Бассейн где добыча угля ведется только открытым способом

Угольные бассейны и месторождения стран СНГ

Открытая добыча угля ведется в следующих странах СНГ: Казахстан, Узбекистан, Киргизия и Украина.

На территории Казахстана расположены Экибастузский, Карагандинский, Тургайский, Майкубенский угольные бассейны и другие угольные месторождения, доступные открытой разработке. В настоящее время открытая добыча угля в широких масштабах осуществляется в Экибастузском угольном бассейне. На базе углей Майкубенского бассейна вступил в строй одноименный угольный разрез. Месторождения Карагандинского угольного бассейна разрабатываются в основном подземным способом, однако ряд месторождений этого бассейна может быть разработан открытыми горными работами. В настоящее время открытые горные работы ведутся на трех разрезах этого бассейна. В Тургайском бассейне выявлены огромные запасы угля, значительная часть которых пригодна для открытых разработок. Разработка угля в бассейне в настоящее время не ведется.

На базе углей Экибастузского бассейна создается топливно-энергетический комплекс. В состав комплекса входят мощные угледобывающие разрезы с суммарной годовой мощностью 120-135 млн т угля, четыре электростанции общей мощностью 16 млн кВт и линии электропередач постоянного тока напряжением 1500 кВ Экибастуз -Центр России. Создание комплекса позволит избежать перевозок огромных объемов угля, а использование постоянного тока высокого напряжения позволит сократить потери энергии при ее передаче на большие расстояния. Часть угля из Экибастузского бассейна вывозится в Россию и сжигается на электростанциях Южного Урала и Западной Сибири.

Экибастузский каменноугольный бассейн расположен на территории Павлодарской области в Северном Казахстане в 130 км от областного центра г. Павлодара. Через бассейн проходит железнодорожная магистраль, связывающая его с городами Целиноград и Павлодар, и автострада Караганда-Павлодар. Источником водоснабжения района является канал Иртыш-Караганда.

Территория района представляет собой сухую степную равнину. В пределах бассейна расположено 3 соленых озера.

Климат района резкоконтинентальный. Зимой характерны сильные морозы до -43°, летом температура поднимается до +40°. Продолжительность снежного покрова достигает 150 дней. Преобладающие ветры юго-западного и западного направления. Скорость ветров достигает более 25 м/с, вызывая зимой снежные, а летом пыльные бури.

В структурном отношении Экибастузский бассейн представляет собой ассимметричную мульдообразную складку, вытянутую в направлении с северо-запада на юго-восток (рис. 2.6). Длина мульды по пластам, имеющим промышленное значение, 14,5 км, ширина 6,5 км. Максимальная глубина погружения пластов — 750 м. Общая площадь месторождения составляет 62,5 км2. Сверху площадь бассейна перекрыта породами палеогенового и четвертичного возраста мощностью до 15 м. Геологический разрез Экибастузского месторождения приведен на рис. 2.7.

Промышленная угленосность бассейна связана с отложениями карагандинской свиты общей мощностью 400 м, включающей четыре пласта угля: 1, 2, 3 и 4. Углы падения пластов изменяются в довольно широких пределах. Так, на разведочных участках 1, 5, 6, 7 пласты имеют спокойное пологое залегание с углами падения 10-15°, на участках 3, 4, 9, 10, 11, 12 падение пластов свыше 65°. С увеличением глубины падение пластов выполаживается до горизонтального.

В настоящее время вовлечены в разработку три сближенных пласта 1,2,3. Эти пласты являются устойчивыми по выдержанности мощности. Средняя рабочая мощность пластов 1, 2, 3 составляет соответственно 22, 42 и 92 м. Расстояние между пластами 1 и 2 находится в пределах 3-4 м, между пластами 2 и 3 — от 0,5 до 15 м. Пласт 4 имеет неустойчивую мощность (5-30 м) при средней мощности 17 м. Расстояние между пластами 3 и 4 изменяется от 18 до 155 м. В настоящее время он не разрабатывается.

Угли Экибастузского бассейна каменные, гумусовые, сильно минерализованные. По степени метаморфизма угли относятся к газовым, жирным.

Угольные пласты характеризуются сложным строением, частым переслаиванием угольных пачек с породными прослойками мощностью от нескольких сантиметров до нескольких метров. Доля породных прослойков по пластам 1, 2, 3, 4 составляет соответственно 7, 12, 25 и 15%. Зольность угля при валовой выемке по пластам составляет соответственно 33,8; 37,9; 48,5 и 47%.

С позиций разработки пласты 1, 2, 3 из-за их сближенности можно рассматривать как один пласт сложного строения. Горизонтальная суммарная мощность этих пластов находится в пределах 180-250 м в поле развреза «Северный» и достигает 400-600 м на разрезе «Богатырь». Однако по качественным характеристикам добываемого угля выделяются две рабочие зоны. В первую входят пласты 1 и 2, обеспечивающие меньшую зольность товарного угля, а во вторую пласт 3.

Уголь Экибастузского бассейна характеризуется значительной крепостью и плотностью (сопротивление сжатию 12-37 МПа, сопротивление растяжению 1-1,5 МПа, плотность 1,5-1,74 т/м3). Породные прослойки, представленные слабоуглистыми и углистыми аргиллитами, имеют сопротивление на сжатие и растяжение соответственно 15-44,5 и 1,5-2,8 МПа при плотности 2 т/м3. Поэтому перед выемкой производится рыхление массива буровзрывным способом.

Породы вскрыши представлены наносами (2%), песчаниками (28%), алевролитами (32%), аргиллитами (19%), песчано-глинистыми породами (11%) и углистыми аргиллитами (8%). Наносы мощностью до 15 м, представленные супесями, суглинками и тонкозернистыми кварцевыми песками, возможно экскавировать без предварительной подготовки их к выемке. Коренные вскрышные породы обладают значительной крепостью и плотностью (сопротивление сжатию 16-67 МПа, сопротивление растяжению 1,5-6 МПа, плотность 2,5 т/м3), что делает необходимой их предварительную подготовку к выемке.

Обводненность Экибастузского бассейна в первую очередь определяется водоносным комплексом угольных пластов и покрывающих их пород. Подземные воды образуют большое число водоносных микрогоризонтов с затрудненной гидравлической взаимосвязью. В этих условиях принят подземный способ Осушения при помощи горных выработок, восстающих и водосбросных скважин.

Южная часть Экибастузского бассейна (участки 9, 5, 6, 7) разрабатывается разрезами «Богатырь», «Восточный» и «Степной». Причем, два первых разреза выполняют в основном добычные работы, а разрез «Степной» обеспечивает вскрышные работы для этих разрезов. В северной части бассейна (участки 1, 2, 3, 4) работает разрез «Северный». Характеристика разрезов Экибастузского бассейна приведена в табл. 2.8.

Система разработки по классификации акад. В.В. Ржевского углубочная, продольная однобортовая. Вскрытие рабочих горизонтов на разрезах «Северный», «Богатырь» и «Степной» произведено групповыми комбинированными траншеями с тупиковой формой трассы. Вскрытие добычных уступов на разрезе «Восточный» осуществлено крутой траншеей с расположением в ней конвейерного подъемника.

Структура комплексной механизации на вскрышных работах — экскаваторно-транспортно-отвальная. При подготовке пород вскрыши к выемке используются буровые станки СВБ-2М, СБР-160, 2СБШ-200, 2СБШ-200Н. Погрузку вскрыши осуществляют механические лопаты ЭКГ-12,5, ЭКГ-8И, ЭВГ-4И, ЭКГ-6,Зу, ЭКГ-6,Зус. Вывозку вскрыши на в отвалы ведут в думпкарах 2ВС-105, ВС-136 со средней вместимостью локомотивосоставов 473 м3. В качестве локомотивов применяются тяговые агрегаты переменного и постоянного тока ОПЭ-1, ОПЭ-2, ПЭ-ЗТ. На отвалах используются механические лопаты ЭКГ-8И и ЭКГ-12,5, в том числе и с увеличенной вместимостью ковша и драглайны ЭШ-10/70А и ЭШ-13/50.

На добычных работах преимущественно используется выемочно-транспортно-разгрузочная структура комплексной механизации. Перед выемкой угольный массив ослабляется с использованием буровзрывных работ без нарушения его структуры. Выемочно-погрузочные работы ведутся роторными экскаваторами ЭРШРД-5000, ЭРП-2500, ЭРП-1250, ЭР-1250, SRS(k)-2000 и SRS(k)-470. Погрузка угля на разрезах «Северный» и «Богатырь» осуществляется непосредственно в вагоны МПС, а на разрезе «Восточный» — на конвейер, по которому уголь доставляется на усреднительно-погрузочный комплекс.

Недалеко от Экибастузского расположен Майкубенский угольный бассейн, на базе углей которого недавно построен Майкубенский разрез (см. табл. 2.8).

В Карагандинском угольном бассейне добыча угля открытым способом ведется разрезами «Куу-Чекинский», «Молодежный» и «Шубаркольский», характеристика которых приведена в табл. 2.8.

Наиболее крупным разрабатываемым угольным месторождением Средней Азии является Ангренское буроугольное месторождение. Ангренское месторождение расположено в Ташкентской области Узбекистана в 110 км к востоку от г. Ташкента. Разведанные запасы угля 1880 млн т.

Угленосная толща включает два угольных комплекса. Верхний комплекс имеет большое количество прослойков глинистых пород и имеет коэффициент угленосности 0,5-0,8. Мощность верхнего комплекса от 2-3 до 40 м при мощности угля от 1-2 до 23 м. Нижний комплекс «Мощный» имеет простое строение и мощность от 20 до 50 м. Коэффициент угленосности нижнего комплекса 0,85-0,95. Угленосная толща слагает широкую пологую синклиналь, погружающуюся в юго-западном направлении.

В настоящее время разрезом Ангренский разврабатывается юго-восточное крыло месторождения и Апартакский участок, расположенный в северо-западном крыле синклинали (см. табл. 2.8). В пределах Апартакского участка угленосная толща представлена только нижним комплексом, мощность которого от 40-50 до 100 м.

Угли Ангренского месторождения бурые марки Б2. Зольность углей 18,6%. Разубоженная часть углей обогащается.

Породы вскрыши представлены некрепкими аргиллитами и алевролитами, каолиновыми глинами, конгломератами, песчаниками, суглинками и известняками. Из всех пород вскрыши только песчаники требуют взрывной подготовки к выемке. Мощность песчаников, распространенных почти на всей площади месторождения, находится в пределах 5-21 м.

Ангренское месторождение комплексное. Из пород вскрыши могут быть использованы каолины (цементное сырье, керамические изделия, известь, глиноземное сырье), известняк (цементное сырье, флюсы), галечник (щебень), лессовидные суглинки (сырье для производства кирпича, канализационные трубы). В настоящее время из пород вскрыши частично используются каолины и галечник.

Система разработки сплошная, продольная однобортовая. Вскрытие рабочих горизонтов карьера произведено фланговой капитальной траншеей внешнего заложения. Нагорная часть карьерного поля вскрыта полутраншеями, проведенными по соответствующим горизонталям поверхности.

Выемка угля комплекса Мощный осуществляется роторными экскаваторами ЭРП-1250 с погрузкой на конвейеры. Структура комплексной механизации в грузопотоке — выемочно-транспортно-разгрузочная. Разработка угля верхнего комплекса осуществляется мехлопатами ЭКГ-6,3у и ЭКГ-15 с погрузкой в железнодорожные составы. Структура — экскаваторно-транспортно-разгрузочная.

Вскрышные породы междупластья переваливаются во внутренний отвал драглайнами ЭШ-10/70. Структура комплексной механизации при разработке междупластья — экскаваторно-отвальная. Вскрышные работы на верхних горизонтах ведутся с погрузкой вскрыши мехлопатами ЭКГ-15, ЭКГ-12,5, ЭКГ-8И, ЭКГ-6,3у и вывозкой железнодорожным транспортом во внутренний и внешние отвалы. Структура комплексной механизации — экскаваторно-транспортно-отвальная. На Апартакском участке выемочно-погрузочные работы на добыче и вскрыше ведутся мехлопатами. Вывозка горной массы осуществляется автотранспортом. Структуры комплексной механизации на добычных работах — экскаваторно-транспортноразгрузочная и экскаваторно-транспортно-отвальная на вскрышных работах.

Кроме разреза Ангренский в Средней Азии работает 5 разрезов небольшой производственной мощности, расположенных на территории Киргизии. Характеристика этих разрезов приведена в табл. 2.8.

На Украине открытые горные работы ведутся в Днепровском бассейне. Промышленные запасы угля в Днепровском бассейне, пригодные для открытой разработки, составляют около 0,5 млрд.т. Пласты угля залегают на небольшой глубине с углом падения от 0 до 8° и имеют мощность 2-10 м. Вскрышные породы представлены песками, глинами и суглинками. Породы сильно обводнены и неустойчивы.

В пределах Днепровского буроугольного бассейна действуют 7 угольных разрезов, характеристика которых приведена в табл. 2.8.

Источник

Добыча каменного угля

Каменный уголь – это порода органического происхождения, залегающая пластами. Интенсивная добыча этого полезного ископаемого началась в XVIII веке и достигла своего пика в 70-х годах прошлого столетия. Сейчас интерес к углю как к топливному ресурсу возрастает , совершенствуются методы выработки. При добыче полезного ископаемого начинают обращать особое внимание на защиту и охрану окружающей среды.

В этой статье мы подробно расскажем, где добывают каменный уголь и при каких условиях. Вы узнаете, как называются угольные карьеры, в чем их отличия друг от друга. Также мы опишем разные методы добычи угля и их основные особенности.

Где добывают каменный уголь

Каменный уголь залегает под землей неоднородно.

В геологии для определения типа залежей используют следующие понятия:

• Угольный бассейн
• Угольное месторождение
• Угольный пласт

В зависимости от того, о каком типе залежей идет речь , подбирают соответствующие технологии их разработки. Давайте подробнее разберемся в терминологии.

Угольный бассейн

Угольный бассейн – это скопления каменного угля, занимающие площадь в тысячи квадратных километров. Порода в таких формациях расположена сплошными или прерывистыми участками. Накопления остатков в бассейне проходили в один и тот же геолого-исторический период. Залежи угля располагаются в пределах единой тектонической структуры (например, равнины или горного массива).

По условиям образования угольные бассейны разделяются на 2 типа:

• Лимнические
  Накопление угля в этом случае происходило внутри древнего материка, возле озер и болот. Среди лимнических бассейнов отдельно выделяют патомические, которые были об р азованы в поймах древних рек.
• Паралические
  Эти бассейны образовались у морского побережья, перед горными хребтами. В таких бассейнах прослойки и вскрышные породы богаты известняком.

По генетическому формированию (классификация Г.А. Иванова) или тектонической принадлежности бассейны бывают:

• Геосинклинальные (складчатые)
  Они характеризуются многочисленными прогибами и подъемами, образовались в местах, где океаническая земная кора переходит в континентальную. В таких бассейнах есть сотни тонких пластов, простирающихся на 2-10 км. Встречаются угли всех метаморфических типов.
• Платформенные
  Они образовались в пределах древних континентов и насчитывают от нескольких единиц до нескольких десятков пластов разной мощности. Простираются бассейны на десятки или сотни мет р ов. Степень углефикации породы низкая.
• Промежуточные или переходные
  Они обладают чертами первых двух типов.

Кроме того, формирование угля в бассейнах происходило в определенные эры и периоды.

По возрасту их разделяют на:

• Палеозойские
• Мезозойские
• Кайнозойские
• Пермские
• Юрские
• Меловые
• Палеогеновые

Чем старше уголь, тем выше степень его метаморфизма. Так, в палеозойских бассейнах встречается больше антрацита, в кайнозойских – бурого угля.

Большое практическое значение также имеет тип добываемого угля.

Тут выделяют бассейны:

• Бурого угля
• Каменного угля
• Антрацита

Для планирования методов добычи важно, как расположены угольные залежи по отношению к современной поверхности земли.

По этому принципу бассейны разделяют на:

• Открытые (обнаженные)
  В таких формациях пласты выходят на поверхность земли или покрыты тонким слоем рыхлой породы.
• Закрытые
  Пласты прикрыты более молодыми породами, чаще осадочного происхождения.

Залежи угля в бассейнах бывают автохтонными и аллохтонными. Первые образовались на месте старых болот. Вторые – вследствие переноса растительных останков или самого угля на разных стадиях метамо р физма.

Угольное месторождение

Угольное месторождение – это территория с залежами угля, которая подлежит промышленной разработке. Чаще всего она является частью бассейна, хотя может быть и самостоятельной единицей. Месторождения состоят из одного или нескольких угольных пластов. Они ограничиваются разрывами залежей, вклинивания в угленосный слой других пород, особенностями рельефа, не позволяющими вести разработку.

Месторождения угля имеют свои особенности. Их классифицируют по разным принципам.

Мощность и количество пластов определяют угленосность месторождения.

По этому критерию их разделяют на:

• Однопластные
• Многопластные
• Месторождения с простыми пластами (без прослоек породы и или с одним видом угля)
• Месторождения со сложными пластами (с прослойками породы или разными видами угля)

Угленосность месторождений – один из основных критериев, по которому принимают решение по возможности разработки. Чем больше полезного ископаемого будет в пластах , тем выгоднее вкладывать деньги в его добычу.

Еще одна важная черта залежей угля – их геологическое строение.

По этому принципу месторождения разделяют на:

• Простые
• Относительно сложные
• Сложные
• Очень сложные
• Складчатые или моноклинальные

Геологическое строение играет роль при определении способа и вида добычи угля.

Как и бассейны, месторождения разделяют по виду углей на:

• Буроугольные
• Каменноугольные
• Антрацитовые

В каждом месторождении есть свои условия эксплуатации.

По этому критерию их можно разделить на такие виды:

• Для открытой добычи
• Для подземной добычи
• С нарушенными или ненарушенными пластами
• С устойчивой или неустойчивой крышей (подошвой)
• Газоносные
• Обводненные

От условий эксплуатации зависит техника и тип добычи угля, обеспечение безопасности. Если они очень сложные, ставится вопрос о целесообразности р азработки месторождения.

Угольный пласт

Угольный пласт – это слой каменного угля, который залегает на определенной глубине в земле и может простираться на сотни километров в разные стороны. Снизу он ограничен почвой, а сверху – кровлей. Их еще называют боковыми породами. Почва и кровля чаще всего состоят из песка, глины, сланцев, аргиллитов, песчаников, известняка.

Пласты бывают простого и сложного строения. Простой состоит исключительно из угля. В сложном есть тонкие прослойки минеральной породы. Оба вида пластов могут иметь слоистое строение, из угля разных видов.

Угольные пласты характеризуют по:

Мощность

Толщина прослойки может быть в пределах от нескольких сантиметров до десятков метров. Мощность бывает общей, полезной и рабочей. Общая учитывает всю толщу пласта, включая прослойки из других пород. Полезная – только часть, состоящую из угля. Рабочая – объем материала , который можно извлечь из пласта.

По мощности пласты разделяют на:

• Весьма тонкие (до 0,7 м)
• Тонкие (0,71-1,2 м)
• Средние (1,25-3,5 м)
• Мощные (больше 3,51 м)

Самые мощные пласты выявлены в китайском месторождении Фушунь (200 м), австралийском бассейне Латроб-Валли (340 м) и канадском месторождении Хат-Крик (450 м). В России и Казахстане, например, мощные залежи встречаются в Южно-Уральском бассейне (до 165 м), Экибастузском бассейне (до 160 м), Хабаровском месторождении (до 100 м). Чаще всего мощными пластами залегает бурый уголь.

Минимальная толщина пласта, пригодного для разработки, — 0,7-1 м. Только ценные марки коксующего, жирного и отощенно-спекающегося угля добывают из пластов мощностью 0,55-0,6 м.

Угол падения

Пласты не залегают параллельно поверхности земли. Они спускаются из верхних в нижние слои под определенным углом.

По этому показателю их разделяют на:

• Пологие (угол падения до 18°)
• Наклонные (19-35°)
• Крутонаклонные (36-55°)
• Крутые (56-90°)

Определение угла падения помогает правильно организовать добычу угля, спланировать строение шахты, забоя.

Вследствие тектонических процессов в земной коре пласты угля могут нарушаться. В некоторых случаях это затрудняет выработку. В толще залежи возникают разрывы, смешения, изменяется угол наклона некоторых участков, их толщина, части пластов надвигаются друг на друга , в их толщу вклиниваются осадочные горные породы.

Дальше мы коротко расскажем, как находят запасы угля и когда начинают выработку месторождений.

Поиск, разведка и оценка месторождений

Перед началом добычи угля проводится поиск, разведка и оценка месторождений. За большинство этапов отвечает геологическая служба. К работам подключаются геодезисты и технологи.

Поиск месторождений проводится по косвенным признакам. Уголь залегает только под породами осадочного происхождения. В некоторых местах на поверхности грунта встречаются обугленные остатки растений. В утесах, по берегам рек видны тонкие прожилки темной породы. Специалисты оценивают также другие признаки – характер растительности, особенности грунта и рельефа.

После того, как угольные залежи выявлены, проводится разведка. Ее цель – определить мощность, глубину залегания, расположение пластов и количество полезного ископаемого. Во время разведки также оценивают рельеф местности, чтобы спланировать разработку карьеров или шахт.

Для изучения пластов в земле роют:

• Канавы
  Метод подходит для поверхностных залежей с небольшими наносами горной породы и грунта.
• Дудки
  Это колодцы глубиной 5-10 м, которые используются при поверхностном расположении пластов с более мощными наносами породы.
• Шурф
  Это глубокий вертикальный или наклонный колодец с глубиной более 10 м.
• Штольня
  Она представляет собой горизонтальный или с легким наклоном тоннель , который соединяется с поверхностью земли.
• Квершлаг
  Это горизонтальный или наклонный колодец внутри шахты, без выхода на поверхность.
• Буровые скважины
  Они применяются для глубоких залежей, при большом количестве пластов.

В каждом пласте на разных уровнях берут пробы угля, определяют его вид и марку, петрографический состав, зольность, теплоту сгорания и другие характеристики. Подробнее о них вы можете прочитать в нашей статье Свойства угля.

Во время разведки также оценивают уровень и объем грунтовых вод, выявляют возможные залежи метана и других сопутствующих газов. После этого проводят анализ экономической эффективности, вычисляют, сколько угля можно получить из месторождения и какие затраты это понесет. Выработку начинают только при положительном балансе. Обязательно учитывают факто р ы экологии и безопасности рабочих.

Какие способы добычи угля бывают, вы узнаете в продолжении статьи.

Способы добычи угля

После разведки месторождения и оценки его ресурсов принимают решение о методе добычи угля. Он во многом влияет на рентабельность промышленной разработки. Чаще всего способ извлечения полезного ископаемого зависит от глубины его залегания.

Различают:

• Открытый метод
• Закрытый метод

Дальше мы коротко расскажем о каждом способе добычи угля. Детальнее о них вы сможете прочитать в отдельных статьях (ссылки на них будут ниже).

Открытый метод

Открытый способ добычи угля применяется в тех случаях, если глубина залежи не превышает 500 м. Это самый рентабельный метод. Он позволяет извлечь в 3 раза больше породы, чем при закрытом способе. Оборудование открытых карьеров обходится приблизительно в 1,5 раза дешевле, чем закрытых шахт. Пространство в этом случае не ограничено, есть возможность использовать тяжелую технику, что увеличивает производительность труда. К тому же, на поверхности работать гораздо безопаснее.

Открытая добыча угля ведется в разрезах. Над пластами угля снимают вскрышную породу, затем проводят выемку полезного ископаемого, постепенно углубляя разрез. Когда месторождение исчерпывается, карьер засыпают и проводят рекультивацию.

По разным данным, в мире от 40% до 55% разработок ведется именно таким методом. В Австралии около 80% угля добывается в открытых карьерах, в США – около 40%. В России таким способом получают более 65% продукции. Один из первых разрезов в нашей стране (Бачатский) начал разрабатываться в 1 948 году на Кузбассе. В этом бассейне большая часть угля добывается открытым способом. Самый крупный на сегодняшний день – Бородинский разрез в Краснодарском крае (Тунгусский угольный бассейн).

Открытая добыча угля состоит из нескольких этапов:

1. Удаления вскрышных пород с поверхности месторождения – для этого используют тяжелую землеройную технику. Плотные породы разрыхляют взрывчатыми веществами.
2. Разрыхления угольного пласта – здесь используют глубокое бурение, взрывы.
3. Извлечения породы, погрузки на транспорт и перевозки на обогатительные заводы.

Карьер для добычи каменного угля называется разрезом. Уголь извлекают ступенями или полосами, в зависимости от рельефа местности и мощности пластов. После завершения работ вскрышные породы возвращают обратно в карьер и проводят рекультивацию земель.

Детальнее об этом методе вы можете прочитать в нашей статье Добыча угля открытым способом.

Закрытый метод

Закрытый метод добычи угля предусматривает оборудование подземных шахт и штолен. Верхний слой породы при этом остается практически нетронутым.

Его используют в следующих ситуациях:

• При залегании пластов на глубине больше 500 м
• При залегании пластов на глубине больше 100 м, когда особенности рельефа или вскрышной породы не позволяют вести открытую добычу

Штольня – это тоннель в угольной залежи, который имеет выход на поверхность. Он оборудуется, когда уголь залегает на глубине от 1 00 м до 600 м в горной местности. Пласты должны быть пологими или спускаться под углом не больше 45°. В штольне прокладываются рельсы для вагонеток и транспортировки угля. В них могут работать современные комбайны. Такой метод добычи полезного ископаемого сейчас применяется довольно редко.

Шахта – это сложный комплекс подземных и надземных коммуникаций. Она состоит из вертикального главного ствола, по которому транспортируется уголь. От него отходят горизонтальные или наклонные стволы вглубь угольной породы. В шахте обязательно должно быть проведено электричество, оборудована вентиляция, система откачки воды. Через многочисленные проходы прокладывают рельсы для транспортировки сырья. Оно поднимается на поверхность и складируется.

В шахте работает много техники. Пласты сейчас обрабатываются комбайнами (непрерывной выработки и уборочными). Новые стволы прокладываются с помощью врубного комбайна со сверлом. Порода сначала поступает на конвейер, потом перевозится вагонетками. Для поддержки крыши разработаны специальные платформы – стационарные и на гидравлических перемещающихся опорах.

В шахтах получают уголь из пластов, которые залегают на глубине от 500 м до 1,5 км. Самая глубокая шахта в мире находится на Донбассе, ее глубина – 1546 м.

Существует несколько методов подземной добычи:

• Каменно-столбовой
  В угольном пласте делают «комнаты», оставляя часть породы для подпора крыши. Это самый старый способ добычи, он позволяет извлечь лишь 60-70% породы.
• Лавовый (длинными или короткими забоями)
  Один из основных методов получения угля в шахтах. В пласте прокладываются длинные или короткие стволы. Специальный комбайн проходит вдоль стены, снимает пласты породы и перемещает их на транспортный конвейер. Крыша ствола поддерживается платформой, которая перемещается на гидравлических опорах.
• Взрывной
  В угольном пласте делают небольшие разрезы, помещают туда взрывчатку. После рыхления собирают и транспортируют породу. Методика довольно опасная, занимает лишь 5% от всей добычи угля закрытым способом.
• Отводный
  Метод добычи угля из столбов, которые поддерживали крышу. После этого слои покрывной породы обрушаются. Метод опасный, используется лишь в 1 % случаев.
• Гидравлический
  При этом способе выемка, транспортировка и подъем угля проводится потоками воды (чаще всего из подземных водоносных горизонтов). Слой породы разрушается либо струями высокого давления, либо гидромеханическими машинами. Затем материал транспортируется по наклоненным желобам до центральной камеры гидроподъема. Оттуда масса перемещается на поверхность.
• При помощи сжатого воздуха
  Выемка угля осуществляется за счет воздушной энергии. Установка для добычи состоит из компрессора, воздухопровода, пневматического взрывного патрона и предохранителей. Воздух подается из компрессора по воздухопроводу под давлением 300-700 атмосфер. Он попадает во взрывной патрон, размещенный в шпуре (цилиндрическом отверстии в угольном пласте). Воздух расширяется, эффект напоминает взрыв, при этом нет искр, не выделяется ядовитых газов. Этот метод намного безопаснее, чем классический взрывной.
• Виброимпульсный
  В основе метода – разрушение угольного пласта низкочастотными мощными импульсами, производимыми генераторами. Он пока не получил широкого распространения и требует совершенствования.

Выбор метода зависит от глубины шахты и мощности пластов, наличия оборудования, экономических факторов.

Подробнее о них вы можете прочитать в статье Добыча угля закрытым способом.

Кроме того, рекомендуем вам ознакомиться с другими статьями по теме:

• Как образовался каменный уголь
• Добыча угля в России и мире – запасы и статистика
• Экологические проблемы добычи угля

Добыча угля – это важная часть ресурсной экономики многих стран. В этой отросли работают сотни тысяч людей – шахтеров, горных инженеров, технологов, экономистов. Способы получения продукции зависят от особенностей месторождений, залегания угольных пластов, рельефа местности. Добычу начинают только после тщательной разведки и п р осчета экономической выгоды. Если запасы исчерпываются, или выемка требует больших финансовых затрат, шахты закрываются.

Источник