29.11.2021

Разновидность угля – Каким углем топить печь в загородном доме: разновидности угля и советы о том, как лучше его выбрать | Блог о строительстве и ремонте

Содержание

Маркировка угля — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 21 апреля 2014; проверки требуют 12 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 21 апреля 2014; проверки требуют 12 правок.

Проверить информацию.

Необходимо проверить точность фактов и достоверность сведений, изложенных в этой статье.
На странице обсуждения идёт дискуссия на тему: уточнить, так как под цифрой «выход летучих веществ» следует понимать массу негорючего остатка. А кажется, что как раз наоборот: всё что может сгореть. То есть из обозначения: антрациты — худшие. Из второй таблицы вообще следует, что в антраците 7-12% летучих веществ. То есть при 7% из 1 тонны антрацита получим 930 кг золы. Вагон угля — вагон золы. Я прямо вижу караваны поездов с золой по стране. Отличный уголь
.

Маркировка угля — установлена с целью рационального промышленного использования угля. Угли подразделяются на марки и технологические группы; в основу такого подразделения положены параметры, характеризующие поведение углей в процессе термического воздействия на них.[1] Российская классификация отличается от западной.

Кроме указанных в таблице, в некоторых бассейнах выделяются промежуточные марки:

  • газовые жирные (ГЖ)
  • коксовые жирные (КЖ)
  • коксовые вторые (K2)
  • слабоспекающиеся (СС)

Угли подразделяются на технологические группы по спекающей способности; для указания технологической группы к буквенному обозначению марки прибавляется цифра, указывающая низшее значение толщины пластического слоя в данных углях, например Г6, Г17, КЖ14 и т.п.[1]

По размеру получаемых при добыче кусков каменный уголь классифицируется на

  • П — (плита) более 100 мм
  • К — (крупный) 50—100 мм
  • О — (орех) 25—50 мм
  • М — (мелкий) 13—25 мм
  • С — (семечка) 6—13 мм
  • Ш — (штыб) 0—6 мм
  • Р — (рядовой) шахтный 0—200 мм, карьерный 0—300 мм

Марки угля Д и Г могут гореть без поддува, эта их особенность позволяет использовать уголь в котельных. А уголь СС, Т или ОС может использоваться для получения электроэнергии. Марки Г и Ж, как правило, применяют в чёрной металлургии.

Витринитовые малозольные газовые угли марки Г являются хорошим сырьём для производства синтетического жидкого топлива. Фюзинитовые газовые угли группы 1ГЖО (газовый жирный отощённый) подгруппы 1ГЖОФ могут использоваться в коммунально-бытовом и энергетическом секторах[2].

Немецкая классификация на основании процентного содержания элементов.[3]

Российский аналог Немецкое название Летучие вещества % C Углерод % H Водород %
O Кислород %
S Сера % теплота сгорания Qгб, КДж/кг
Бурые (лигниты) Braunkohle 45—65 60—75 6,0—5,8 34—17 0,5—3 <28470
Длиннопламенные Flammkohle 40—45 75—82 6,0—5,8 >9,8 ~1 <32870
Длиннопламенно-газовые (ДГ[4]) Gasflammkohle 35—40 82—85 5,8—5,6 9,8—7,3 ~1 <33910
Газовые Gaskohle 28—35 85—87,5 5,6—5,0 7,3—4,5 ~1 <34960
Жирные Fettkohle 19—28 87,5—89,5 5,0—4,5 4,5—3,2 ~1 <35380
Паровичные спекающиеся Eßkohle 14—19 89,5—90,5 4,5—4,0 3,2—2,8 ~1 <35380
Тощие Magerkohle 10—14 90,5—91,5 4,0—3,75 2,8—3,5 ~1 35380
Антрациты Anthrazit 7—12 >91,5 <3,75 <2,5 ~1 <35300
Процентное содержание по весу

Средние шесть строк в немецкой классификации представляют собой[источник не указан 2068 дней] переход от суббитуминозного к битуминозному (каменному) углю. В США антрацитом считается уголь с содержанием летучих веществ менее 6 %.

Классификация угля: виды, марки

ГОСТ Р 51591-2000 Угли бурые, каменные и антрацит. Классификация по размеру кусков (с Изменением N 1)

ГОСТ 25543-88  «Угли бурые, каменные и антрациты. Классификация по генетическим и технологическим параметрам».

ГОСТ 19242-73 «Угли бурые, каменные и антрацит. Классификация по размеру кусков»

 

 Характеристики и свойства угля

     Уголь — это горючая осадочная порода растительного происхождения, состоящая в основном из углерода и ряда других химических элементов.
     Состав угля зависит от возраста: бурый уголь — самый молодой, затем идет каменный уголь, и наконец антрацит — старше всех. По мере старения происходит концентрирование углерода и уменьшение содержания летучих составляющих, в частности влаги. Так, бурый уголь имеет влажность 20–40%, более 50% летучих компонентов, у антрацита оба показателя составляют 5–7%. Опптимальный показатель влаги, для использования в котлах Терморобот — не более 25%.

     Кроме основных компонентов, уголь содержит различные негорючие золообразующие добавки — «породу». Зола загрязняет окружающую среду и спекается в шлак, что затрудняет горение угля. Кроме того, наличие породы уменьшает удельную теплоту сгорания угля. В зависимости от сорта и условий добычи количество минеральных веществ различается очень сильно, зольность различных углей — от 6 до 30%. Расчетная зольность бурого угля, для использования в котельных Терморобот — не более 10%.

Еще один вредный компонент угля — сера. В процессе сгорания серы образуются окислы, которые в атмосфере превращаются в серную кислоту. Она загрязняет окружающую реду и дает кислотный конденсат, разрушающий элементы котла. Содержание серы обычно допускается в пределах 0,1-1%.

