De største kullforekomstene i verden. Det harde arbeidet til en gruvearbeider, eller hvordan kull utvinnes. Hva er kull og hvordan ser det ut?

Kullgruveindustrien er det største segmentet av drivstoffindustrien. Over hele verden overgår den alle andre når det gjelder antall arbeidere og mengden utstyr.

Hva er kullindustrien

Kullgruveindustrien involverer utvinning av kull og påfølgende prosessering. Det arbeides både på overflaten og under jorden.

Hvis forekomstene er plassert på en dybde på ikke mer enn 100 meter, utføres arbeid ved bruk av bruddmetoden. Gruver brukes til å utvikle forekomster på store dyp.

Klassiske metoder for kullgruvedrift

Arbeid i kullgruver med åpen gruve og underjordiske er de viktigste metodene for gruvedrift. Det meste av arbeidet i Russland og i verden utføres ved bruk av dagbrudd. Dette skyldes økonomiske fordeler og høy hastighet produksjon

Prosessen er som følger:

• Ved hjelp av spesialutstyr fjernes det øverste laget av jord som dekker forekomsten. For flere år siden var dybden av dagbruddsarbeid begrenset til 30 meter, men de nyeste teknologiene har gjort det mulig å øke den med 3 ganger. Hvis topplaget er mykt og lite, fjernes det ved hjelp av en gravemaskin. Et tykt og tett jordlag er forhåndsknust.
• Kullforekomster brytes av og tas med spesialutstyr til bedriften for videre bearbeiding.
• Arbeidere gjenoppretter den naturlige topografien for å unngå skade på miljøet.

Ulempen med denne metoden er at kullforekomster som ligger på grunne dybder inneholder urenheter av skitt og andre bergarter.

Kull utvunnet under jorden anses som renere og av høyere kvalitet.

Hovedmålet med denne metoden er å transportere kull fra store dyp til overflaten. For dette formålet opprettes passasjer: en adit (horisontal) og en aksel (skrå eller vertikal).

I tunnelene brukes spesielle skurtreskere for å kutte lag med kull og laste dem på en transportør som løfter dem til overflaten.

Den underjordiske metoden gjør det mulig å utvinne store mengder mineraler, men den har betydelige ulemper: høye kostnader og økt fare for arbeidere.

Ukonvensjonelle metoder for kullgruvedrift

Disse metodene er effektive, men er ikke utbredt - på for øyeblikket Det er ingen teknologier som lar deg tydelig etablere prosessen:

• Hydraulisk. Gruvedrift utføres i en gruve på stort dyp. Kulllaget knuses og leveres til overflaten under sterkt vanntrykk.
• Trykkluftenergi. Den virker både som en destruktiv og løftende kraft, komprimert luft er under sterkt press.
• Vibrasjonspuls. Lagene blir ødelagt under påvirkning av kraftige vibrasjoner generert av utstyret.

Disse metodene ble brukt tilbake i Sovjetunionen, men ble ikke populære på grunn av behovet for store økonomiske investeringer. Bare noen få kullgruveselskaper fortsetter å bruke ukonvensjonelle metoder.

Deres største fordel er fraværet av arbeidere i potensielt livstruende områder.

Ledende land innen kullproduksjon

I følge verdens energistatistikk er det satt sammen en rangering av land som har ledende posisjoner innen kullproduksjon i verden:

1. India.
2. Australia.
3. Indonesia.
4. Russland.
5. Tyskland.
6. Polen.
7. Kasakhstan.

I mange år har Kina vært ledende innen kullproduksjon. I Kina bygges bare 1/7 av de tilgjengelige forekomstene ut, dette skyldes at kull ikke eksporteres utenfor landet, og de eksisterende reservene vil vare i minst 70 år.

I USA er forekomstene jevnt spredt over hele landet. De vil gi landet sine reserver i minst 300 år.

Kullforekomster i India er svært rike, men nesten alt som utvinnes brukes i energiindustrien, siden de tilgjengelige reservene er av svært lav kvalitet. Til tross for at India inntar en av de ledende posisjonene, utvikler håndverksmetoder for kullgruvedrift i dette landet.

Australias kullreserver vil vare i omtrent 240 år. Det utvinnede kullet er av høyeste kvalitet, og en betydelig del av det er beregnet på eksport.

I Indonesia øker nivået på kullproduksjonen hvert år. For noen år siden ble det meste av det som ble produsert eksportert til andre land, nå forlater landet gradvis bruken av olje, og derfor øker etterspørselen etter kull til innenlandsk forbruk.

Russland har 1/3 av verdens kullreserver, men ikke alle landets landområder er utforsket ennå.

Tyskland, Polen og Kasakhstan reduserer gradvis sine kullproduksjonsvolumer på grunn av de ukonkurransedyktige råvarekostnadene. Det meste av kullet er beregnet på innenlands forbruk.

De viktigste kullgruveanleggene i Russland

La oss finne ut av det. Kullgruvedrift i Russland utføres hovedsakelig ved åpen gruvedrift. Forekomstene er spredt ujevnt over hele landet - de fleste av dem ligger i østlandsområdet.

De viktigste kullforekomstene i Russland er:

• Kuznetskoe (Kuzbass). Det regnes som den største ikke bare i Russland, men over hele verden, som ligger i Vest-Sibir. Her utvinnes koks og steinkull.
• Kansko-Achinskoe. Gruvedrift utføres her Forekomsten ligger langs den transsibirske jernbanen, og okkuperer en del av territoriene til Irkutsk- og Kemerovo-regionene, Krasnoyarsk-territoriet.
• Tunguska kullbasseng. Representert av brunt og steinkull. Det dekker deler av territoriet til republikken Sakha og Krasnoyarsk-territoriet.
• Pechora kullbasseng. Gruvedrift utføres ved denne forekomsten. Arbeidet utføres i gruver, som tillater utvinning av kull av høy kvalitet. Det ligger i territoriene til Komi-republikken og Yamalo-Nenets autonome okrug.
• Irkutsk-Cheremkhovo kullbasseng. Ligger på territoriet til Upper Sayan. Gir kun kull til nærliggende bedrifter og bosetninger.

I dag utvikles det ytterligere 5 forekomster som kan øke det årlige volumet av kullproduksjon i Russland med 70 millioner tonn.

Utsikter for kullgruveindustrien

De fleste av verdens kullforekomster er allerede utforsket fra et økonomisk synspunkt, de mest lovende tilhører 70 land. Nivået på kullproduksjonen vokser raskt: teknologier blir forbedret og utstyr blir modernisert. På grunn av dette øker lønnsomheten i næringen.

Kull er en type fossilt brensel dannet fra deler av gamle planter under jorden uten oksygen. I dag skal vi besøke en av de eldste bedriftene i Kuzbass, hvor kullgruvedrift i undergrunnsområdet til gruven har blitt utført siden 1917.

Velkommen til den eldste bedriften i Kuzbass - LLC "Mine No. 12", som ligger i en liten gruveby nær Novokuznetsk - Kiselevsk.

Kombinere:

Å danne kull rikelig akkumulering av plantemasse er nødvendig. Det dannes når råtnende plantemateriale akkumuleres raskere enn bakteriell nedbrytning skjer. Det ideelle miljøet for dette er skapt i sumper, der stillestående vann, utarmet av oksygen, forhindrer aktiviteten til bakterier og beskytter dermed plantemassen mot fullstendig ødeleggelse.

I gamle torvmyrer, fra Devon-perioden (ca. 416 millioner år siden), akkumulerte det samme organiske materialet, hvorfra fossile kull ble dannet uten tilgang til oksygen. De fleste kommersielle fossile kullforekomster stammer fra denne perioden, selv om yngre forekomster også eksisterer.

Kullgruver:

Kullgruvemetoder avhenge av dybden av dens forekomst. Gruvedrift utføres ved dagbrudd i dagbrudd i kullgruver dersom dybden på kulllaget ikke overstiger 100 meter. Det er også hyppige tilfeller der det er lønnsomt å utvikle en kullforekomst ved hjelp av den underjordiske metoden. Gruver brukes til å utvinne kull fra store dyp. De dypeste gruvene i Russland utvinner kull fra et nivå på litt over 1200 meter.

Laster inn:

Kull har sin egen merking. Avhengig av konverteringsgraden og den spesifikke mengden karbon i kull, er det sine fire typer: brunkull (brunkull), steinkull, antrasitt og grafitt. I vestlige land er det en litt annen klassifisering - henholdsvis brunkull, subbituminøst kull, bituminøst kull, antrasitt og grafitt.

Russland inneholder 5,5 % av verdens kullreserver, som utgjør mer enn 200 milliarder tonn. Denne forskjellen med prosentandelen av påviste kullreserver (19%) skyldes det faktum at det meste ikke er egnet for utvikling, da det ligger i Sibir i permafrostregionen. 70 % kommer fra brunkullreserver.

Bruken av kull er variert. Det brukes som husholdning, energibrensel, råstoff for metallurgisk og kjemisk industri, samt for å trekke ut sjeldne elementer og sporstoffer fra den.

