Как нашли каменный уголь

Каменный уголь – это порода органического происхождения, залегающая пластами. Интенсивная добыча этого полезного ископаемого началась в XVIII веке и достигла своего пика в 70-х годах прошлого столетия. Сейчас интерес к углю как к топливному ресурсу возрастает, совершенствуются методы выработки. При добыче полезного ископаемого начинают обращать особое внимание на защиту и охрану окружающей среды.

В этой статье мы подробно расскажем, где добывают каменный уголь и при каких условиях. Мы опишем разные методы добычи угля и их основные особенности.

В этой статье мы расскажем о добыче каменного угля
В этой статье мы расскажем о добыче каменного угля

Где добывают каменный уголь

Каменный уголь залегает под землей неоднородно.

В геологии для определения типа залежей используют следующие понятия:

  • Угольный бассейн
  • Угольное месторождение
  • Угольный пласт

О том, что это и чем они отличаются друг от друга, вы можете прочитать в нашей статье на Дзене. Дальше мы коротко расскажем, как находят запасы угля и когда начинают выработку месторождений.

Поиск, разведка и оценка месторождений

Перед началом добычи угля проводится поиск, разведка и оценка месторождений. За большинство этапов отвечает геологическая служба. К работам подключаются геодезисты и технологи.

Поиск месторождений проводится по косвенным признакам. Уголь залегает только под породами осадочного происхождения. В некоторых местах на поверхности грунта встречаются обугленные остатки растений. В утесах, по берегам рек видны тонкие прожилки темной породы. Специалисты оценивают также другие признаки – характер растительности, особенности грунта и рельефа.

Геологи ищут месторождения угля по разным признакам, в том числе внешним
Геологи ищут месторождения угля по разным признакам, в том числе внешним

После того, как угольные залежи выявлены, проводится разведка. Ее цель – определить мощность, глубину залегания, расположение пластов и количество полезного ископаемого. Во время разведки также оценивают рельеф местности, чтобы спланировать разработку карьеров или шахт.

Для изучения пластов в земле роют:

  • Канавы
    Метод подходит для поверхностных залежей с небольшими наносами горной породы и грунта.
  • Дудки
    Это колодцы глубиной 5-10 м, которые используются при поверхностном расположении пластов с более мощными наносами породы.
  • Шурф
    Это глубокий вертикальный или наклонный колодец с глубиной более 10 м.
  • Штольня
    Она представляет собой горизонтальный или с легким наклоном тоннель, который соединяется с поверхностью земли.
  • Квершлаг
    Это горизонтальный или наклонный колодец внутри шахты, без выхода на поверхность.
  • Буровые скважины
    Они применяются для глубоких залежей, при большом количестве пластов.

В каждом пласте на разных уровнях берут пробы угля, определяют его вид и марку, петрографический состав, зольность, теплоту сгорания и другие характеристики. Подробнее о них вы можете прочитать в нашей статье Свойства угля.

Во время разведки также оценивают уровень и объем грунтовых вод, выявляют возможные залежи метана и других сопутствующих газов. После этого проводят анализ экономической эффективности, вычисляют, сколько угля можно получить из месторождения и какие затраты это понесет. Выработку начинают только при положительном балансе. Обязательно учитывают факторы экологии и безопасности рабочих.

В процессе поиска и разведки в земле роют специальные углубления
В процессе поиска и разведки в земле роют специальные углубления
Этот образец бурого угля был обнаружен во время геологической разведки
Этот образец бурого угля был обнаружен во время геологической разведки

Какие способы добычи угля бывают, вы узнаете в продолжении статьи.

Способы добычи угля

После разведки месторождения и оценки его ресурсов принимают решение о методе добычи угля. Он во многом влияет на рентабельность промышленной разработки. Чаще всего способ извлечения полезного ископаемого зависит от глубины его залегания.

Различают:

  • Открытый метод
  • Закрытый метод

Дальше мы коротко расскажем о каждом способе добычи угля. Детальнее о них вы сможете прочитать в отдельных статьях (ссылки на них будут ниже).