     Основной показатель любого топлива — удельная теплота сгорания. Для бурого угля этот показатель составляет около 3500, для антрацита 7400 ккал/кг. Мы в своих расчетах используем 5300 ккал/кг. В справочниках иногда приводят значение 7000 ккал/кг, но эти цифры относятся к угольному концентрату.

Виды и сорта угля

     Уголь классифицируется по многим параметрам (география добычи, химический состав), но с «бытовой» точки зрения, покупая уголь, достаточно разобраться в маркировке и возможности использования в Термороботе.
     По степени углефикации выделяют три вида угля: бурый, каменный и антрацит. Используют следующую систему обозначений угля: Сорт = (марка) + (класс крупности).

 

Бурые

Б

Каменные

Длиннопламенные

Д

Газовые

Г

Жирные

Ж

Коксовые

К

Отощенно-спекающиеся

ОС

Слабоспекающийся

СС

Тощие

Т

Антрациты

А

 

     Кроме основных марок, приведенных в таблице, выделяют также промежуточные марки каменного угля: ДГ (длиннопламенно-газовые), ГЖ (газовые жирные), КЖ (коксовые жирные), ПА (полуантрациты), бурые угли также делятся по группам.
     Коксующиеся марки угля (Г, кокс, Ж, К, ОС) в теплоэнергетике практически не используются, так как они являются дефицитным сырьем для коксохимической промышленности.
 

     По классу крупности (размеру кусков, фракции) сортовой каменный уголь подразделяется на:
 

П

Плитный

более100 мм

К

Крупный

50-100 мм

О

Орех

26-50 мм

М

Мелкий

13-25 мм

С

Семечко

6-13 мм

Ш

Штыб

менее 6 мм

Р

Рядовой

не ограниченный размерами


     Кроме сортового угля в продаже присутствуют совмещенные фракции и отсевы (ПК, КО, ОМ, МС, СШ, МСШ, ОМСШ). Размер угля определяют исходя из меньшего значения самой мелкой фракции и большего значения самой крупной фракции, указанных в названии марки угля.
     Например, фракция ОМ (М — 13–25, О — 25-50) составляет 13–50 мм.

     Кроме указанных сортов угля в продаже можно встретить угольные брикеты, которые прессуют из низкообогащенного угольного шлама.

                                  время просмотра 2 мин.                                    

Интересные факты о каменном угле, характеристика, виды, добыча, применение 🌟

Каменный уголь человек использует в качестве топлива еще с древних времен. С периода первого поиска угля он использовался для самых различных целей. Это были и приготовление пищи, и промышленное производство. За счет использования угля возможным стало и создание стали. С углем связано множество интересных фактов, а его роль в нашей жизни колоссальна. Именно благодаря каменному углю человечество смогло ощутимо продвинуться вперёд в плане промышленности, ведь это полезное ископаемое считается более энергоэффективным топливом, нежели древесина. До открытия методов перегонки нефти и перевоплощения её в бензин, мазут и другие горючие жидкости, именно каменный уголь служил главным источником энергии и тепла в целом.

Характеристики каменного угля

  • Каменный уголь — это осадочная порода, которая образована за счет разложения остатков таких растений как: все древовидные папоротники, хвощи, плауны и голосеменная растительность. Основные угольные запасы, что добываются на сегодня в мире, были образованы в палеозойской эре. Это произошло примерно 300-350 миллионов лет назад. Каменный уголь добывают уже несколько столетий, и именно он считается важным для человечества полезным ископаемым.
  • Состоит каменный уголь из смеси высокомолекулярных ароматических соединений, преимущественно углерода, а также из воды и летучих веществ с малым содержанием в них примесей. В зависимости от разновидности угля состав его и количество выделяемой теплоты может меняться. Также меняться может и количество возникающей золы. От такого соотношения будет зависеть и ценность угля, и его месторождения.
  • Плотность угля составляет 1,28-1,53 г/см3. Это немаловажная характеристика, ведь чем больше плотность ископаемого, тем большей будет и удельная теплота сгорания.
  • Содержание углерода в угле составляет 75-97%. Чем больше углерода имеется в топливе, тем меньше посторонних примесей там есть. Следовательно, при сжигании угля получится и большее количество выделяемого тепла.
  • Механическая прочность определяет, насколько хорошим является тот или иной каменный уголь, и как он перенесет транспортировку. Данный критерий может измениться в пределах 40 кг/см2.
  • Содержание серы в таком виде топлива 0,5-5,4%. Чем меньше там серы содержится, тем более безопасным будет его использование.
  • Выход летучих составляющих угля составляет от 2 до 45%.
  • Влажность топлива может меняется в пределах от 4 до 15%. Чем меньше влаги в каменном угле, тем более эффективным будет его сжигание. Влажные угли подвергаются выветриванию сильнее и крошатся быстрее.
  • Зольность угля — это та характеристика, которая определяет количество негорючих примесей. Чем меньшей будет зольность, тем большей станет удельная теплоемкость. Самая малая зольность у такого вида, как антрацит. Самые лучшие из антрацитов могут дать только 2% золы от общей массы. Приемлемым для использования является зольность до 30%. Самым низким показателем считается – 45%.
  • Удельная теплота сгорания каменного угля достигает 6500-8600 ккал/кг.