Når det gjelder Kuznetsk-kullbassenget, er Kuzbass en av største kullforekomster i verden. For øyeblikket er navnet "Kuzbass" det andre navnet på Kemerovo-regionen.

KOMATSU gruvedumper med en løftekapasitet på 90 tonn. Men som sjåfører sier, noen ganger laster de mer enn 90

Til sammen var vi i Kiselevsk i en uke, mesteparten av tiden filmet vi. Det kan ikke bli kjedelig, det er veldig interessant.

Når det utsettes for oksygen, antennes kull spontant. Eller det ryker, som på bildet:

Laster inn:

Gående gruvegraverskuffe:

Selv i steinbruddet under begrensede timer ser alt penere ut. Men det er vanskelig å skyte, alt er i bevegelse:

Gående gravemaskin:

Om natten, i hele steinbruddet, kan du se kullbrenning i noen områder:

Teknikk. Alle har en plan som må oppfylles. Derfor stopper aldri bevegelsen i steinbruddet.

Vel, kanskje på slutten av skiftet i en halvtime eller en time

Bøttemerker:

Et slikt hjul koster 700 000 rubler, så de prøver å rydde veiene for skarpe steiner:

I gravemaskinen:

50-tonns BELAZ og bak den en 90-tonns KOMATSU:

I gående gravemaskinhytte. Dette er et helt rom. Det er en sofa, en mikrobølgeovn, en samovar, en servant og en haug med plakater med nakne jenter på veggene:

Og dette er fra pilen hans. Høyde 27 meter:

En sveiser reparerer en bøtte:

Disse maskinene borer bakken, og eksplosiver helles i gravde 12-meters hull, sprenge fjellet. Dette gjøres slik at fjellet blir løsere, store sterke lag brytes til små steiner, som da blir mye lettere å grave opp med gravemaskin:

Eksplosiv. Vi klarte ikke å fotografere selve eksplosjonen:

Og nå, når kullet er gravd opp, fraktes det til anrikningsanlegget. Anrikning- et sett med prosesser primær behandling råvarer, nemlig separering av kull fra gråberg og sortering:

Atmosfærisk inne:

Stedet hvor transportbånd både kull og stein kommer, og kvinnene (!) skiller denne steinen fra kullet, samler den og kaster den. Det er biter som er store nok til at kvinner ikke kan klare seg alene og kaste av seg steinstykker sammen. I de resterende verkstedene er alt automatisert:

Bil dumper:

Kulllager:

Laster kull i vogner som skal gå til forbrukere. Dette var en rapport fra Kuzbass.

Lave kostnader og rikelige reserver er hovedfaktorene som driver økningen i antall bruk av brunkull. Denne typen fossiler fast brensel, den tidligste typen kull, har blitt utvunnet av mennesker i hundrevis av år. Brunkull er et produkt av torvmetamorfose, i et stadium mellom brunkull og steinkull. Sammenlignet med den siste, denne typen drivstoff er mindre populært, men på grunn av dets lave pris er det ganske mye brukt til produksjon av elektrisitet, oppvarming og andre typer drivstoff.

Struktur

Brunkull er en tett, jordaktig eller fibrøs karbonholdig masse av brun eller beksvart farge med et høyt innhold av flyktige bituminøse stoffer. Som regel er plantestrukturen, konkoide brudd og tremasser godt bevart i den. Det brenner lett, flammen er røykfylt, og en særegen ubehagelig brennende lukt frigjøres. Ved å reagere med kaliumhydroksid danner det en mørkebrun væske. Under tørr destillasjon brunkull danner ammoniakk med eddiksyre. Kjemisk sammensetning(i gjennomsnitt), minus aske: karbon - 63%, oksygen - 32%, hydrogen 3-5%, nitrogen 0-2%.

Opprinnelse

Brunkull dannes av lag av sedimentære bergarter - flenser, ofte av stor tykkelse og utstrekning. Materialene for dannelse av brunkull er ulike typer bøyler, bartrær, trær og torvplanter. Avsetninger av disse stoffene brytes gradvis ned uten tilgang til luft, under vann, under en hette av en blanding av leire og sand. Ulmingsprosessen er ledsaget av konstant frigjøring av flyktige stoffer og fører gradvis til anrikning av planterester med karbon. Brunkull er en av de første stadiene av metamorfose av slike planteavsetninger, etter torv. Ytterligere etapper - kull, antrasitt, grafitt. Jo lengre prosessen er, desto nærmere er tilstanden ren karbongrafitt. Dermed tilhører grafitt den azoiske gruppen, kull - til paleozoikum, brunkull - hovedsakelig til mesozoikum og kenozoikum.

Hardt og brunt kull: forskjeller

Som du kan se av selve navnet, skiller brunkull seg fra steinkull i fargen (lysere eller mørkere). Det er også svarte varianter, men i pulverform er skyggen av slikt kull fortsatt brun. Fargen på stein og antrasitt forblir alltid svart. De karakteristiske egenskapene til brunkull er et høyere karboninnhold sammenlignet med steinkull og et lavere innhold av bituminøse stoffer. Dette forklarer hvorfor brunkull brenner lettere og produserer mye røyk. Det høye karboninnholdet forklarer også den nevnte reaksjonen med kaliumhydroksid og den særegne ubehagelige lukten under forbrenningen. Nitrogeninnholdet, sammenlignet med steinkull, er også betydelig lavere. Når det utsettes for luft i lang tid, mister brunkull raskt fuktighet og smuldrer til pulver.

Varianter

Det er ganske mange varianter og varianter av brunt kull, blant dem er det flere hovedtyper:

1. Vanlig brunkull, tett konsistens, matt brun farge.
2. Brunkull av jordnær brudd, lett malt til pulver.
3. Harpiksaktig, veldig tett, mørkebrun, noen ganger til og med blåsvart. Når den er ødelagt, ligner den harpiks.
4. Brunkull, eller bituminøst tre. Kull med godt bevart plantestruktur. Noen ganger finnes det til og med i form av hele trestammer med røtter.
5. Disodil er brunt papirkull i form av råtnet tynnsjikt plantemateriale. Deles enkelt i tynne ark.
6. Brunt torvkull. Ligner på torv, med mye fremmede urenheter, noen ganger minner om jord.

Prosentandelen av aske og brennbare elementer i ulike typer brunkull varierer mye, noe som bestemmer fordelene til en bestemt type brennbart materiale.

Produksjon

Metodene for å utvinne brunkull er like for alle fossile kull. Det er åpne (karriere) og lukkede. Den eldste metoden for lukket gruvedrift er adits, skrå brønner til en kullsøm med liten tykkelse og grunne forekomst. Den brukes i tilfelle økonomisk ineffektivitet ved bygging av steinbrudd.

En gruve er et vertikalt eller skrånende hull i fjellet fra overflaten til kulllaget. Denne metoden brukes i dype kullholdige sømmer. Det er preget av høye kostnader for utvunnede ressurser og høy ulykkesrate.

Dagbruddsutvinning utføres på et relativt grunt (opptil 100 m) dyp av kulllaget. Dagbrudd eller dagbrudd er det mest økonomiske i dag, omtrent 65 % av alt kull utvinnes på denne måten. Den største ulempen med steinbrudd er den store skaden på miljøet. Brunkull utvinnes hovedsakelig ved bruk av dagbrudd på grunn av dets grunne dybde. Til å begynne med fjernes overdekket (berglaget over kulllaget). Etter dette brytes kullet ned ved hjelp av bore- og sprengningsmetoden og fraktes med spesialiserte (brudd)kjøretøyer fra gruveområdet. Avisoleringsoperasjoner, avhengig av lagets størrelse og sammensetning, kan utføres med bulldosere (for et løst lag med ubetydelig tykkelse) eller roterende gravemaskiner og dragliner (for et tykkere og tettere lag av stein).

Søknad

Brunkull brukes mye sjeldnere som brensel enn steinkull. Den brukes til oppvarming av private hus og små kraftverk. Ved den såkalte tørr destillasjon av brunkull produserer fjellvoks for trebearbeiding, papir og tekstilindustrien, kreosot, karbolsyre og andre lignende produkter. Det blir også behandlet til flytende hydrokarbonbrensel. Humussyrer i brunkull gjør det mulig å bruke det i jordbruk som gjødsel.

Moderne teknologier gjør det mulig å produsere syntetisk gass fra brunkull, som er en analog naturgass. For å gjøre dette oppvarmes kullet til 1000 grader Celsius, noe som resulterer i gassdannelse. I praksis brukes det ganske effektiv måte: gjennom en boret brønn tilføres høy temperatur til brunkullforekomster gjennom et rør, og ferdig gass, et produkt fra underjordisk prosessering, kommer ut gjennom et annet rør.

Kullgruvedrift som industrisektor ble utbredt på begynnelsen av det tjuende århundre og fortsetter den dag i dag å være en av de mest lønnsomme typer gruvedrift av mineralforekomster. Kull utvinnes i industriell skala over hele verden.

I motsetning til hva mange tror, ​​brukes dette fossilet ikke bare som et kvalitetsdrivstoff. På midten av det tjuende århundre ga kullindustrien en kraftig drivkraft til utviklingen vitenskapelig forskning om utvinning av hydrokarboner fra mineraler.

Hvor foregår gruvedrift?

De fleste store land kullgruveselskaper - Kina, USA, India. rangerer 6. på verdensrankingen for sin produksjon, selv om den er blant de tre beste når det gjelder reserver.

I Russland utvinnes brunkull, steinkull (inkludert kokskull) og antrasitt. De viktigste kullgruveområdene i Russland er Kemerovo-regionen, Krasnoyarsk-regionen, Irkutsk-regionen, Chita, Buryatia og Komi-republikken. Det er kull i regionene Ural, Fjernøsten, Kamchatka, Yakutia, Tula og Kaluga. I Russland 16 kullbassenger. En av de største - mer enn halvparten av Russlands kull utvinnes der.

Hvordan utvinnes kull?

Avhengig av dybden på kullsømmen, dens areal, form, tykkelse, ulike geografiske og miljømessige faktorer, velges en spesifikk kullgruvemetode. Hovedmetodene inkluderer følgende:

• mine;
• utviklingen i en kullgruve;
• hydraulisk.

I tillegg er det kulldrift i dagbrudd, forutsatt at kulllaget ligger på en dybde på ikke mer enn hundre meter. Men denne metoden er veldig lik kulldrift i dagbrudd.

Min metode

Denne metoden brukes på store dyp og har en ubestridelig fordel fremfor åpne kullgruvemetoder: kull på store dyp er av høyere kvalitet og inneholder praktisk talt ikke urenheter.

For å få tilgang til kullsømmer bores horisontale eller vertikale tunneler (addits og sjakter). Det er kjente tilfeller av kullgruvedrift på dybder på opptil 1500 meter (Gvardeiskaya, Shakhterskaya-Glubokaya-gruvene).

Underjordisk kullgruvedrift regnes som en av de vanskeligste spesialiseringene på grunn av en rekke farer:

1. Det er en konstant trussel om at grunnvann bryter inn i gruvesjakten.
2. Det er en konstant trussel om assosierte gasser som bryter inn i gruvesjakten. I tillegg til mulig kvelning er eksplosjoner og branner en særlig fare.
3. Ulykker på grunn av høye temperaturer på store dyp (opptil 60 grader), uforsiktig håndtering av utstyr m.m.

Ved å bruke denne metoden utvinnes omtrent 36 % av verdens kullreserver fra jordens indre, som utgjør 2625,7 millioner tonn.

Åpen måte

Utbygginger i et kullbrudd klassifiseres som kulldrift i dagbrudd, siden de ikke krever boring av gruver og tilførsel til store dyp.

Denne gruvemetoden innebærer sprengning og fjerning av overdekning (et lag med overflødig stein over kullforekomster) fra gruveområdet. Etter dette, ved hjelp av gravemaskiner, vannpistoler, bulldosere, knusere, dragliner og transportører, knuses fjellet og overføres videre.

Denne metoden for kulldrift anses som mindre sikker enn lukket (gruve) gruvedrift. Men det har også visse risikofaktorer knyttet til uforsiktig håndtering av utstyr og store kjøretøy, mulighet for forgiftning fra avgasser og stoffer som følger med maskinaktivitet.

En betydelig ulempe med denne metoden er at den forårsaker stor skade på miljøet på grunn av fjerning av et stort område av jordlaget og de naturlige elementene som følger med det.

Åpen måte regnes som en av de mest utbredte i verden - med dens hjelp utvinnes mer enn 55% av kull per år, som er 4102,1 millioner tonn.

Den ble først brukt i Sovjetunionen på 30-tallet av det tjuende århundre. Det innebærer utvinning av kull i dype gruver, mens kullstein transporteres til overflaten ved hjelp av energiserte vannstråler. Denne metoden tillot oss å bruke ulempen med underjordisk kulldrift - grunnvann - til vår fordel.

Nylig har hydraulisk kulldrift blitt ansett som en av de mest respektable metodene. Den er i stand til å erstatte den arbeidskrevende og farlige prosessen med kullgruvedrift av gruvearbeidere, i stedet for hvilken vann vil fungere som en ødeleggende og løftende kraft.

Ulempene med denne metoden for kullgruvedrift inkluderer følgende:

• konstant kontakt av arbeidsverktøy og mekanismer med vann og stein;
• visse vanskeligheter ved utskifting eller reparasjon av arbeidsutstyr;
• avhengigheten av kullgruveprosessen av bergartens tykkelse, helningsvinkel og hardhet.

Omtrent 7,5 % av kull produseres årlig med denne metoden, som utgjør 545,5 millioner tonn.