Самый распространенный способ добычи угля

Современные способы добычи угля

Уголь – это разновидность полезных ископаемых, используемых в промышленности, сельском-хозяйстве, электроэнергетике и пр. Добыча угля требует больших затрат ресурсов и техники, зато в результате из него производят искусственные волокна, пластмасс, кокс и др. Его также используют для изготовления топлива, что становится отличной альтернативой переработке нефти.

История добычи угля

Уголь известен еще с античных времен, первооткрывателями считаются Грецию и Китай. Изначально его использовали для отопления сооружений и построек, а позже – в процессе выплавки металлов. Постепенно данное полезное ископаемое стало заменять собой дерево и другое отопительное сырье.

О происхождении угля ходило много легенд. Одни считают, что он образовался в результате извержения вулкана, другие – что это затвердевшая нефть.

Карьерный, шахтный и иные способы добычи угля были открыты не сразу. Ранее уголь добывался простым путем, с помощью самой простой техники, а в большинстве случаев, ручным трудом. Много полезных ископаемых было найдено в местах обрушения горных пород, а также на побережьях, во время приливов и отливов. Распознать уголь просто, он имеет черный цвет и переливается на солнце.

Добыча материала ручным трудом очень сложная и непосильна многим, поэтому с течением времени был разработан шахтный способ. Однако и он был небезопасным, именно поэтому на рудниках работали только низшие слои общества. Уголь начали использовать при обработке металла, производстве кирпича. Благодаря высокой теплоемкости, материал высоко ценился, предпринимались первые попытки его применения в качестве топлива на пароходах, автомобилях и другой технике.

Предположительно в 1491 году были организованы поиски данного полезного ископаемого. Результатом стало открытие залежей угля в горных массивах Печорского края. С того времени и по сегодняшний день, это самый большой рудник России.

Затем были открыты крупные рудники на Урале, Донбассе, Кузнецке и на Дальнем Востоке. Для добычи полезных ископаемых была задействована специальная техника, что значительно облегчило работу.

Уже в СССР угольная промышленность высоко ценилась, даже был введен праздник — День Шахтера. Уголь начали использовать для выработки энергии на теплоэнергостанциях.

Сейчас угольная промышленность не сбавляет обороты. Однако учеными было доказана высокая опасность ископаемого, ведь при его сгорании в воздух выбрасывается большое количество ядовитых веществ. В виду этого некоторые страны отказываются от использования угля.

Необходимость добычи угля

Основные сферы его использования – электроэнергия и металлургия. Уголь имеет большое значение и в производстве топлива, так как стоимость нефти и газа постоянно растет, и страны ищут недорогой, альтернативный способ их замены.

Более половины угля идет на производство топлива, все остальное задействовано в химической промышленности. Общий объем добычи полезного ископаемого в год достигает 5 млрд. тонн.

Помимо этого, уголь используют для изготовления:

• синтетической горючей фракции;
• метана;
• углеводородных адсорбентов;
• и пр.

Лидером в производстве данного вида топлива является Россия.

Как происходит добыча угля на современных шахтах

Уголь добывается двумя способами: открытым и закрытым. Добыча открытым способом происходит путем снятия поверхностного слоя земной коры с залежами полезного ископаемого с глубины не более 100 м. Для этого используется специальная техника. Такой способ считается наиболее экономичным, и используется в 70% разработок месторождений.

Закрытый способ используется, если требуется извлечь слой полезных ископаемых с больших глубин. Это наиболее трудоемкий вариант, в результате чего получается высококачественный продукт без вредных примесей.

В некоторых странах до сих пор добыча угля происходит ручным способом, например, в Индии. Жители городов, вблизи залежей угля, занимаются его собиранием.

Основные способы добычи угля

Многие страны далеко пошли в разработке месторождений полезных ископаемых. Множество видов техники для добычи угля, в некоторых процессах человек не принимает участие.

На современном этапе широко используются три способа добычи ресурса:

Конкретный метод зависит от глубины залегания полезного ископаемого, твердости поверхности и доступности.

Карьерный

Карьерным способом добывают уголь, если глубина его залегания не более 500 метров. Для этого верхний пласт густой породы снимается с помощью специальных кранов. Для работы может использоваться взрывчатка, с ее помощью можно быстро добраться до полезного ископаемого. Однако большинство производств отказываются от такого способа добычи из-за его опасности.

Уголь – это невосстановимый ресурс, поэтому после опустошения месторождения, земля засыпается обратно, и на нее высаживаются деревья. Это несомненный плюс, так как восстанавливается и улучшается экологическая обстановка местности. Хотя есть и свои минусы открытой добычи угля – осушение подземных вод.

Карьерным способом чаще всего добывают бурый уголь, так как он залегает на глубине не более 300-400 м.

Среди недостатков данного метода выделяются:

• вред природной среде;
• образование больших карьеров;
• снятие плодородного слоя.

Среди преимуществ данного метода – это скорость добычи и дешевизна.

Шахтный

Данный метод относят к подземному способу добычи полезного ископаемого. На глубине более 500 м залегает большой объем угля, а снимать для этого верхний слой земли — дорогой и трудоемкий процесс.

Удобнее прибегнуть к строительству подземное сооружение, а именно, ствол и сама шахта. На нужной глубине прокладываются туннели с рельсами, и запускается оборудование. Чтобы сооружение не разрушилось, устанавливаются столбы и кольца. Для обеспечения безопасности рабочих, шахты вентилируются, а также обеспечивается подогрев воздуха, если это необходимо.

Чтобы добывать уголь шахтным способом, используется специальная дробильная техника, которая дробит пласты и отправляет их на поверхность для дальнейших действий. Сюда относят проходческий комбайн, он разделяет сырье от пласта, и по конвейерной ленте, отправляет его на поверхность.

Если полезные ископаемые залегают глубоко, то используется врубовый комбайн. Такая техника оснащена сверлом с большими зубьями, благодаря которым дробятся большие пласты породы. Здесь же используется очистной комбайн, который обрабатывает эти пласты.

При добыче угля в шахтах важно обеспечить выкачку воды, так как подземный способ добычи материала усложняется грунтовыми водами. К тому же, они несут серьезную опасность рабочим. Чтобы обеспечить безопасность, для работы под землей используется специальная техника, которая откачивает воду.

Среди преимуществ данного метода можно выделить высокое качество добытых полезных ископаемых, меньший вред окружающей среде. Среди недостатков – опасность и дороговизна.

Гидравлический

Это относительно новый и постоянно модернизирующийся способ добычи полезных ископаемых. Дело в том, что на его работу затрачивается большое количество воды. Устройство по добыче угля таким способом называется – механогидравлический комбайн, который рыхлит породы, тем самым откалывая ее от основного слоя.

Вода здесь служит главным инструментом по обезвоживанию угля. Ее подача осуществляется по монтированным желобам к низконапорному насосу. Затем очищенный уголь поступает на конвейер, и перемещается наружу.

Важным моментом является очищение воды каждый раз после промывки. Если этого не сделать, то из-за мелких частиц от угля, техника может выйти из строя.

Как видно, гидравлический способ долгий процесс, требующий больших финансовых вложений. Однако добыча полезных ископаемых таким способом не менее продуктивна.

Копанка или добыча угля в домашних условиях

Добыча угля – сложный процесс, требующий больший затрат времени и ресурсов. Лучшими свойствами и качеством обладает материал, залегающий глубоко под землей. Его добыча осуществляется с помощью специальной техники, однако в некоторых странах сооружают копанки, которые используют для собственных целей.

Их сооружение процесс не из легких, к тому же, залегать такое полезное ископаемое должно неглубоко. Хоть и такой уголь имеет худшие свойства, чем тот, который добыт шахтным путем. Затем его перепродают на черном рынке или используют для собственных целей.

Самые эффективные способы

Сложно ответить, какой способ добычи сырья самый эффективный. Например, шахтный метод достаточно трудоемкий, и для выкапывания карьера на 1 кв. метр потребуется много техники, сил и времени, при этом, он сильно портит экосистему. Если же уголь залегает на глубине не более 400 метров, то рыть шахту нерентабельно, к тому же в таких местах добывается не очень качественное сырье.

Чаще всего используется шахтный и карьерный способ добычи угля. Гидравлический метод относится к экспериментальным, на его долю приходится не более 8% всего сырья.

Перед тем, как начать процесс добычи, месторождение оценивается, устанавливается его размер, качество сырья и особенности рельефа. Только после этого определяется способ, устанавливается техника и производятся заборы, позволяющие установить рентабельность производства.

Уголь – это современная и дешевая замена нефти и газа, однако его добыча и переработка наносит существенный урон экосистеме. Россия является одним из лидеров по добыче полезного ископаемого, где насчитывается 26 бассейнов угля и более 600 месторождений.

Источник

Самый эффективный способ добычи угля

Уголь – это полезное ископаемое и один из важнейших топливных ресурсов. Добывать его в промышленных масштабах начали еще в конце XIX века. В этой статье пойдет речь о главных местах и способах добычи угля в современном мире. Мы расскажем о том, какие страны являются лидерами по разработке этого ресурса. Помимо всего прочего, вы узнаете, какой способ добычи угля может считаться самым эффективным и дешевым.

Уголь и его добыча

Уголь – разновидность твердого топлива, органическое вещество, в основе которого лежит химический элемент углерод. Международное его название происходит от латинского слова carbo. Уголь считается первым видом ископаемого топлива, который был использован человеком разумным.

Уголь – это не что иное, как остатки богатой растительности, оставшейся от более древних геологических эпох. Со временем эти растительные массы опустились под землю на значительную глубину. Там они подверглись медленному разложению и метаморфизации под воздействием высоких температур и в условиях отсутствия кислорода.

В зависимости от содержания углерода выделяют три основных типа угля:

• Бурый уголь (содержание углерода не более 75 %).
• Каменный уголь (75–95 %).
• Антрацит (свыше 95 %).

Примерно с 60-х годов прошлого века наблюдается общемировая тенденция к снижению объемов добычи угля. Данный топливный ресурс постепенно вытеснили нефть и газ. Но когда цены на нефть на мировом рынке растут, то использование угля как энергоносителя также заметно возрастает.

Главные месторождения и способы добычи каменного угля

Крупнейшие угольные бассейны планеты:

• Тунгусский (Россия).
• Канско-Ачинский (Россия).
• Донбасс (Украина, Россия).
• Кузбасс (Россия).
• Иллинойский (США).
• Рурский (Германия).
• Верхнесилезский (Польша).
• Дамодарский (Индия).

Россия обладает колоссальными запасами каменного и бурого угля. Правда, довольно часто их пласты залегают в труднодоступных районах, что осложняет процесс освоения данного ресурса. Самыми перспективными угольными месторождениями в РФ являются Элегестское и Эльгинское. Для разработки обоих месторождений может быть применен карьерный способ добычи угля.

По состоянию на 2013 год первая десятка стран по добыче угля выглядит следующим образом:

1. Китай (3680 млн тонн в год).
2. США (893 млн тонн).
3. Индия (605 млн тонн).
4. Австралия (478 млн тонн).
5. Индонезия (421 млн тонн).
6. Россия (352 млн тонн).
7. ЮАР (257 млн тонн).
8. Германия (197 млн тонн).
9. Польша (143 млн тонн).
10. Казахстан (115 млн тонн).

Если говорить о России, то в последние годы объемы добычи каменного угля здесь возрастают. Так, в 2017 году из недр страны было извлечено, в общей сложности, около 410 миллионов тонн этого энергоресурса.

Уголь сегодня добывается тремя основными способами:

• открытым (карьерным);
• закрытым (шахтным);
• гидравлическим.

Далее мы рассмотрим особенности, преимущества и недостатки каждого из вышеперечисленных способов.

Открытый способ

• невысокая себестоимость;
• относительная безопасность труда;
• на добычу одной единицы топлива затрачивается сравнительно немного времени.

• уголь, добытый таким способом, содержит в себе большое количество различных примесей;
• открытый способ наносит гораздо больше вреда окружающей среде.

Открытый способ добычи угля представлен карьерами и разрезами, которые могут иметь разную глубину и площадь. Карьерная добыча предполагает использование тяжелой техники: бульдозеров, драглайнов, дробильных установок, водяных пушек, роторных экскаваторов. В России открытым способом добывается около 75 % всего угля.

Закрытый способ

• относительная эколоичность;
• более высокое качество добытого угля;

• высокая затратность;
• небезопасность работы;
• большая доля ручного тяжелого труда.

Закрытый способ добычи угля требует огромных капитальных вложений. Ведь некоторые пласты залегают очень глубоко (на глубине до 1000 метров и более).

Гидравлический способ

Одна из главных опасностей в работе всех шахтеров – это вода, которая в любой момент может прорваться мощным потоком в шахтный ствол. Однако в 30-х годах ХХ века в СССР был разработан гидравлический метод добычи, который предполагал использование напора подземных вод для транспортировки добытого сырья на земную поверхность.

Сегодня гидравлическая добыча угля считается одним из самых перспективных и безопасных способов. Он значительно облегчает и без того трудный и опасный труд шахтеров. Согласно статистике, в современном мире добывается лишь 7,5 % угля при помощи гидравлического способа.

Какой способ добычи угля эффективнее?

Однозначного ответа на этот вопрос быть не может. Какой способ добычи угля стоит выбирать в каждой конкретной ситуации, будет зависеть от целого ряда факторов. Прежде всего, от глубины расположения пласта и его мощности (толщины).

Так, если угольный пласт находится на достаточно большой глубине, будет уместен шахтный способ его разработки. Если же полезное ископаемое залегает неглубоко и к тому же отличается большой мощностью, то целесообразнее будет использовать открытый способ добычи.

Если же говорить о финансовой стороне вопроса, то подземный способ добычи угля является более затратным в сравнении с карьерным.

Что такое «копанка»?

В наше время существует еще один, архаичный и довольно экзотический, способ добычи угля. Речь идет о так называемых копанках.

Копанка – это кустарное и, как правило, нелегальное предприятие по добыче угля. Чаще всего это небольшая шахта. Копанки распространены в тех районах, где промышленная разработка угольных пластов уже прекращена.

Копанки являются одним из символов современного Донбасса. Некоторые жители Донецкой и Луганской областей Украины умудряются извлекать уголь из земных недр прямо на своих приусадебных участках. Более-менее крупные копанки приносят своим хозяевам солидный «улов» – около 300 тонн твердого топлива в год.

Источник