Виды угля

  • По собственному обогащению каменный уголь делится на: концентраты, промышленные продукты и шлам. Концентраты сжигаются для получения электроэнергии и отопления в паровых котлах, промышленные продукты используют в металлургии, а шлам – это фактически мелкая фракция  и пыль после дробления полезного ископаемого.
  • По содержанию в себе углерода уголь делится на такие виды, как бурый и каменный. Бурый уголь — это частично сформированный каменный уголь, у которого невысокая теплота от сгорания. При перевозке и хранении он крошится и может самовозгораться. Каменный уголь бывает разных сортов и с разными характеристиками. Антрацит — это на сегодня самая качественная разновидность такого угля.
  • По сортовой принадлежности каменный уголь делится на антрациты и полуантрациты, на длиннопламенный и газовый длиннопламенный, на жирный и газовый жирный, на тощий и отощенный, на спекающийся и слабоспекающийся, на коксующийся и жирный коксующийся.
  • Антрациты и полуантрациты — это самый качественный, но недешевый уголь. Выделяется от него много тепла, но он нелегко разгорается. В обыкновенные отопительные котлы этот сорт угля засыпают лишь после того, как котел разгорелся. 
  • Длиннопламенный и газовый длиннопламенный уголь – это оптимальное решение для отопления. Выбирая такой уголь по приемлемой цене можно получить длительное сгорание и отличное выделение тепла.
  • Жирный и газовый жирный уголь применяют для отопления в ограниченном количестве. Более широко его используют в металлургической промышленности.
  • Тощий и отощенный спекающийся уголь отличаются большой зольностью и низкой теплотворностью. Используют эти сорта в отоплении, но не они не очень эффективные: часто придется после них чистить котел от золы.
  • Слабоспекающиеся сорта каменного угля имеют характеристики, зависящие от месторождения. Это топливо тяжело разгорается, но горит долго и выделяет много тепла. Не существует особенных требований по объему топки или количеству загружаемого угля, но потребуется постоянный доступ достаточного количества воздуха без избытка.
  • Коксующиеся жирные сорта угля обладают достаточно высокой температурой сгорания. Для бытовых котлов применять их не желательно, ведь они не рассчитаны на подобные температуры и могут лопаться и оплавляться.

Месторождения каменного угля

  • Эльгинское месторождение в Сахе считается самым перспективным для открытой разработки. Площадь его составляет 246 км2. Месторождения угольные такого типа представляют собой пологую асимметричную складку. Угленосными будут отложения нижнего мела и верхней юры. Ключевые угольные пласты данного месторождения угля заложены в отложениях нерюнгринской и ундыктанской свиты. Угли там в основном полублестящие и с достаточно большим содержанием самого ценного компонента — витринита. Эльгинский каменный уголь при помощи специальной техники можно обогащать, что позволяет получить продукцию с более высоким качеством. Сильные пологие пласты такого каменного угля перекрываются отложениями маленькой мощности, что необычайно важно при добывании ископаемого открытым способом.
  •  Элегестское месторождение в Туве имеет запасы примерно на 20 миллиардов тонн. И это подтверждают интересные факты о каменном угле. Огромная часть запасов располагается в одном пласте толщиной 6,4 м. Освоение данного месторождения на сегодня продолжается.
  • Минусинский угольный бассейн расположен в Республике Хакасия. Добывать каменный уголь там начали ещё в 1904 году. К самым крупным месторождениям относят Черногорское и Изыхское. Если верить оценкам геологов, то запасы угля на той территории составляют 2,7 миллиарда тонн. В бассейне преобладают каменные длиннопламенные угли с высокой теплотой сгорания. Уголь такого типа относят к среднезольному. Максимальная зольность является характерной для углей Изыхского месторождения, а минимальная – для углей Бейского месторождения. Добывать ископаемые там помогают как разрезы, так и шахты.
  • Кузнецкий угольный бассейн – это одно из самых крупных месторождений угля в мире. Кузбасс расположен в южной части Западной Сибири в неглубокой котловине между горами Алатау, Горной Шорией и Салаирским кряжем. Данная территория отнесена к Кемеровской области. Сокращение «Кузбасс» — это второе название области. Там добывают каменный уголь разными методами. На территории этого бассейна расположено 58 шахт и больше 30 разрезов. По качеству топливо «Кузбасса» разнообразное и отнесено к числу лучших углей. Мощность пластов угля, которая преобладает там, от 1,3 до 4,0 метров, но есть и более мощные пласты в 9-15 и даже в 20 метров, а в некоторых местах и до 30 метров. Максимальная глубина таких угольных шахт не превышает 500 метров. Средняя мощность разрабатываемых угольных пластов составляет 2,1 м, но до 25 % шахтной добычи угля приходится на пласты более 6,5 м. 
  • Третье место по добыче угля занимает Китай. Крупными месторождениями этого государства считаются те, что расположены в угольном бассейне Шаньсина, в Великой Китайской равнине, в Датун и в Янцзы.
  • Большое количество каменного угля добывают и в Австралии – в штатах Новый Южный Уэльс и Квинсленд.
  • Крупный добытчик такого полезного ископаемого — Индия, и месторождения там расположены в северо-восточной части страны.
  • В месторождениях Саксонии и Саара, Рейн-Вестфалии и Бранденбурга в Германии добывают бурый и каменный уголь на протяжении 150 лет.
  • В Украине тоже есть 3 угольных бассейна: Донецкий, Днепровский и Львовско-Волынский. Там добывают антрациты, коксующийся и газовый уголь.
  • Достаточно масштабными месторождениями угля считают те, что находятся на территории Канады, Узбекистана, Колумбии, Турции, Северной Кореи, Таиланда, Казахстана, Польши, Чехии и ЮАР.

Как образуется каменный уголь?

Есть 2 теории появления каменного угля.

Самой популярной из них считается та, которой придерживается множество геологов. Она подразумевает под собой то, что растения, из которых состоит каменный уголь, скапливались в огромных пресноводных или торфяных болотах на протяжении множества тысяч лет. Эта теория говорит о росте растительности в местах обнаружения ископаемого и называется «автохтонной».

Вторая теория основана на том, что пласты каменного угля накапливались из перенесенных из других мест растений, которые и отложились на новом участке при затоплении. Другими словами, уголь возник из перенесенного растительного мусора. Данную теорию называют «аллохтонной».

В любом случае, чтобы образовался каменный уголь, нужно много растительной массы. И лучше, если растительность будет накапливаться в одном месте и не успевать полностью разлагаться. Идеальным местом для этого считается болото. Вода там не обогащена на кислород, в связи с чем возникает препятствие для развития и жизнедеятельности бактерий.

