’’ЗЕМЛЯНОЕ УГОЛЬЕ”

  Главная       Учебники - Горное дело      Многоликий мир шахты (Гимельшейн Л.Я.)

 поиск по сайту     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

 

 

 

’’ЗЕМЛЯНОЕ УГОЛЬЕ”

 


Наше путешествие в глубину Земли подходит к концу. О многом мы успели ’’потолковать”, а вот о самом угле почти ни слова.

Открытие угольных месторождений в России началось с конца XVIII века.

Известно предание о том, что Петр I во время одного из азовских походов, а это 1695-1696 годы, увидев образцы ’’земляного уголья”, показанные ему казаками, якобы произнес вещие слова: ’’Минерал сей, если не нам, то потомкам нашим зело полезен будет!”

Горной промышленности Петр I придавал особое значение. В конце 1719 года документом Берг-привилегия он узаконил право рудознатцев из различных слоев населения ’’как на собственных, так и на чужих землях искать, копать, плаеить, варить, чистить всяки металлы... и всяких красок потребные земли и каменья”.

Это принесло свои плоды: в 1721-1723 гг. в Берг-коллегию поступили заявки об открытии угольных месторождений в Донбассе, Подмосковье, Кузбассе. Честь первооткрывателя угольных месторождений Донбасса принадлежит Григорию Капустину, который в 1715 г. в составе бригады рудознатцев прибыл в донецкие степи и здесь в 1721 г. нашел образцы утля в районе нынешнего г. Лисичанска Ворошиловградской области.

Через год в районе Бахмута (ныне г.Артемьевск) Никита Вепрейский и Семен Чирков организовали добычу ископаемого угля, который использовался при солеварении и в кузнечных горнах. В 1722 г. рудознатец Михаил Волков открыл первое каменноугольное месторождение на берегу Томи {нынешний Кузнецкий бассейн). В том же году Берг-коллегия получила первые образцы ископаемого угля из Подмосковья, присланные русскими рудознатцами Иваном Палициным и Марком Титовым. Таким образом в России были открыты основные угольные бассейны.

За многие миллионы лет природа создала такое разнообразие этого ископаемого солнечного камня, что, действительно, даже
большинство шахтеров не смогут перечислить все его марки, классы, виды и уж тем более представить все многообразие его использования в народном хозяйстве.

Самый молодой, если говорить о возрасте в миллион лет, бурый уголь. Он малокалорийный, с высоким содержанием влаги, годный, и то не очень, только для сжигания. Пласт этого угля мягкий, а потому легко разрушается комбайном. Бурые угли, как правило, залегают достаточно мощными пластами вблизи от поверхности. Шахты Подмосковья, где добывают этот уголь, неглубокие, их стволы редко уходят за стометровую отметку.

Следующий по возрасту каменный уголь. Его больше всего в нашей стране и он нужен всем: металлургам, энергетикам, химикам и ’’бытовикам”. Одних только марок этих высококалорийных углей десять. Первым в этой шеренге стоит длиннопламенный уголь, который условно обозначают буквой ”Д”. Он хорошо горит, но не спекается, а потому из него не получается так нужный металлургам кокс. Это так называемый энергетический уголь - главное топливо сотен тепловых электростанций и тысяч котельных. Его калорийность более чем в два раза выше, чем у бурого угля, и составляет от 6,5 до 8,5 тыс. ккал. Затем идет газовый уголь (Г), который тоже хорошо горит, но спекается плохо и на кокс пока не идет. Рядом с углем марки Г уголь марки ГЖ - газовый жирный, а следом лучший из углей - жирный (Ж). Уголь марки Ж великолепно спекается и из него получается добротный кокс, без которого, как и без кислорода, чугун не выплавить.

На кокс идут и угли марок КЖ и К - коксовый жирный и коксовый. Кончается эта шеренга марок тощим углем. Может быть и не совсем справедливо он так назван, но что поделать, если он не спекается, да и горит хуже других.

И все же есть из чего выбирать ”по вкусу” и металлургам, и энергетикам, и всем другим. Однако, это кажущаяся широта выбора. Как обычно в природе,что нужнее всего людям, того и меньше, да и запрятано это добро надежнее. Так и с углем. Самых дефицитных коксующихся марок углей в земле запасено меньше всего, а главное, пласты с таким углем залегают таким образом, что брать его зачастую труднее, чем другие.

В Кузбассе есть много шахт, где добывают коксующиеся угли, но зачастую пласты этого угля залегают круто, чуть ли не вертикально.

Как ни стараются ученые и конструкторы горных машин, машиностроители и горняки, пока надежных высокопроизводительных машин и комплексов, которые бы широко использовались на этих пластах, не изобрели. Оттого с крутых пластов уголь в основном берут по старинке, взрывчаткой и лопатой.

Кстати, Кузбасс основной поставщик коксующихся углей. Его доля в общей добыче этих марок углей превышает 30 %. Кузнецкий добротный уголь марок Ж и К поставляют даже в Донбасс, где своего, нужного металлургам угля уже не хватает.
 

Спекаемость угля и пригодность его для получения кокса относят к важнейшим признакам, характеризующим качество угля. Среди этих признаков в числе первых зольность, т.е. процент наличия в угле пустой породы, обычной негорючей, крепкой, сероватой, крупной и мелкой, и даже порой с прожилками угля. Очевидно, чем больше в угле этого бесполезного камня,тем он хуже и тем меньше ценится.

Сейчас зольность угля в среднем по стране достигает почти 20 %, т. е. каждая пятая вагонетка угля - это по существу тойны пустой породы. Зольность угля, которая, к сожалению, не снижается, бич не только угольщиков. Железнодорожникам, несмотря на особую напряженность с порожняком, тоже приходится возить эту никому не нужную породу за сотни и тысячи километров. Энергетики тоже не в восторге от того, что пятая часть забрасываемого в топку угля не горит, а только оседает на колосники или уходит газами в трубу и оседает на полях. К тому же, эта порода снижает калорийность угля, забирая на себя часть тепла топки.

Но 20 % - это средняя величина. Значит, есть и больше. Зольность многих бурых углей достигает 40 %. Чего доброго, так скоро кое-где будут больше добывать породы, чем угля. Кстати, сама зола, которая остается после сжигания угля, тоже неодинакова: в ее состав в разных количествах входят глинозем, кремнезем, известь, магний и еще многое другое. Вот и лежит зола крепким, спекшимся шлаком или рассыпается в порошок. Иногда в золе есть столько полезных веществ, особенно редкоземельных металлов, что ее используют для промышленного производства, но это больше исключение, чем правило.

Откуда берется эта порода, не просто пустая, а зачастую даже вредная? Порода, или, более точно, минеральные примеси в угле, бывает двух видов. Те мельчайшие частицы примесей и солей, которые прочно связаны с горючим веществом и отделить которые практически нельзя, образуют внутреннюю материнскую золу. Обычно процент материнской золы в каменных углях невелик - около 5-7 %, но больше в бурых углях.

Помимо материнской золы в добываемый уголь порода попадает из всяческих пропластков, которые на разных уровнях пересекают пласты. Редкий массив угля не украшают эти неровные сероватые крепкие слои различной породы. Как ни берегись, порода в уголь попадает и из кровли, и из почвы пласта. В докомбайновый период добычи значительную часть породы прослойков забойщики отбрасывали в завал, а ту, что все же уходила на поверхность, старались выбрать на сортировке. Даже профессия была такая - породовыборщик. Теперь шнеки комбайнов перемалывают все, что попадается им на пути. Конечно, отдельные куски породы остаются целыми и их отбирают, но это - малый процент. Вот и растет зольность добываемого угля.
 

В наше время снизить зольность угля могут только обогатительные фабрики - на них вся надежда. И хотя многие из них расположены рядом со стволами, это не шахта, и не о них наш рассказ.

Особую вредность представляют содержащиеся в углях сера и фосфор. В высокосернистых углях этой минеральной примеси оывает почти 10 %. Это много. При горении угля сера соединяется с кислородом воздуха и образует сернистый ангидрит, который разрушающе действует на трубы котлов, колосниковые решетки топок и, выходя через дымовые трубы, отравляет окружающую среду. Самые малосернистые угли кузнецкие, в них серы не более 1 %, а вот в уральских, кизеловских ее почти 10 %. Много серы и в донецких углях.

Содержание фосфора в угле назначительно - сотые и тысячные доли процента, но беда в том, что даже в таких мизерных количествах, попадая в металл через кокс, он придает ему хрупксть.

Ненужной частью угля является и влага. Причем, это не простой балласт, а вредная часть: ведь на выпаривание воды при сгорании угля затрачивается много тепла, а потому влага снижает калорийность топлива. Кроме того, повышенное содержание влаги снижает сыпучесть угля, из-за чего забиваются течки и желоба и даже ’’зависают” многие сотни тонн угля в бункерах. Уголь в бункере есть, а не идет. Чуть высыпался и - ’’завис”. Зимой из-за влаги уголь смерзается в железнодорожных вагонах, и его поребителям нередко приходится затрачивать немалые усилия на разгрузку.

Самый старый по возрасту среди углей антрацит. Когда-то, миллионы лет назад, в каменноугольный период Земля была покрыта гигантскими лесами. Деревья, отмирая, падали в болотистую почву. Слой за слоем скапливались растительные остатки. При малом., доступе кислорода и под влиянием микроорганизмов эти остатки разлагались, образуя студенистую массу, медленно заносимую илом. Так столетиями шло превращение торфа в лигнин и добрые угли. Под воздействием процесса обезуглероживания, который тоже длился многие столетия, бурый уголь переходил в каменный и затем в антрацит.

Антрацит есть в Кузбассе и ряде других месторождений. Это наиболее калорийный из углей, но и самый прочный. Последнее качество доставляет массу хлопот шахтерам: ведь чем выше механическая прочность пласта, тем сложнее его разрушать.

Антрацит, как и большинство углей других марок, не только энергетическое топливо, но и химическое сырье и основа для многих других производств. Особо чистые антрациты с минимальным содержанием золы, серы и фосфора используют для изготовления электродов. Его применяют в литейных цехах и даже при производстве сухого льда и пищевой углекислоты. Конечно, наш рассказ об угле только коснулся, и то весьма поверхностно, некоторых особенностей этого важного полезного ископаемого. Не случайно качеству угля, его маркам, области применения посвящены многие тома специальной литературы.

Уголь не является новым или возобновляемым источником энергии, однако его запасы в абсолютном выражении огромны и во много раз превышают запасы нефти и газа.

Подсчитано, что за всю историю своего существования человечество израсходовало 7х1014 кВт-ч энергии, образующейся при горении топлива. Причем три четверти - с начала этого века, больше половины - за последние 25 лет. Темпы потребления энергии нарастают, запасы же (энергетические ресурсы) ограничены.

Первым в списке энергоресурсов стоит каменный уголь. Его общие геологические запасы в мире оцениваются приблизительно в 14000 млрд. т. В последнее десятилетие удельный вес угля в мировом топливно-энергетическом балансе снизился. Однако это не означает, что роль угля как важнейшего энергетического сырья уменьшается. Его запасы составляют около 88 % топливных ресурсов мира, а нефти и газа - примерно 9 %. Более того, с начала 80-х годов нашего столетия в связи с известным нефтяным кризисом (конец 60-х годов) и авариями на атомных электростанциях пришлось поклониться его величеству Углю, добыча которого стала резко расти. На росте добычи угля сказалась ограниченность запасов нефти и газа.

По данным исследований ООН, разведанные ресурсы нефти и газа исчисляются в 350 млрд. т условного топлива, значительная часть которых может быть израсходована в течение 25-30 лет. Угля, даже если его использовать интенсивнее, чем сейчас, хватит на 1700 лет.

Так что, если ты решишь стать шахтером, прочитав эту или другие книги, а то просто поверив доброму совету людей, знающих шахту не понаслышке, угля хватит и на твою долю, и твоим детям, и их детям, и ...
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..