Kömür. Kömür madenleri ve havzalarının gelişimi Kömür nasıl çıkarılır

Kömür madenciliği endüstrisi, yakıt endüstrisinin en büyük segmentidir. Dünya çapında, işçi sayısı ve ekipman miktarı bakımından diğerlerinden daha fazladır.

kömür endüstrisi nedir

Kömür madenciliği endüstrisi, kömürün çıkarılmasını ve müteakip işlenmesini içerir. Çalışmalar hem yüzeyde hem de yeraltında gerçekleştirilir.

Yataklar 100 metreden fazla olmayan bir derinlikte bulunuyorsa, çalışma taş ocağı şeklinde gerçekleştirilir. Madenler, büyük derinliklerde yataklar geliştirmek için kullanılır.

Klasik kömür madenciliği yöntemleri

Kömür madenlerinde ve yeraltında çalışmak, madenciliğin ana yöntemleridir. Rusya'daki ve dünyadaki çalışmaların çoğu açık bir şekilde yürütülmektedir. Bunun nedeni maddi kazanç ve yüksek hız madencilik

Süreç aşağıdaki gibidir:

• Özel ekipman yardımı ile tortuyu örten toprağın üst tabakası kaldırılır. Birkaç yıl önce, açık işlerin derinliği 30 metre ile sınırlıydı, En yeni teknolojiler 3 katına çıkmasına izin verildi. Üst tabaka yumuşak ve küçükse bir ekskavatör ile çıkarılır. Kalın ve yoğun bir toprak tabakası önceden ezilir.
• Kömür yatakları dövülür ve özel ekipman yardımı ile daha fazla işlem için işletmeye götürülür.
• İşçiler, hasarı önlemek için doğal rahatlamayı restore ediyor çevre.

Bu yöntemin dezavantajı, sığ bir derinlikte bulunan kömür yataklarının kir ve diğer kayaların safsızlıklarını içermesidir.

Yeraltından çıkarılan kömür daha temiz ve daha kaliteli olarak kabul edilir.

Bu yöntemin ana görevi, kömürü büyük derinliklerden yüzeye taşımaktır. Bunun için geçitler oluşturulur: bir adit (yatay) ve bir şaft (eğimli veya dikey).

Tünellerde kömür damarları özel biçerdöverlerle kesilir ve onları yüzeye çıkaran bir konveyöre yüklenir.

Yeraltı yöntemi, büyük miktarda mineral çıkarmanıza izin verir, ancak önemli dezavantajları vardır: yüksek maliyet ve işçiler için artan tehlike.

Geleneksel olmayan kömür madenciliği yöntemleri

Bu yöntemler etkilidir, ancak toplu dağıtımı yoktur - şu anda süreci net bir şekilde oluşturmanıza izin veren hiçbir teknoloji yoktur:

• Hidrolik. Madencilik, büyük derinliklerde bir madende gerçekleştirilir. Kömür damarı ezilir ve kuvvetli su basıncı altında yüzeye çıkarılır.
• Basınçlı havanın enerjisi. Hem yıkıcı hem de kaldırma kuvveti basınçlı hava güçlü basınç altındadır.
• Vibroimpuls. Oluşumlar, ekipman tarafından üretilen güçlü titreşimlerin etkisi altında yok edilir.

Bu yöntemler Sovyetler Birliği'nde kullanıldı, ancak büyük finansal yatırımlara ihtiyaç duyulması nedeniyle popüler olmadı. Sadece birkaç kömür madenciliği şirketi geleneksel olmayan yöntemleri kullanmaya devam ediyor.

Başlıca avantajları, potansiyel olarak yaşamı tehdit eden alanlarda çalışanların olmamasıdır.

Kömür madenciliğinde lider ülkeler

Dünya enerji istatistiklerine göre, dünyadaki kömür üretiminde lider konumlarda bulunan ülkelerin bir sıralaması derlenmiştir:

1. Hindistan.
2. Avustralya.
3. Endonezya.
4. Rusya.
5. Almanya.
6. Polonya.
7. Kazakistan.

Çin uzun yıllardır kömür üretiminde lider konumdadır. Çin'de mevcut yatakların sadece 1/7'si geliştiriliyor, bunun nedeni kömürün ülke dışına ihraç edilmemesi ve mevcut rezervlerin en az 70 yıl sürmesidir.

Amerika Birleşik Devletleri topraklarında, mevduatlar ülke genelinde eşit olarak dağılmıştır. Ülkeye rezervlerini en az 300 yıl sağlayacaklar.

Hindistan'daki kömür yatakları çok zengindir, ancak mevcut rezervler çok düşük kalitede olduğu için üretilen kömürün neredeyse tamamı enerji endüstrisinde kullanılmaktadır. Hindistan'ın lider konumlardan birini işgal etmesine rağmen, bu ülkede zanaatkar kömür madenciliği yöntemleri ilerliyor.

Avustralya'nın kömür rezervleri yaklaşık 240 yıl sürecek. Çıkarılan kömür en yüksek kalite derecesine sahiptir, önemli bir kısmı ihracata yöneliktir.

Endonezya'da kömür üretim seviyesi her yıl artıyor. Birkaç yıl önce, üretilenlerin çoğu diğer ülkelere ihraç edildi, şimdi ülke, iç tüketim için kömür talebinin artmasıyla bağlantılı olarak petrol kullanımını aşamalı olarak bırakıyor.

Rusya, dünyadaki kömür rezervlerinin 1/3'üne sahipken, ülkenin tüm toprakları henüz keşfedilmedi.

Almanya, Polonya ve Kazakistan, rekabetçi olmayan hammadde maliyetleri nedeniyle kömür üretimini kademeli olarak azaltmaktadır. Kömürün çoğu iç tüketime yöneliktir.

Rusya'da kömür madenciliğinin ana yerleri

Anlayalım. Rusya'da kömür madenciliği esas olarak açık ocak madenciliği ile yürütülmektedir. Mevduat ülke genelinde düzensiz dağılmıştır - çoğu doğu bölgesinde yer almaktadır.

Rusya'daki en önemli kömür yatakları:

• Kuznetsk (Kuzbass). Batı Sibirya'da bulunan, yalnızca Rusya'da değil, tüm dünyada en büyüğü olarak kabul edilir. Burada kok kömürü ve taş kömürü çıkarılıyor.
• Kansko-Achinsk. Üretim burada yapılmaktadır.Tarla, Irkutsk ve Kemerovo bölgelerinin, Krasnoyarsk Bölgesi topraklarının bir kısmını işgal eden Trans-Sibirya Demiryolu boyunca yer almaktadır.
• Tunguska kömür havzası. Kahverengi ve taş kömürü ile temsil edilir. Saha Cumhuriyeti topraklarının bir kısmını ve Krasnoyarsk Bölgesi'ni kapsar.
• Pechora kömür havzası. Madencilik bu yatakta yapılır Madenlerde iş yapılır, bu da yüksek kaliteli kömürün çıkarılmasını mümkün kılar. Komi Cumhuriyeti ve Yamalo-Nenets Özerk Okrugu topraklarında bulunur.
• Irkutsk-Cheremkhovo kömür havzası. Yukarı Sayan topraklarında bulunur. Sadece yakındaki işletmelere ve yerleşim yerlerine kömür sağlar.

Bugüne kadar, Rusya'daki yıllık kömür üretim hacmini 70 milyon ton artırabilecek beş yatak daha geliştiriliyor.

Kömür madenciliği endüstrisi için beklentiler

Dünyadaki kömür yataklarının çoğu zaten keşfedildi, ekonomik açıdan en umut verici olanlar 70 ülkeye ait. Kömür üretim seviyesi hızla artıyor: teknolojiler geliştiriliyor, ekipman modernize ediliyor. Bu da sektörün karlılığını artırıyor.

Kömür, dünyanın dikişinde oluşan tortul bir kayadır. Kömür mükemmel bir yakıttır. Bunun uzak atalarımız tarafından kullanılan en eski yakıt türü olduğuna inanılıyor.

kömür nasıl oluşur

Kömür oluşumu için gerekli büyük miktar bitki kütlesi. Ve bitkilerin tek bir yerde birikmesi ve tamamen ayrışmaya zamanlarının olmaması daha iyidir. Bunun için ideal yer bataklıklardır. İçlerindeki su oksijen bakımından fakirdir, bu da bakterilerin hayati aktivitesini engeller.

Bitki örtüsü bataklıklarda birikir. Tamamen çürümeye vakti olmadığından, aşağıdaki toprak birikintileri tarafından sıkıştırılır. Turba bu şekilde elde edilir - kömürün kaynak malzemesi. Bir sonraki toprak katmanları, olduğu gibi, turbayı toprağa kapatır. Sonuç olarak oksijen ve sudan tamamen mahrum kalır ve bir kömür damarına dönüşür. Bu süreç uzundur. Bu nedenle, modern kömür rezervlerinin çoğu Paleozoik çağda, yani 300 milyon yıldan fazla bir süre önce oluşmuştur.

Kömürün özellikleri ve çeşitleri

(kahverengi kömür)

Kömürün kimyasal bileşimi yaşına bağlıdır.

en genç tür kahverengi kömür. Yaklaşık 1 km derinlikte bulunur. İçinde hala çok fazla su var - yaklaşık %43. Çok miktarda içerir uçucu maddeler. İyi tutuşur ve yanar, ancak çok az ısı verir.

Taşkömürü bu sınıflandırmada bir tür "ortalama"dır. 3 km'ye kadar olan derinliklerde oluşur. Üst katmanların basıncı daha büyük olduğundan, kömürdeki su içeriği daha azdır - yaklaşık %12, uçucu maddeler - %32'ye kadar, ancak karbon %75 ila %95 içerir. Aynı zamanda oldukça yanıcıdır, ancak daha iyi yanar. Ve az miktarda nem nedeniyle daha fazla ısı verir.

Antrasit daha yaşlı bir ırktır. Yaklaşık 5 km derinlikte oluşur. Daha fazla karbona sahiptir ve neredeyse hiç nem yoktur. antrasit - katı yakıt, zayıf tutuşur, ancak özgül yanma ısısı en yüksektir - 7400 kcal / kg'a kadar.

(Antrasit kömürü)

Ancak antrasit, organik maddenin dönüşümünün son aşaması değildir. Daha sert koşullara maruz kaldığında kömür şantite dönüşür. Daha yüksek sıcaklıklarda grafit elde edilir. Ve ultra yüksek basınca maruz kaldığında kömür elmasa dönüşür. Bitkiden elmasa kadar tüm bu maddeler karbondan yapılmıştır, sadece moleküler yapıları farklıdır.

Ana "bileşenlere" ek olarak, kömürün bileşimi genellikle çeşitli "kayalar" içerir. Bunlar yanmayan, ancak cüruf oluşturan safsızlıklardır. Kömür ve kükürt içerir ve içeriği kömürün oluşum yeri ile belirlenir. Yandığında oksijenle reaksiyona girerek sülfürik asit oluşturur. Kömürün bileşimindeki safsızlıklar ne kadar az olursa, derecesi o kadar yüksek olur.

Kömür yatağı

Kömürün oluştuğu yere kömür havzası denir. Dünyada 3,6 binin üzerinde kömür havzası bilinmektedir. Onların alanı, dünyanın kara alanının yaklaşık% 15'ini kaplar. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki dünya kömür rezervlerinin en büyük mevduat yüzdesi -% 23, İkinci sırada - Rusya,% 13. Çin ilk üç önde gelen ülkeyi kapatıyor - %11. Dünyanın en büyük kömür yatakları ABD'de bulunmaktadır. Bu, rezervleri 1600 milyar tonu aşan Appalachian kömür havzasıdır.

Rusya'da en büyük kömür havzası Kemerovo bölgesindeki Kuznetsk'tir. Kuzbass'ın rezervleri 640 milyar ton.

Yakutya'da (Elginskoye) ve Tyva'da (Elegestskoye) mevduatların gelişimi umut vericidir.

Kömür madenciliği

Kömürün derinliğine bağlı olarak kapalı veya açık madencilik yöntemi kullanılmaktadır.

Kapalı veya yeraltı madenciliği yöntemi. Bu yöntem için maden kuyuları ve ekleri yapılır. Kömür derinliği 45 metre ve üzeri ise maden kuyuları yapılır. Ondan yatay bir tünel çıkar - bir reklam.

2 kapalı madencilik sistemi vardır: oda ve sütun madenciliği ve uzun ayak madenciliği. İlk sistem daha az ekonomiktir. Sadece keşfedilen katmanların kalın olduğu durumlarda kullanılır. İkinci sistem çok daha güvenli ve pratiktir. Kayanın %80'ine kadarını çıkarmanıza ve kömürü yüzeye eşit şekilde dağıtmanıza olanak tanır.

Açık yöntem, kömür sığ olduğunda kullanılır. Başlangıç ​​olarak, toprağın sertliğinin bir analizi yapılır, toprak aşınmasının derecesi ve örtü tabakasının tabakalaşması belirlenir. Kömür damarlarının üzerindeki zemin yumuşak ise buldozer ve sıyırıcı kullanılması yeterlidir. Üst katman kalınsa, ekskavatörler ve çekme halatları getirilir. Kömürün üzerinde uzanan kalın bir sert kaya tabakası havaya uçar.

kömür kullanımı

Kömürün kullanım alanı sadece çok büyük.

Kömürden kükürt, vanadyum, germanyum, çinko ve kurşun çıkarılır.

Kömürün kendisi mükemmel bir yakıttır.

Metalurjide demir eritme için, demir, çelik üretiminde kullanılır.

Kömür yakıldıktan sonra elde edilen kül yapı malzemelerinin üretiminde kullanılmaktadır.

Kömürden özel işlendikten sonra vernik, boya, çözücü ve muşamba üretiminde kullanılan benzen ve ksilen elde edilir.

Kömürün sıvılaştırılmasıyla birinci sınıf bir sıvı yakıt elde edilir.

Kömür, grafit üretimi için hammaddedir. Naftalin ve bir dizi başka aromatik bileşiğin yanı sıra.

Kömürün kimyasal olarak işlenmesi sonucunda şu anda 400'den fazla çeşit endüstriyel ürün elde edilmektedir.

Kömür en ünlü yakıt kaynaklarından biridir. Eski Yunanlılar, bu mineralin yanıcı özelliklerini ilk öğrenenlerdi. Modern dünyada kömür madenciliği nasıl yapılır? Üretiminde hangi ülkeler lider? Ve beklentiler nelerdir kömür endüstrisi yakında?

Kömür nedir ve nasıl kullanılır?

Kömür, hafif metalik parlaklığa sahip koyu gri veya siyah renkli bir kaya olan katı ve yanıcı bir mineraldir. "Bu madde parlıyor ve yanıyor odun kömürü”- Aristoteles'in öğrencisi olan Eresli Theophrastus, cinsi böyle tanımladı. Kömür, eski Romalılar tarafından evlerini ısıtmak için aktif olarak kullanıldı. Ve Çinliler, MÖ 1. yüzyılda ondan nasıl kok yapılacağını öğrendiler.

Kömür nasıl oluştu? Eski jeolojik çağlarda, dünya yüzeyinin geniş alanları yoğun ormanlarla kaplıydı. Zamanla iklim değişti ve tüm bu odun hamuru yerin altına gömüldü. koşullarda Yüksek sıcaklık ve basınç, ölü bitki örtüsü önce turbaya, sonra kömür. Böylece yeraltında karbonla zenginleştirilmiş güçlü katmanlar ortaya çıktı. En aktif kömür Karbonifer, Permiyen ve Jura dönemlerinde oluşmuştur.

Kömür bir enerji yakıtı olarak kullanılır. Tüm termik santrallerin çoğu bu kaynakta çalışıyor. XVIII-XIX yüzyıllarda, aktif kömür madenciliği, Avrupa'da meydana gelen sanayi devriminde belirleyici faktörlerden biri haline geldi. Günümüzde kömür, demir metalurjisinde ve ayrıca sözde demir üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. sıvı yakıt(sıvılaştırma yoluyla).

Kayanın bileşimindeki karbon miktarına bağlı olarak, üç ana kömür türü vardır:

• kahverengi kömür (%65-75 karbon);
• taş kömürü (%75-95);
• antrasit (% 95'in üzerinde).

Kömür madenciliği

Bugüne kadar, gezegenimizdeki toplam endüstriyel kömür rezervi hacmi bir trilyon tona ulaşıyor. Böylece bu yakıt kaynağı (aynı petrol veya doğal gazın aksine) uzun yıllar insanlık için yeterli olacaktır.

Kömür madenciliği iki yöntemle gerçekleştirilir:

• açık;
• kapalı.

İlk yöntem, taş ocaklarında (kömür kesimleri) ve ikinci - kapalı madenlerde dünyanın bağırsaklarından kaya çıkarılmasını içerir. İkincisinin derinliği birkaç yüz metreden bir buçuk kilometreye kadar değişmektedir. Bu kömür madenciliği yöntemlerinin her birinin kendi avantajları ve dezavantajları vardır. Böyle, açık yol yeraltından çok daha ucuz ve güvenli. Öte yandan, madenler çevreye ve doğal peyzaja taş ocaklarından çok daha az zarar verir.

Kömür madenciliği teknolojilerinin tek bir yerde durmadığına dikkat edilmelidir. Yüz yıl önce kömür damarlarını çıkarmak için ilkel arabalar, kazmalar ve kürekler kullanıldıysa, şimdi en son teknik makine ve ekipmanlar (krikolar, biçerdöverler, burgular vb.) aynı amaçlar için kullanılmaktadır. Ayrıca, tamamen geliştirilmiş ve iyileştirilmiş yeni yolçıkarma - hidrolik. Özü şu şekildedir: güçlü bir su jeti bir kömür tabakasını ezer ve onu özel bir odaya taşır. Oradan kaya, daha fazla zenginleştirme ve işleme için doğrudan fabrikaya teslim edilir.

Dünya kömür madenciliği coğrafyası

Kömür yatakları dünyada aşağı yukarı eşit olarak yer almaktadır. Bu kaynağın mevduatları gezegenin tüm kıtalarında mevcuttur. Bununla birlikte, tüm mevduatların yaklaşık %80'i Kuzey Amerika'da ve Sovyet sonrası ülkelerde bulunmaktadır. Aynı zamanda, dünya kömür rezervlerinin altıda biri Rusya'nın toprağında bulunuyor.

Gezegenin en büyük kömür havzaları Pennsylvania ve Appalachian (ABD), Henshui ve Fushun (Çin), Karaganda (Kazakistan), Donetsk (Ukrayna), Yukarı Silezya (Polonya), Ruhr (Almanya).

2014 itibariyle, dünyanın ilk beş önde gelen taşkömürü üreticisi ülke aşağıdaki gibidir (parantez içinde küresel kömür üretiminin yüzdesi verilmiştir):

1. Çin (%46).
2. ABD (%11).
3. Hindistan (%7.6).
4. Avustralya (%6.0).
5. Endonezya (%5,3).

Kömür endüstrisinin sorunları ve beklentileri

Kömür madenciliği endüstrisinin temel sorunu elbette çevredir. fosil kömür cıva, kadmiyum ve diğer içerir ağır metaller. Yerden kaya çıkarırken, tüm bunlar toprağa, atmosferik havaya, yüzeye ve yeraltı suyuna girer.

Kömür endüstrisi, çevreye verdiği zararın yanı sıra insan hayatı ve sağlığı için de büyük risklerle ilişkilidir. Her şeyden önce, madencileri ilgilendiriyor. Kapalı madenlerde havadaki aşırı toz içeriği silikoz veya pnömokonyoz gibi ciddi hastalıklara yol açabilir. Her yıl dünya çapında kömür endüstrisinde yüzlerce işçinin hayatına mal olan çok sayıda trajediyi unutmamalıyız.

Ancak, tüm sorunlara ve tehlikelere rağmen, insanlığın yakın gelecekte bu yakıt kaynağından vazgeçmesi pek olası değildir. Özellikle dünyadaki petrol ve gaz rezervlerinin hızla azalmasının arka planına karşı. Bugüne kadar, kömür madenciliği endüstrisinde antrasit üretiminde artış eğilimi hakimdir. Bazı ülkelerde (özellikle Rusya, Türkiye, Romanya'da) kahverengi kömür üretimi artıyor.

Rusya'da kömür madenciliği

Rusya bu mineralle ilk olarak Büyük Peter tarafından tanıtıldı. Kalmius Nehri kıyısında dinlenirken krala güzelce yanan siyah bir kaya parçası gösterildi. Egemen haklı olarak “Bizim için değilse, o zaman bu mineral torunlarımız için faydalı olacaktır” diye özetledi. Rus kömür endüstrisinin oluşumu 19. yüzyılın ilk yarısında gerçekleşti.

Bugüne kadar, Rusya'daki kömür üretim hacmi yılda 300 milyon tonun üzerindedir. Genel olarak, ülkenin bağırsakları bu yakıt kaynağının dünya rezervlerinin yaklaşık %5'ini içerir. Rusya'daki en büyük kömür havzaları Kansk-Achinsk, Pechora, Tunguska ve Kuzbass'tır. Ülkedeki tüm mevduatların %90'ından fazlası Sibirya'da bulunmaktadır.

Günümüzde alternatif enerji kaynaklarının giderek daha yoğun bir şekilde kullanılmasına rağmen, kömür madenciliği gerçek bir endüstridir. Bu yakıt türünün en önemli uygulama alanlarından biri de santrallerin işletilmesidir. Kömür yatakları dünyanın çeşitli ülkelerinde bulunmakta ve bunların 50'si aktiftir.

Dünya kömür yatakları

En büyük kömür miktarı Amerika Birleşik Devletleri'nde Kentucky ve Pennsylvania'daki, Illinois ve Alabama'daki, Colorado, Wyoming ve Texas'taki mevduatlarda çıkarılmaktadır. Sert ve kahverengi kömürün yanı sıra antrasit üretir. Bu minerallerin çıkarılmasında ikinci sırayı Rusya işgal ediyor.

Kömür üretiminde üçüncü sırada Çin yer almaktadır. Çin'in en büyük yatakları Shanxing kömür havzasında, Büyük Çin Ovası, Datong, Yangtze, vb. Yer almaktadır. Avustralya'da - Newcastle şehri yakınlarındaki Queensland ve Yeni Güney Galler eyaletlerinde çok fazla kömür çıkarılmaktadır. Hindistan önemli bir kömür üreticisidir ve yataklar ülkenin kuzeydoğusunda yer almaktadır.

150 yıldan uzun bir süredir Almanya'daki Saar ve Saksonya, Ren-Vestfalya ve Brandenburg yataklarında taş ve kahverengi kömür çıkarılmaktadır. Ukrayna'da üç kömür havzası vardır: Dinyeper, Donetsk, Lvov-Volyn. Burada antrasit, gaz kömürü ve koklaşabilir taş kömürü çıkarılmaktadır. Yeterince büyük ölçekli kömür yatakları Kanada ve Özbekistan, Kolombiya ve Türkiye, Kuzey Kore ve Tayland, Kazakistan ve Polonya, Çek Cumhuriyeti ve Güney Afrika'da bulunmaktadır.

Rusya'daki kömür yatakları

Dünya kömür rezervlerinin üçte biri Türkiye'de bulunuyor. Rusya Federasyonu. En fazla mevduat ülkenin doğu kesiminde, Sibirya'da bulunmaktadır. En büyük Rus kömür yatakları aşağıdaki gibidir:

• Kuznetsk - havzanın önemli bir kısmı, koklaştırmanın yaklaşık %80'i ve taş kömürünün %56'sının çıkarıldığı Kemerovo bölgesinde yer almaktadır;
• Kansk-Achinsk havzası - kahverengi kömürün %12'si çıkarılır;
• Tunguska havzası - Doğu Sibirya'nın bir bölümünde yer alan antrasit, kahverengi ve taş kömürü çıkarılır;
• Pechora havzası koklaşabilir taş kömürü açısından zengindir;
• Irkutsk-Cheremkhovo havzası, Irkutsk işletmeleri için bir kömür kaynağıdır.

Kömür madenciliği bugün ekonominin çok umut verici bir sektörüdür. Uzmanlar, insanlığın kömürü çok yoğun tükettiğini, bu nedenle dünya rezervlerinin yakında tükenebileceği tehdidi olduğunu söylüyor, ancak bazı ülkelerde bu mineralin önemli rezervleri var. Tüketimi uygulamaya bağlıdır ve kömür tüketimini azaltırsanız daha uzun süre dayanır.