Растительная масса, которая есть в болоте, не успевая полностью сгнивать, спрессовывается отложениями почвы. Таким образом получается торф, который и есть исходным материалом для получения угля. Следующие пласты почвы будто бы запечатывают торф в земле. В результате этого он полностью лишен доступа кислорода и воды, что превращает его в угольный пласт. Процесс такого типа достаточно длительный. 

Добыча каменного угля

Добывают уголь закрытым или подземным методом. И это происходит вне зависимости от того, сколько тонн угля находят. Так строятся шахтные стволы и штольни. Шахтные стволы строятся, если глубина залегания каменного угля 45 метров и более. От нее ведутся горизонтальные тоннели в виде штольни.

Есть 2 системы закрытой добычи угля: камерно-столбовая и добыча длинными очистными забоями. Первая система является менее экономичной. Она используется только в тех ситуациях, когда обнаруженные угольные пласты мощные. Вторая система будет намного безопаснее и практичнее. Она позволит извлечь до 80% ископаемого и равномерно доставить уголь на поверхность.

Открытый метод применяется в тех ситуациях, когда уголь залегает неглубоко. При этом вначале проводится анализ твердости почвы, выясняется уровень выветриваемости и слоистость покрывающего слоя. Если грунт над угольными пластами мягкий, то достаточно будет применения бульдозера и скрепера. Если верхний пласт толстый, то пригоняются экскаваторы и драглайны. Пролегающий над каменным углем мощный слой твердой породы взрывается. Это простое объяснение добычи угля для детей.

Применение каменного угля

  • Сам уголь считается хорошим топливом.
  • В металлургической промышленности используют уголь для выплавки железа.
  • Также делают из угля сталь и чугун.
  • Полученная после сжигания каменного угля зола используется при производстве строительных материалов, что доказано учеными.
  • Из угля после его специальной обработки получается бензол и ксилол, которые используются в производстве лакокрасочных веществ, растворителя и линолеумов.
  • Интересным для детей будет то, что при помощи сжижения угля получается первоклассное жидкое топливо.
  • Уголь – это также сырье для получения графита и нафталина.

Интересные факты про уголь

  1. У чёрного и довольно мягкого сорта каменного угля и у самого твёрдого полезного ископаемого на Земле – алмаза, в основе есть одинаковое вещество – углерод. Отличие их состоит только в расположении атомов в строении вещества.
  2. Уголь на дне воды начинается как растительное вещество. В результате он покрывается и глубоко захороняется отложениями, где с течением долгого времени происходят метаморфозные процессы.
  3. Примерно 70% всей электроэнергии Китая поступает из каменного угля. В целом, уголь считается производителем около 40% мировой электроэнергии. И об этом говорят не только про уголь интересные факты.
  4. Первой мировой угольной шахтой считается та, которая была открыта в Нидерландах в 1113 году. Интересным является то, что она до сегодняшнего момента еще функционирует, потому как запасы данного месторождения ещё не исчерпаны.
  5. В Российских недрах есть примерно 4 триллиона тонн каменного угля, что составляет треть от всех его мировых запасов.
  6. Есть специальная методика перевоплощения угля в жидкое топливо. Для этого полезное ископаемое насыщается водородом.
  7. Каменный уголь используют не только в виде топлива. Из него добываются такие минералы как: свинец и сера.
  8. Именно каменный уголь считается первым полезным ископаемым топливом, которое и стало использоваться человечеством.
  9. В угле обычно присутствуют и морские ископаемые, такие как: моллюски, брахиоподы и рыбы. В угольных пластах также можно встретить и шарики — округлые скомканные массы, которые прекрасно сохранились от ископаемых растений и животных. К примеру, маленький морской червь кольчатый часто обнаруживается прикрепленным к растениям в каменном угле, добытом на территории Европы и Северной Америки. 
  10. Самые интересные находки в слоях угля — это стволы деревьев, которые залегают вертикально. Они часто пересекают большие толщи пород перпендикулярно к напластованию угля. Деревья в данном необычном для них вертикальном положении часто встречаются в угольных пластах, связанных с угольными отложениями, а несколько реже — в самом угле. Множество людей придерживаются того мнения, что уголь и стволы деревьев имеют способность перемещаться.
  11. На территории Украины сосредотачивается до 5% всего мирового запаса каменного угля.

Голосуй за пост!

Загрузка…

Тоже интересные факты

В прошлом веке детей выгуливали в оконных клетках

Мрамор, состав, виды, свойства, применение, интересные факты

Джозеф Пристли придумал газировку, изучая брожение пивного сусла

Интересные факты о кофе, полезные и вредные свойства

Молния, как образуется, виды молний, опасность, интересные факты

Кубик Рубика придумал архитектор в 1974 году

Интересные факты о помидорах, виды, состав, свойства, применение, как выбирать и хранить

Символ бесконечности придумали в середине семнадцатого века

Духи «Красная Москва» придумал французский парфюмер для супруги Николая Второго

Интересные факты о футболе и футболистах, правила игры, турниры

что это, состав, виды, применение

Уголь – порода, образующаяся в толще земли за счет отложения остатков органических соединений, минеральных веществ. Основное предназначение – топливо, в том числе энергетическое и жидкое. Уголь используется в металлургии, деревообрабатывающем и химическом производстве.

Процесс образования и состав

Запас породы сформировался в палеозойскую эру и залегает в толще земли более, чем на километр вглубь. Для образования необходимо наличие торфа в грунте. Однако торф не сразу превращается в пласт угля, для этого нужны определенные условия:

  • длительное время;
  • высокие температуры;
  • отсутствие кислорода;
  • давление на породу в почве.

В таких условиях естественные природные газы испаряются, как и влага. Взамен этого образуется углерод, преобразующийся в бурый или каменный уголь.

Химический состав угля включает в себя:

  • углерод;
  • кислород;
  • водород;
  • серу;
  • азот.

Процентное соотношение составляющих компонентов напрямую зависит от возраста породы:

  1. Молодой уголь – бурый, состав: до 60% углерода, 20% кислорода, 6% водорода, 4% серы и 3% азота.
  2. В каменной породе содержание кислорода снижено до 30%, а углерод возрастает до 70%.
  3. Старый уголь – антрацит, содержит в себе свыше 95% углерода с минимальным количеством влаги и примесей.

Чем старше возраст ископаемой породы, тем выше температура сгорания.

Добыча угля

В зависимости от того, на какой глубине прослеживается залегание породы, добыча осуществляется тремя способами:

  • гидравлическим;
  • шахтным;
  • карьерным угольным или открытым.

У каждого метода имеются преимущества и недостатки, влияющие на цену и качество материала.

Гидравлический способ

Метод добычи отличается простотой и относительной безопасностью. Доставка каменного угля на поверхность производится за счет водной струи, подаваемой под сильным давлением. Недостатком является постоянный контакт воды с инструментами, техникой и самой породой, вследствие чего возникают регулярные поломки механизмов. Если порода твердая, а угол наклона шахты не разрешает направить струю в нужном направлении, добыть уголь будет затруднительно.

Шахтный способ

Такой метод позволяет добывать породу на большой глубине. Преимущество угля в шахтах – высокое качество и отсутствие примеси посторонних материалов. Для разработки бурят вертикальные и горизонтальные штольни, по которым спускаются рабочие и поднимается порода. Самая большая глубина шахты 1500 метров. Такой способ добычи несет в себе ряд опасностей:

  • внезапное затопление объекта подземными водами;
  • выброс в штольни сопутствующих разработке газов, которые способны воспламеняться, взрываться и вызывать отравления людей;
  • подъем высокой температуры, приводящий к несчастным случаям на производстве.

 

Неукоснительное соблюдение техники безопасности минимизирует риск аварий и чрезвычайных происшествий.

Открытый способ

Такой метод добычи безопасный и наиболее распространенный. Над залежами породы снимают верхний слой земли. С помощью бульдозеров, экскаваторов и других специальных машин дробят и транспортируют ископаемые. Недостаток таких разработок – нанесение вреда окружающей природе, поскольку снятие плодородного слоя земли производится на огромной площади.

Виды угля

Существует несколько видов, отличающихся друг от друга составом и удельной теплотворной способностью. Одни используются на производстве, другие для отопления бытовых строений. Типы угля:

  • Лигнит – черного цвета с коричневыми оттенками, применяется в энергетической промышленности. Малопригоден для хранения в бытовых условиях. Его отличительная черта – минимум влажности и максимум теплоотдачи.
  • Суббитоминозный вид – содержит до 30% влажности, легко крошится, обладает высокой теплотворностью. Применяют уголь для отопления в жилых домах.
  • Битуминозный вид – плотный материал, более пригодный для перевозки. При сжигании выделяет много тепла, применяется для коксования.
  • Антрацит – качественный и дорогой уголь, отличается твердостью, плотностью и высоким содержанием углеводорода. Черного или серо-черного цвета с глянцевым блеском, с хорошей электропроводностью. При горении не коптит, подходит для отопления жилых помещений.
  • Длиннопламенный – с хорошей теплотворностью, быстро сгорает, образуя длинное пламя. Используется для обогрева общественных зданий, отличается низкой себестоимостью.

В отдельную группу относят древесный уголь, содержащий органические вещества. Он долго горит, выделяя много тепла, подходит для каминов и мангалов. Древесная зола применяется как удобрение и питательное вещество для растений. Древесный вид используют в производстве чугуна из-за его устойчивости к коррозии.

Выделяют активированный уголь, имеющий пористую структуру и содержащий до 97% углерода. Применяется в быту для очищения воды через угольный фильтр, ухода за мебелью, удаления неприятных запахов. В медицине используется как адсорбирующее вещество при отравлении и вздутии живота.

Применение угля

В старые времена уголь использовали только как топливо, теперь область применения значительно шире. Можно из тепловой энергии, выделяемой при сгорании, получать электрическую и преобразовывать в жидкое топливо.

 

Каменный уголь – уникальная порода, содержащая металлы германия и галлия. Из него же получают коксовый газ, преобразуют в бензол, который применяется для изготовления лаков, красок, резины. Область использования каменного угля охватывает процесс переработки в фенолы и углеводороды с ароматическим основанием. Переработанные субстанции направляют на производство цинка, графита, свинца и других, необходимых для промышленности, материалов.

Антрацит применяют:

  • В металлургии, как компонент для спекания известняка и железа, для восстановления металла и дополнительного насыщения углеводородами. Использование в доменных печах позволяет снизить загрязнение атмосферы при выбросе в воздух летучих химических соединений.
  • Как фильтр для сточных и питьевых вод. Такое применение возможно из-за высоких адсорбирующих свойств антрацита.
  • В химической промышленности для производства таких веществ, как сера, графит, цинк.
  • В электроэнергетике, сжигая в печах специальной конструкции с хорошим доступом кислорода. Обычно принудительно нагнетают воздух в топку для того, чтобы антрацит полностью сгорал, не оставляя твердых отходов.
  • В коммунальном хозяйстве, для обогрева жилых домов.

Бурый уголь дешевле каменного, хотя и не так популярен. Основное его применение – обогрев жилых домов и общественных зданий.В процессе перегонки получают топливо в жидком виде и сажу. Вытяжки в виде горного воска используют на предприятиях по деревообработке и в текстильном производстве.

Из этого же полезного ископаемого получают газ, состоящий из метановых, водородных и углеродных соединений. Процесс перегонки происходит в газогенераторах, где жар достигает 1000 градусов.

