Способ добычи антрацита угля

Антрацит (уголь каменный): характеристики и места добычи

Содержание статьи

• Антрацит (уголь каменный): характеристики и места добычи
• Сколько угля и какие сорта закупать для отопления частного дома
• Как выбрать уголь

Антрацит: общие сведения

Антрацит представляет собой ископаемый уголь очень высокого качества. Для него характерен высокий метаморфизм, то есть степень структурного минерального изменения. Под метаморфизмом угля понимают процесс изменения химического состава органического вещества на стадии его превращения из бурого угля в антрацит. Перестройка структуры при метаморфизме идет с повышением в веществе содержания углерода и уменьшением содержания кислорода.

Подобно иным видам полезных ископаемых, антрацит формируется на протяжении многих тысяч лет из остатков растений, которые находятся под слоями грунта без доступа кислорода. Своему образованию антрацит обязан процессам углефикации и гумификации, протекающим за большие промежутки времени. Этот вид каменного угля считается наиболее качественным.

Свойства антрацита

Характеристики этого вида угля описываются несколькими параметрами. Для антрацита характерен очень насыщенный черно-серый или полностью черный цвет; в цвете может присутствовать некоторая побежалость. Для этого вида угля свойственны сильный металлический блеск и высокая теплотворная способность. Этот материал обладает хорошей электропроводностью, высокой плотностью и твердостью.

На фарфоровой пластинке антрацит оставляет бархатистую черную черту. Обладает большой вязкостью, почти не подвержен спеканию. Твердость по минералогической шкале колеблется от 2,0 до 2,5; плотность органической массы находится в пределах от 1500 до 1700 кг/куб. м. Теплота сгорания антрацита составляет около 8200 ккал/кг.

В общей массе антрацита содержится:

• углерод (93,5-97%);
• летучие вещества (до 9%);
• водород (1-3%);
• кислород и азот (1,5-2%).

Для сравнения: в буром угле содержится в среднем всего 65-70% углерода.

Будучи гумусовым ископаемым углем, антрацит отличается самой высокой степенью метаморфизма. Даже под микроскопом в нем с большим трудом можно увидеть растительные остатки.

Как образуется антрацит

На первом этапе образования породы формируется торф, а на его основе – бурый уголь. При определенном длительном воздействии факторов среды ископаемое переходит в каменный уголь и его разновидность, являющуюся переходным звеном к графиту, – антрацит. Залегает эта порода на глубине до 6000 м, часто – в отрогах гор. Обычно в таких местах отмечаются сдвиги земной коры.

Образование антрацита включает несколько стадий. Сначала отмирающая древесина попадает в грунт. Постепенно почва с остатками растительности становится торфом. Под воздействием сил природы торф спрессовывается, затвердевает, а затем превращается в бурый уголь. Он трансформируется в каменный уголь, а потом – в антрацит. Весь цикл подобных трансформаций может занимать несколько десятков миллионов лет.

Особенности и преимущества антрацита

Антрацит относят к самым качественным сортам угля. В нем очень высоко содержание химически связанного углерода при низком содержании серы. Высокая удельная теплота сгорания антрацита сочетается с низким содержанием влаги. Горит это вещество без пламени и дыма, при сгорании не спекается. Во время горения антрацита в окружающую среду выделяется незначительная доля летучих веществ (до 5%). По своей теплотворной способности данный уголь превосходит все прочие его разновидности, а также природный газ.

Применение антрацита

Отрасли, где находит применение антрацит:

• металлургия;
• химическая промышленность;
• энергетика;
• производство цемента;
• коммунальное хозяйство.

Будучи самым плотным сортом каменного угля, антрацит занимает высшие позиции по степени теплоотдачи и времени сгорания. Для отопления одной и той же полезной площади требуется гораздо меньше антрацита, чем любого другого вида угля или дров.

Минус антрацита: разгорается он не во всех типах печей и котлов. Чтобы антрацит хорошо горел, необходимо обеспечить достаточную подачу воздуха, чаще всего – принудительную.

Антрацит широко применяется в промышленном производстве. Без него не обходится металлургия, химическая промышленность, сахарное производство. В коммунальном хозяйстве этот уголь применяют для отопления, нагрева воды. Очень популярен антрацит в качестве топлива в частных домовладениях.

В металлургии этот материал используют, чтобы спекать известняк и железо. Это высококачественное топливо делает металлургические процессы более экологичными. Антрацит считается отличным восстановителем металлов.

Отсев антрацита с высоким содержанием золы широко используют в электроэнергетике в качестве топлива. Для пылевидного сжигания антрацита приходится изготовлять топки с особой конструкцией и конфигурацией.

Находит свое применение этот уголь в печах для обжига цемента.

Это полезное ископаемое применяют при изготовлении фильтрующих элементов для очистки промышленных стоков. Антрацит может стать заменой активированному древесному углю в бытовых фильтрах для очистки воды.

Добыча антрацита

Антрацит добывают шахтным способом из тектонических пластов угля. Глубина шахт достигает полутора километров и более. После подъема антрацита на поверхность его доставляют на перерабатывающие предприятия, где ведется его обогащение и сортировка на фракции. Обработанный антрацит готов для отправки конечным потребителям.

Известно, что для образования очень качественного угля глубина залегания торфяных месторождений должна превышать 3 тыс. метров. Антрацит обычно добывают на глубинах, превышающих эту отметку.

Мировые запасы антрацита по данным 2009 года составляют не менее 24 млрд тонн. Залегает это вещество в пластах на средней и малой глубине. Пласты антрацита имеют различную мощность, которая определяется типом отложений в конкретной геологической системе.

На первом месте по запасам антрацита в мире стоит Россия. Ей уступают Китай, Украина и Вьетнам. Однако по производству этого продукта Китай уверенно занимает первое место в мире.

Основные страны, добывающие антрацит:

На территории России залежи антрацитов сосредоточены в Кузнецком, Тунгусском, Таймырском бассейнах, в районе г. Шахты, на месторождениях Магаданской области и Урала. Залежи качественного угля в Российской Федерации составляют около трети от мировых запасов. Самым крупным угольным бассейном в стране считается Кузбасс, расположенный в неглубокой межгорной котловине на территории Западной Сибири. Минусом этого месторождения можно считать географическую удаленность от главных потребителей, которыми являются центральные районы России, Сахалин и Камчатка.

Тунгусский угольный бассейн занимает значительную часть Восточной Сибири. Но разведанные объемы антрацитов здесь не слишком велики.

Поставщиком высококачественных антрацитов на Украине являются Луганская и Донецкая области. Среди других стран постсоветского пространства месторождения антрацитов имеются в Туркмении.

Впервые добыча антрацита была осуществлена в Южном Уэльсе (Великобритания) еще в средние века. Богатые месторождения этого вещества находятся в Пенсильвании (США); на этот регион приходится почти вся добыча антрацита в этой стране. Известностью пользуются месторождения в Скалистых Горах на территории Канады, а также в Андах на территории Перу.

Источник

Антрацит (уголь каменный): характеристики и места добычи

Антрацитом является вид высококачественного ископаемого угля. Он характеризуется высоким уровнем метаморфизма (степени твердофазного и структурного минерального изменения).

Как и иные типы ископаемых, антрацит – уголь формируется на протяжении многих тысячелетий из растений, находившихся без доступа кислорода под слоями грунта. За значительный промежуток времени были подвержены процессам углефикации и гумификации. Это и послужило образованию указанного вещества. Углерод получил свое международное название от слова carbon – уголь. Это достоверный факт. Антрацит является самым качественным видом угля. Его еще называют карбункул.

Характерные особенности антрацита

В данном случае различают несколько параметров. А именно наличие:

• насыщенного черного или черно-серого цвета;
• сильного блеска;
• теплотворной высокой способности;
• значительной электропроводности;
• большой твердости и плотности.

Особенности формирования данного ископаемого

Здесь учитывают несколько процессов. Антрацит формируется в определенном порядке. Сначала образуется торф, а потом уголь бурого типа. Далее под определенными воздействиями данное ископаемое переходит в другое вещество. А именно в каменный уголь и антрацит. В последнем случае это переходное звено к графиту.

Залегает антрацит (уголь) на глубине около 6 км. Места, где часто самообразуются данные ископаемые, характеризуются своеобразными сдвигами земной коры. В основном это отроги гор.

Самые многочисленные месторождения антрацита расположены в каменноугольном бассейне на территории Донецкой области.

Уголь антрацит: характеристика продукта

В этом случае имеется немало определенных нюансов. Антрацит (от греч. anthrakitis) – это гумусовый ископаемый уголь. Он обладает высшей степенью метаморфизма. При наблюдении его под микроскопом видно, что растительные остатки с трудом различаются. Антрацит – уголь, имеющий черную окраску, нередко с сероватым оттенком. Встречается иногда в его цвете и пестрая побежалость. Дает он черно-бархатистую черту на фарфоровой пластинке. Также антрацит (уголь) характеризуется сильным металлическим блеском. Обладает он большой вязкостью, не спекается, имеет хорошую электропроводность. Наивысшая его твердость по шкале минералогической — 2,0-2,5, плотность массы органической — 1500-1700 кг/м3. Теплота его сгорания — 33,9-34,8 Мдж/кг (8100—8350 ккал/кг). Он обладает аналитической небольшой влажностью — 1-3% и содержит в горючеобразной массе до 9% веществ летучего типа, 93,5—97,0% углерода, 1—3% водорода, кислорода и азота 1,5—2,0%. Это является определенным фактом. Данное ископаемое, у которого содержится углерод в горючей массе свыше 97%, называется суперантрацитом. По объемному выходу веществ летучих делится этот продукт на две промышленные марки. А именно: с наличием 220—330 л/кг — это полуантрациты, а с наличием объемного выхода менее 220 л/кг — антрациты.

Преимущества указанного ископаемого

Данный продукт является самым высококачественным видом добываемого угля. Он существенно отличается от других типов, так как обладает следующими параметрами:

• Высокое содержание связанного углерода. В данном случае это 94-99%.
• Низкое содержание серы.
• Высокая удельная теплота сгорания.
• Низкое содержание влаги.
• Горит без дыма и пламени.
• Быстро перегорает.
• Высокая плотность массы органической. В данном случае 1500-1700 кг на квадратный метр.
• Удельный вес угля антрацита — 1,5-1,7.
• Высокая электропроводность.

Помимо этого уголь антрацит, фото которого предоставлено в данном тексте, при горении не спекается. Его твердость по уровню минералогической шкалы – 2.0-2.5. Еще значительным преимуществом является то, что в воздухе при горении антрацита выделяется всего лишь до 5% летучих веществ.

У данного вида ископаемого теплотворные качества превосходят любой другой каменный уголь, а именно: 8200 килокалории на килограмм. К сравнению, у газа теплотворность — 7000 ккал/кг.

На какие типы подразделяют данное ископаемое

Уголь каменный антрацит является высокоуглеродистым продуктом. Об этом было рассказано выше. Это и ряд прочих характеристик играют роль в определении его области использования. Согласно классам крупности классифицирутся такое ископаемое, как уголь антрацит (ГОСТ 19242-73). Разделение проводят по размерам фракций данного продукта. А именно:

• «АКО» – антрацит кулак, орех. В данном случае учитываются фракции, имеющие размер 26-100 мм.
• «АК» – антрацит крупный уголь, кулак. Сюда входят фракции, размер которых 50-100 мм.
• «АО» – уголь марки антрацит орех. Размер фракций составляет 26-50 мм.
• «АМ» является мелким антрацитом. В этом случае учитывают фракции – 13-25 мм.
• «АС» – уголь марки антрацит семечко. Сюда входят фракции, имеющие размер 6-13 мм.
• «Ашлам» – шлам антрацит. Он является своеобразным продуктом углеобогащения.
• «АШ» – штыб антрацит. В данном случае фракции меньше 6 мм.

Осуществление добычи антрацита производится в соответствующих шахтах. Они имеют глубину до 1500 м. Затем уголь из шахт поступает на предприятия по проведению его переработки. Там осуществляется его обогащение и сортирование по фракциям. После этого уголь в мешках (антрацит) поступает различным потребителям.

Реализация данного продукта осуществляется как в рядовом виде (АР), так и в обогащенном концентрированном. Указанное ископаемое под марками «АМ» и «АКО» по свойствам являются идентичными. Хотя удельное сопротивление уголь мелкого типа имеет более высокое.

Применение антрацитов

Данный продукт является довольно популярным. Антрацит — это наиболее плотный вид каменного угля. Это ему позволяет занимать первые позиции по классу теплоотдачи и времени сгорания. Если вы для отопления закупаете антрацит (уголь), то вам понадобится его намного меньше для отопления такой же площади, нежели если использовать аналогичный продукт другого вида или дров. Несмотря на все достоинства указанного ископаемого, у него присутствуют и минусы. Обладая значительной плотностью, он способен разгораться далеко не во всех типах котлов и печей. Это важно знать. Для хорошего горения антрацита понадобится хорошая подача воздуха. В основном в современных видах котлов на твердом топливе она принудительная. К меньшим по плотности видам каменного угля относятся: слабоспекающийся и длиннопламенный уголь.

