Плюсы и минусы угольной промышленности: Основные плюсы и минусы угольной промышленности – Основные плюсы и минусы угольной промышленности

Основные плюсы и минусы угольной промышленности

Современная промышленность очень энергоемка. Она требует огромного количества энергии, и эта потребность растет с каждым годом. Хотя человечество ищет различные пути решения этой проблемы, на сегодняшний день единственный выход – это использование ископаемого топлива и наращивание его добычи. Помимо уже ставших традиционными нефти и газа, в их число также входят уран, горючие сланцы, торф и каменный уголь.

Об угле

Каменный уголь – твердое полезное ископаемое, которое используется в качестве топлива в основном на теплоэлектростанциях. Почти половина мирового электричества вырабатывается именно на нем.

Всего существует три вида: бурый уголь, собственно каменный уголь и антрацит. В этом ряду самым низким сортом по качеству считается бурый уголь, который представляет собой «недозревший» каменный уголь. Ну а самым высококачественным является антрацит.

Каменный уголь образуется из остатков растений, которые подвергались различным превращениям своего состава на протяжении миллионов лет под землей в условиях высокого давления и температуры. Процесс этот начался еще 300 млн. лет назад в эпоху древовидных папоротников и по сути не прекращается до сих пор.

Добывается он открытым способом в карьерах и закрытым, который знаком практически любому – в шахтах. Нередки случаи, когда открытый способ добычи со временем переходит в закрытый, то есть карьер на определенной стадии превращается в шахту.

Основные его запасы располагаются в странах Северной Америки, Европы, стран СНГ и Азии. Считается, что очень много каменного угля находится в Антарктиде.

Преимущества

• Угля очень много. Вообще, полезные ископаемые – это невозобновляемые источники энергии. Поэтому множество ученых уже давно скрупулёзно подсчитывают, на сколько лет при текущем уровне использования хватит того или иного ресурса. Самые пессимистичные оценки дают такую картину: нефть – 30 лет, природный газ – 50 лет, каменный уголь – 250 лет.
• Дешевизна. Если в начале ХХ века основным видом топлива был именно каменный уголь, то с развитием промышленности в первый ряд выдвинулись нефть природный газ, задвинув своего конкурента. Такое положение дел сохранялось до 90 – х годов, пока цены на нефть не поползли вверх. Тогда-то и вспомнили о более дешевой замене традиционным энергоносителям.
• Стабильные цены. Рынок каменного угля не подвержен лихорадочным настроениям, присущим мировому нефтяному рынку. Резкие скачки цен, на которые способны повлиять даже высказывания отдельных публичных личностей, незнакомы в угольном секторе промышленности.
• Широкий спектр применения. Помимо собственно выработки электроэнергии, каменный уголь применяется и в других отраслях промышленности. К примеру, в металлургии для выплавки чугуна используется кокс, который получается при нагревании каменного угля без доступа кислорода до высоких температур – порядка 1000 ⁰С. Также уголь используется в химической промышленности для получения около 400 различных веществ: нафтана, фенола и других. Самый новый способ применения угля – получение из него жидкого топлива.
• Логистика. Развитие мировых путей сообщения и средств транспортировки – морских кораблей – углевозов, железной дороги – требовалось как раз для доставки каменного угля. И современные реалии таковы, что добыча угля и его сбыт могут происходить на разных точках планеты, но цена перевозки будет несильно отличаться от его доставки в соседний город.

Недостатки

• Низкая теплота сгорания. Не самая последняя причина, по которой каменный уголь уступил пальму первенства в звании на «топливо номер 1» состоит в том, что нефть и газ гораздо более энергоёмкие. Другими словами, при сжигании 1 кг нефти или метана выделяется примерно в полтора раза больше теплоты, чем при сжигании такого же количества самого лучшего антрацита.
• Влияние на экологию. Сжигание угля, состоящего из практически чистого углерода, высвобождает в атмосферу огромное количество углекислого газа, который, как известно, является одним из самых главных парниковых газов. Чтобы снизить нагрузку на атмосферу планеты, некоторые страны должны и вовсе отказаться от его использования. В частности, это Россия, Китай и США – самые крупные его потребители.
• Большие финансовые затраты. Угольная промышленность в последние несколько десятков лет приходит в упадок. Оборудование стареет, а финансовая помощь государства ослабевает с каждым годом. Как следствие, по миру закрывается большое количество шахт.
• Сложность добычи. Большинство месторождений угля находится на большой глубине под землей, иногда в нескольких сотнях метров. Практически везде широко используется ручной труд горняков, а при его добыче образуются метан и угольная пыль, которые при малейшей искре могут вызвать пожар.
• Высокая опасность для жизни. Аварии на шахтах происходят постоянно. Причины здесь разные: это и низкая технологическая дисциплина, пренебрежение правилами безопасности, повышенная сложность добычи. Случаев со смертельным исходом хватает. Число жертв иногда может доходить до нескольких сотен. К примеру, в Германии в 1962 году в шахте, расположенной в земле Саар, погибло 298 горняков. В Турции авария, случившаяся в 1992 году, унесла жизни 270 шахтеров. В Китае после очередной катастрофы были вынуждены закрыть тысячу шахт, которые не отвечали требованиям безопасности.

Заключение

К настоящему моменту из всех источников энергии самым долгоиграющим был и остается уголь. Нефти и газа хватит ненадолго, АЭС вызывают большие опасения в обществе, а возобновляемые источники энергии (ветер, Солнце, геотермальная энергия и гидроэлектростанции) либо находятся в зачаточном состоянии, либо не распространены широко в силу объективных причин. Поэтому в ближайшем будущем развитие получит именно угольная промышленность. Существенные финансовые вливания обеспечат развитие новых технологий добычи, повышение его эффективности и снижение опасности для жизни.

Похожие записи

проблемы и перспективы :: BusinessMan.ru

Уголь — первое ископаемое топливо, которое начал использовать человек. В настоящее время в качестве энергоносителей применяются по большей мере нефть и газ. Однако, несмотря на это, угольная промышленность продолжает играть важнейшую роль в экономике любой страны, в том числе и России.

Статистические данные

В 50-е годы прошлого столетия доля угля в топливно-энергетическом балансе России составляла 65 %. В последующем она постепенно сокращалась. В особенности серьезный спад начался в 70-е годы, после открытия газовых месторождений в Сибири. Во времена кризиса 90-х интерес энергетиков к этому виду топлива окончательно упал. Многие ГЭС, изначально спроектированные для работы на угле, были переоборудованы под газ.

В последующие годы добыча твердого топлива у нас в стране немного возросла. Однако развивается угольная промышленность России, несмотря на действующие программы по ее реанимации, и в наше время довольно-таки медленно. В 2015 г. добыча в России составила около 360 млн тонн. При этом российские компании закупили около 80 млн тонн. В советские времена, даже после начавшейся в 70-е «газовой паузы», этот показатель составлял 716 млн т (1980—82 гг.). Причем в 2015 г., по словам представителей Минэкономразвития, сократились и инвестиции в отрасль.

Угольная промышленность: структура

Видов добываемого угля существует всего два: бурый и каменный. Последний имеет большую энергетическую ценность. Однако запасов каменного угля в России, как и во всем мире, не слишком много. На долю бурого приходится целых 70 %. Добываться твердое топливо может двумя способами: открытым и шахтным. Первый метод используется тогда, когда расстояние от поверхности земли до пласта составляет не более 100 м. Шахтным способом уголь может добываться на очень большой глубине — в тысячу и более метров. Иногда используется также комбинированная методика разработки.

Помимо предприятий, занимающихся добычей этого вида твердого топлива шахтным и открытым способом, в структуру угольной отрасли включены обогатительные фабрики и производства по брикетированию. Природный уголь, а в особенности бурый, имеет обычно не слишком высокую теплотворную способность из-за содержащихся в нем примесей. На обогатительных фабриках его дробят и просеивают через сетку в воду. При этом само твердое топливо всплывает наверх, а частицы пород оседают на дно. Далее уголь высушивают и обогащают кислородом. В результате его тепловая способность значительно повышается.

Брикетирование в зависимости от показателей давления при обработке может производиться с применением связующих или без них. Такая обработка значительно повышает температуру сгорания угля.

Основные потребители

Приобретают уголь у добывающих компаний в основном предприятия топливно-энергетического комплекса, а также металлургической отрасли. Бурый уголь используется по большей мере в котельных. Также иногда его применяют в качестве топлива на ТЭЦ. Потребителями каменного угля являются по большей части металлургические предприятия.

Основные бассейны России

Самым крупным каменноугольным бассейном у нас в стране (и в мире) является Кузбасский. Здесь добывается 56 % всего российского угля. Разработки ведутся как открытым, так и шахтным методом. В европейской части России наиболее крупным и развитым районом является Печорский угольный бассейн. Твердое топливо здесь добывается шахтным способом с глубины до 300 м. Запасы бассейна составляют 344 млрд тонн. К наиболее крупным месторождениям также можно отнести:

• Качко-Ачинский угольный бассейн. Расположен в Восточной Сибири и дает 12 % всего российского угля. Добыча осуществляется открытым способом. Качко-Ачинский бурый уголь является самым дешевым в стране, но при этом и самым низкокачественным.
• Донецкий каменноугольный бассейн. Добыча ведется шахтным способом, а поэтому себестоимость угля довольно-таки высока.
• Иркутско-Черемховский угольный бассейн. Добыча угля ведется открытым способом. Себестоимость его невысока, однако из-за большой удаленности от крупных потребителей используется он в основном только на местных электростанциях.
• Южно-Якутский угольный бассейн. Находится на Дальнем Востоке. Добыча ведется открытым способом.

Также довольно-таки перспективными в России считаются угольные бассейны Ленинский, Таймырский и Тунгусский. Расположены все они в Восточной Сибири.

Основные проблемы угледобывающей отрасли России

Причин, по которым угольная промышленность у нас в стране развивается довольно-таки медленно, существует несколько. В первую очередь к проблемам этой отрасли народного хозяйства относят:

• затянувшуюся «газовую паузу»;
• значительную удаленность мест добычи от основных потребителей.

Также серьезными проблемами угольной промышленности в современной России считаются загрязнение окружающей среды и тяжелые условия труда рабочих.

Газ или уголь?

Таким образом, не особенно хорошо угольная промышленность России развивается прежде всего из-за нежелания потребителя переходить с голубого топлива на твердое. И неудивительно. Газ у нас в стране стоит очень недорого. Однако эта проблема угольной отрасли, по всей видимости, будет решена в довольно-таки короткие сроки. Дело в том, что «газовая пауза» близка к своему исчерпанию. По оценкам «Газпрома», продлится она еще не более 6—7 лет. Все дело в истощении наиболее рентабельных месторождений голубого топлива в России.

В связи с этим уже сегодня разрабатываются и начинают претворяться в жизнь программы, направленные на развитие угольной промышленности и внедрение технологий, основанных на использовании твердого топлива, по всей производственной цепи народного хозяйства.

Проблема удаленности от потребителей

Это, пожалуй, самая серьезная проблема угольной промышленности на сегодняшний день. Крупнейший бассейн России, Кузбасский, к примеру, расположен в 3000 км от ближайшего порта. Большие транспортные затраты приводят к понижению рентабельности шахт и разрезов и увеличению стоимости угля. Ситуацию усугубляет довольно-таки слабая развитость железнодорожных путей в Восточной Сибири.

Разумеется, в программах развития угольной промышленности уделяется внимание в том числе и этой проблеме. Одним из способов ее решения является вертикальная интеграция предприятий отрасли. Предлагается, к примеру, организовывать на базе шахт объекты энергетики малой и средней мощности. Такая реконструкция может быть без особых затрат произведена путем установки на шахтных котельных турбогенераторов.

Новые предприятия угольной промышленности, занимающиеся обогащением и брикетированием твердого топлива, также могут стать одним из решений этой проблемы. Очищенный уголь, конечно же, стоит дороже природного. А поэтому затраты на его перевозку окупаются быстрее.

Экологические проблемы

Разработка угольных пластов, а в особенности открытым способом, негативно влияет на окружающую среду. При этом проблемы могут быть такими:

• изменение ландшафтов;
• оседание земной поверхности и эрозия почвы;
• выбросы метана из шахт;
• загрязнение воды и воздуха;
• возгорание угля в отвалах и шахтах;
• отторжение земельных участков под хранение отходов добычи.

Решением экологической проблемы добычи угля может стать прежде всего принятие ряда нормативов и законов, регулирующих все этапы разработки месторождений. При этом следует стимулировать предприятия к осуществлению контроля за их соблюдением на всех этапах разработки угольных пластов.

Воздействие на здоровье человека

Добыча угля и разработка пластов в густонаселенных районах европейской части значительно усугубляет такие проблемы:

• снижение продолжительности жизни;
• увеличение количества врожденных аномалий у детей;
• повышение количества нервных и онкологических заболеваний.

В особенности актуальны эти проблемы могут быть в районе Подмосковного, Качко-Ачинского и Южно-Якутского бассейнов. В данном случае решением проблемы может также стать разработка разного рода нормативов, направленных на внедрение новых способов организации добычи, позволяющих сохранить чистоту окружающей среды.

Профессиональные заболевания

Проблемы угольной промышленности на самом деле многочисленны. Однако профессиональные заболевания являются, пожалуй, одной из самых актуальных. В особенности неблагоприятное влияние несоблюдение экологических норм производства оказывает на работающих в шахтах людей. Производства этой специализации считаются едва ли не самыми опасными и вредными для здоровья на сегодняшний день.

Болеть работники угольной промышленности могут такими заболеваниями:

• пневмокониозы;
• пылевые и хронические бронхиты;
• силикоз и кониотуберкулез;
• зрительное и слуховое перенапряжение;
• нервно-психические патологии;
• радикулопатия;
• артроз, катаракта, вибрационная болезнь.

Легочные заболевания возникают в результате вдыхания шахтерами угольной пыли и вредных газов. Зрительное и слуховое перенапряжение случается из-за нерационального освещения и тяжелых условий труда. Причиной нервно-психических заболеваний и радикулопатии также обычно является перенапряжение. Вибрационная болезнь и артроз связаны прежде всего с особенностями самого процесса добычи угля.

Нормы по разного рода вредным факторам в России приняты уже очень давно. А поэтому решением проблемы профессиональных заболеваний рабочих в такой отрасли, как угольная промышленность, может стать только неукоснительное следование им. Тем более что на сегодняшний день ситуация в плане развития профессиональных заболеваний шахтеров крайне неблагоприятная. По статистике, их уровень превышает средние по промышленности в 9 раз.

Производственный травматизм

Профессия шахтера, помимо всего прочего, является еще и одной из самых опасных в мире. В разрабатываемых угольных пластах всегда содержится ядовитый и взрывоопасный газ — метан. К его возгоранию может привести любая искра, появившаяся в процессе функционирования шахтного оборудования. В результате взрыва и последующего обвала слоев угля рабочие могут не только получить травму, но и погибнуть.

Предотвратить производственный травматизм по этой причине можно путем совершенствования средств предотвращения возгорания метана и угольной пыли. Базироваться разработка систем защиты должна прежде всего на автоматическом создании в шахтах взрывопреграждающей среды. На выработках должны распыляться ингибиторы реакции окисления метана кислородом. Газодисперсная предохранительная среда должна создаваться непрерывно. Любые опасные факторы взрыва следует снижать до безопасных пределов.

Также необходимо обеспечивать постоянную вентиляцию шахт, исключить возможность возникновения электрических разрядов и т. д. Конечно же, профессия шахтера в этом случае не станет легче. Но возможно, она будет гораздо более безопасной.

Проблема безработицы и ее решение

На сегодняшний день в России полностью закрыты нерентабельные шахты, в результате чего удалось избавиться от слабых звеньев производственной цепи, требующих, помимо всего прочего, еще и значительных вложений. Рост прибыли угледобывающих компаний в последнее время связан также с началом разработки действительно перспективных и выгодных шахт. Внедрение новейших технологий и оборудования вызвало, однако, проблему занятости жителей шахтерских поселков, поскольку потребность в ручном труде снизилась.

Министерство энергетики и угольной промышленности России, надо отдать ему должное, к этой проблеме отнеслось очень серьезно. Все сокращенные работники получили хорошую социальную защиту. Многим была предоставлена возможность устроиться на перерабатывающие предприятия угольной промышленности. Ведь с ростом добычи твердого топлива увеличилось и их количество.

Перспективы развития угольной промышленности в России

Предприятия, занимающиеся разработкой пластов твердого топлива в России, могут быть действительно очень прибыльными. Дело в том, что у нас в стране много таких месторождений, на которых выработка угля может вестись дешевым открытым способом. К примеру, угольная промышленность Украины на данный момент находится не в лучшем состоянии, именно потому, что пласты на территории этой страны залегают очень глубоко. Разрабатывать их приходится шахтным методом. Украинский уголь стоит в несколько раз дороже европейского, а поэтому о конкуренции не может быть речи.

В России же угольная промышленность является действительно перспективной. Интенсивное ее развитие может быть обеспечено только путем дальнейшего совершенствования технологий добычи и снижения издержек производства.

К настоящему времени приоритетными направлениями этой сферы топливно-энергетического комплекса являются:

• масштабная модернизация производства;
• вовлечение в обработку наиболее перспективных запасов;
• разработка антикризисных мер;
• снижение затрат на техническое перевооружение уже имеющихся малоперспективных шахт и разрезов.

Запасы и их характеристика

Достойных внимания перспективных месторождений, таким образом, в России имеется много. Печорский угольный бассейн, Кузбасс и другие выработки способны обеспечивать страну твердым топливом еще столетиями. Кондиционные запасы угля у нас в стране превышают 4 трлн тонн. То есть при текущей добыче в 300—360 млн тонн в год ресурсов хватит еще примерно на 400 лет.

Угольные бассейны на территории России многочисленны, а пласты доступны для разработки. Освоение последних не имеет практически никаких ограничений. Ко всему прочему, добываемое у нас в стране твердое топливо в большинстве случаев отличается очень хорошими качествами, а поэтому ценится на европейском рынке. Уголь, характеристики которого выше, чем у российского, поставляется только из Северной Америки и Австралии.

Вывод

Таким образом, основной задачей инновационного развития угольной промышленности в России являются:

• повышение безопасности добычи;
• внедрение новых технологий по переработке угля;
• вертикальная интеграция угольной отрасли промышленности.

Определяя политику и перспективы развития угольной промышленности, нужно сформировать эффективный механизм государственного регулирования, а также разработать систему экономических мер, способствующих активному движению инвестиций. Помимо этого должен быть принят комплекс организационных и законодательных мер, направленных на гармонизацию структуры топливно-энергетического баланса государства и обеспечивающих опережающий рост потребления угля в основном на ТЭЦ.

Различные способы добычи угля, их преимущества и недостатки. Плюсы и минусы угольной промышленности

Проблемы и перспективы угольной промышленности. Статьи | ЗОНДИР

Мировой  топливно-энергетический  комплекс  занимает важное место в международной экономике. Достаточно отметить, что  чистая доля энергетической продукции в структуре мирового  ВВП  на сегодня оценивается в 10-12%, или примерно в 1,8 тыс. долл. в год на душу населения.

Основными источниками энергии  на  сегодня  являются  геологические топливно-энергетические ресурсы: нефть, уголь, газ,  горючие  сланцы,  торф, уран и т.д. Состояние  и  перспективы развития  мировой   энергетики   значительно   зависят   от   ее   ресурсной обеспеченности.

По оценкам экспертов, доля  угля  в  структуре  мирового  топливно-энергетического  баланса  составляет  около  27%.  Основными  ее  отраслями-потребителями являются металлургия  и  электроэнергетика.  С  использованием угля производится примерно 44% всей мировой электроэнергии.

Основные проблемы угольной промышленности.

1. Убыточность угольной промышленности.

Начиная с середины 90-х годов, на мировом  рынке  угля  цены  имели четко  выраженную  тенденцию   снижения,   вследствие   общего   удешевления стоимости энергоносителей и снижением роли  угля  в  энергобалансах  ведущих стран-потребителей. Угольная  промышленность  во  всем  мире  сама  по  себе  является убыточной сферой,  а для  ее  стабильного  существования  в  нее необходимы  денежные  вложения  со  стороны  государства.   Таким   образом, понижение  цен  на  уголь  еще  более   снизило   рентабельность   добычи   и производства угля, кроме того, уголь значительно уступает природному газу  и нефти по затратным и экологическим показателям его использования.

2. Травматизм на предприятиях.

3. Экологические проблемы.

Одной из серьезных проблем также является  наносимый  природе  вред при добывании и переработке угля. Во-первых, это высвобождение  в  атмосферу метана при разработке месторождений.  Во-вторых,  для  получения,  например, коксующегося угля его необходимо нагревать до определенной температуры. 

Перспективы угольной промышленности.

1) Энергетика остается самой приоритетной отраслью экономики

2) Стабильная и обширная ресурсная база.

3) Возможность для экспортеров угля работать на различных рынках сбыта.

4) Дешевизна угля по сравнению со стоимостью прямых заменителей,    стабильность цен угля.

При нынешнем уровне потребления его разведанных запасов хватит примерно на 200 лет по сравнению с почти 50 годами для газа и 30 – для нефти. Угольная  промышленность,  являясь  одной  из  важнейших  отраслей экономики  и  топливно-энергетического  комплекса,  вместе  с  тем  остается убыточной и требует вложения больших финансовых  средств  для  ее  развития. Цены на уголь не могут подняться в связи с прямой  ценовой  зависимостью  от его основных конкурентов в выработке энергии – нефти и природного газа. И ближайшие 15 лет никаких  серьезных  изменений  в  угольной  промышленности, судя по всему, наблюдаться не будет.       

Человечеству неизбежно придется вкладывать средства  на  разработку программ  по  снижению  загрязнения  окружающей  среды  из-за  добывания   и производства угля. В связи с этим, развитие угольной  промышленности  примет мировые  масштабы.  Соответственно  также  возрастут  и   цены   на   уголь,   а следовательно его производство станет рентабельным.

zondir.ru

Различные способы добычи угля, их преимущества и недостатки

Уголь является наиболее востребованным полезным ископаемым. Основные потребители угля – энергетическая, химическая и металлургическая промышленность. Способы добычи угля зависят от глубины залегания пород угля. Известные способы добычи угля:

• Открытый или карьерный. 
• Закрытый шахтный способ.

Открытый способ добычи угля

Открытый способ используется при глубине залежей до 100 метров. При таком способе добычи снимается верхний слой почвы, который называется вскрыша. Вскрышевание в зависимости от рельефа и почвы осуществляют скриперами, бульдозерами, роторными экскаваторами, драглайнами.

Далее производят дробление породы при помощи экскаваторов, дробилок, водяных пушек, бульдозеров, драглайнов, иногда приходится применять буровзрывную отбойку угля. Такой способ добычи охватывает значительную по площади территорию.

Преимущества добычи угля открытым способом:

• Скорость добычи.
• Экономичность.
• Относительная безопасность.

Недостатки:

• Ощутимый вред окружающей среде.
• Уголь, добытый таким способом, содержит много примесей.

Закрытый способ добычи

Такой способ применяется при большой глубине залегания пластов угля. На равнинной местности до места залегания угля прокладывают вертикальные или горизонтальные стволы, и формируется шахта. В горной местности вскрывающей выработкой является штольня.

Способы добычи угля подземным способом могут производиться с помощью лав или камерно-столбовым способом. Лавы – это длинные забои. В шахте может быть от одного до нескольких забоев.В забоях уголь рубят при помощи выемочного комбайна, Для отправки на поверхность этот же комбайн грузит уголь на конвейер. При такой добыче добывается почти весь угол из пласта. При камерно-столбовом способе используют столбы и горизонтальные проходы между ними. Этот метод применяют при неглубоком залегании угля.

Способы добычи угля подземным способом включают в себя зарубку угля при помощи выемочного комбайна, врубовых машин или гидравлическим способом. При гидравлическом способе используется энергия струи воды, которая своим напором дробит уголь, смывает его и доставляет, проходя по выработкам в специальную камеру. Также используют взрывчатые вещества.

Сейчас внедряют комплексную автоматизацию добычи с применением механизированных крепей, угольных комбайнов и металлических щитов. Разрабатывается дистанционное управление всем добывающим оборудованием.

Преимущества:

1. Уголь добывается высокого качества.
2. Приносит меньше вреда окружающей среде.

Недостатки:

1. Наиболее опасный способ добычи.
2. Требует существенных финансовых вложений.

Если вас заинте

Открытый способ добычи угля: за и против

12.08.2019

Под данным Росстата, в период с 2000 по 2015 год объёмы добычи угля открытым способом увеличились более чем на 100 млн т в год – с 167,5 до 269 млн т.

В Минэнерго сообщают, что по состоянию на январь 2019 года в России действует 57 угольных шахты и 109 разрезов – почти в два раза больше.

Очевидно, что добыча угля открытым способом имеет гораздо большую популярность, чем подземным способом. Причём в будущем разрезы планируют открывать и дальше – главным образом, на территории Кузбасса.

Как извлекается уголь в разрезах и почему открытый способ добычи так распространён?

Процесс угледобычи

К открытому способу добычи прибегают в том случае, если уголь залегает на небольших глубинах. Такие месторождения называются разрезами – и вовсе неслучайно: они имеют вид длинных углублений ступенчатой формы.

Угольный разрез

Непосредственно процесс добычи сводится к простой схеме. В чистом виде угля нет, он извлекается из горной породы, сосредоточенной в верхних слоях земли.

В зависимости от количества вредных примесей горняки получают бурый, каменный уголь или антрацит. Каждый вид угля обладает своими характеристиками.

Так называемое «вскрытие» месторождения начинается с вскрышных работ – удаления пустой породы, которая покрывает угольные пласты. Этот процесс проводится двумя способами: с помощью взрывов или же механического рыхления.

Затем горняки с помощью мощных землеройных машин снимают слои пустой породы: на грунт опускают ковш экскаватора (или другой техники – машины выбирают в зависимости от рельефа и почвы), с помощью рычага управления «вгрызаются» в него и заполняют вскрышей.

Горная масса за ненадобностью высыпается в сторону, а уголь, залегающий под ней, вынимается.

Погрузка породы на Восточно-бейском разрезе СУЭКа

Очень важный момент: отработка угольных пластов ведётся в чёткой последовательности, к выемке нижнего слоя породы можно приступать спустя определённое время после выемки верхнего слоя.

Огромное количество вскрыши постепенно увеличивает выработанное пространство разреза, поэтому её транспортируют за пределы разреза, на специальные отвалы. А извлечённый уголь отправляется на склад или на горно-обогатительный комбинат.

Отвал вскрышных пород. Фото: wikimapia.org

После отработки на месте разреза нужно обязательно провести рекультивационные работы: отвалы с пустой породой обычно разравнивают и засыпают плодородным слоем почвы.

Предприятия в плюсе

Открытый способ добычи угля получил большое распространение благодаря своим преимуществам перед подземной добычей в шахтах.

Во-первых, работать на разрезе удобней и гораздо безопасней, нежели под землёй. Работники извлекают уголь в более комфортных условиях – на поверхности меньше вредных газов, есть естественное освещение.

И, конечно, риск смертельных случаев на поверхности намного ниже, чем под землёй.

Во-вторых, при данном способе очень высокая производительность труда – за счёт более свободной рабочей зоны и возможности использования сверхмощной техники.

Из пластов разреза осуществляется более полная выемка угля – потери полезного ископаемого примерно в 3 раза меньше, которые в подземных условиях происходят нередко.

В-третьих, высокая скорость строительства разреза, которая к тому же требует гораздо меньших затрат (примерно в 1,5 раза). Также меньше времени нужно на освоение проектной и производственной мощности месторождения.

И в-четвёртых, из-за низких затрат на строительство экономическая эффективность добычи на разрезе почти в 3 раза выше.

Перечисленные достоинства открытого способа позволяют предприятию извлекать уголь с более низкой себестоимостью.

«Нюансы» экологии

Очевидно, что экономическая эффективность добычи угля открытым способом омрачается некоторыми недостатками. По-настоящему глобальной проблемой стало негативное воздействие на окружающую среду.

Разрезы наносят серьёзный ущерб экологии: во время добычи и транспортировки угля в воздух попадает масса пыли и золы. Сильно загрязняют атмосферу буровзрывные работы, погрузочно-разгрузочные работы, дымящиеся породные отвалы и открытые угольные склады.

Вскрышные породы, оставшиеся после отработки месторождения, занимают огромные земельные площади – разрушенные и тем самым непригодные для хозяйственной деятельности. На территории бывших разрезов то и дело наблюдается повышение эрозии почв, образование воронок и прочее.

Взрывные работы на угольном разрезе

Стоит отметить, что загрязнение почвы и воды при добыче открытым способом носит постоянный характер: выбросы никуда не исчезают, а хранятся долгие годы. В том числе это касается выбросов пыли в воздух – она оседает в грунтах.

Ещё один неблагоприятный фактор: большое количество машин постоянно перевозит пустую породу, загрязняя пылью всё новые территории, попутно производя массу выхлопных газов.

Разрезам – быть?

Недостатки открытого способа добычи угля до сих пор перекрывают их преимущества, несмотря на экологическую проблему, которая в последнее время стоит весьма остро.

Самая сложная ситуация сейчас в центре угледобычи – Кузбассе, где не угасает довольно жёсткий конфликт между местным населением и угольными предприятиями.

Местные жители региона нередко выступают против создания новых разрезов
Фото: kuzbass85.ru

Тем не менее, высокая производительность, экономическая эффективность и безопасность держат немалую толику угольных предприятий на плаву.

Сейчас создаются различные программы по снижению выбросов, ужесточаются правила перевозки угля, на месторождениях внедряются более экологичные решения.

Продолжение добычи на угольных разрезах и открытие новых говорит лишь о том, что открытый способ добычи будет востребованным ещё очень долгое время.

Более того, в целом у угольной промышленности России есть будущее, несмотря на мировой бум альтернативной энергетики.

Добыча угля — открый, закрытый и гидравлический способы

 

Добыча угля – это сложный технологический процесс, который требует очень много ресурсов и техники. Он используется в промышленности, для сельско-хозяйственных нужд, производства электроэнергии. В мире он имеет очень большую ценность, ископаемое называют черным золотом, твердой нефтью. Как выглядит добыча и переработка угля, и как развивалась эта промышленность в странах, от античности до наших дней?

История добычи черного золота в мире

Угольная промышленность начала развиваться еще в античности. Первыми странами, которые начали использовать его в виде топлива, являются Греция и Китай. Чаще всего он применялся для отопления помещений, а в дальнейшем и для выплавки металлов. 3000 лет назад в Китае поняли, что его сгорание намного эффективнее, чем получение тепла от дерева и другого сырья. В 315 году первым, кто изучал его свойства был ученый Теофраст, который дал ему говорящее название – антракс, что в переводе с грецкого означало «горящий камень».

Было множество теорий о происхождении этого топливного ископаемого. Некоторые считали, что он образовался в результате воздействия высокой температуры при извержении вулкана. Первые залежи нашли именно в их окрестностях – вблизи тектонических разломов, где месторождения были ближе всего к земле. Учитывая его горючие свойства, некоторые ученые высказывали предположение, что это затвердевшая нефть.

В дальнейшем ученые определили, что уголь имеет растительное происхождение, даже удалось установить, какие именно породы деревьев превалируют в том или ином пласте ископаемого.

Некоторые ученые склонны считать, что топливное ископаемое образовалось в результате потопа (прототипа библейскому), из-за которого множество растений были погребенные под слоями осадочных пород.

Нашли уголь случайно, во время выветривания и обрушения горных пород на поверхности оказывались куски странного материала, который имел черный окрас, и переливался на солнце. Добывался он вручную, с применением примитивной техники. Также куски собирали дети на побережьях, особенно после приливов и штормов. Шахтным способом его начали получать только в 1113 году, но и то производство было далеко от современности. Угольная деятельность считалась одной из самых опасных, работали на рудниках низшие слои населения, получая сущие гроши.

Самое обширное применение угля было в доменных печах: на кузницах, при обработке металла, на фабриках по производству кирпича. Ценился он из-за теплоемкости при горении, с его помощью можно было поддерживать высокую температуру долгое время.

С возникновением паровых двигателей, это топливо стало частью двигательных систем на пароходах, в автомобилях и другой технике, работающей по этому принципу. Сейчас же в добыче задействованы не только люди, но и огромное количество техники, а количество сырья, которое получают ежегодно составляет миллиарды тонн.

Первые данные о поисках месторождений угля для промышленного использования датируются 1491 годом, когда Великим князем Московским Иваном III были организованы экспедиции в горные массивы. Им был выбран Печорский край – один из крупнейших рудников по добыче угля в России сегодня.

Самые масштабные разработки угольных шахт были при Петре 1, он был инициатором создания шахт на Урале, Донбассе, в Кузнецке, на Дальнем Востоке и в окрестностях Москвы. Он не жалел денег на финансирование горнодобывающей промышленность, стремился внедрить новые технологии, которые облегчали людям работу и увеличивали выработку.

Во времена СССР добыче топливного ископаемого отводилась особая роль. Рабочих очень сильно ценили, даже был введен всесоюзный праздник – День Шахтера, чтобы отдать дань их нелегкому и опасному труду. Уголь получил название «хлеб промышленности», его уже использовали для получения энергии на теплоэнергостанциях.

Сейчас угледобывающая промышленность достигла больших высот, но многие страны, наряду с введением всевозможных инновационных разработок, стараются вывести этот ресурс из использования. Все дело в экологической опасности, которая возникает из-за его применения. При сжигании топлива образуется огромное количество углекислого газа, одного из виновников парникового эффекта.

Оказывается, название бурый и черный уголь получил не из-за цвета сырья. Раньше, для определения «жирности» породы, ею проводили по белой поверхности. Получалась черная или бурая полоса, что и дало ископаемому соответственное название.

Как происходит добыча угля на современных шахтах

Несмотря на то, что производство никогда не стояло на месте, постоянно модернизируясь, некоторые страны все еще добывают его с помощью ручной силы. Можно выделить Индию, где жители городков возле месторождений занимаются собиранием угля. В этом процессе задействованы даже маленькие дети, стремящиеся помочь родителям зарабатывать деньги. Поселок Джариа даже был назван адом на земле, ведь там воздух заполнен угольной пылью и ядовитыми газами, сырье часто самопроизвольно воспламеняется.

Основные способы добычи угля

В более развитых странах эта проблема не столь выражена. Разработка месторождений ведется с помощью специализированной техники, в некоторых процессах человек даже не принимает участия.

Сейчас широкое применение получили 3 вида добычи угля:

• Карьерный или разрезной;
• Шахтный;
• Гидравлический.

Их использование зависит от глубины залегания пласта полезного ископаемого, твердости породы и доступности.

Сравнительная таблица способов добычи угля.

	Карьерный	Шахтный	Гидравлический
Плюсы	Низкая себестоимость Безопасность Быстрая разработка месторождений	Сравнительно экологичный Высокое качество угля Большие выработки	Экологичный Не требует привлечения огромного количества человеческих ресурсов Сравнительно дешевый Не наносит вред фундаменту планеты
Недостатки	Качество добытого угля Неэкологичный	Не безопасный способ Трудоемкость Себестоимость очень высокая	Использование огромного количества воды Низкая продуктивность

Карьерный способ

Открытая добыча угля ведется там, где он залегает под землей на глубине не более 500 метров. Для разработки подобных месторождений применяются краны, которые снимают пласт пустой породы. Называются они драглайны. Состоят краны из кабины, стрелы и ковша. Они закреплены на рельсах, для передвижения по карьеру или стоят на гусеницах.

Также для разрыхления породы используется взрывчатка, но из-за опасности сейчас от нее отказываются на большинстве производств. После опустошения месторождения пустая земля засыпается обратно, территория выравнивается и обогащается удобрениями. Сверху садятся деревья, чтобы восстановить или улучшить экосистему этой местности. Открытая добыча каменного угля все же приносит вред природе – нарушается экологическая ситуация, высыхают подземные воды.

Бурый уголь залегает сравнительно не глубоко, на глубине 300-400 метров, поэтому для его добычи тоже используется открытый метод. Места разработки месторождений принято называть разрезами, ведь они длинные и узкие, особенно это заметно из космоса. Пожалуй, это единственное их отличие от карьеров, ведь технология получения сырья такая же.

Далее в работу вступают машины поменьше, которые взрыхляют породу и грузят ее в вагоны, которые отправляются на производство. Уголь ссыпается на конвейерную установку, и отправляется на производство, обогатительные станции или ТЭЦ.

Шахтный способ

Подземная добыча угля – это более старый и технологический способ получения сырья. Большое количество ископаемого залегает на глубине более 500 метров, а снятие верхней породы будет нерентабельным, трудоемким и дорогостоящим процессом. Сооружение шахты производится таким образом – делается ствол, главная шахта, по которой в дальнейшем будет спускаться все оборудование и рабочие.

Когда она достигает максимально возможной глубины, в пласте делаются горизонтальные разрезы, прокладываются рельсы и запускается главное оборудование. Все стены укрепляются столбами или кольцами, чтобы предотвратить обрушение от вибрации.

Самая глубокая угольная шахта находится в Донецком каменноугольном бассейне на Украине. Сейчас она достигает 2043 метра.

Для безопасности рабочих очень важно обеспечивать постоянную вентиляцию шахты, чтобы снижать концентрацию метана и подогревать воздух, если климатические условия этого требуют.

Добыча угля в шахтах ведется с помощью техники, которая дробит пласты и отправляет их на поверхность. Мастодонт в этой сфере – проходческий комбайн. Он отбивает сырье от пласта и отправляет его на поверхность по конвейерной ленте. В местах залегания твердой породы используют несколько другое оборудование.

Врубовый комбайн оснащен аналогом сверла с огромными зубьями, которые дробят породу, продвигаясь все глубже по шахте. Дополнительно устанавливается и очистной комбайн, который снимает излишки стружки и дробит большие куски породы, чтобы они могли двигаться по конвейеру на верх.

Еще одна важная часть, которую нельзя не отметить в закрытом способе добычи угля – выкачка воды. В местах залегания могут проходить даже подземные реки, они очень сильно утруждают производство и опасны для рабочих. При нарушении норм, выходе из строя оборудования, которое откачивает воду, она может прорваться в ствол шахты, затопив ответвления. Это приведет к поломке техники и смерти рабочих или их заточения под землей.

Гидравлический способ

Гидравлический способ самый новый, сейчас он подвергается модернизации, чтобы минимизировать затраты воды на производство угля. Изобрели первое устройство еще в СССР в 30-х годах. Называется эта установка механогидравлический комбайн. Он используется для разрыхления породы, откалывания ее от основного слоя.

Вытекающая вода проходит по желобам, по которым транспортируется к низконапорному насосу. Там же происходит и обезвоживание добытого угля, подача его на конвейер и перемещение наружу. Вода очищается, чтобы не повредить гидравлическую технику оставшимися частицами. Этот способ. Несмотря на огромное количество преимуществ, гидравлический метод менее продуктивный.

Копанка или добыча угля в домашних условиях

Несмотря на то, что добыча угля ведется в промышленных масштабах, это сложный и трудоемкий процесс. Жители местности, где есть месторождения, самостоятельно их разрабатывают, используя его в собственных целях. Строится она очень просто, но, для реализации этого способа уголь должен залегать не глубоко.

Во многих странах этот метод используется только нелегально, для продажи угля на черном рынке. Там может быть задействовано тоже большое количество рабочих, но об использовании продвинутой промышленной техники и речи быть не может. Это самый опасный и тяжелый труд, к тому же, нормы никак не регулируются, ведь собственник копанки заботится только о собственной прибыли.

Самые эффективные способы

Сказать, какой вид получения ископаемого использовать выгоднее, невозможно, ведь на все это влияет много факторов. Можно вырыть карьер и на 1 км в земле, но это требует огромного количества техники, времени, а также может очень сильно испортить экосистему. Но делать шахту на месторождении угля, которое лежит на 300-400 метров, будет слишком дорого, да и такие места не всегда производят качественный уголь.

Гидравлическим способом сейчас добывается всего 8% сырья в мире, пока он больше экспериментальный.

Места и способы добычи угля не подбираются случайно. Изначально оценивается размер месторождения, качество сырья, особенности рельефа. Только после этого на территорию привозят технику и делают пробные заборы, чтобы убедиться в рентабельности производства.

Различные способы добычи угля, их преимущества и недостатки

Самым востребованным ископаемым для населения является уголь. Чаще всего его применяют в металлургической, энергетической и химических промышленностях. Существуют разные способы добычи угля. Они зависят от того на какой глубине лежит уголь.

Самые распространенные способы:
• Открытый или карьерный.
• Закрытый.

Открытый способ добычи угля
Уголь добывают с помощью открытого способа в том случае если ископаемые лежат на глубине не больше 100 метров. Для того чтобы его достать снимают верхний слой земли, его еще называют вскрыша. Осуществляют данную работу с помощью бульдозеров, скреперов, экскаваторов или драглайнами. Все зависит от плотности почвы и рельефа. После этого используют дробилки, экскаваторы или водяные пушки, а также комплектующие к насосам, с помощью которых проводят дробление породы. Еще для этого иногда применяют буровзрывную отбойку для угля. С помощью данного способа можно охватить большую территорию для добычи угля.

Преимущества данного способа:
• Быстрое выполнение работы.
• Минимальные финансовые затраты.
• Полная безопасность.
Недостатки:
• Наносится значительный вред природе.
• В угле содержатся дополнительные примеси.

Закрытый способ
Данный способ применяют кода уголь находиться очень глубоко. К месту залегания угля за несколько километров проводят специальные горизонтальные или вертикальные стволы, которые потом формируют в шахты. Добычу угля таким способом проводят с помощью камерно-стволовым способом или с лавами. Лавы – это длинные забои, которых в шахте бывает несколько штук. Уголь в забоях добывают с помощью выемочного комбайна. Он же грузит уголь на конвейер для отправки на поверхность. Благодаря комбайну удается забрать из пласта весь уголь. Для добычи угля с помощью камерно-столбового способа, применяют столбы и проходы, которые образовались между ними. Данный способ очень удобен, когда уголь неглубоко лежит под землей. Применяя подземный способ для добычи угля, используют выемочный комбайн, гидравлические машины или врубовые машины. При добыче угля гидравлическим способом используют большую струю воды. Она с помощью сильного напора смывает уголь и доставляет его в специальную емкость. Кроме этого, могут использовать взрывчатые вещества.

Преимущества данного способа:
• Уголь имеет высокое качество.
• Невредно для природы.

Недостатки:
• Опасный способ добычи.
• Нужны финансовые вложения.
Каждое предприятие выбирает для себя тот способ добычи, который для него самый удобный.

Угольная промышленность – проблемы и перспективы

Исключительно важной частью мировой экономики является ее топливно-энергетический комплекс. Доля энергетической продукции в мировом ВВП составляет не менее 10 %. Темпы ее потребления растут с каждым годом, пропорционально росту мирового валового продукта. А основными источниками энергии в наше время являются газ, нефть, уголь, горючие сланцы и уран. Нефть и газ пока играют главную роль, но их запасы постепенно уменьшаются и где-то к середине этого века будут исчерпаны. В то же время запасов угля хватит еще лет на 200, даже при самой интенсивной добыче.

Поэтому мировая угольная промышленность становится все более востребованной. Сейчас около 44 % электроэнергии производится на тепловых электростанциях с использованием угля. Также он незаменим в металлургии при выплавке черных металлов. Большинство угольных месторождений сосредоточено в Азиатско-Тихоокеанском регионе, Северной Америке и странах СНГ. Например, Китай владеет девятой частью угольных запасов, а Россия – шестой. В Казахстане же сосредоточено 3,6 % всех мировых запасов.

Ведущими экспортерами угля являются такие страны, как США, Австралия, ЮАР, Венесуэла и Колумбия. Также к их числу относится Канада, Индонезия, Польша, Китай и Россия. Угольная промышленность этих стран обеспечивает мировые потребности в угле на 90 %. А основными импортерами этого продукта являются некоторые страны Азии, такие как Япония, Тайвань и Южная Корея, а также большинство стран Западной Европы.

Угольная промышленность России – это 193,3 миллиарда тонн разведанных запасов угля. В эту цифру входят месторождения антрацитов, бурого, каменного и коксующего угля. В настоящее время уголь добывается в 16 угольных бассейнах, которые охватывают 85 муниципальных образований РФ. При этом 58 муниципальных образований являются целыми углепромышленными территориями, которые образовались вокруг угольных предприятий.

Сейчас угольная промышленность РФ – это 85 шахт, которые за год выдают на-гора около 383 миллионов тонн угля. Например, в 2011 году на этих шахтах было добыто 336 миллионов тонн угля, что является наивысшим показателем после развала СССР. Самым крупным угледобывающим бассейном в настоящее время является Кузнецкий бассейн. Но, помимо Кузбасса, есть в России еще несколько перспективных месторождений. Это разрезы Дальнего Востока, Восточной Сибири и Канско-Ачинского бассейна. Развитие этих месторождений позволит увеличить добычу российского угля.

Но в то же время угольная промышленность является проблемной отраслью. К основным ее проблемам относится травматизм на предприятиях. Это связано с тем, что некоторые страны выделяют мало средств на поддержку этой отрасли. В результате ощущается нехватка средств на охрану труда, а это ведет к травматизму и гибели горняков. «Лидерами» в этом плане выступают такие страны, как Россия и Китай. В шахтах этих государств ежегодно гибнут сотни и даже тысячи людей.

Еще при добыче и переработке угля наносится серьезный вред природе. Он связан в первую очередь с постоянными выбросами метана, содержащегося в шахтах, в земную атмосферу. Также переработка угля не является экологически чистым процессом. Например, при получении кокса каменный уголь нагревается до определенной температуры. В результате в атмосферу выбрасывается углекислый газ и другие вредные соединения, причем в больших количествах. Все эти вредные вещества способствуют возникновения парникового эффекта.

Но, несмотря на то, что характеристика угольной промышленности охватывает множество проблем, эта отрасль в современном мире все равно остается одной из самых важных. Уголь сейчас является одним из основных энергоносителей, так как его запасов хватит еще на долгие годы. К тому же цены на него стабильные и намного ниже, чем цены на его прямые заменители. Например, использование мазута на тепловых электростанциях обходится в 1,5 дороже, чем использование угля. И если в ближайшее время не будут освоены новые источники энергии, то к 2030 году уголь станет основным энергоносителем.