Из бурого угля методом гидрогенизации получают бензин высокого качества. Сырье соединяют с тяжелым маслом и водородом и доводят до температуры свыше 400 градусов. После промежуточных этапов перегонки достигается конечный результат – бензин.

 

Виды угля

Уголь, подобно нефти и газу, представляет собой органическое вещество, подвергшееся медленному разложению под действием биологических и геологических процессов. Основа образования угля — растительные остатки. В зависимости от степени преобразования и удельного количества углерода в угле различают четыре его типа: бурые угли (лигниты), каменные угли, антрациты и графиты. В западных странах имеет место несколько иная классификация — лигниты, суббитуминозные угли, битуминозные угли, антрациты и графиты, соответственно.

Антрацит

Антрацит — самый глубоко прогревавшийся при своем возникновении из ископаемых углей, уголь наиболее высокой степени углефикации. Характеризуется большой плотностью и блеском. Содержит 95 % углерода. Применяется как твердое высококалорийное топливо (теплотворность 6800—8350 ккал/кг). Имеют наибольшую теплоту сгорания, но плохо воспламеняются. Образуются из каменного угля при повышении давления и температуры на глубинах порядка 6 километров.

Каменный уголь

Каменный уголь — осадочная порода, представляющая собой продукт глубокого разложения остатков растений (древовидных папоротников, хвощей и плаунов, а также первых голосеменных растений). По химическому составу каменный уголь представляет смесь высокомолекулярных полициклических ароматических соединений с высокой массовой долей углерода, а также воды и летучих веществ с небольшими количествами минеральных примесей, при сжигании угля образующих золу. Ископаемые угли отличаются друг от друга соотношением слагающих их компонентов, что определяет их теплоту сгорания. Ряд органических соединений, входящих в состав каменного угля, обладает канцерогенными свойствами.

Содержание углерода в каменном угле, в зависимости от его сорта, составляет от 75 % до 95 %. Содержат до 12 % влаги (3-4 % внутренней), поэтому имеют более высокую теплоту сгорания по сравнению с бурыми углями. Содержат до 32 % летучих веществ, за счёт чего неплохо воспламеняются. Образуются из бурого угля на глубинах порядка 3 километров.

Бурый уголь — твердый ископаемый уголь, образовавшийся из торфа, содержит 65—70 % углерода, имеет бурый цвет, наиболее молодой из ископаемых углей. Используется как местное топливо, а также как химическое сырье. Содержат много воды (43 %), и поэтому имеют низкую теплоту сгорания. Кроме того, содержат большое кол-во летучих веществ (до 50 %). Образуются из отмерших органических остатков под давлением нагрузки и под действием повышенной температуры на глубинах порядка 1 километра.

Добыча угля

Способы добычи угля зависят от глубины его залегания. Разработка ведется открытым способом в угольных разрезах, если глубина залегания угольного пласта не превышает 100 метров. Нередки и такие случаи, когда при всё большем углублении угольного карьера далее выгодно вести разработку угольного месторождения подземным способом. Для извлечения угля с больших глубин используются шахты. Самые глубокие шахты на территории Российской Федерации добывают уголь с уровня чуть более 1200 метров.

В угленосных отложениях наряду с углем содержатся многие виды георесурсов, обладающих потребительской значимостью. К ним относятся вмещающие породы как сырье для стройиндустрии, подземные воды, метан угольных пластов, редкие и рассеянные элементы, в том числе ценные металлы и их соединения. Например, некоторые угли обогащены германием.

Уголь: состав, применение, способы добычи

Эта горная порода, которая образовывается в толще земной коры, весьма разнообразна. На сегодняшний день выделяют такие ее разновидности, как, к примеру, бурый уголь, антрацит, каменный уголь. Состав угля — это влага и минеральные примеси. Однако что касается влаги, то она существенно снижает теплоту горения.

Состав породы. Химические вещества

Кроме того, что в угле содержится влага, в его состав также входит и такое вещество, как сера. Эта примесь также считается вредной, а содержится она не совсем в чистом виде, а в составе примесей, таких как пирит, кальций, сульфат железа. При применении угля, а точнее, его сжигании с такими примесями в составе, будет образовываться вредное испарение — диоксид серы, или сернистый газ. Он достаточно негативно сказывается на здоровье человека, если им дышать. Он способен вызывать быструю коррозию металла, а также отравлять атмосферу своими испарениями. Стоит отметить, что достаточно малое содержание серы в составе угля, который добывается в Донецком бассейне. Показатель этого вещества — всего 1-2%. Если сравнивать с бассейнами центральных и северных областей, то в них содержание этой вредной примеси только начинается от 3,5%. Полный химический состав сырья выглядит следующим образом:

  • наибольшее процентное содержание углерода — от 50 до 96%;
  • после углерода следует кислород, содержание которого — от 25 до 37%;
  • третьим в этом списке идет водород, его процент составляет от 3 до 6%;
  • последнее химическое вещество — это азот, его содержание может быть от 0 до 2,7%.
Добыча угля открытым способом

Торф

На сегодняшний день также применяется торф, который является остатками горной породы. Используется он достаточно широко, несмотря на то что считается, по сути, отходом. Здесь стоит отметить, что состав угля этой разновидности отличается тем, что количественное содержание всех вредных примесей, включая серу, значительно меньше. Процентное содержание химического элемента углерода также снизилось до 50-60%.

Транспортировка угля

Уголь бурой породы

Сам по себе бурый уголь — это землистая масса с достаточно большой плотностью, которая образуется из торфа, но при этом отлично сохраняет свою древесную структуру. Применение угля такого типа распространено намного меньше, чем каменного, к примеру. Это обусловлено тем, что при горении он создает коптящее пламя, которое к тому же создает достаточно неприятный запах. Чаще всего применяется он при сухой перегонке. С его помощью удается получить такие вещества, как, к примеру, аммиак с уксусной кислотой. Данная порода считается наиболее молодой из всех остальных разновидностей. Состав угля этого типа следующий:

  • как и в предыдущем типе, здесь преобладает углерод — 50-77%;
  • содержание кислорода практические то же — 26-37%;
  • процент водорода составляет 3-5, а азота 0-2.

Стоит добавить, что сильное развитие технологий привело к тому, что технологи научились получать из этого сырья синтетический газ, который можно использовать, как альтернативу для мазута.

Вход в шахту

Каменный уголь

Данный ископаемый материал представляет собой переходной материал от бурого угля к антрациту. Отличается он тем, что является отличным топливом, в отличие от бурого вещества. Именно эта порода является наиболее добываемой в наше время. Он получил наибольшее распространение в качестве топлива для теплоэлектростанций, к примеру. Отлично подходит для отопления частных домов, для работы фабрик и т. д. Теплота сгорания, которую имеет этот вид сырья, намного выше, чем у бурого. В качестве вредных примесей в угле этого типа содержится влага в количестве от 3 до 12%. Кроме того, в его состав входит и 32% летучих горящих веществ.

Химический состав отличается от предыдущих видов. Количество углерода намного выше — от 75 до 93%. Содержание кислорода значительно снизилось — 3-19%, содержание водорода осталось приблизительно на том же уровне — 4-6%. Показатель азота все такой же низкий — до 2,7%.

Если задать вопрос, какой уголь лучше, то ответ на него, скорее всего, будет следующий: антрацит. Он отличается тем, что его структура максимально плотная, поверхность немного блестит, а теплота сгорания имеет наилучший показатель. Единственный его недостаток — это то, что загорается он достаточно плохо. Чаще всего он используется для изготовления таких вещей, как угольные электроды, электродная масса. Очень распространено его применение в качестве топливного сырья в отрасли металлургии. Глубина залегания этой породы достаточно велика — 6 км. Из химических веществ содержит углерод в количестве 95-97%, а также водород — от 1 до 3%.

Шахтный способ добычи

Способ добычи ископаемых

Стоит отметить, что способ добычи очень сильно зависит от расположения месторождения угля, а точнее, от глубины его залегания. В зависимости от этого фактора различают открытый (карьерный) метод и шахтный, закрытый метод. Каждый способ отличается своей технологией, а также преимуществами и недостатками.

Оборудование для добычи угля

Открытый метод добычи

Основное преимущество добычи угля открытым способом — это относительная безопасность. Все дело в том, что он используется только в том случае, если глубина залегания породы не более 100 метров. Другими словами, не создается шахта, которая может обрушиться во время аварии. Сам процесс добычи осуществляется по следующей процедуре.

Для начала необходимо снять верхний слой почвы, которым укрыта порода. Данный слой называется вскрыша, а метод его удаления — вскрышеванием. Данная процедура, в зависимости от типа почвы, проводится при помощи бульдозеров, драглайнов, роторными экскаваторами или скриперами. После того как слой грунта будет убран, можно переходить к дроблению самой породы. Для этого используются дробилки, водяные пушки, бульдозеры и другую технику. Если порода в месторождении угля слишком плотная, то в редких случаях используется буровзрывная отбойка угля. Данный метод добычи обычно охватывает достаточно большую площадь.

Что касается недостатков метода, то они следующие:

  • Во-первых, нанесение ощутимого вреда окружающей среде в месте добычи.
  • Во-вторых, вся порода, которая добывается таким способом, содержит большое количество вредных примесей в своем составе.

Основные преимущества добычи угля открытым способом, помимо безопасности, — это высокая скорость, а также экономичность.

Бур для добычи угля под землей

Второй метод

Закрытый, или же шахтный метод, как можно догадаться, используется в том случае, если порода залегает достаточно глубоко под землей. На равнинной местности до самого пласта с углем формируются вертикальные или же горизонтальные каналы, после чего создается шахта. Если пласт угля находится в горной местности, то местом, вскрывающим выработку, является штольня.

Добыча угля подземным способом может осуществляться при помощи лав или же камерно-столбовым методом. Лавы представляют собой длинные забои. В одной шахте может быть один или несколько таких забоев. В таких забоях уголь рубится на части при помощи выемочного комбайна. Для того чтобы доставить сырье на поверхность, используется этот же комбайн. Он грузит породу на конвейер. Если использовать данный метод, то удается получить практически весь уголь, который содержится в пласте. Если залегание угля не слишком глубокое, то используется камерно-столбовой метод. В таком случае используются столбы и горизонтальные проходы, которые образуются между ними.

В настоящее время в угольной промышленности происходят изменения. Внедряется технология комплексной автоматизированной системы добычи с применением механизированных крепей. Активно разрабатывается метод, который позволит дистанционно управлять, всеми добывающими механизмами.

К преимуществам метода можно отнести следующее:

  • полученный уголь будет отличаться очень высоким качеством;
  • такой вид добычи гораздо меньше вредит окружающей среде;

Из недостатков стоит выделить то, что этот метод является наиболее опасным способом добычи, а также потребуются значительные финансовые затраты на его исполнение.

Горизонтально-столбовый метод добычи

Донецкий угольный бассейн

Данный бассейн располагается на территории таких областей, как Донецкая, Луганская, Днепропетровская со стороны Украины. Кроме того, он также находится на территории Ростовской области Российской Федерации. Общая площадь данного бассейна составляет примерно 60 тыс. км2, 50 тыс. из которых расположены именно на территории Украины. Если говорить о его протяженности, то она составляет около 650 км в субширотном направлении. При этом его максимальная ширина достигает лишь 200 км. Что касается качества и свойств добываемого угля, то они очень сильно отличаются. Все дело в том, что в Донецком угольном бассейне имеется весь метаморфический ряд этого ископаемого. Другими словами, здесь можно добывать любой уголь — от бурого до антрацита.

Качественный уголь для растопки

Достаточно часто возникает вопрос о том, как определить качество угля, подходящего для растопки твердотопливного котла. Знать всего его свойства необязательно. Нужно обратить внимание на следующее:

  • Калорийность, или же теплота сгорания. Данная характеристика описывает, сколько тепла может выдать при сгорании твердое топливо.
  • Зольность является основной характеристикой качества сырья. Чем меньше численный показатель данной характеристики, тем качественнее будет уголь, а значит, и тепла при сгорании он выдаст больше. У качественных пород показатель составляет менее 25%.
  • Важно следить за влажностью. Она может быть внешней или же внутренней. Внешнюю можно удалить, если просто просушить уголь, а вот внутреннюю — только при сгорании.

Активированный уголь

Структура этого угля пористая, а получают его из других разных углесодержащих материалов, отличающихся органическим происхождением. Углерода в таком сырье будет от 87 до 97%; водород, азот и кислород также присутствуют. По своему химическому составу этот тип угля больше схож с графитом. Кроме того, этот вид сырья можно разделить на несколько классов в зависимости от типа сырья для получения, по способу активации, методу активации и по назначению.

Каменный уголь: применение и многообразие

Трудно представить себе что-то более незаменимое для человечества, чем каменный уголь. Применение его настолько многофункционально, что порой просто диву даешься. В такие моменты, невольно закрадывается сомнение, а в голове звучит вполне логический вопрос: «Что? Это все уголь?!». Все привыкли считать уголь всего лишь горючим материалом, но, на самом деле, спектр применения его настолько широк, что кажется просто невероятным.

Образование и происхождение пластов каменного угля

Появление каменного угля на Земле относится к далекой Палеозойской эре, когда планета находилась еще в стадии развития и имела совершенно чуждый для нас вид. Формирование пластов каменного угля началось примерно 360.000.000 лет назад. Происходило это в основном в донных отложениях доисторических водоемов, где миллионы лет накапливались органические материалы.

каменный уголь применение

Проще говоря, уголь — это останки тел гигантских животных, стволов деревьев и прочих живых организмов, погружавшихся на дно, истлевавших и прессовавшихся под толщей воды. Процесс формирования залежей довольно длительный, и для образования угольного пласта требуется как минимум 40.000.000 лет.

Добыча каменного угля

Люди очень давно поняли, насколько важен и незаменим каменный уголь, свойства и применение же его смогли оценить и приспособить с таким размахом относительно недавно. Масштабная разработка месторождений угля началась лишь в XVI-XVII вв. в Англии, а добытый материал использовался в основном для выплавки чугуна, необходимого для изготовления пушек. Но добыча его по нынешним меркам была столь ничтожна, что промышленной ее никак нельзя назвать.

каменный уголь свойства и применение

Крупномасштабная добыча началась только ближе к середине XIX в., когда развивающейся индустриализации стал просто необходим каменный уголь. Применение его, впрочем, в то время ограничивалось исключительно сжиганием. Сейчас во всем мире работают сотни тысяч шахт, в день добывающих больше, чем за несколько лет в XIX в.

Разновидности каменного угля

Залежи пластов угля могут достигать глубины нескольких километров, уходящих в толщу земли, но не всегда и не везде, потому как он и по содержанию, и по внешнему виду неоднороден.

Различают 3 основных вида этого ископаемого: антрацитный, бурый уголь, а также торф, который очень отдаленно напоминает уголь.

  1. Антрацит самое древнее образование на планете подобного рода, средний возраст этого вида составляет 280.000.000 лет. Он очень твердый, имеет высокую плотность, а содержание в нем углерода составляет 96-98%.

  2. Твердость и плотность бурого угля относительно невелика так же, как и содержание в нем углерода. Он имеет нестойкую, рыхлую структуру и к тому же перенасыщен водой, содержание которой в нем может доходить до 20%.

  3. Торф тоже относят к разновидности угля, но еще не сформировавшегося, поэтому к каменному углю он не имеет никакого отношения.

Свойства каменного угля

Сейчас уже трудно себе представить другой материал более полезный и практичный, чем каменный уголь, основные свойства и применение которого заслуживают высочайшей оценки. Благодаря содержащимся в нем веществам и соединениям, он стал просто незаменимым во всех сферах современной жизни.

каменный уголь основные свойства и применение

Составляющая каменного угля выглядит таким образом:

  • среднее содержание летучих веществ достигает 35-40%;

  • среднее содержание золы не превышает 15-18%;

  • среднее содержание влаги колеблется в пределах 12-15%;

  • среднее содержание калорий равно 5500-7000 ккал/кг.

Все эти компоненты и делают каменный уголь, применение и использование которого является таким многофункциональным. Летучие вещества, содержащиеся в угле, обеспечивают быстрое воспламенение с последующим достижением высоких температур. Содержание влаги упрощает переработку каменного угля, калорийность делает его использование незаменимым в фармацевтике и косметологии, зола сама по себе является ценным минеральным материалом.

Применение каменного угля в современном мире

Различно применение полезных ископаемых. Каменный уголь изначально был только источником тепла, потом энергии (превращал воду в пар) теперь же в этом плане возможности угля просто неограниченны.

применение полезных ископаемых каменный уголь

Тепловую энергию от сжигания угля преобразовывают в электрическую, из него изготавливают коксохимическую продукцию и извлекают жидкое топливо. Каменный уголь — единственная порода, в которой в виде примесей содержатся такие редкие металлы, как германий и галлий. Из него добывают коксовый газ, перерабатываемый потом в бензол, из которого выделяют кумароновую смолу, идущую на изготовление всевозможных красок, лаков, линолеума и резины. Из каменного угля получают ароматические углеводороды, фенолы и пиридиновые основания. При переработке находит каменный уголь применение в производстве ванадия, графитов, серы, молибдена, цинка, свинца и еще множества ценных и незаменимых сейчас продуктов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *