспанії, Італії та російського Уралу. Вже до XVIII віцірозробки розсипних родовищ кар'єрним способом на Уралі та в Сибіру набули особливої ​​популярності.

Згодом широкого поширення набув видобуток великих обсягів ресурсів у шахтах і каменоломнях, і до цього дня даний спосіб видобутку є превалюючим. Але коли мова йдепро неглибоке залягання породи, рентабельніше розрізи та кар'єри. Популярність відкритого видобутку пов'язана насамперед із її економічною ефективністю. Так, витягання корисних копалин у кар'єрах втричі дешевше для вугільних і вдвічі - для рудних родовищ, ніж шахтний. Крім цього, при розробці родовищ кар'єрним способом відпадає необхідність таких витратних і трудомістких етапів, як облаштування шахт або прокладання тунелів. Крім цього, за продуктивністю кар'єри обганяють шахти вдвічі, а то й утричі, а обсяг втрат корисних копалин знижується вп'ятеро!

Само собою, справжній прогрес у галузі був би неможливим без створення повноцінних кар'єрних машин та налагодження основних процесів виробництва, таких як виїмка, навантаження, транспортування та утворення відвалів.

Перші екскаватори стали використовуватися на кар'єрах, починаючи з XIX століття, а настання XX століття ознаменувалося бурхливим розвитком відкритої розробки родовищ у США та Німеччині. У Росії ж справи були не так райдужно: практично до середини минулого століття переважав ручна праця, частково механізований за рахунок використання як транспорт тачок.

На території СРСР перші великі кар'єридля видобутку вугілля, кольорових та чорних металів було облаштовано з 1928 по 1941 роки. Водночас удосконалювалися й методики проведення підривних робіт. Так, у 20-х роках гірники відмовилися від середньовічного порозу на користь амоналу, у 30-х замінили його на динамоном, під час Другої світової війни, на роки якої припало істотне зростання обсягів видобутку, використовували оксиліквіт. У повоєнний часКоли економіка активно відновлювалася, розширилися масштаби механізації процесів на кар'єрах, було уніфіковано екскаваторне та транспортне обладнання, а при вибухових роботах став застосовуватися ігданіт.

Нині відкрита розробка родовищ дозволяє задовольнити близько 65% обсягу світового споживання сировини як рудного, і нерудного походження, і навіть 35% палива твердого типу. Близько 90% бурого і 20-30% кам'яного вугілля також витягуються в розрізах, 75% залізних руд і близько 80% руд кольорових металів, 90% інших копалин і будівельних матеріаліввидобувають у кар'єрах. Найбільшого поширення відкритий видобуток широко отримав у США, Китаї, Австралії, Канаді та ряді європейських країн. На території Російської Федерації частку видобутку руд як чорних, і кольорових металів у кар'єрах припадає до 93 %, вугілля - 66 % і майже 100 % будівельних матеріалів.

Вугільний Клондайк

У цілому нині вугільна промисловість РФ одна із найголовніших галузей, визначальних енергетичну безпеку і суверенітет Росії. Про це у серпні 2017 року на заході, присвяченому Днюшахтаря, повідомив президент Росії Володимир Путін.

За останніми даними, наданими Центральним диспетчерським управлінням ПЕК (ЦДУ ПЕК), видобуток вугілля в Росії у березні 2018 р. збільшився порівняно з показником березня 2017 р. на 8,3 % - до 36,962 млн т, експорт зріс на 0,9 % - до 15,638 млн т. Постачання російського вугілля на внутрішній ринок збільшилося на 17,8 % до 17,275 млн т. При цьому в березні 2018 р. відзначено падіння імпорту вугілля на 41,5 % до 1,253 млн т.

Видобуток найбільших вугільних компаній за звітний період склав: СУЕК - 9,865 млн т (+6,5%), КК "Кузбассрозрізвугілля" (входить до УГМК) - 3,921 млн т (+3,2%), ХК "СДС-Вугілля" - 2,133 млн т (-3,8 %), компанія «Востсибвугілля» - 1,283 млн т (+5,4 %), КК «Південний Кузбас» (входить до «Мечела») - 635,3 тис. т (-12, 4 %), ХК «Якутвугілля» (входить до «Мечел») – 704,1 тис. т (-10 %). Значна частина внутрішнього ринку, а також експорту припадає на частку Кузнецького вугільного басейну - одного з найбільших у Росії та світі.

У басейні, розташованому в Західному Сибіру біля Кемеровської області, знаходиться 58 шахт і 36 вугільних розрізів.
Найбільшою компанією на Кузбасі, що спеціалізується на видобутку вугілля відкритим способом, є ВАТ «УК «Кузбасрозрізвугілля». До її складу входять шість вугільних розрізів: "Кедровський", "Моховський", "Бачатський", "Краснобродський", "Талдинський", "Калтанський". Балансові запаси КК становлять понад два млрд т вугілля. Щорічно підприємства компанії видобувають понад 45 млн. т палива.

Близько 50% вугілля, що видобувається, реалізується на експорт. Активними споживачами вугілля Кузбасу на зовнішньому ринку є Нідерланди, Корея, Китай, країни Азії, на внутрішньому – мешканці Західного Сибіру, ​​Уралу, Європейської частини Росії. Завдяки збільшенню масштабів виробництва з видобутку вугілля відкритим способом популярність продукції Кузнецького вугільного басейну зростає. Вугілля, видобуте у розрізах, дешевше, ніж із заглиблених родовищ у шахтах, тому даний видпродукції воліють закуповувати приватні особи та дрібні підприємці. Видобувається як високоякісне, так і вугілля низьких сортів, що дозволяє споживачам набувати відповідної мети продукції.

Як ми вже говорили вище, відкритий спосіб видобутку вугілля неможливий без застосування спеціалізованої техніки, адаптованої спеціально для даного виду промисловості. Втім, і тут все не так просто: критеріїв вибору машин та обладнання безліч.

Технології видобутку

Почнемо з того, що видобуток корисних копалин відкритим способом здійснюється із застосуванням різних підходів та технологій. У свою чергу на вибір того чи іншого виробничого процесувпливає низка факторів.

По-перше, залежно від положення та форми покладів щодо поверхні землі розрізняють такі методи розробки родовищ:

• Поверхневий. Даний спосіб передбачає освоєння ділянки та обробку максимального обсягу як корисних копалин, так і розкривних порід. При цьому останні розміщуються у відпрацьованому просторі кар'єру.
• Глибинний. При ньому розкривні породи витягуються в низхідному порядку шарами.
• Нагірний. В даному випадку відбувається переміщення розкривних порід та корисних копалин зверху вниз до більш глибинних позначок.
• Нагірно-глибинний метод застосовується як варіант нагірного за досить складного рельєфу.
• Метод підводного видобутку використовується при розташуванні покладу та його покрівлі під водою.

По-друге, за критерієм становища робочої зони, і навіть переміщення фронту робіт виділяють такі методы:

• Суцільний. Руда видобувається в покладах горизонтального або порожнистого-падаючого типу, при цьому порожня порода розміщується як у виробленому просторі, так і за межами кар'єру.
• Поглиблювальний. Освоєння крутих та похилих покладів з розміщенням розкриву у зовнішніх відвалах.
• Змішаний. Включає різною мірою обидва методи, використовується при видобутку корисних копалин у складних гірських, геологічних та топографічних умовах.

По-третє, відповідно до видів гірничого та транспортного обладнання, що використовуються, виділяють такі технології:

• Циклічна. Процеси виїмки та транспортування руди проходять із паузами, що пов'язано з особливостями застосування конкретної техніки.
• Циклично-потокова, при якій застосовуються механізми безперервної та циклічної дії. При цьому виїмка породи здійснюється машинами циклічного принципу роботи - одноковшовими екскаваторами, а також навантажувачами, а транспортування - пристроями, що безперервно працюють, у тому числі конвеєрами і автоматичними сортувальними установками.
• Поточна. При ній застосовуються здебільшого гірські і транспортні машини з безперервним принципом впливу, наприклад, гідромеханічні пристрої, стрічкові конвеєри, багатоковшеві екскаватори. Якщо для циклічної та циклічно-потокової технологій характерно автоматизоване керуванняокремими процесами, то для потокової використовуються автоматизовані системиуправління.

Незалежно від типу освоєння покладів у кар'єрах властива ідентична загальна схема робіт. Шари порожніх порід поділяються на уступи, які знімаються зверху донизу, при цьому верхні шари випереджають нижні. Вироблений простір збільшується в міру переміщення робочих уступів. Загалом технологічні процеси передбачають відділення гірських порідвід корисних копалин, навантаження та вивіз гірничої маси, розміщення порожньої породи у відвалах.

Все починається з геологорозвідки. Вже після затвердження та запуску проекту проводяться підготовчі роботи: рубання та корчування лісу, обводнення або осушення місцевості, будівництво складських, адміністративних та виробничих об'єктів, комунікацій, водопровідних та каналізаційних мереж. Трудомісткість процесу залежить від топографічних особливостей, кліматичних умов, ступеня обводненості.

На етапі гірничо-капітальних робіт та розтину родовища облаштовуються структурні компоненти кар'єру: внутрішні та зовнішні траншеї, монтується гірське, технологічне та транспортне обладнання. Розкривні роботи - відділення породи, що заважає видобути корисні копалини, шляхом механічного розпушування або із застосуванням вибухівки. Особливістю роботи з розкривними породами є постійне переміщення вибоїв та пунктів розвантаження на відвалах.

Для того, щоб пробурити вибухові свердловини, використовуються бурові верстати масою до 130 т. Як вибухові речовини застосовуються аміачно-селитрені безтротилові гранулити і грамоніти, а також водонаповнені компоненти для свердловин з обводненням. Розпушування здійснюється розпушувачами потужністю до 735 кВт. Також на етапі розкривних робіт задіяні драглайни та механізовані лопати з місткістю ковша близько півтори сотні куб. м.

Потім наступають безпосередньо видобуток, що включає вилучення корисних копалин, їх транспортування і відвантаження на склади або на збагачувальні комбінати з використанням спецтехніки.

У чому сила, брате?

Як ми вже говорили раніше, сучасний кар'єр - це високотехнологічне підприємство, що має високий ступінь механізації. На родовищах працюють високопродуктивні машини, призначені для виїмки, дроблення, перевезення та складування породи та корисних копалин. Дані процеси виробляються як різними гірськими машинами, і комплексними агрегатами, які виконують відразу кілька функцій.

Найпоширеніші види кар'єрної техніки, що використовуються для будівельної/гірничодобувної промисловості, - це екскаватори різних типів, самоскиди великої/середньої вантажопідйомності, трактори, навантажувачі, бульдозери, грейдери. Всі вони розрізняються за типом, потужністю, вантажопідйомністю та технічними параметрами, забезпечуючи певний спектр виконуваних завдань, високу продуктивність, спрощення. технологічного процесута безліч інших переваг.

Вибір конкретних машин залежить від цілого ряду умов, таких як ступінь міцності порід, форма пластів корисних копалин, геологічні умови, рельєф і навіть клімат. Також впливає система розробки родовища та режим проведення гірничих робіт. Не останню роль відіграють і капітальні витрати, обсяги прибутку та продуктивність праці.

З метою підвищення ефективності освоєння родовищ у кар'єрах запроваджується комплексна механізація, що характеризується нерозривністю комунікацій від точки забою до пунктів розвантаження руди. Ще одне обов'язкова умова- машини, задіяні на бурінні, виїмці та навантаженні, відвалах та допоміжних завданнях, повинні відповідати один одному за показниками продуктивності та потужності.

Цікавий факт: на вибір конкретної техніки дуже впливають національні традиції галузі. Наприклад, у США оператори вугільних розрізів віддають перевагу великим екскаваторам, тоді як у Німеччині частіше використовують транспортно-відвальні комплекси. У більшості випадків як техніка для виїмки та навантаження породи у всьому світі використовуються екскаватори, прямі мехлопати та навантажувачі шарнірно-зчленованого типу.

Особливістю потокової технології відкритої розробки родовищ є повсюдне використання роторних екскаваторів та самохідних дробарок, Маса яких може досягати 600 т. Застосування дробильних агрегатів, як мобільних, так і стаціонарних, що розміщуються в розвантажувально-приймальних пунктах, дозволяє операторам ширше використовувати конвеєрні системи.

Основною ж транспортною одиницею в кар'єрах, як і раніше, є самоскиди. Переважна кількість таких машин має вантажопідйомність до 155 т, меншою мірою у відкритій розробці родовищ беруть участь гіганти (200-300 т). Крім того, активно застосовуються залізничні 360-тонні агрегати, думпкари з вантажопідйомністю близько 180 т. Є серед кар'єрних машин і справжні колосси, світові рекордсмени за габаритами та потужністю серед екскаваторів, навантажувачів та самоскидів. Зрозуміло, що задіяння великої кількості дорогих і потужних машин, колосальні обсяги робіт визначають не лише те, що кар'єрний видобуток гранично ефективний, а й те, що він є досить витратним процесом. Докладніше про самоскиди ми поговоримо далі на сторінках журналу.

Наступними за популярністю йдуть потужні екскаватори, які забезпечують розчищення території, копання котлованів, навантаження та масу іншої роботи. Здебільшого використовують два види техніки - дизельні та електричні модифікації машин екскаваторного типу, але останні з них викликають масу труднощів при експлуатації, тому найбільш поширеними типами вважаються машини на дизелі. Хоча серед переваг електричного екскаватора – велика вантажопідйомність, що знижує витрати на видобуток корисних копалин.

В якості наочного прикладузвернемося до вже згаданого вище Бачатського розрізу – одного з найбільших у Кузнецькому басейні. Його будівництво почалося 1948 р. за сім кілометрів від старовинного села Бачати, яким протікає річка Великий (Чорновий) Бачат. На сьогоднішній день його річний видобуток становить понад 8 млн 700 тис. т.

Технічна база розрізу включає в себе парк необхідного основного та допоміжного обладнання, а також об'єкти ремонтного господарства - комплекс ремонтних, складських будівель та споруд, об'єктів електропостачання. За останніми даними, на розрізі задіяно 29 екскаваторів, дев'ять локомотивів, три бурові верстати, 24 бульдозери важкого типу, а також 63 автосамоскиди, у тому числі найбільший у країнах СНД у своєму сегменті «БелАЗ-75600» вантажопідйомністю 320 т масою 5.

У 2011 році на розрізі було запущено в експлуатацію 35 кубовий китайський екскаватор WK-35 та американський Р&Н-4100 ХРС з об'ємом ковша 57 куб. м. Енергетичні вугілля переробляються з 2002 р. на збагачувальній фабриці «Бачатська енергетична» потужністю три млн т вугілля на рік та двох сортувальних комплексах ДСК-1 та ДСК-2, на кожному з яких переробляється 1,5 млн т вугілля на рік. Вугілля, що коксується, переробляються з 2008 р. на збагачувальній фабриці ОФ «Бачатська коксова» з переробною потужністю 3 млн т вугілля на рік. Розубіжене вугілля із вибоїв автосхеми автосамоскидами вивозиться на склади ділянки переробки та збагачення. Завершується реконструкція комплексу збагачувальної установки з відсаджувальною машиною «Батак», що дозволить збільшити вилучення товарного вугілля з маси вуглевмісної РГМ з 350 тис. до 750 тис. т на рік.

Імпортні тенденції

Зважаючи на високу затребуваність кар'єрної техніки, цей напрямок машинобудування займає зараз вкрай серйозну нішу. Серед виробників кар'єрної техніки особливо виділяються Білоруський та Могилівський автомобілебудівні заводи, які протягом багатьох років випускають потужну спецтехніку різного призначення. Серед зарубіжних концернів провідними виробниками визнані Hitachi-Euclid, Liebherr, Caterpillar, Terex та Komatsu, що випускають широкий модельний рядкар'єрних машин та техніки.

Одними з визнаних лідерів світової автоіндустрії у галузі виробництва, яку займає кар'єрна спецтехніка, є американські компанії Caterpillar та Terex, добре відомі на російському ринку. Наступними за потужністю вироблених машин, їх високою продуктивністю та технічними параметрами є такі концерни, як німецька компанія Liebherr та японські виробники техніки Komatsu Hitachi. Основними виробниками спеціалізованої техніки у Росії є концерн «Тракторні Заводи» ( торгова марка"Четра"), машинобудівна корпорація "Уралмаш", ВАТ "Іжорські заводи" та група "ГАЗ" (дивізіон "Спецтехніка") - торгова марка ТВЕКС та ЧСДМ.

Як повідомляють експерти, на ринку кар'єрного обладнання та техніки зараз превалюють зразки іноземного виробництва. Щоб не бути голослівними, звернемося до цифр. Дані про імпорт на ринку кар'єрної техніки у 2017 році надані компанією ID-Marketing (www.id-marketing.ru). У дослідженні розглянуто такі позиції: важкі гідравлічні екскаватори, великі гірські гідравлічні екскаватори, важкі колісні навантажувачі, гусеничні важкі бульдозери. Дані про обсяги імпорту ще одних кар'єрних працівників - самоскидів, ми розкриємо в окремому матеріалі.

Результати викладено у таблиці. Червоним кольором виділено загальний обсяг імпорту за конкретним видом техніки протягом року, прим. Зеленим – темп приросту 2017 року до 2016, %.

Так, згідно з дослідженнями ID-Marketing , Найбільший приріст обсягу постачання спостерігається в сегменті важких гідравлічних екскаваторів (147, 60%). Загальний обсяг поставок дорівнює 827 одиницям техніки Лідируючі позиції займають машини корейського виробництва (43, 53%) ринку, 33, 49% зайнято японськими екскаваторами, частку китайських машин припадає 18,86%, і тільки 4,11% ринку представлені машинами виробництва інших країн. Якщо говорити про бренди, то цього року намітилася цікава тенденція. 44, 38% загального ринку займають машини різних марок, збільшивши частку присутності на 198, 37% порівняно з 2016 роком. Далі слідує HYUNDAI - його частка становить 24,06%, збільшивши частку на 145, 68% порівняно з 2016 роком, потім KOMATSU (17,78%), приріст становив 133, 33%. Велика частка поставок (38, 57%) посідає Москву, ще 14, 87% – на Московську область. 20, 31% від загальної кількості машин закуплено Приморським краєм, що на 2300% більше, ніж у 2016 році.

Значний приріст спостерігається і в сегменті великих гідравлічних гірських. У 2017 році до Росії поставлено 155 одиниць техніки, що на 118,31% більше, ніж у 2016 році. Найбільшу частку ринку (61,94% і 96 машин відповідно) займає техніка виробництва Японії, потім - Франції (частка ринку - 14, 19 %, обсяг поставок - 22 машини.Основним імпортером серед регіонів є Москва (123 машини і 79,35% ринку відповідно), 20% ринку припадає на частку Приморського краю - 31 машина з приростом у рекордних 416,67%. постачання в Калузьку область.

Серед компаній лідируючі позиції у KOMATSU. У 2017 році бренд збільшив приріст на ринку на 122, 5%, поставивши 89 машин і зайнявши тим самим 57, 42% ринку. На 214,29% (до 14, 19%) зросла частка присутності концерн LIEBHERR, поставивши 22 екскаватори.

У 2017 році в Росію поставлено 45 важких колісних навантажувачів, що на 55, 17% більше, ніж у 2016 році. 16 з них шведського виробництва (35, 56% від загального ринку, що на 166,67% більше, ніж у 2016). 33,33% займає Японія (15 машин). Збільшивши свою частку на 15,38% порівняно з 2016 роком. На 50% збільшив обсяг поставок США – 12 машин, що становить 26,67% загальної частки ринку. Головним покупцем також є Москва (15 машин та 33, 33% ринку відповідно). Потім слідує Калузька область (13 машин, 28,89% і збільшення частки на 116, 67%). Вперше почалися постачання до Новосибірської області - 5 машин (11,11%). Перед інших регіонів припадає 26,67 %(12 машин). Серед брендів лідирує VOLVO (16 машин, 35, 56 ринку зі збільшенням частки на 167, 76% порівняно з 2016 роком). 13 машин поставив KOMATSU (28,89 з приростом на 85,71%). 20% у CAT (9 машин, приріст на 85, 71%).

Ринок імпорту важких гусеничних бульдозерів у 2017 році зріс незначно - на 35, 83% і склав 254 машини. Серед країн-постачальників машин цього класу все також лідирує Японія – 39,76%, хоча позиції знизилися порівняно з 2016 роком на 4,72%.

Зміст статті

ВУГІЛЛЯ ВИКОПНА,горюча осадова порода органічного (рослинного) походження, що складається з вуглецю, водню, кисню, азоту та інших другорядних компонентів. Колір варіює від світло-коричневого до чорного, блиск від матового до яскравого блискучого. Зазвичай чітко виражена шаруватість, або полосчастість, яка обумовлює його розколювання на блоки або маски таблитчатые. Щільність вугілля від менше 1 до ~1,7 г/см 3 в залежності від ступеня зміни та ущільнення, яке він зазнав у процесі вуглеутворення, а також вмісту мінеральних складових.

Вуглеутворення.

Починаючи з девонського періоду в стародавніх торф'яних болотах в анаеробних умовах (у відновлювальному середовищі без доступу кисню) накопичувалася і консервувалася органічна речовина (торф), з якої формувалися викопні вугілля. Первинна торф'яна поклад складалася з маси тканин рослин від повністю розкладених (гелефікованих) до добре зберегли свою клітинну будову. В аеробних умовах при впливі на залишки рослин збагачених киснем вод або на контакті з атмосферою відбувалося повне окислення (розкладання) органічної речовини з виділенням діоксиду вуглецю та легких вуглеводнів (метану, етану та ін), що не супроводжувалося торфоутворенням.

Перетворення торфу на викопне вугілля, зване вуглефікацією, відбувалося протягом багатьох мільйонів років і супроводжувалося концентрацією вуглецю та зменшенням вмісту трьох основних вуглеутворюючих елементів – кисню, азоту та водню. Головними факторами вуглефікації є температура, тиск та час. У Росії її прийнято виділяти такі стадії вуглефікації: буровугільну (з ранньою підстадією – лігнітовою), кам'яновугільну, антрацитову і графітову. При цьому йшло послідовне утворення бурого вугілля, кам'яного вугілля, антрациту та графіту. У США, Канаді, Німеччині, Великій Британії та багатьох інших країнах прийнято вважати, що в процесі вуглефікації з торфу утворюються лігніти, суббітумінозне вугілля, бітумінозне вугілля, антрацит і графіт (що не суперечить російській класифікації).

Сучасне торфообразование відбувається у різних масштабах не більше всіх материків, крім Антарктиди. Великі торфовища відомі на території Канади, Росії, Ірландії, Шотландії та інших країн.

Вуглеутворення, що мало місце в минулі епохи, відрізнялося за інтенсивністю, а також умовами формування первинних торфовищ. Як і нині, в давнину торф накопичувався і у внутрішніх частинах континентів, і на околицях. Велику роль грали кліматичний і тектонічний чинники. Інтенсивне вуглеутворення відбувалося в епохи з теплим і вологим кліматом, кам'яновугільну, пермську, юрську, палеогенову та неогенову, а слабку – у девонську та тріасову. Тектонічні пульсаційні коливання околиць материків супроводжувалися накопиченням вугленосних товщ потужністю кілька кілометрів, що включають до 200–300 вугільних пластів і пропластков. Під час морських трансгресій торф'яні болота затоплювалися, і поверх торфу відкладалися опади різного механічного складу, що змиваються з прилеглих більш високих ділянок суші. Потім під час морської регресії за умов занурення суші болотообразование відновлювалося і накопичувався торф. В результаті багаторазового повторення цих процесів сформувалися шаруваті осадові товщі. Потужність таких вугленосних товщ коливається від кількох десятків метрів до 3000 м (наприклад, в Аппалачському басейні понад 2000 м, Рурському – 2500–3000 м, Верхнесилезькому – 2500–6000 м, Донецькому – до 18 000 м).

Вік вугілля.

Вивчення залишків рослин, що збереглися у вугіллі, дозволило простежити еволюцію вуглеутворення – від більш древніх вугільних пластів, утворених нижчими рослинами, до молодого вугілля і сучасних торф'яних покладів, що характеризуються великою різноманітністю вищих рослин-торфоутворювачів. Вік вугільного пласта і пов'язаних з ним порід визначають шляхом визначення видового складу залишків рослин, що містяться у вугіллі.

Найдавніші вугільні поклади утворилися в девонський період, приблизно 350 млн років тому. Найбільш інтенсивне вуглеутворення відбувалося в інтервалі від 345 до 280 млн років тому, і тому цей період був названий кам'яновугільним. До нього належить більша частина вугленосних басейнів на сході та в центральних районах США, у Західній та Східній Європі, Китаї, Індії та Південній Африці. У пермський період (280-235 млн. років) інтенсивне вуглеутворення відбувалося в Євразії (вугільні басейни Південного Китаю, Кузнецький та Печорський - у Росії). Дрібні родовища вугілля у Європі сформувалися у тріасовий період. Новий сплеск інтенсивності вуглеутворення припав на початок юрського періоду (185–132 млн. років). Приблизно 100-65 млн років тому, в крейдяний період, сформувалися вугільні родовища Скелястих гір США, Східної Європи, Центральної Азії та Індокитаю. У третинний період, приблизно 50 млн. років тому і пізніше, виникли родовища в основному бурого вугілля в різних районах США (на півночі Великих рівнин, півночі Тихоокеанського узбережжя та прибережних районах Мексиканської затоки), в Японії, Новій Зеландії та Південній Америці, а також у Західній Європі. У Європі та Північній Америці утворення торфу відбувалося в теплі міжльодовикові періоди та післяльодовикові.

Умови залягання.

В результаті рухів земної кори, в ході яких відбувалася зміна відносного становища суші та моря, потужні товщі вугленосних порід зазнавали підняття та складкоутворення. З часом підняті частини товщі (антикліналі) руйнувалися з допомогою ерозії, а опущені (синкліналі) зберігалися у широких неглибоких басейнах, де вугілля перебуває в глибині щонайменше 900 м від поверхні. Наприклад, у США в Скелястих горах і на півночі Тихоокеанського узбережжя вугленосні відкладення залягають в основному на глибинах 1200-1850 м і у виняткових випадках досягають глибини 6100 м. місцях видобувається із глибини понад 1200 м. Вугільні пласти, що продовжуються на глибину 5–8 км, нині розробляти нерентабельно.

Вугільні пласти.

Потужність окремих вугільних пластів коливається від 10 см до 240 м-коду (як, наприклад, у штаті Вікторія в Австралії). Пласти потужністю 120 м зустрічаються у Китаї; 60 м – у США (шт. Вайомінг) та Німеччині; 30 м - у США (шт. Вайомінг), Канаді (провінція Британська Колумбія) та інших районах. Такі потужні пласти зазвичай займають невелику площу. Найчастіше зустрічаються пласти товщиною 90-240 см. Вони поширюються на великі території, і з ними пов'язані значні запаси вугілля, що видобувається. У товщах вугленосних порід міститься від двох-трьох до кількох десятків вугільних пластів. Наприклад, у США у детально вивченій вугленосній товщі у Західній Віргінії було встановлено 117 вугільних пластів.

класифікації.

Оцінка копалин вугілля ведеться за трьома параметрами: ступеня метаморфізму, яка визначається як ступінь зміни вмісту вуглецю у вугіллі; якості, що оцінюється за вмістом пального компонента, кількістю золоутворюючих речовин, вмістом вологи, сірки та інших елементів та за складом викопних рослин-вуглеутворювачів, хімічних перетворень, що сталися в процесі вуглефікації.

Стадії метаморфізму.

Головні класи вугілля (прийняті у США та деяких європейських країнах) за зростанням стадій метаморфізму включають лігніт (у Росії лігніт є терміном вільного користування), суббітумінозне вугілля, бітумінозне вугілля та антрацит. Відмінності в стадії метаморфізму визначаються на основі хімічних аналізів, що свідчать про послідовне зменшення вологості та виходу летких речовин, а також збільшення вмісту вуглецю. Від відносної кількості вологи, летких речовин, вуглецю та теплотворної здатності (теплоти згоряння) залежать міцність вугілля при транспортуванні та зберіганні, а також активність горіння. Великим споживачам необхідно знати властивості різних вугілля та порівняльну вартість видобутку та транспортування різних категорій вугілля, щоб вирішити, яка категорія найбільшою мірою задовольняє їхні потреби.

Лігніт

має виразну волокнисту структуру деревини, частіше світло-коричневий та коричневий, рідше – чорний колір. За властивостями та складом відрізняється від справжнього бурого вугілля, яке зустрічається переважно в Канаді та Європі. У порівнянні з торфом лігніт містить менше води та відрізняється більш високою теплотворною здатністю. Більшість молодих (нещодавно утворених) вугілля представлено лігнітом, але там, де вони зазнали високого тиску або інтенсивного теплового впливу, їх якість вища.

Субітумінозне вугілля

характеризується чорним кольором, незначним проявом, а іноді і відсутністю волокнистої деревної структури, містить менше води та летких речовин у порівнянні з лігнітом і відрізняється більш високою теплотворною здатністю. Субітумінозне вугілля легко вивітрюється на повітрі і кришиться під час транспортування.

Бітумінозне вугілля

відрізняється чорним кольором, відносно низьким вмістом вологи та найбільшою теплотворною здатністю серед усіх вугілля. У більшості високорозвинених країн бітумінозне вугілля використовується в промисловості в більших кількостях, ніж вугілля інших категорій, оскільки у нього не знижується якість при транспортуванні і має високу теплотворну здатність; крім того, деякі різновиди бітумінозного вугілля використовуються для одержання металургійного коксу.

Антрацит

характеризується дуже високим вмістом вуглецю, низькою вологістю та малим виходом летких компонентів. Він має смоляно-чорний колір і при спалюванні не дає кіптяви. Щоб підпалити антрацит, потрібно більше тепла та зусиль, але спалахнувши, він дає стійке, чисте, гаряче, блакитне полум'я і горить довше, ніж вугілля нижчих стадій метаморфізму. До 1920-х антрацит широко використовувався для обігріву будинків, а потім йому на зміну прийшли нафта і природний газ.

Сортність.

У процесі торфоутворення у вугілля потрапляють різні елементи, більша частина яких концентрується в золі. Коли вугілля згоряє, сірка та деякі леткі елементи виділяються в атмосферу. Відносний вміст сірки та золоутворюючих речовин у куті визначають сортність вугілля ( див. таблицю). У високосортному вугіллі менше сірки і менше золи, ніж у низькосортному, тому він користується більшим попитом і дорожче.

Сорт визначається якістю вугілля, а чи не стадією вуглефікації, що характеризує ступінь його зміни. Вугілля низької стадії вуглефікації, наприклад, лігніт, може бути високого сорту, а високій стадії, наприклад антрацит, – низькосортним.

Кількість золоутворюючих речовин, що містяться в вугіллі (мінеральна складова), може змінюватися від 1 до 50 вагових відсотків, але для більшості вугілля, що використовується в промисловості, воно становить 2–12%. Золоутворюючі речовини дають додаткову вагу, що здорожує транспортування вугілля. Крім того, частина золи потрапляє у повітря та забруднює його. Деякі компоненти золи спікаються з утворенням шлаку на колосникових ґратах та утруднюють горіння.

Хоча вміст сірки у вугіллі може змінюватися від 1 до 10%, у більшості вугілля, що використовується в промисловості, її вміст становить 1–5%. Проте домішки сірки небажані навіть у невеликих кількостях. Коли вугілля згоряє, більша частина сірки виділяється в атмосферу у вигляді шкідливих забруднюючих речовин – оксидів сірки. Крім того, домішка сірки негативно впливає на якість коксу та сталі, виплавленої на основі використання такого коксу. З'єднуючись з киснем і водою, сірка утворює сірчану кислоту, що корродує механізми теплових електростанцій, що працюють на вугіллі. Сірчана кислотаприсутній у шахтних водах, що просочуються з відпрацьованих виробок, у шахтних та розкривних відвалах, забруднюючи навколишнє середовищета перешкоджаючи розвитку рослинності.

Ресурси.

Спільні світові ресурси вугілля, тобто. кількість вугілля, яке знаходилося у надрах до того, як його почали видобувати, оцінюються сумарною величиною понад 15 000 млрд. т; їх приблизно половина доступна для видобутку. Переважна більшість світових ресурсів вугілля перебуває у Азії і зосереджена переважно у Росії та Китаї, які є найбільшими виробниками вугілля. Північна Америка і Західна Європа займають відповідно друге і третє місця за ресурсами вугілля і є дуже великими виробниками.

ВИДОБУТОК ВУГІЛЛЯ

Вугілля розробляють відкритим (кар'єрами) та підземним (шахтами та штольнями) способами. Вибір способу ведення гірничодобувних робіт залежить переважно від розташування вугільного пласта щодо земної поверхні. Розробка відкритим способом зазвичай ведеться при глибині його залягання не більше 100 м. Залежно від напрямку підходу до вугільного пласту розрізняють способи розкриття родовища: штольнею (горизонтальним підземним виробленням) та вертикальними або похилими шахтними стволами. Іноді вугілля видобувають із родовищ, що сягають далеко в море. Підводний видобуток вугілля ведеться в Канаді, Чилі, Японії та Великій Британії.

РОЗРОБКА ПІДЗЕМНИМ СПОСОБОМ

Розтин родовища штольней.

Якщо пласт виходить на денну поверхню на схилі гори, то до нього проводиться горизонтальний тунель, що називається штольнею. Штольню, як правило, ведуть за падінням (нахилу) пласта. Якщо пласт майже горизонтальний, то починають розробку трохи нижче за його рівень і, вже дійшовши до пласта, слідують за його падінням. Якщо потужність пласта невелика, то витягають частину його ґрунту (порід, що залягають нижче пласта) або покрівлі.

Для визначення найнижчої та найбільш зручної точки входу в штольню бурять дрібні свердловини та проводять короткі штольні, в яких здійснюються маркшейдерські виміри. Бічні сторони та верх гирла штольні бетонують, особливо поблизу поверхні. Якщо штольня розрахована на кілька років, то обмежуються встановленням дерев'яного кріплення.

Похилі виробітки.

Вугільні пласти часто залягають похило. Кут падіння пласта іноді буває більше 90 ° (у разі перекинутого залягання), тоді підошва пласта стає його покрівлею. Такі пласти часто експлуатуються на вугільних родовищах Франції.

У випадках, коли пласт круто падає від місця виходу на денну поверхню, проводять похилі підземні виробки. Якщо економічно рентабельний пласт немає зручного виходу, то вироблення ведеться по простяганню порід. Як правило, розтин родовища похилими виробками економічно доцільно при довжині не більше 800 м-коду.

Шахтні стволи.

Багато вугільних родовищ найзручніше розкривати вертикальним виробленням – шахтним стволом. Вартість будівництва та експлуатації шахтного ствола вище, ніж штольні, але коли підземні водотоки перетинають вугільний пласт різних напрямкахсумарні витрати з експлуатації родовища можуть виявитися нижче. Цей спосіб дозволяє раціональніше планувати гірничі роботи; крім того, шахтний ствол служить довше, ніж розрізнені штольні. Однак вентиляція та дренаж обходяться дорожче, і доводиться йти на витрати, пов'язані з підйомом вугілля.

Розтин вугільних пластів шахтним стволом застосовується при глибині їхнього залягання понад 45 м. У США глибина шахтних стволів рідко перевищує 300 м, в інших вугледобувних країнах вона іноді досягає 1200 м, а в Індії та Південній Африці відомі шахти глибиною понад 4 км.

Системи підземної розробки.

При підземній розробці родовищ вугілля використовують камерно-стовпову систему та розробку лавами або довгими очисними вибоями. У США більш поширена камерно-стовпова розробка (близько 65% всього підземного вуглевидобутку), оскільки більша частина вугільних пластів, що розробляються, особливо бітумінозного вугілля, характеризується значною потужністю. У разі малопотужних, сильнопорушених і пластів, що залягають на великій глибині, краще метод довгих очисних вибоїв. Камерно-стовпова технологія не дуже економічна; зазвичай вона забезпечує вилучення лише 50% наявного вугілля. Розробка довгими очисними вибоями безпечніша і дозволяє витягувати до 80% вугілля і більш рівномірно видавати його на-гора.

Камерно-стовпова система розробки.

При такій системі в пласті проходять ряд камер, розділених цілями, що підтримують покрівлю пласта. Після того, як очисні вибої даної ділянки посунуті відповідно до плану, забійники або залишають цю ділянку, або ведуть зворотну проходку, виробляючи вилучення ціликів з обвалом покрівлі позаду себе. У деяких випадках при підготовчій проходці камер виймається лише 10–15% вугілля.

Пласт зазвичай розбивається на великі блоки основними та вторинними групами камер, іноді званими вибійним штреком, поперек яких проходять менші групи камер (дільниці та торцеві штреки). Ділянками називають фактичний фронт видобутку, оскільки ціліки основних та вторинних груп камер виймаються рідко.

Ціліки вугілля залишаються дома на невизначений термін у випадках, коли необхідність їх збереження диктується станом покрівлі і грунту пласта чи екологічними нормативами. Гірничоглядні інстанції не заохочують таку систему, тому що при цьому великі втрати вугілля.

У деяких випадках вугільні цілики під вагою величезної власної ваги і ваги покрівлі вдавлюються в глиняний грунт пласта, що розм'якшується, спучуючи його. Якщо ґрунт і покрівля складені з твердих порід, то осад покрівлі може призводити до роздавлювання ціликів з фарбуванням їх у камери. Іноді целіки, які перебувають у такому стані, руйнуються миттєво із виділенням великої механічної енергії (гірський удар). Масове руйнування ціликів відбувається рідко, але якщо воно починається, його важко зупинити. Такий руйнівний процес може охопити велику площу і навіть призвести до повного обвалення шахти, в якій залишаються засипаними люди, вугілля, матеріали та обладнання. Щоправда, сучасні технічні нормативи на цілики загалом гарантують запобігання їх масовому руйнуванню.

Вилучення міжкамерних ціликів - друга стадія виїмки - ведеться короткими заходами у зворотному напрямку. При правильному проведенні не виникає небезпеки для життя шахтарів, виявляються незначними втрати вугілля та матеріалів та знижується собівартість видобутку. Щоправда, якщо виїмка ціликів провадиться на великій площі, то можливе осідання товщі гірських порід над шахтним полем.

Розробка довгими очисними вибоями.

За такої системи розробки ведеться виїмка великого блоку вугілля з переміщенням обладнання вздовж широкої поверхні вибою під безперервною лінією секцій кріплення. Ціліки не залишаються. Виїмка провадиться або прямим, або зворотним ходом. У тому й іншому випадку очисний простір (біля вибою) кріпиться сталевими секціями по всій довжині і кріплення знімається після вилучення вугілля по всій панелі виїмки. У процесі виїмки покрівля пласта обрушується позаду механічного кріплення.

Спочатку довгими вибоями розроблялися пласти, що неглибоко залягають, або порушені пласти на глибині понад 300 м, особливо на вугільних шахтах Європи. У разі ж помірно глибоких горизонтальних пластів перевага надавалася камерно-стовповій системі розробки. Потім у США для помірно глибоких горизонтально залягаючих пластів почали широко застосовувати розробку довгими очисними вибоями, оскільки вона безпечніша для шахтарів і дозволяє в 4–5 разів збільшити видобуток вугілля.

Видобуток антрациту.

У разі крутопадаючих пластів антрациту проводять горизонтальні, часто звивисті, відкаткові та вентиляційні вироблення і безпосередньо до пласта підводять підземні виробки, які називаються вуглескатами. Антрацит після відбійки скочується у напрямі падіння пласта самопливом. На вузькому кінці вуглескату залишається така кількість вугілля, щоб його поверхня знаходилася на рівні, необхідному для роботи шахтарів-підривників. Шахтарі працюють, стоячи на поверхні подрібненого вугілля, частина якого відбирається щоразу в міру просування вибою. Таким чином, поверхня розпушеного вугілля постійно підтримується на зручній відстані від вибою. Відбійка ведеться пневматичними бурильними молотками чи вибуховим способом. Вугілля настільки тверде, що при проходженні зони магазинування (зберігання) в камері мало кришиться. При невеликому падінні (нахилі) пласта шахтарі працюють на підошві із твердих порід. Сталевий жолоб, яким «тече» вугілля, у нижній частині забезпечений секцією, підвішеною на шарнірах, під час підняття якої потік вугілля переривається. Там, де через велику крутість пласта подрібнене вугілля тече вниз надто швидко, в грунті і покрівлі поблизу лійкоподібного гирла вуглесхилого вироблення закріплюють стійки, що стримують натиск. Якщо пласт недостатньо крутий, то сталевий жолоб можна довести до майже робочої поверхні. Раніше вугілля вручну проштовхували вниз; тепер застосовуються вібраційні та інші конвеєри.

При малому нахилі пласта, де вугілля не йде самопливом, шахтарі стоять на ґрунті та зона магазинування не потрібна. Якщо ж магазинування необхідне, то з обох боків камери роблять проходи з дерев'яним кріпленням. Один із них призначений для людей, а інший служить зворотним вентиляційним каналом та аварійним виходом. Коли камера повністю вироблена, виїмку ціликів здійснюють буровибуховим способом, при якому вугілля скочується в нижню частину камери.

Іноді вугілля зривається з вибою без буровибухової відбійки, після чого подальша експлуатація пласта неможлива. У таких випадках до забою через іншу камеру або на більшій висоті проводиться новий виробіток. Вилучення ціликів ведеться без відбійки, оскільки вони самі обрушуються під тиском покрівлі. Однак при цьому обрушується і порода покрівлі, іноді в такій кількості, що експлуатація стає збитковою, оскільки більша частина видобутого вугілля має йти на збагачувальну фабрику, де порода відокремлюється вручну або механічно.

Видобуток бітумінозного вугілля.

Підземна розробка родовищ м'якого та пухкого бітумінозного та напівбітумінозного вугілля може вестись з використанням суцільної системи, довгими очисними вибоями. Для відбійки часто застосовується буровибуховий спосіб. Кожен із них передбачає певний цикл операцій виїмки, навантаження, відкочування вугілля та кріплення покрівлі. Колись першою операцією була нижня зарубка, що виконувалася ручними кайлами по всій ширині вибою. В даний час вруб виробляють машини, потім у вибої бурять свердловини для закладення в них вибухових речовин (ВР).

Суцільна виїмка.

Потужний гірський комбайн відбиває вугілля від масиву на поверхні вибою, звалює його на ґрунт робочого горизонту для навантаження іншою машиною або вивантажує безпосередньо в шахтні вагонетки, що переміщують вугілля до місця навантаження на конвеєр. Після того, як виїмка виконана по всій площі, комбайн рухається до нової поверхні вибою; колишній привибійний простір кріпиться штангами анкерного кріплення. Іноді використовується і додаткове кріплення, якщо цього вимагає стан покрівлі пласта. Такий цикл повторюється від чотирьох до 12 разів за робочу зміну, залежно від ефективності загальної системи видобутку. Стандартна ділянка суцільної виїмки обслуговується в основному одним комбайном, однією машиною для монтажу анкерного кріплення та двома вагонетками. Можливий також розширений варіант, у якому на ділянці працюють два комбайни, одна або дві машини анкерного кріплення та три або чотири вагонетки. Такий метод дуже продуктивний і часто дає 2000-2500 т вугілля за зміну.

Виїмка довгими очисними вибоями.

У механізованій системі довгого очисного вибою видобувний комбайн із робочим органом (баровим, барабанним) переміщається по ставу скребкового конвеєра вздовж вибою. Вугілля, що відбивається, занурюється лемешом комбайна безпосередньо на конвеєр, що транспортує його через перевантажувач до основної конвеєрної системи. При виробництві чергового вруба забійний конвеєр притискається до масиву вугілля гідравлічними домкратами, прикріпленими до сталевих опор механічного кріплення з перекриттям. Коли тиск, що притискає перекриття кріплення до покрівлі пласта, падає, домкрати пересуваються до лінії вибійного конвеєра, що посунулася, і притискаються до покрівлі на новому місці, а незакріплена покрівля позаду перекриття обрушується. Така послідовність операцій повторюється у прямому та зворотному напрямках вздовж вибою, який може мати довжину до 300 м. Вся виїмкова панель довгого вибою довжиною до 3000 м може бути повністю розроблена за півроку. При виїмці довгими очисними вибоями за зміну видобувається до 5000 т вугілля. Така система може працювати із застосуванням програмного управління, при цьому потрібні лише два-три оператори на забій.

Буровибухова виїмка.

Послідовність операцій складається з власне виїмки (створення врубу, буріння та вибухова відбійка) та наступних за нею операцій навантаження, відкатки вугілля та кріплення покрівлі. Спочатку за площею вибою врубовий комбайн робить вруб шириною бл. 50 см на глибину 2-2,7 м, щоб утворилася вільна поверхня. Вруб може бути проведений зверху, внизу, посередині або збоку вибою; можливі також будь-які парні поєднання цих варіантів. Як правило, вруб, буріння, вибухова відбійка, навантаження вугілля та кріплення покрівлі виконуються паралельно не менш ніж у п'яти вибоях. Окремі операції циклічно повторюються у вибоях ділянки.

РОЗРОБКА ВІДКРИТИЙ СПОСІБ

У тих випадках, коли вугільний пласт залягає неглибоко і не перекритий сильним шаром порожньої породи, технологія ведеться відкритим методом. Після видалення розтину починаються буровибухова відбійка вугілля і завантаження його в автосамоскиди або залізничні вагони.

Розкривні роботи.

Спочатку виробляють буріння з відбором керна для аналізу твердості породи, що покриває, її шаруватості, тріщинуватості і ступеня вивітрілості. Якщо верхній шар породи тонкий і пухкий, то розкривні роботи проводяться бульдозерами та скреперами; Для видалення великих кількостей розтину та вугілля застосовуються механічні лопати, драглайни та роторні екскаватори у поєднанні з дрібнішими видами обладнання. Буровибухові роботи, як правило, потрібні, коли є потужний шар твердої породи, що покриває, або необхідні вузькі і круті заходки шириною 20-30 м.

Капітальна траншея.

Якщо рельєф плоский і пласт вугілля не виходить на поверхню, розтин родовища проводиться екскаватором, що прокладає до горизонту вугілля капітальну траншею шириною бл. 20 м, яка може бути фланговою (вздовж однієї зі сторін контуру кар'єру) або центральною. Розкрив укладається у відвал по периметру кар'єру. Іноді вугілля, завалене першим розкривом, просто залишається, оскільки його мала кількість не виправдовує витрат на повторне видалення розкриву. В інших випадках розкрив у міру її вивантаження потужним екскаватором переміщається і розрівнюється по більшій площі бульдозерами, скреперами та малими механічними лопатами для полегшення її подальшого видалення. Оскільки механічна лопата, драглайн чи роторний екскаватор стоять на відстані не менше 7–8 м від місця, де ківш забирає розпушений вибухом розкрив, а люди туди не допускаються, уступ такої капітальної траншеї може бути майже вертикальним. Тут потрібна спеціальна техніка вибухової відбійки, при якій порода не скидається вибухом вниз, а розпушується таким чином, що легко виймається ковшем екскаватора. Для цього заряди ВР закладають у свердловини, пробурені вертикально майже до горизонту вугілля або горизонтально на 1-1,5 м вище вугільного пласта.

Для розкриття пластів, що глибоко залягають, необхідно дуже потужне обладнання, інакше роботи будуть збитковими. Використовуються дизельні та електричні лопати будь-яких необхідних розмірів, які можуть забирати ковшем 225 т покрівельних порід і переміщати їх на відстань до 130 м. Для роботи на крутих укосах уступу, що йдуть до пологого вугільного пласта, використовуються драглайни. Найбільші мають обсяг ковша майже 120 м 3 і переміщають на стрілі породу на відстань ок. 170 м-код на висоті 14-поверхового будинку. Гігантські екскаватори здатні переміщати до 2700 м 3 породи на годину на відстань до 150 м. Такі машини можуть працювати на уступах заввишки понад 30 м.

Розкривні роботи у гірських районах.

На схилах гір траншею, що розкриває вугільний пласт, зазвичай проходять профілю схилу. При цьому використовуються ті ж машини, про які йшлося вище. Інший можливий спосіб- Зняття вершини гори з укладанням розтину в долині.

Транспортне проходження траншеї.

При розробці родовищ бітумінозного вугілля траншеї зазвичай проходять безтранспортним способом, при якому вся порода з траншеї викладається екскаватором прямо на борти. При видобутку антрациту частіше застосовується транспортний спосіб, у якому розкрив вантажиться в залізничні вагони чи автосамоскиди і переміщається значно відстань від траншеї – в старі кар'єри чи повністю вироблені ділянки тієї самої родовища. Такий спосіб дозволяє за одну операцію, що виробляється з одного місця, розкривати кілька вугільних шарів, що лежать один над одним. Він дає змогу економічно ефективно розробляти пласти, що залягають на глибині до кількох сотень метрів.

Рекультивація відпрацьованого кар'єру.

Після відпрацювання весь кар'єр є рядом довгих траншей, причому на поверхні часто виявляється підґрунтовий шар, безладно перемішаний з породою (ґрунтовий шар зберігається окремо для подальшого відновлення рослинності). У кар'єрах часто утворюються водоймища з помаранчевою або іржавою (через підвищену кислотність) водою, які мають бути ізольовані від найближчих річок та озер. При продуманому плануванні ґрунтовий покрив у місцях розташування повністю вироблених кар'єрів може бути відновлений, хоч і ціною значних витрат. На деяких ділянках після рекультивації земна поверхня може бути навіть у кращому стані, ніж до розкривних робіт, і використовуватися для вирощування сільськогосподарських культур, випасу худоби, лісопосадок, створення зони відпочинку або заповідника для диких тварин та птахів.

Бурошнекова виїмка.

У горбистій місцевості, де потужний розкрив робить економічно невигідною розробку пласта з поверхні, застосовуються бурошнекові комбайни. Величезні (до 2 м у діаметрі) бури таких машин (одиночних, спарених або будованих) врізаються в уступ падіння пласта. Відбите вугілля переноситься шнеком і зсипається на конвеєр, що переміщує його до самоскидів. Таким методом можна виймати до 25 т вугілля за хвилину. Вибір комбайна залежить від протяжності вугільного пласта, кута його падіння та міцності навколишньої породи.

В даний час існують і використовуються дистанційно керовані комбайни з фрезерною головкою для безперервної виїмки, лазерним напрямним пристроєм і транспортувальним конвеєром, що безперервно працює. Комбайном управляє через комп'ютер оператор, що знаходиться за межами підземного виробітку.

НЕБЕЗПЕЧНІ ФАКТОРИ, ПОВ'ЯЗАНІ З ДОБИЧОМ ВУГІЛЛЯ

З вуглевидобутком пов'язані такі небезпечні фактори, як обвалення покрівлі та стінок гірничих виробок, вугільний пил, виділення метану та інших шкідливих газів, що утворюються в процесі розробки. Вплив багатьох із небезпечних чинників може бути виключено або суттєво ослаблено за точного виконання гірничорудних нормативів, вимог охорони праці та правил техніки безпеки.

Вибухонебезпечність.

У вугільних пластах виділяються різні гази: найчастіше метан (CH 4), рідше сірководень (H 2 S) та вуглекислий газ (CO 2). Ці гази рідко виявляються причиною смерті чи серйозних захворювань. Виняток становить вибухонебезпечний метан, щоправда, його вибухи трапляються досить рідко. Для запобігання вибухам метану та вугільного пилу у вугільних шахтах необхідно вести безперервний контроль за вмістом метану в повітрі та забезпечувати видалення пилу з шахтних вентиляційних каналів. Вибухонебезпечна також суміш повітря з метаном та вугільним пилом, який легко запалюється. При вибуху виділяється багато тепла та утворюється високотоксичний чадний газ (CO). Крім того, за рахунок горіння зменшується вміст кисню в повітрі шахти та утворюється надлишок вуглекислого газу. Все це призводить до нещасних випадків, іноді зі смертельними наслідками.

Пожежонебезпека.

Кам'яне вугілля, особливо з високим вмістом летких компонентів, досить легко спалахує, навіть якщо ще знаходиться в пласті. При його горінні утворюються оксиди вуглецю, газоподібні сполуки сірки та легкозаймисті газоподібні вуглеводні. Через сильне нагрівання при пожежі (і вплив води, яка іноді застосовується в системах пожежогасіння) породи покрівлі розтріскуються і вона обрушується. Такі пожежі можуть призводити до загибелі людей, головним чином внаслідок обвалення покрівлі, ядухи та вибухів газів, що утворюються. В даний час в основних вентиляційних каналах під землею монтуються спеціальні системи запобігання пожежам, що складаються з детекторів оксиду вуглецю або термодатчиків, пов'язаних з комп'ютером через мережу, що охоплює всі підземні вироблення. Така система дозволяє виявити спалах на ранній стадії. У вироблених шахтах залишки вугілля можуть горіти роками і іноді навіть потрібна евакуація жителів прилеглих населених пунктів.

Професійні захворювання.

Шахтарі-кутники найчастіше схильні до захворювань органів дихання, пов'язаних з вдиханням вугільного пилу. Серед шахтарів, які пропрацювали 15–20 років під землею, поширені пневмоконіози (антракоз, або «чорні легені», силікоз та ін.) та емфізема легень. Силікоз легень, що викликається вдиханням частинок діоксиду кремнію, частіше зустрічається у шахтарів, які працюють на антрацитових шахтах. Статистичні дослідження професійних захворювань шахтарів проводились у Великій Британії, де було розроблено модель впливу небезпечних факторів. Внаслідок дотримання встановленої норми вмісту пилу в повітрі вугільних шахт (не більше 2 мг на 1 м 3 повітря та не більше 5% SiO 2 ) кількість летальних наслідків та випадків повної інвалідності шахтарів зведено до мінімуму. У Росії розроблено і давно введено в дію норми з різних шкідливих факторів.

У шахтарів зустрічаються також ністагм (судомне посмикування очного яблука, пов'язане з ураженням центральної нервової системи) та деякі грибкові захворювання.

Екологічні наслідки.

Внаслідок підземних гірничих робіт може статися осідання земної поверхні, яке можна запобігти селективному виїмку вугілля, заповненню виробок порожньою породою та іншими матеріалами. У багатьох країнах діють закони та федеральні програми з рекультивації місцевості після проведення гірничих робіт, розроблено технології заповнення виробленого простору побутовими та будівельними відходами.

Якщо під час проведення гірничих робіт не виконуються гірничорудні нормативи чи вимоги до техніки безпеки, можливі такі небажані наслідки, як підземні пожежі, пожежі у відвалах, забруднення водозбірних басейнів водами, що містять кислоти, метали або зважені тверді речовини, а також зсуви нестійких укосів. У багатьох країнах, у тому числі в США, діє низка законів, що охоплюють практично всі сторони розробки вугільних родовищ і передбачають здійснення під час гірничих робіт безперервного контролю, що унеможливлює небажані екологічні наслідки.

ЗБАГАЧЕННЯ ВУГІЛЛЯ

Сортування за крупністю.

Видобуте вугілля надходить на вуглезбагачувальну фабрику, де відбувається його сортування за крупністю та збагачення. Товарне (збагачене) вугілля транспортується до місць навантаження для відправки споживачам. Рядове (незбагачене) вугілля спочатку піддається гуркотінню – просіву через віброгрохоти з декількома ситами різної пористості, потім очищення та збагачення. Відомі класифікації вугілля по крупності, наприклад, бітумінозного вугілля - "негабарит" (діаметром 12 см і більше), "яйце" (4 см), "горішок" (2 см), "горох" (1 см) і "дрібниця"; антрациту - "пічний" (6 см), "горох" (1 см), "зерно" (0,5 см), "рис" (менше 0,5 см) і "пил". При розробці довгими очисними вибоями зазвичай отримують дрібніше рядове вугілля, ніж при суцільному виїмці.

Домішки та включення.

Вугілля містить мікроскопічні практично не відокремлені мінеральні домішки (пов'язані з рослинами-вуглеутворювачами), а також включення, що легко видаляються шляхом дроблення з подальшим збагаченням.

Лінзоподібні включення утворюють пірит (FeS 2), марказит (теж FeS 2), карбонат свинцю (PbCO 3) та сульфід цинку (ZnS). Включення можуть мати вигляд тонких прошарків або заповнювати тріщини і зони дроблення, що йдуть під кутом до вугільного пласта. Третій вид включень складається в основному з пісковика, сланцю та кальциту (CaCO 3). Вугілля, що видобувається в підземних виробках, часто містить домішки з ґрунту виробітку і порід покрівлі, які шахтар зобов'язаний видаляти на всіх (крім крутих) робочих місцях.

Мокре збагачення.

Найбільш поширені системи збагачення, засновані на відмінності в щільності чистого вугілля (1,4 г/см 3 і менше), який майже завжди легше домішок (більше 2,0 г/см 3) і тому тримається біля поверхні води, що інтенсивно перемішується, тоді як більш важкі домішки осідають. Цей процес здійснюється у відсадних машинах або інших пристроях гравітаційного збагачення, в яких обробляються суміші проміжної густини.

З появою вдосконаленого збагачувального устаткування значно зменшилися проблеми сортування по крупности. Водні суспензії піску або оксидів заліза із щільністю, проміжною між щільностями вугілля та домішок, забезпечують більш ефективне збагачення, ніж чиста вода. Сортування по крупності, хоча і трудомістка операція, завжди необхідна; Найчастіше кожної градації крупності передбачається своя збагачувальна машина.

Збагачення у відсадній машині.

У відсадній машині вода піднімається через сито, на яке повільно надходить вугілля. Товарне вугілля уноситься потоком. Розташований нижче забруднений матеріал після вивантаження йде у відвал. Найважчі домішки, головним чином дрібний пірит, провалюються через отвори сита у збірну ємність і механічно вивантажуються з неї.

Піщана сепарація.

У тих випадках, коли для утворення важкої суспензії застосовується пісок, збагачення здійснюється у великому стаціонарному сепараторному конусі, лопаті якого обертають воду з піском і вугіллям (великість вугілля 0,6 см і більше). Товарне вугілля збирається у верхній частині конуса, а забруднене опускається в нижній циліндр, де періодично вивантажується по лотку, що виводить. Піщана фракція відокремлюється мокрим гуркотінням для повторного використанняв установці.

Збагачення у тяжкому середовищі.

Це найпоширеніший метод збагачення вугілля. В якості важкого середовища використовується водна суспензія магнетиту порошку з щільністю, необхідної для збагачення вугілля крупністю 0,6 см і більше. Товарне вугілля виявляється на поверхні і виводиться через поріговий пристрій або транспортується стрічковим конвеєром, відходи вивантажуються з нижньої частини установки. Магнетит відокремлюється мокрим гуркотінням та витягується з води магнітними сепараторами. Товарне вугілля сушиться на віброситах і вивантажується на стрічковий конвеєр.

Циклон із важким середовищем.

У циклоні збагачення здійснюється за рахунок відцентрових сил, що перевищують нормальне прискорення сили тяжіння. При цьому товарне вугілля збирається зверху, відходи – у нижній частині. Магнетит уловлюється так само, як описувалося вище. Вугілля різної крупності збагачується у циклонах різного діаметра.