Антрацит, благодаря своим теплотворным качествам, превосходит другие аналоги. Данный параметр составляет 8200 ккал/кг. К примеру, газ природного типа – 7000 ккал/кг. Антрацит – уголь, являющийся самым твердым из всех его аналогов. У него при горении летучих веществ выделяется всего лишь до 5%. Антрацит используется в разных сферах человеческой деятельности. А именно: в производстве промышленного типа (химия, металлургия, сахарная промышленность и прочее), в коммунальной области (нагревание воды, отопление и так далее). Также его применяют для обогрева частных домовладений. Еще из данного ископаемого производят фильтранты, которые используют для очистки стоков, воды и так далее.

Антрациты в электроэнергетике

В этой области применение указанного продукта является также существенным. Отсевы от антрацитов, у которых высокое содержание золы класса 0-13, используют широко в качестве топлива в электроэнергетике. В этой отрасли данное ископаемое применяют из-за низкого содержания летучих веществ. В электроэнергетике для сгорания антрацита используется специальное оборудование.

Для пылевидного сжигания данного продукта требуются также топки особой конструкции. Их конфигурация является довольно своеобразной. Она должна обеспечивать полное сжигание указанного ископаемого за то время, когда он находится в особой зоне сгорания.

Уголь с мелкими фракциями, а также низким содержанием серы, азота и фосфора используется в специальных котлах, которые предназначены для этого. Еще применяют указанный продукт малого размера в печах цементообжигательного типа.

Антрациты в металлургии

В этой сфере данное ископаемое также нашло свое применение. Антрациты в металлургии используют для спекания железа и известняка. Доменные и электросталеплавильные процессы должным образом не позволяют контролировать число выбрасываемых вредных веществ в атмосферу. Поэтому применение указанного высококачественного топлива по умолчанию позволяет сделать более экологичными металлургические процессы.

Кроме этого, данное ископаемое мелкого типа используется в производстве сталей высокоуглеродистого вида для вторичного науглероживания. В доменных печах, имеющих системы PCI (вдувание пылевидного топлива) также можно применять антрацит. Тут главным показателем является влажность угля, который поставляют.

В данном случае указанное топливо может вдуваться в доменную печь штыбом. Подобная технология очень хорошо применяется странами Западной Европы, а также в Азии – Китаем, Японией, Кореей. В России и Украине этот метод только набирает свою популярность.

В металлургической промышленности уголь также применяется в качестве восстановителя металлов.

Антрациты – сорбенты

Это является еще одним из самых перспективных направлений в применении указанного ископаемого. Использовать антрацит можно для очистки питьевой и сточной воды. В данном случае он играет роль фильтра и может легко заменить активированный древесный уголь. Это является существенным фактором.

Альтернативное высокоуглеродистое сырье

Рынок угля традиционно разделен на два сегмента. Под ними подразумеваются энергетика и производство кокса. Ценовые тренды на продукцию зависят от сегмента и иных факторов. И нередко они разные.

Антрацит является уникальным товаром, успешно присутствующим в двух сегментах. К тому же он еще занимает существенное место на специализированном рынке технологического использования. Ценовая динамика на аналогичный товар в разных сегментах может отличаться, то есть в этом плане происходит перераспределение. К примеру, если стоимость одного сегмента на антрацит падает, то у другого она, как правило, вырастает.

Антрациты благополучно составляют конкуренцию графиту, древесному углю, нефтяному коксу. Амплитуда цен на них вследствие этого будет зависеть от стоимости на электрическую энергию, металлическую продукцию и так далее. Это важно помнить. Помимо всего, на цену антрацита будет влиять то, в каком состоянии находится мировая экономика. Однако на протяжении последнего десятилетия заметна постоянная динамика ее роста.

Заключение

По итогам всего вышесказанного можно сказать, что уголь каменный антрацит является самым распространенным в мире видом полезного ископаемого. Он обладает высоким уровнем чистого выхода качественной энергии при вырабатывании электричества и тепла с высокой температурой для процессов производства. Применяется он в промышленности по производству химии и относительно недорог. При современной науке и технике невозможно стопроцентно антрацит заменить в промышленности. Это является достоверным фактом. Следовательно, в ближайшее время будет интенсивное продолжение добычи антрацита и каменного угля.

Источник