Уголь способ добычи открытый или закрытый

Два способа добычи угля – открытый и подземный

Автор перевода: Голубев Филипп

Это не полная версия статьи, полную версию в оригинале вы можете прочитать на сайте (стр. 7–11): http://www.worldcoal.org/coal/coal-mining/ статья находиться во вкладке Documents

Выбор метода добычи в значительной степени определяется геологией угольных месторождений. На подземные горные работы в настоящее время приходится около 60% мировой добычи угля, хотя в некоторых важных угледобывающих странах открытые горные работы являются более распространенными. Поверхностная добыча составляет около 80% производства в Австралии, в то время как в США она используется для около 67% производства.

Подземная разработка месторождений.

Камерно-столбовые лавы для добычи полезных ископаемых. В камере, угольного месторождения, ПИ добывается путем разрезания сети номеров в угольном пласте и оставив позади столб угля поддерживают вышележащие породы. Эти колонны могут составлять до 40% от общего объема угля в пласте, хотя этот уголь может иногда быть вынят на более позднем этапе. Это может быть достигнуто в том случае, когда, отступление горных, где уголь добывается из столпов, и вместе с тем удаление на безопасное расстояние работников позволяют проводить полное обрушение.

Рисунок 1 – Работа комбайна в лаве

Добыча лавы включает в себя полное извлечение угля из разреза или лавы с использованием механических комбайнов. Грудь забоя требует тщательного планирования, чтобы обеспечить благоприятные геологические условия во всем разделе перед развитие начальных работ. Лава может варьироваться по длине от 100–350 м. Комплекс Selfadvancing с гидравлическим двигателем поддерживает кровлю в то время как уголь добывается. Когда уголь был добыт из района, на кровля обрушается. Более 75% угля на месторождении может быть извлечено из панелей, длинна которых может составлять до 3 километров. Основным преимуществом камерно-столбового. способа добычи является то, что он позволяет начинать осуществлять добычу угля гораздо быстрее, благодаря использованию мобильной техники, которая стоит около 5 млн. долларов ( горные машины для лав могут стоить 50 млн. долларов). Выбор горной техники конкретного участка производится на основе экономических соображений; различия условий даже в пределах одной шахты могут изменить эффективность использования методов.

Поверхностные горные работы

Добыча открытым способом – это экономически выгодный способ добычи когда угольный пласт находится вблизи поверхности. Этот метод целесообразен высокой долей добычи угля, большей чем при подземной добыче. Как и во всех разрезах эксплуатируется – 90% или более угля. Большие разрезы могут занимать площадь много квадратных километров и использовать очень большое оборудование, в том числе: экскаваторы, которые снимают вскрышные породы, мощные лопаты, большие грузовики, которые транспортируют вскрышные пород и уголь, колесные экскаваторы, и конвейеры. При вскрыше пород почвы – в первую очередь производиться врывание, далее порода удаляется экскаватором или лопатой в грузовик. После того, как появляется возможность добычи угля из угольных пластов, начинают добычу угля полосами. Затем уголь грузят на большие грузовики или конвейеры для транспортировки его к обогатительной фабрике или прямо к месту, где он будет использоваться.

Подготовка угля

Уголь залягающий близко к поверхности, часто содержит нежелательные примеси, такие как скальные породы, грязи и поставляется в Смесь разных размеров фрагментов. Тем не менее, пользователи должны получать уголь соответствуещего качества. Обогащение угля – относится к улучшению рядового угля в целях обеспечения должного качества и повышения его пригодности для применения в части потребляющих отраслей. Обогащение зависит от свойств угля и назначеия его использования. Это может потребовать только простого дробления или, возможно, придется пойти через сложный процесс обогащения, уменьшения примесей. Для удаления примесей, сырье рядового угля измельчается, а затем разделяется на различные размеры фракций. Большие материалы, как правило, рассматриваются с помощью разделения в плотной среде . В этом процессе, уголь отделяется от других примесей и проявляется в резервуаре, содержащем жидкость с удельным весом, как правило, легче суспензии мелкого магнетита земли. Так как уголь легче, он плавает и может быть отделен, в то время как более тяжелые породы и другие примеси опускаются на дно и удаляются в виде отходов. Изменение размера фракции, осуществляются различными способами, как правило, на основе различий в массе, например, в центрифугах. Центрифуги машины, которые вращают контейнер очень быстро, в результате чего твердые вещества и жидкости внутри его отделяются. Альтернативные методы используют на основе различных свойств поверхностей угля и примесей. При использовании метода пенной флотации, угольные частицы удаляются пеной, производится это путем продувки воздуха в воде, содержащей химические реагенты. пузыри привлекают уголь, а не отходы. Последние технологические разработки помогли увеличить качество, и создать ультра прекрасный состав угля.

Рисунок 1 – Обогатительная станция

Перевозки угля

Понятно, что уголь транспортируется туда, где он будет использоваться, но способ его транспортировки от зависит от расстояния до места использования. Уголь, как правило, перевозится конвейером или грузовиком на короткие расстояния. Поезда и баржи используются для больших расстояний в пределах внутренних рынков, или же уголь можно смешивать с водой образовывать угольную суспензию и транспортировать по трубопроводу.

Источник

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