Каменный уголь страны

Уголь относится к тем полезным ископаемым, с которыми человек знаком практически с момента своего появления на Земле. Изначально основным сырьем для отопления своих жилищ люди использовали дерево, однако, его использование было не совсем удобно, так как для постоянного поддержания тепла нужно время от времени подбрасывать поленья.

Открытие угля и развитие угледобывающей промышленности все изменило. Оказалось, что использовать уголь в качестве горючего материала является более выгодным, чем использование древесины. Это связано, в первую очередь с тем, что уголь горит дольше и вырабатывает больше энергии, а, следовательно, дает больше тепла. При условии, что печь заложена правильно, одна порция угля способна поддерживать в жилом помещении стабильную температуру на протяжении всей ночи.

Не смотря на то, что мы живем в веке нанотехнологий и компьютеризации, когда открываются новые источники энергии, уголь не теряет свою актуальность, он продолжает активно добываться и использоваться.

Уголь является природным ископаемым, образовавшимся в процессе разложения органических веществ под влиянием на них биологических и геологических процессов. Существует две фазы формирования полезного ископаемого. Первая заключается в образовании торфа, из которого в процессе второй фазы и формируется уголь. Таким образом, природные источники каменного угля – это, главным образом, торфяники. Но следует отметить, что не каждый торфяник становится в дальнейшем угольным месторождением. Для этого должны совпасть несколько условий одновременно: высокие давление и температура вместе с длительным промежутком времени. Только в данном случае процесс углефикации будет полностью завершен и на месте торфяника образуются запасы каменного угля.

Классификация угля

Поскольку в процессе угольного формирования непосредственное участие принимает углерод, то его удельное количество напрямую определяет тип ископаемого. В настоящее время людям известны следующие его типы:

1. Лигнит или «древесный уголь». Имеет такое название в связи с тем, что в его внешнем виде хорошо просматриваются остатки древесины и другой растительности. По факту лигнит представляет собой древесный торф.
2. Бурый уголь. Считается самым молодым углем. На его формирование влияет интенсивность разложений остатков растительных масс – образуется в тех пластах, в которых разложения наиболее сильные. Глубина его залегания составляет не более 1000 метров. На 40% состоит из жидкости. Преимуществом бурого угля является его высокая степень горения, однако, при этом тепла лигнит выделяет очень малое количество. Поэтому, его использование является не целесообразным для отапливания помещений.
3. Каменный уголь. В отличие от бурого угля, образуется на значительно больших глубинах, которые могут достигать трех километров. Формируется, главным образом, из лигнитов исключительно при конкретных условиях, а именно в момент спускания пластов на более низкие горизонты, во время горообразования. На более низкой глубине отсутствует кислород и существенно повышается давление, что и является основными факторами, влияющими на изменение угольной фракции. Каменный уголь в своем составе имеет очень большую долю углерода – свыше 75%, в связи с чем имеет отличную степень горения и выделяет достаточное количество тепла.
4. Антрацит. Его залежи располагаются на глубине порядка пяти километров. В его формировании участвуют более древние породы. В его составе много углерода и практически отсутствует влага. В отличие от двух предыдущих типов, последний является наиболее выгодным  с точки зрения отдачи тепла, поскольку он тяжело воспламеняется, но имеет максимальную теплоотдачу.

Каждая марка угля предназначена для своих целей.

Кроме того, что каменным углем можно отапливать помещения, он  также активно используется в качестве технологического, энерго-технологического сырья, из него получают кокс и полукокс. Также в последние время перспективным является гидрогенизация (сжижение) угля для получения жидкого топлива.

Добыча каменного угля

Добывается каменный уголь на месторождениях. Месторождение каменного угля принято называть угольным бассейном. Во всем мире существует 3,6 тысяч угольных бассейнов, общая площадь которых составляет порядка 15% всей сухопутной территории планеты. Наиболее крупные районы добычи угля расположены на территории США. К ним, в первую очередь, относится Аппалачский каменноугольный бассейн, в котором сосредоточено более 1600 млрд. тонн угля. Именно Америка владеет 23% от всех угольных залежей в мире, в связи с чем она находится на первой ступени в мировом рейтинге по запасам каменного угля. Вторая ступень рейтинга принадлежит России с 13% угольных залежей, и на третьем месте расположился Китай. Он владеет 11% залежей данного ископаемого.

В России залежи каменного угля рассредоточены по всей ее территории. Крупнейшим угольным бассейном является Кузнецкий, который расположен на территории Кемеровской области. Его залежи оцениваются в 640 млрд. тонн. Кроме этого, данное топливо добывается в Эльгинском и Элегестском месторождениях, расположенных в Якутии и в Тыве, соответственно.  Богата на угольные бассейны и Сибирь. Добытый там уголь является отличным материалом для коксования. Залежи присутствуют в Ростовской области, а также в других регионах. Каменный уголь страны используется как внутри государства, так и идет на экспорт.

Как уже говорилось выше, каждый тип угля располагается на определенной глубине, которая предопределяет способы его добычи. Так, сегодня уголь добывается двумя способами – открытым и закрытым.

Открытым способом целесообразно добывать залегающий на малых глубинах уголь. Для этого предварительно проводятся разведывательные работы, в результате которых изучается почва, степень ее выветриваемости, а также слоистость покрывающего слоя. Данный метод не требует специальной техники. В основном используются бульдозеры, скреперы, в случае более толстого верхнего пласта – экскаваторы и драглайны.

Закрытый метод является более серьезным и опасным, требующим существенных материальных затрат, знаний и умений. Для добычи угля таким способом необходимо сооружение шахтных стволов, от которых расходятся тоннели. Целесообразно добывать ископаемое именно таким методом в случае минимальной глубины залегания в 45 метров.

Закрытая система, в свою очередь, также подразделяется на два способа:

1. Камерно-столбовой. Отличается своей экономичностью и используется при обнаружении очень мощных пластов.
2. Длинные очистные забои. В отличие от первого способа, имеет более высокую безопасность и практичность.  Применение данного способа позволяет добывать около 80% породы, при этом равномерно доставляя уголь на дневную поверхность.