Что такое каменный уголь, каковы его виды и свойства
Каменный уголь – это твердая горючая осадочная порода, образующаяся в земном пласте из остатков отмерших растений. Он занимает промежуточное положение в фазе углеобразования между бурым углем и антрацитом. Уголь – это первое полезное ископаемое, которое использовалось человеком в качестве топлива и являлось основным вплоть до конца XX века. Как образуется каменный уголь Основные запасы каменного угля, которые сейчас добываются, сформировались еще 280 000 000 лет назад. В то время на земле росли гигантские растения и жили динозавры. Они и стали основой огромных накоплений органических отложений. Давайте разберемся, как из останков животных и растений образовался каменный уголь. Процесс углеобразования можно разделить на две части: Торфообразование Углефикация Теперь подробнее рассмотрим каждый этап. Торфообразование В эру палеозоя на земле были такие растения как папоротники, плауны и хвощи. Со временем их перегной скапливался и сверху покрывался осадками. А в стоячей воде, лишенной кислорода, бактерии не имели возможность полностью разрушить органические остатки растений. Таким образом скапливалась масса, которая превращалась в торф – материал для образования угля. Данный период длился тысячелетия. Углефикация Процесс углефикации разделяют на две части: диагенез угля, или превращение торфа в бурый уголь метаморфизм угля, или последовательное превращение бурого угля в каменный и антрацит под влиянием повышенной температуры и давления Подробнее о каждом читайте ниже. Диагенез угля Пласты торфа со временем покрывались минеральными осадками и проседали все глубже, теряя влагу и доступ к кислороду. На этом этапе процесс разложения растений останавливался в связи с прекращением жизнедеятельности бактерий. Начинался процесс углефикации – превращения торфа в бурый уголь. Это вещество с малым содержанием углерода, черного или бурого цвета и рыхлой, камнеподобной структурой. Это самый молодой уголь, который используется как топливо для котлов, удобрение и даже как активированный уголь в таблетках. Метаморфизм угля Во время движения тектонических плит происходит превращение бурого угля в каменный. Этот слой уходит под землю и соприкасается с магмой. Там он подвергается высокому давлению и температуре. Происходит метаморфизм угля, результатом которого становится увеличение содержания углерода и уменьшение влаги. В итоге мы получаем каменный уголь (содержит 75-95% углерода), высшей степенью превращения которого является антрацит (свыше 95% углерода). Подводя итог вышесказанному, еще раз отметим, что каменный уголь отличается от бурого большим содержанием углерода. Это, в свою очередь, влияет на показатели теплового горения, зольности и других качественных характеристик, о которых вы узнаете далее. Отдельно хотим акцентировать ваше внимание на следующем: Многие путают каменный уголь и древесный. Имейте в виду, что это абсолютно разные виды. Древесный уголь – высококалорийное топливо, которое получают при сжигании древесины, тем самым избавив ее от влаги. Наряду с каменным углем, данный вид обладает высоким показателем теплового горения, а также минимальным количеством дыма и копоти. Далее вы узнаете о месторождениях каменного угля. Месторождения каменного угля Месторождения каменного угля называют угольными бассейнами. Это территория, на которой находятся сплошные или прерывистые залежи сырья. По объемам запасов угля в мире Россия занимает 2-ое место, а по добыче 6-ое (350 миллионов тонн в год) после Китая, США, Индии, Австралии и Индонезии. В общей сложности, в недрах нашей страны сосредоточена треть мировых залежей угля. На сегодняшний день Россия не включена в число лидеров по добыче каменного угля, но в 1958 году СССР вышел на первое место в мире и удерживал эту позицию 22 года. Этот период был назван «Золотым веком». Основными угольными месторождениями бывшего союза считались: Донецкий Донецкий угольный бассейн, или Донбасс – первая угольная база страны. Шахты были открыты еще в 1721-1724 годах, а их разработка началась в конце XVIII века. После окончания войны, в 1945 году, Донбасс стал лидером по добыче угля в стране. Качество сырья здесь очень высокое, более трети запасов составляют антрациты, которые по теплотворности считаются одними из лучших в мире. Кузнецкий Кузнецкий угольный бассейн, или Кузбасс – вторая угольная база бывшего СССР. Является одним из самых крупных угольных месторождений в мире. Первые упоминания о Кузбассе датируются 1721 годом. Здесь добывается 60% угля России. Карагандинский Этот каменноугольный бассейн занимал третье место по запасам угля в СССР. Он расположен в Карагандинской области Казахстана. На этой же территории находятся такие месторождения как Кушокы, Борлы и Шубаркольское. О последнем расскажем подробнее. Шубаркольское месторождение было открыто в 1983 году. Здесь добываются одни из наиболее экологически чистых углей. В них содержится низкое количество примесей, влаги и серы. Иными словами, это месторождение высококачественного энергетического топлива, которое подходит для бытового использования, слоевого и пылевидного сжигания. Уголь именно из Шубаркольского разреза и представлен у нас в продаже. Теперь, когда вы знаете, что представляет собой месторождение каменного угля, поговорим о способах добычи материала. Способы добычи каменного угля Разработка угольных бассейнов ведется как на поверхности, так и глубоко под землей. Исходя из этого, существует два способа добычи угля: Открытый Закрытый Давайте выясним, чем они отличаются. Открытый способ Открытым способом добывают угли, которые находятся на глубине до 100 метров. Метод также называют карьерным. Он считается наиболее быстрым и не затратным с экономической точки зрения. Процесс добычи делится на несколько этапов: Анализ твердости почвы, выветриваемости и слоистости для определения необходимой техники. Если слой грунта над углем мягкий и тонкий, то достаточно бульдозеров, а если твердый, потребуется более мощная техника. Во втором случае также возможно применение взрывчатки. При помощи спецтехники снимается верхний слой земли, покрывающий уголь. После того, как материал добыли, его дробят и вывозят на перерабатывающие предприятия. После завершения работ по добыче рабочие выравнивают рельеф, чтобы сохранить окружающую среду. Минус добычи карьерным методом заключается в том, что уголь на поверхности, как правило, менее качественный и содержит примеси других пород и грязь. Закрытый способ Это наиболее популярный подземный метод добычи полезных ископаемых. В отличие от открытого, при закрытом наносится меньше вреда окружающей среде и добывается более качественный уголь. Здесь добыча может производиться: Через штольни Через шахты Рассмотрим каждый из них. Через штольни Штольня – это горизонтальная (или под углом не менее 45 градусов) горная выработка, имеющая выход на поверхность. В ней добывают полезные ископаемые. Данный метод используется при залегании небольшого пласта угля на глубине более 100 метров, в сложных горных рельефах и в местах, где обустройство карьеров экономически нецелесообразно. Со стороны данная выработка выглядит как обычная пещера в горе. Через шахты Добыча угля в шахтах – это метод, при котором происходит извлечение каменного угля из недр земли при помощи специального оборудования. Он считается самым продуктивным и, в то же время, опасным и дорогостоящим. Шахты пробуриваются на глубину от 100 метров до километра (наиболее крупные в России достигают 1 200 метров). В среднем они эксплуатируются 10-20 лет. Но перед этим необходимо доказать наличие залежей и получить специальное разрешение для обустройства шахты. Шахтный метод можно разделить на два вида: Камерно-столбовой Данный способ применяется при добыче на месторождениях с мощными и устойчивыми породами в пластах. Шахтную площадь разделяют на условные камеры и разрабатывают, оставляя столбы породы (их называют целики) для поддержания верхнего слоя и предотвращения обрушений. Система разработки длинными очистными забоями Данный метод позволяет добыть наибольшее количество угля и считается самым безопасным, так как присутствие людей здесь почти не требуется. При этой системе разработки оборудование перемещается по забоям – подвижной поверхности отбитой горной породы. При помощи выемочного агрегата снимается слой пласта угля. Обрушившись на забои, материал доставляется наверх. Помимо вышеописанных способов существует несколько нетрадиционных, которые не имеют массового распространения ввиду дороговизны и отсутствия технологий. Здесь можно выделить: Гидравлический способ Уголь, расположенный на большой глубине в шахте, доставляется наверх сильным напором воды. Добыча при помощи энергии сжатого воздуха С его помощью можно как дробить угольные пласты, так и поднимать материал на поверхность. Виброимпульсный способ При помощи сильных колебаний происходит целенаправленное разрушение породы. Все эти методы использовались еще в Советском Союзе, но из-за недостатка средств данные проекты пришлось закрыть. Кроме того, сейчас главным источником топлива в мире считается нефть. Но, несмотря на это, от каменного угля не только не спешат отказываться, но и развивают технологии по разработке месторождений. О видах каменных углей и их классификациях по основным признакам, а также свойствах и применении угля читайте на нашем сайте:
Грунтовозов - щебень, песок, чернозём, торф
Что такое каменный уголь, каковы его виды и свойства
Каменный уголь – это твердая горючая осадочная порода, образующаяся в земном пласте из остатков отмерших растений. Он занимает промежуточное положение в фазе углеобразования между бурым углем и антрацитом.
Уголь – это первое полезное ископаемое, которое использовалось человеком в качестве топлива и являлось основным вплоть до конца XX века.
Как образуется каменный уголь
Основные запасы каменного угля, которые сейчас добываются, сформировались еще 280 000 000 лет назад. В то время на земле росли гигантские растения и жили динозавры. Они и стали основой огромных накоплений органических отложений.
Давайте разберемся, как из останков животных и растений образовался каменный уголь.
Процесс углеобразования можно разделить на две части:
Торфообразование
Углефикация
Теперь подробнее рассмотрим каждый этап.
Торфообразование
В эру палеозоя на земле были такие растения как папоротники, плауны и хвощи. Со временем их перегной скапливался и сверху покрывался осадками. А в стоячей воде, лишенной кислорода, бактерии не имели возможность полностью разрушить органические остатки растений. Таким образом скапливалась масса, которая превращалась в торф – материал для образования угля. Данный период длился тысячелетия.
Углефикация
Процесс углефикации разделяют на две части:
диагенез угля, или превращение торфа в бурый уголь
метаморфизм угля, или последовательное превращение бурого угля в каменный и антрацит под влиянием повышенной температуры и давления
Подробнее о каждом читайте ниже.
Диагенез угля
Пласты торфа со временем покрывались минеральными осадками и проседали все глубже, теряя влагу и доступ к кислороду. На этом этапе процесс разложения растений останавливался в связи с прекращением жизнедеятельности бактерий. Начинался процесс углефикации – превращения торфа в бурый уголь. Это вещество с малым содержанием углерода, черного или бурого цвета и рыхлой, камнеподобной структурой.
Это самый молодой уголь, который используется как топливо для котлов, удобрение и даже как активированный уголь в таблетках.
Метаморфизм угля
Во время движения тектонических плит происходит превращение бурого угля в каменный. Этот слой уходит под землю и соприкасается с магмой. Там он подвергается высокому давлению и температуре. Происходит метаморфизм угля, результатом которого становится увеличение содержания углерода и уменьшение влаги. В итоге мы получаем каменный уголь (содержит 75-95% углерода), высшей степенью превращения которого является антрацит (свыше 95% углерода).
Подводя итог вышесказанному, еще раз отметим, что каменный уголь отличается от бурого большим содержанием углерода. Это, в свою очередь, влияет на показатели теплового горения, зольности и других качественных характеристик, о которых вы узнаете далее.
Отдельно хотим акцентировать ваше внимание на следующем:
Многие путают каменный уголь и древесный. Имейте в виду, что это абсолютно разные виды.
Древесный уголь – высококалорийное топливо, которое получают при сжигании древесины, тем самым избавив ее от влаги. Наряду с каменным углем, данный вид обладает высоким показателем теплового горения, а также минимальным количеством дыма и копоти.
Далее вы узнаете о месторождениях каменного угля.
Месторождения каменного угля
Месторождения каменного угля называют угольными бассейнами. Это территория, на которой находятся сплошные или прерывистые залежи сырья.
По объемам запасов угля в мире Россия занимает 2-ое место, а по добыче 6-ое (350 миллионов тонн в год) после Китая, США, Индии, Австралии и Индонезии. В общей сложности, в недрах нашей страны сосредоточена треть мировых залежей угля.
На сегодняшний день Россия не включена в число лидеров по добыче каменного угля, но в 1958 году СССР вышел на первое место в мире и удерживал эту позицию 22 года. Этот период был назван «Золотым веком».
Основными угольными месторождениями бывшего союза считались:
Донецкий
Донецкий угольный бассейн, или Донбасс – первая угольная база страны. Шахты были открыты еще в 1721-1724 годах, а их разработка началась в конце XVIII века. После окончания войны, в 1945 году, Донбасс стал лидером по добыче угля в стране. Качество сырья здесь очень высокое, более трети запасов составляют антрациты, которые по теплотворности считаются одними из лучших в мире.
Кузнецкий
Кузнецкий угольный бассейн, или Кузбасс – вторая угольная база бывшего СССР. Является одним из самых крупных угольных месторождений в мире. Первые упоминания о Кузбассе датируются 1721 годом. Здесь добывается 60% угля России.
Карагандинский
Этот каменноугольный бассейн занимал третье место по запасам угля в СССР. Он расположен в Карагандинской области Казахстана. На этой же территории находятся такие месторождения как Кушокы, Борлы и Шубаркольское. О последнем расскажем подробнее.
Шубаркольское месторождение было открыто в 1983 году. Здесь добываются одни из наиболее экологически чистых углей. В них содержится низкое количество примесей, влаги и серы. Иными словами, это месторождение высококачественного энергетического топлива, которое подходит для бытового использования, слоевого и пылевидного сжигания.
Уголь именно из Шубаркольского разреза и представлен у нас в продаже.
Теперь, когда вы знаете, что представляет собой месторождение каменного угля, поговорим о способах добычи материала.
Способы добычи каменного угля
Разработка угольных бассейнов ведется как на поверхности, так и глубоко под землей.
Исходя из этого, существует два способа добычи угля:
Открытый
Закрытый
Давайте выясним, чем они отличаются.
Открытый способ
Открытым способом добывают угли, которые находятся на глубине до 100 метров. Метод также называют карьерным. Он считается наиболее быстрым и не затратным с экономической точки зрения.
Процесс добычи делится на несколько этапов:
Анализ твердости почвы, выветриваемости и слоистости для определения необходимой техники. Если слой грунта над углем мягкий и тонкий, то достаточно бульдозеров, а если твердый, потребуется более мощная техника. Во втором случае также возможно применение взрывчатки.
При помощи спецтехники снимается верхний слой земли, покрывающий уголь.
После того, как материал добыли, его дробят и вывозят на перерабатывающие предприятия.
После завершения работ по добыче рабочие выравнивают рельеф, чтобы сохранить окружающую среду.
Минус добычи карьерным методом заключается в том, что уголь на поверхности, как правило, менее качественный и содержит примеси других пород и грязь.
Закрытый способ
Это наиболее популярный подземный метод добычи полезных ископаемых. В отличие от открытого, при закрытом наносится меньше вреда окружающей среде и добывается более качественный уголь.
Здесь добыча может производиться:
Через штольни
Через шахты
Рассмотрим каждый из них.
Через штольни
Штольня – это горизонтальная (или под углом не менее 45 градусов) горная выработка, имеющая выход на поверхность. В ней добывают полезные ископаемые.
Данный метод используется при залегании небольшого пласта угля на глубине более 100 метров, в сложных горных рельефах и в местах, где обустройство карьеров экономически нецелесообразно. Со стороны данная выработка выглядит как обычная пещера в горе.
Через шахты
Добыча угля в шахтах – это метод, при котором происходит извлечение каменного угля из недр земли при помощи специального оборудования. Он считается самым продуктивным и, в то же время, опасным и дорогостоящим.
Шахты пробуриваются на глубину от 100 метров до километра (наиболее крупные в России достигают 1 200 метров). В среднем они эксплуатируются 10-20 лет. Но перед этим необходимо доказать наличие залежей и получить специальное разрешение для обустройства шахты.
Шахтный метод можно разделить на два вида:
Камерно-столбовой
Данный способ применяется при добыче на месторождениях с мощными и устойчивыми породами в пластах. Шахтную площадь разделяют на условные камеры и разрабатывают, оставляя столбы породы (их называют целики) для поддержания верхнего слоя и предотвращения обрушений.
Система разработки длинными очистными забоями
Данный метод позволяет добыть наибольшее количество угля и считается самым безопасным, так как присутствие людей здесь почти не требуется. При этой системе разработки оборудование перемещается по забоям – подвижной поверхности отбитой горной породы. При помощи выемочного агрегата снимается слой пласта угля. Обрушившись на забои, материал доставляется наверх.
Помимо вышеописанных способов существует несколько нетрадиционных, которые не имеют массового распространения ввиду дороговизны и отсутствия технологий.
Здесь можно выделить:
Гидравлический способ
Уголь, расположенный на большой глубине в шахте, доставляется наверх сильным напором воды.
Добыча при помощи энергии сжатого воздуха
С его помощью можно как дробить угольные пласты, так и поднимать материал на поверхность.
Виброимпульсный способ
При помощи сильных колебаний происходит целенаправленное разрушение породы.
Все эти методы использовались еще в Советском Союзе, но из-за недостатка средств данные проекты пришлось закрыть. Кроме того, сейчас главным источником топлива в мире считается нефть. Но, несмотря на это, от каменного угля не только не спешат отказываться, но и развивают технологии по разработке месторождений.
О видах каменных углей и их классификациях по основным признакам, а также свойствах и применении угля читайте на нашем сайте: