Întrucât locuiesc în țara minerilor, nu m-am putut abține să nu mă interesez de metodele de extragere a acestui mineral, care, de altfel, nu sunt atât de multe. Profitând de această ocazie, voi încerca să vorbesc pe scurt despre avantajele și dezavantajele fiecăruia dintre ei.
Exploatarea cărbunelui: metoda minei
Exploatarea în acest fel oferă un avantaj uriaș, deoarece cel mai mult specii valoroase combustibilii se află la adâncimi mari. În același timp, cărbunele practic nu conține roci sterile, ceea ce nu se poate spune despre metoda deschisă, ci despre ea puțin mai târziu. Deci, pentru a ajunge la zăcăminte, ei forează tuneluri verticale adânci. De îndată ce un rezervor este descoperit, începe dezvoltarea lui orizontală. Uneori, adâncimea ajunge la 1,5 km, de exemplu, mina Gvardeiskaya, care este situată în Donbass. Cu toate acestea, această metodă are multe dezavantaje:
- amenințarea cu inundații;
- întrucât metanul este un partener etern al straturilor de cărbune, acesta este plin de sufocare a lucrătorilor sau subminare;
- cu cât adâncimea este mai mare, cu atât temperatura este mai mare, ceea ce înseamnă că există un risc pentru oameni și echipamente.
În lume, aproximativ 40% din rezervele mondiale sunt exploatate în acest fel.
Exploatarea cărbunelui: cariera sau cariera
În acest caz, nu este nevoie nu numai de foraj costisitor, ci și de construcția unui număr de comunicații terestre. Concluzia este să submineze roca sterilă, iar apoi intră în joc excavatoare uriașe, concasoare și camioane, care prelucrează roca și o duc la gropi. Această metodă prezintă mai puțin pericol, dar totuși unele riscuri sunt asociate cu ea. Aceasta este amenințarea unei explozii neprogramate și otrăvirea lucrătorilor cu evacuare și manipularea neglijentă a echipamentelor periculoase.
Exploatarea hidraulică a cărbunelui
În principiu, aceasta este aceeași mină, dar există o caracteristică: transportul fosilei se realizează printr-un jet de apă sub presiune enormă. Se pare că apa subterană durere de cap mineri care lucrează în folosul lor. Astăzi, această metodă este considerată una dintre cele mai bune, deoarece înlocuiește procesul de transport care necesită forță de muncă. Dezavantajele includ dependența producției de tipul de rocă și contactul constant al apei cu echipamentul.
Rusia se laudă cu cele mai generoase zăcăminte de cărbune, dar acestea sunt adesea situate în regiuni greu accesibile, ceea ce complică dezvoltarea acestora. În plus, nu toate depozitele sunt recuperabile din motive geologice. Vă aducem în atenție evaluarea bazinelor de cărbune ale lumii, pline de bogății naturale colosale, dintre care majoritatea vor rămâne în măruntaiele pământului fără a fi extrase la suprafață.
Bazinul Tunguska, Rusia (rezerve de cărbune - 2.299 trilioane de tone)
Liderul mondial incontestabil în ceea ce privește volumul zăcămintelor de cărbune aparține bazinului rusesc Tunguska, care acoperă o suprafață de peste un milion de kilometri pătrați și acoperă teritoriile regiunii Irkutsk, Yakutia și Teritoriul Krasnoyarsk. Rezervele blocului totalizează 2,299 trilioane de tone de cărbune tare și brun. Este prematur să vorbim despre dezvoltarea la scară largă a câmpurilor din bazin, deoarece majoritatea zonelor de posibilă producție sunt încă puțin înțelese din cauza amplasării lor în zone greu accesibile. În acele zone care au fost deja explorate, exploatarea se desfășoară prin metode deschise și subterane.
Mina de cărbune Kayerkan, Teritoriul Krasnoyarsk
Bazinul Lena, Rusia (1.647 trilioane de tone)
În Yakutia și parțial în Teritoriul Krasnoyarsk, există al doilea cel mai mare bazin carbonifer din lume - Lensky - cu rezerve de 1.647 trilioane de tone de cărbune brun și tare. Partea principală a blocului este situată în bazinul râului Lena, în regiunea joasă Central Yakut. Suprafața bazinului de cărbune ajunge la 750 de mii de kilometri pătrați. Ca și bazinul Tunguska, blocul Lena a fost insuficient studiat din cauza inaccesibilității zonei. Extracția se realizează în mine și tăieturi. La mina Sangar, care a fost închisă în 1998, doi ani mai târziu a izbucnit un incendiu, care nu a fost stins până în prezent.
Mina abandonată „Sangarskaya”, Yakutia
Bazinul Kansko-Achinsk, Rusia (638 miliarde de tone)
Poziția a treia în clasamentul celor mai mari blocuri de cărbune din lume a revenit bazinului Kansk-Achinsk, ale cărui rezerve se ridică la 638 de miliarde de tone de cărbune, majoritatea brun. Lungimea bazinului este de aproximativ 800 de kilometri de-a lungul căii ferate transsiberiene. Blocul este situat în teritoriul Krasnoyarsk, regiunile Irkutsk și Kemerovo. Pe teritoriul său au fost descoperite aproximativ trei duzini de zăcăminte. Bazinul se caracterizează prin condiții geologice normale de dezvoltare. Datorită apariției superficiale a cusăturilor, dezvoltarea siturilor se realizează într-un mod de carieră.
Mina de cărbune Borodinsky, teritoriul Krasnoyarsk
Kuzbass, Rusia (635 miliarde de tone)
Bazinul Kuznetsk este unul dintre cele mai mari blocuri dezvoltate din țară. Rezervele geologice de cărbune Kuzbass sunt estimate la 635 de miliarde de tone. Bazinul este situat în regiunea Kemerovo și parțial în regiunea Altai și regiunea Novosibirsk, unde se exploatează cărbunele subbituminos și, respectiv, antracitul. În Kuzbass predomină metoda de exploatare subterană, ceea ce face posibilă extragerea cărbunelui de mai bună calitate. Se extrage încă 30% din volumul de combustibil cale deschisă. Restul cărbunelui - nu mai mult de 5% - este extras hidraulic.
Mina „Bachatsky”, Regiunea Kemerovo
Bazinul Illinois, SUA (365 miliarde de tone)
Al cincilea în ceea ce privește rezervele de cărbune din lume este bazinul Illinois cu o suprafață de 122 mii de kilometri pătrați, situat în statul cu același nume, precum și pe teritoriile regiunilor învecinate - Kentucky și Indiana. Rezervele geologice de cărbune ajung la 365 de miliarde de tone, dintre care 18 miliarde de tone sunt disponibile pentru minerit deschis. Adâncimea medie de exploatare este de 150 de metri. Până la 90% din cărbunele produs este produs de doar două dintre cele nouă cusături disponibile - „Harrisburg” și „Herrin”. Aproximativ aceeași cantitate de cărbune merge la nevoile industriei de căldură și energie electrică, restul este cocsificat.
Mina de cărbune Crown III, Illinois, SUA
Bazinul Ruhr, Germania (287 miliarde de tone)
Celebrul bloc german Ruhr este situat în bazinul râului cu același nume, care este un afluent de dreapta al Rinului. Acesta este unul dintre cele mai vechi situri de minerit de cărbune, cunoscut încă din secolul al XIII-lea. Rezervele industriale de cărbune se află pe o suprafață de 6,2 mii de kilometri pătrați, la o adâncime de până la doi kilometri, dar, în general, straturile geologice, a căror greutate totală este de 287 de miliarde de tone, ajung la șase kilometri. Aproximativ 65% din zăcăminte sunt cărbune cocsificabil. Exploatarea minieră se desfășoară exclusiv în subteran. Adâncimea maximă a minelor din zona de pescuit este de 940 de metri (mina Hugo).
Auguste Victoria Lucrători în mine de cărbune, Marl, Germania
Bazinul Appalachian, SUA (284 miliarde de tone)
În partea de est a Statelor Unite, în statele Pennsylvania, Maryland, Ohio, Virginia de Vest, Kentucky și Alabama, bazinul cărbunelui din Appalachi este situat cu rezerve de 284 de miliarde de tone de combustibili fosili. Suprafața bazinului ajunge la 180 de mii de kilometri pătrați. În bloc sunt aproximativ trei sute de zone de exploatare a cărbunelui. 95% din minele țării sunt concentrate în Apalași, precum și aproximativ 85% din cariere. Întreprinderile miniere de cărbune din bazin angajează 78% din angajații industriei. Extracția a 45% din cărbune se realizează printr-o metodă deschisă.
Îndepărtarea vârfurilor muntoase pentru minerit de cărbune, Virginia de Vest, SUA
Bazinul Pechora, Rusia (265 miliarde de tone)
Nenets Autonomous Okrug și Komi au al optulea cel mai mare bazin de cărbune din lume, cu o suprafață de 90 de kilometri pătrați - Pechora. Zăcămintele de cărbune ale acestui bloc se ridică la 265 miliarde de tone. Pescuitul se desfășoară în zone de permafrost, în pădure-tundra și tundra. În plus, condițiile severe de producție sunt asociate cu faptul că straturile se află neuniform și se caracterizează prin nivel inalt continutul de metan. Lucrul în mine este periculos din cauza concentrațiilor mari de gaz și praf. Majoritatea minelor au fost construite direct în Inta și Vorkuta. Adâncimea de dezvoltare a parcelelor ajunge la 900 de metri.
Mină în cartier „Yunyaginsky”, Vorkuta, Republica Komi
Bazinul Taimyr, Rusia (217 miliarde de tone)
Un alt bloc de cărbune rusesc a intrat în top zece din lume - bazinul Taimyr, care este situat pe teritoriul peninsulei cu același nume și se întinde pe o suprafață de 80 de mii de kilometri pătrați. Structura cusăturilor este complexă, o parte din zăcămintele de cărbune este potrivită pentru cocsificare, iar majoritatea rezervelor sunt de calitate energetică. În ciuda volumelor semnificative de rezerve de combustibil - 217 miliarde de tone - zăcămintele din bazin nu sunt în prezent dezvoltate. Perspectivele de dezvoltare a blocului sunt destul de vagi din cauza depărtării acestuia de potențialii consumatori.
Straturi de cărbune pe malul drept al râului Shrenk, Peninsula Taimyr
Donbass - Ucraina, Federația Rusă, RPD și LPR (141 miliarde de tone)
Evaluarea celor mai mari bazine carbonifere este Donbass, cu un volum de zăcăminte de 141 de miliarde de tone, care acoperă teritoriul regiunii rusești Rostov și o serie de regiuni ale Ucrainei. Pe partea ucraineană, o parte a teritoriului administrativ din zona bazinului este acoperită de un conflict armat, nu este controlată de autoritățile de la Kiev, în timp ce se află sub controlul republicilor nerecunoscute - RPD și LPR în regiunile Donețk și Lugansk, respectiv. Suprafața bazinului este de 60 de mii de kilometri pătrați. Toate calitățile majore de cărbune sunt distribuite în bloc. Donbass a fost dezvoltat intens de mult timp - de la sfârșitul secolului al XIX-lea.
Mina „Obukhovskaya”, Zverevo, regiunea Rostov
Evaluarea de mai sus nu reflectă în niciun caz situația reală cu indicatorii de dezvoltare a câmpului, ci arată doar amploarea celor mai mari rezerve geologice din lume fără a face referire la nivelurile reale de explorare și extracție a mineralelor dintr-o anumită țară. Numărul total de rezerve dovedite la toate zăcămintele din țările care sunt lideri în industria minieră a cărbunelui este mult mai mic decât volumul zăcămintelor geologice chiar și într-un bazin mare.
Din diagrama de mai sus, este evident că nu există nicio relație nu numai între volumele rezervelor geologice dovedite și cele totale. De asemenea, nu există nicio legătură între dimensiunea celor mai mari bazine și cantitatea dovedită de cărbune din țările în care se află. De exemplu, în ciuda faptului că patru dintre cele mai mari bazine din lume sunt situate în Rusia, țara este inferioară Statelor Unite în ceea ce privește rezervele dovedite.
Evaluările arată bogăția resurselor minerale rusești, dar nu și posibilitatea dezvoltării acestora. La rândul lor, ratele de producție depind de alți factori. De exemplu, ne amintim că Pronedra a scris mai devreme că Rusia în 2017 va crește exporturile de cărbune. Deciziile de acest fel se iau sub rezerva unor condiții care nu depind de volumul rezervelor. Vorbim despre complexitatea muncii în domenii, tehnologiile utilizate, fezabilitate economică, politica autorităților și poziția operatorilor din industrie.
Combustibilul de cărbune a fost folosit de oameni din cele mai vechi timpuri. Inflamabilitatea sa și disiparea căldurii, durata reținerii căldurii în vatră a devenit salvarea oamenilor în perioadele reci, care s-au înlocuit ciclic reciproc pe planeta noastră. Cărbunele este folosit activ și în prezent; în complexul de combustibil și energie, se află în primele trei materii prime, alături de petrol și gaze.
Cum s-au format zăcămintele de cărbune?
În locurile uriașe de zone verzi s-au format zăcăminte de cărbune. Aceasta este o materie organică străveche care a rămas după moartea plantațiilor de copaci. Pentru ca plantele moarte să devină cărbune, sunt necesare anumite condiții: reziduurile de lemn nu trebuie să putrezească sub influența bacteriilor. Acest lucru este posibil doar atunci când ajung sub apa mlaștină și apoi sub pământ, unde oxigenul nu intră. Cărbunele este considerat un mineral extras din straturile de rocă la diferite adâncimi.
Cum sunt găsite și dezvoltate zăcămintele de cărbune?
Locurile în care există cărbune au fost de mult explorate pe planetă. Rezervele sale în tari diferite imense, vor fi suficiente pentru nevoile de încălzire și industrie timp de aproape trei secole. Dar potrivit geologilor, pot 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.
În Rusia, Districtul Federal Siberian produce peste 80% cărbune din volumul total din țară. Producția de cărbune a fost în creștere în ultimii ani. Liderul industriei este OAO SUEK.
Cea mai mare ramură (din punct de vedere al numărului de lucrători și al costului de producție a activelor fixe) a industriei combustibililor este exploatarea cărbunelui din Rusia. Industria cărbunelui extrage, prelucrează (îmbogătește) cărbunele, lignitul și antracitul.
Cum și cât de mult cărbune este produs în Federația Rusă
Acest mineral este exploatat în funcție de adâncimea locației: metode deschise (în tăieturi) și subterane (în mine). Între 2000 și 2015, producția subterană a crescut de la 90,9 la 103,7 milioane de tone, în timp ce producția la cariera a crescut cu peste 100 de milioane de tone de la 167,5 la 269,7 milioane de tone. Cantitatea de mineral extras în țară în această perioadă, defalcat pe metode de producție, vezi fig. unu.
Potrivit Complexului de Combustibil și Energie (FEC), în Federația Rusă, în 2016, au fost extrase 385 de milioane de tone de minerale negre, ceea ce este cu 3,2% mai mare decât anul precedent. Acest lucru ne permite să tragem o concluzie despre dinamica pozitivă a creșterii industriei în ultimii ani și despre perspectivele, în ciuda crizei.
Tipurile acestui mineral, extrase în țara noastră, sunt împărțite în cărbuni de putere și de cocsificare. În volumul total pentru perioada 2010-2015, ponderea producției de energie a crescut de la 197,4 la 284,4 milioane tone.Vezi fig. 2.
Sursa: revista Coal conform Rosstat
Câte minerale negre sunt în țară și unde este extrasă
Potrivit lui Rosstat, Federația Rusă(157 miliarde de tone) ocupă locul al doilea după Statele Unite (237,3 miliarde de tone) în lume în ceea ce privește rezervele de cărbune. Federația Rusă deține aproximativ 18% din toate rezervele mondiale. Vezi figura 3.
Sursa: Rosstat
Informațiile de la Rosstat pentru 2010-2015 sugerează că exploatarea minieră în țară se desfășoară în 25 de subiecți ai Federației în 7 districte federale. Există 192 de întreprinderi de cărbune. Printre acestea se numără 71 de mine și 121 de mine de cărbune. Capacitatea lor de producție combinată este de 408 milioane de tone. Peste 80% din ea este extrasă în Siberia. Exploatarea cărbunelui în Rusia în funcție de regiune este prezentată în Tabelul 1.
Sursa: Ministerul Energiei al Federației Ruse
În 2016, 227.400 mii tone. minat în regiunea Kemerovo (astfel de orașe cu o afiliere industrială sunt numite orașe cu o singură industrie), din care aproximativ 125.000 de mii de tone au fost exportate.
Kuzbass reprezintă aproximativ 60% din producția internă de cărbune, există aproximativ 120 de mine și reduceri.
La începutul lunii februarie 2017, în regiunea Kemerovo a fost lansată o nouă mină deschisă - Trudarmeisky Yuzhny, cu o capacitate de proiectare de 2.500 de mii de tone pe an.
În 2017, este planificată să producă 1.500 de mii de tone de minerale la cariera deschisă și, conform previziunilor, cariera va atinge capacitatea de proiectare în 2018. Tot în 2017, sunt planificate să fie lansate trei noi întreprinderi în Kuzbass.
Cele mai mari depozite
Pe teritoriul Federației Ruse există 22 de bazine carbonifere (conform Rosstat pentru 2014) și 129 de zăcăminte individuale. Mai mult de 2/3 din rezervele celor care au fost deja explorate sunt concentrate în bazinele Kansk-Achinsk (79,3 miliarde de tone) și Kuznetsk (53,4 miliarde de tone). Ele sunt situate pe teritoriul regiunii Kemerovo din teritoriul Krasnoyarsk.
De asemenea, printre cele mai mari bazine se numără: Irkutsk, Pechora, Donețk, South Yakutsk, Minusinsk și altele. Figura 4 prezintă structura rezervelor explorate pentru bazinele principale.
Sursa: Rosstat
Import Export
Federația Rusă este unul dintre cei mai mari exportatori de cărbune după Australia (volum de export 390 de milioane de tone) și Indonezia (330 de milioane de tone) în 2015. Ponderea Rusiei în 2015 - 156 de milioane de tone de fosile negre au fost exportate. Acest indicator pentru țară a crescut cu 40 de milioane de tone în cinci ani. Pe lângă Federația Rusă, Australia și Indonezia, primele șase țări includ Statele Unite ale Americii, Columbia și Africa de Sud. Structura exporturilor mondiale este prezentată în fig. 5.
Orez. 5: Structura exporturilor mondiale (cele mai mari țări exportatoare).
Cărbunele este un tip de combustibil fosil format din părți ale plantelor antice subterane, fără oxigen. Astăzi vom vizita una dintre cele mai vechi întreprinderi din Kuzbass, unde exploatarea cărbunelui se desfășoară încă din 1917.
Bine ați venit la cea mai veche întreprindere din Kuzbass - Mine No. 12 LLC, situată într-un mic oraș minier lângă Novokuznetsk - Kiselevsk.
Combina:
Pentru a forma cărbune este necesară acumularea abundentă de masă vegetală. Se formează atunci când materialul vegetal putrezit se acumulează mai repede decât poate fi descompus bacterian. Mediul ideal pentru aceasta este creat în mlaștini, unde apa stagnantă, epuizată în oxigen, împiedică activitatea vitală a bacteriilor și astfel protejează masa vegetală de distrugerea completă.
În turbării antice, începând din perioada Devoniană (acum aproximativ 416 milioane de ani), s-a acumulat aceeași materie organică, din care s-au format cărbuni fosili fără acces la oxigen. Cele mai multe zăcăminte comerciale de cărbune fosil datează din această perioadă, deși există și zăcăminte mai tinere.
Tăieri de cărbune:
Metode de extragere a cărbunelui depinde de adâncimea lui. Dezvoltarea se realizează printr-o metodă deschisă în minele de cărbune, dacă adâncimea stratului de cărbune nu depășește 100 de metri. Există și cazuri când este avantajoasă dezvoltarea unui zăcământ de cărbune printr-o metodă subterană. Minele sunt folosite pentru extragerea cărbunelui de la adâncimi mari. Cele mai adânci mine din Rusia extrag cărbune de la un nivel de puțin peste 1.200 de metri.
Se încarcă:
Cărbunele are propria etichetă. În funcție de gradul de conversie și cantitatea specifică de carbon din cărbune, există cele patru tipuri ale sale: cărbuni bruni(lignit), cărbuni bituminoși, antraciți și grafiți. În țările occidentale, există o clasificare ușor diferită - ligniți, cărbuni subbituminoși, cărbuni bituminoși, antraciți și, respectiv, grafiți.
5,5% din rezervele mondiale de cărbune sunt concentrate în Rusia, adică peste 200 de miliarde de tone. O astfel de diferență față de procentul rezervelor dovedite de cărbune (19%) se datorează faptului că cea mai mare parte a acestuia nu este adecvată pentru dezvoltare, deoarece este situat în Siberia în regiunea permafrost. 70% cade pe rezervele de cărbune brun.
Utilizarea cărbunelui este variată. Este folosit ca combustibil casnic, energetic, materie primă pentru industria metalurgică și chimică, precum și pentru extragerea de elemente rare și oligoelemente din acesta.
În ceea ce privește bazinul de cărbune Kuznetsk, Kuzbass este unul dintre cele mai mari zăcăminte de cărbune din lume. În prezent, numele „Kuzbass” este al doilea nume al regiunii Kemerovo.
Autobasculante pentru minerit KOMATSU cu o capacitate de transport de 90 de tone. Dar, după cum spun șoferii, se întâmplă să încarce mai mult de 90
În total, am fost la Kiselevsk o săptămână, de cele mai multe ori filmam. Nu poate deveni plictisitor, este chiar interesant.
Când este expus la oxigen, cărbunele se aprinde spontan. Ei bine, sau fumează, ca în fotografie:
Se încarcă:
Găleată unui excavator minier ambulant:
Chiar și la o carieră în timpul regimului, totul pare mai frumos. Dar filmarea este dificilă, totul este în mișcare:
Excavator de mers:
Noaptea, în toată cariera, puteți vedea cum arde cărbunele în unele zone:
Tehnică. Fiecare are un plan care trebuie urmat. Prin urmare, mișcarea în carieră nu se oprește niciodată.
Ei bine, poate la sfârșitul turei pentru o jumătate de oră sau o oră
Semne de găleată:
O astfel de roată costă 700.000 de ruble, așa că încearcă să curețe drumurile de pietrele ascuțite:
În cabina excavatorului:
BELAZ de 50 de tone urmat de KOMATSU de 90 de tone:
LA cabina unui excavator ambulant. Aceasta este o cameră întreagă. Există o canapea, un cuptor cu microunde, un samovar, o chiuvetă și o grămadă de postere cu fete goale pe pereți:
Și aceasta este de la săgeata lui. Inaltime 27 metri:
Sudorul repară oala:
Aceste mașini forează pământul și explozibilii sunt turnați în găurile săpate de 12 metri, produce subminarea rocii. El face acest lucru pentru ca roca să devină mai afânată, straturi mari și puternice sunt sparte în pietre mici, care apoi devin mult mai ușor de dezvoltat cu un excavator:
Exploziv. Nu am putut filma explozia în sine.
Și acum, când cărbunele este săpat, acesta este dus la uzina de îmbogățire. Îmbogăţire- un set de procese prelucrare primară materii prime, și anume separarea cărbunelui de roca sterilă și sortarea:
Atmosferic interior:
Un loc în care atât cărbunele, cât și roca călătoresc de-a lungul unei benzi transportoare, iar femeile (!) separă această rocă de cărbune, o adună și o aruncă. Există bucăți suficient de mari pe care femeile singure nu le pot face față și să arunce bucăți din rasă împreună. În restul atelierelor totul este automatizat:
Dumper auto:
Depozitul de cărbune:
Încărcarea cărbunelui în vagoane care vor ajunge la consumatori. A fost un raport de la Kuzbass.