Концентраційний стіл

– гофрована похильна площина, що здійснює швидке зворотно-поступальний рух, поверх якої тече вода, що несе вугілля (великістю 0,6 см і менше). Чистіше вугілля легко долає виступи гофрів і швидко відокремлюється від порожньої породи, яка рухається по жолобу в бічному напрямку і збирається на периферії столу. Домішки, що не містять вугілля (пірит, кальцит та ін.) концентруються на ще більш віддаленій ділянці. Існують різні модифікації і складніші варіанти концентраційних столів для збагачення вугілля, що потребують особливої ​​обробки.

Пінна флотація.

У цьому методі, який використовується для збагачення дрібного вугілля, частинки вугілля, оброблені гідрофобним флотаційним реагентом, захоплюються повітряними бульбашками піни і спливають з ними на поверхню. Порожня гідрофільна порода осідає на дні.

Відділення від води здійснюється гуркотінням великого вугілля, центрифугуванням вугілля середньої крупності та фільтруванням або сушінням дрібного.

Використання вугілля.

У минулому вугілля застосовувалося в основному для опалення житла та в топках паровозів. В даний час зросло його використання для виробництва електроенергії, а також для виробництва коксу в сталеливарній промисловості. З летких речовин, що виділяються з вугілля при виробництві коксу, отримують кам'яновугільний дьоготь, легкі олії, хімікати, газ та ін. Ці компоненти є основою для виготовлення великої кількості різних речовин, включаючи ліки, консерванти, барвники, розчинники фарб, нейлон, чорнило, вибухові речовини, добрива, інсектициди та пестициди.

Розробляють методи перетворення вугілля на горючі гази під землею без його вилучення (підземна газифікація). Значний інтерес також є можливість виробництва електроенергії за допомогою хімічних реакцій з використанням вугілля. ПАЛИВО.

Література:

Бондаренко О. Д., Парщиков О. М. Технологія вугільної промисловості. Київ, 1978
Бурчаков А. С. та ін. . М., 1982
Запаси вугілля країн світу. М., 1983
Кияшка І. А. Процеси підземних гірничих робіт. Київ, 1984



Вугледобувна галузь є найбільшим сегментом паливної промисловості. У всьому світі вона перевершує будь-яку іншу за чисельністю робітників та кількістю обладнання.

Що таке вугільна промисловість

Вуглевидобувна галузь має на увазі видобуток вугілля та його подальшу переробку. Роботи ведуться як на поверхні, так і під землею.

Якщо поклади перебувають у глибині трохи більше 100 метрів, роботи здійснюються кар'єрним способом. p align="justify"> Для розробки родовища на великій глибині використовуються шахти.

Класичні способи видобутку вугілля

Робота на вугільних розрізах та під землею – головні способи видобутку копалин. Більшість робіт у Росії у світі ведеться відкритим способом. Це обумовлено фінансовою вигодою та високою швидкістювидобутку.

Процес полягає в наступному:

• За допомогою спеціального обладнання знімається верхній шар землі, що покриває родовище. Кілька років тому глибина відкритих робіт була обмежена 30 метрами, новітні технологіїдозволили збільшити її втричі. Якщо верхній шар м'який та невеликий, його знімають за допомогою екскаватора. Товстий та щільний шар землі попередньо дробиться.
• Вугільні поклади відбивають та відвозять за допомогою спецтехніки на підприємство для подальшої переробки.
• Робочими відновлюється природний рельєф, щоб уникнути шкоди навколишньому середовищу.

Недолік цього способу полягає в тому, що поклади вугілля, що знаходяться на невеликій глибині, містять домішки бруду та інших порід.

Чистішим і якіснішим вважається вугілля, здобуте підземним способом.

Головним завданням цього методу є транспортування вугілля з великих глибинна поверхню. І тому створюються проходи: штольня (горизонтальний) і шахта (похилий чи вертикальний).

У тунелях спеціальними комбайнами рубаються пласти вугілля і вантажаться на конвеєр, який піднімає їх на поверхню.

Підземний спосіб дозволяє видобути велику кількість копалин, але має істотні недоліки: висока вартість і підвищена небезпека для робочих.

Нетрадиційні способи добування вугілля

Дані методи ефективні, але не мають масового поширення - на даний момент відсутні технології, що дозволяють чітко налагодити процес:

• Гідравлічний. Видобуток ведеться у шахті на великій глибині. Вугільний пласт кришиться і доставляється на поверхню під сильним тиском води.
• Енергія стисненого повітря. Вона виступає як руйнівною, і підйомною силою, стиснене повітря перебуває під сильним тиском.
• Віброімпульсний. Пласти руйнуються під впливом потужних коливань, утворених обладнанням.

Дані методи застосовувалися ще в Радянському Союзі, але не стали популярними через необхідність великих фінансових вкладень. Лише кілька вуглевидобувних компаній продовжують використати нетрадиційні методи.

Головна їхня перевага - відсутність робітників на потенційно небезпечних для життя ділянках.

Країни-лідери з видобутку вугілля

За статистичними даними світової енергетики складено рейтинг країн, які займають лідируючі позиції з видобутку вугілля у світі:

1. Індія.
2. Австралія.
3. Індонезія.
4. Росія.
5. Німеччина.
6. Польща.
7. Казахстан.

Вже багато років Китай лідирує за обсягами вуглевидобутку. У КНР розробляється лише 1/7 частина наявних родовищ, це зумовлено тим, що вугілля не вивозиться межі країни, а наявних запасів вистачить щонайменше 70 років.

На території США родовища поступово розкидані країною. Своїми запасами вони забезпечать країну щонайменше 300 років.

Родовища вугілля в Індії дуже багаті, але майже весь обсяг видобутого використовується в енергетичній промисловості, тому що наявні запаси мають дуже низьку якість. Незважаючи на те, що Індія займає одну з провідних позицій, у цій країні прогресують кустарні способи добування вугілля.

Запасів вугілля в Австралії вистачить приблизно на 240 років. Видобуте вугілля має найвищу оцінку якості, значна його частина призначена для експорту.

В Індонезії рівень видобутку вугілля зростає з кожним роком. Ще кілька років тому більша частина видобутого експортувалася до інших країн, зараз країна поступово відмовляється від використання нафти, у зв'язку з чим зростає попит на вугілля для внутрішнього споживання.

Росія має 1/3 світових запасів вугілля, у своїй відомі ще всі землі країни.

Німеччина, Польща та Казахстан поступово знижують обсяги вуглевидобутку через неконкурентну вартість сировини. Більшість вугілля призначена для внутрішнього споживання.

Основні місця видобутку вугілля у Росії

Давайте розумітися. Видобуток вугілля у Росії здійснюється переважно відкритим способом. Родовища країною розкидані нерівномірно - основна їх частина перебуває у східній області.

Найбільш значущими родовищами вугілля у Росії є:

• Кузнецьке (Кузбас). Вважається найбільшим у Росії, а й у світі, перебуває у Західному Сибіру. Тут ведеться видобуток коксівного та кам'яного вугілля.
• Кансько-Ачинське. Тут здійснюється видобуток Родовище розташовується вздовж Транссибірської магістралі, займаючи частину територій Іркутської та Кемеровської області Красноярського краю.
• Тунгуський вугільний басейн. Представлений бурим та кам'яним видами вугілля. Він охоплює частину території Республіки Саха і Красноярського краю.
• Печорський вугільний басейн. На цьому родовищі здійснюється видобуток Роботи ведуться у шахтах, що дозволяє видобувати високоякісне вугілля. Розташовується на територіях Республіки Комі та Ямало-Ненецького автономного округу.
• Іркутсько-Черемхівський вугільний басейн. Знаходиться на території Верхнього Саяну. Забезпечує вугіллям лише навколишні підприємства та населені пункти.

На сьогоднішній день ведуться розробки ще 5 родовищ, здатних збільшити щорічний обсяг видобутку вугілля в Росії на 70 млн. тонн.

Перспективи вугледобувної промисловості

У світі вже розвідана більшість родовищ вугілля, з економічного погляду, найперспективніші належать 70 країнам. Рівень видобутку вугілля швидко зростає: удосконалюються технології, модернізується обладнання. За рахунок цього зростає рентабельність галузі.

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 один 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 давня органіка, що залишилася після загибелі деревних насаджень. Для того, щоб загиблі рослини стали вугіллям необхідні певні умови: залишки деревини 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 корисними копалинами, що видобуваються 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 країнахВеликі, їх вистачить для потреб опалення та промисловості майже на три століття. Але за оцінками геологів, їх може бути більше, оскільки в усіх частинах світу проводилися глибинні геолого-пошукові роботи щодо наявності вугільного палива. Розробка вугільних родовищ є актуальною і приносить відчутний дохід державам, які займаються видобутком цього твердого чорного золота. Процес розробки покладів ведеться залежно від рельєфу місцевості та глибини залягання вугільних пластів.