Открытый метод добычи угля подразумевает работу на поверхности земли
Открытый метод добычи угля подразумевает работу на поверхности земли
Для добычи угля закрытым методом необходимо оборудовать подземные шахты
Для добычи угля закрытым методом необходимо оборудовать подземные шахты

Открытый метод

Открытый способ добычи угля применяется в тех случаях, если глубина залежи не превышает 500 м. Это самый рентабельный метод. Он позволяет извлечь в 3 раза больше породы, чем при закрытом способе. Оборудование открытых карьеров обходится приблизительно в 1,5 раза дешевле, чем закрытых шахт. Пространство в этом случае не ограничено, есть возможность использовать тяжелую технику, что увеличивает производительность труда. К тому же, на поверхности работать гораздо безопаснее.

Открытая добыча угля ведется в разрезах. Над пластами угля снимают вскрышную породу, затем проводят выемку полезного ископаемого, постепенно углубляя разрез. Когда месторождение исчерпывается, карьер засыпают и проводят рекультивацию.

Открытым способом уголь добывают в разрезах
Открытым способом уголь добывают в разрезах

По разным данным, в мире от 40% до 55% разработок ведется именно таким методом. В Австралии около 80% угля добывается в открытых карьерах, в США – около 40%. В России таким способом получают более 65% продукции. Один из первых разрезов в нашей стране (Бачатский) начал разрабатываться в 1948 году на Кузбассе. В этом бассейне большая часть угля добывается открытым способом. Самый крупный на сегодняшний день – Бородинский разрез в Краснодарском крае (Тунгусский угольный бассейн).

Открытая добыча угля состоит из нескольких этапов:

  1. Удаления вскрышных пород с поверхности месторождения – для этого используют тяжелую землеройную технику. Плотные породы разрыхляют взрывчатыми веществами.
  2. Разрыхления угольного пласта – здесь используют глубокое бурение, взрывы.
  3. Извлечения породы, погрузки на транспорт и перевозки на обогатительные заводы.

Карьер для добычи каменного угля называется разрезом. Уголь извлекают ступенями или полосами, в зависимости от рельефа местности и мощности пластов. После завершения работ вскрышные породы возвращают обратно в карьер и проводят рекультивацию земель.

Детальнее об этом методе вы можете прочитать в нашей статье Добыча угля открытым способом.

Добыча угля открытым методом ведется при помощи специальной наземной техники
Добыча угля открытым методом ведется при помощи специальной наземной техники

Закрытый метод

Закрытый метод добычи угля предусматривает оборудование подземных шахт и штолен. Верхний слой породы при этом остается практически нетронутым.

Его используют в следующих ситуациях:

  • При залегании пластов на глубине больше 500 м
  • При залегании пластов на глубине больше 100 м, когда особенности рельефа или вскрышной породы не позволяют вести открытую добычу

Штольня – это тоннель в угольной залежи, который имеет выход на поверхность. Он оборудуется, когда уголь залегает на глубине от 100 м до 600 м в горной местности. Пласты должны быть пологими или спускаться под углом не больше 45°. В штольне прокладываются рельсы для вагонеток и транспортировки угля. В них могут работать современные комбайны. Такой метод добычи полезного ископаемого сейчас применяется довольно редко.

Шахта – это сложный комплекс подземных и надземных коммуникаций. Она состоит из вертикального главного ствола, по которому транспортируется уголь. От него отходят горизонтальные или наклонные стволы вглубь угольной породы. В шахте обязательно должно быть проведено электричество, оборудована вентиляция, система откачки воды. Через многочисленные проходы прокладывают рельсы для транспортировки сырья. Оно поднимается на поверхность и складируется.

В шахте добыча полезных ископаемых осуществляется с помощью системы подземных горных выработок
В шахте добыча полезных ископаемых осуществляется с помощью системы подземных горных выработок

В шахте работает много техники. Пласты сейчас обрабатываются комбайнами (непрерывной выработки и уборочными). Новые стволы прокладываются с помощью врубного комбайна со сверлом. Порода сначала поступает на конвейер, потом перевозится вагонетками. Для поддержки крыши разработаны специальные платформы – стационарные и на гидравлических перемещающихся опорах.

В шахтах получают уголь из пластов, которые залегают на глубине от 500 м до 1,5 км. Самая глубокая шахта в мире находится на Донбассе, ее глубина – 1546 м.

Существует несколько методов подземной добычи:

  • Каменно-столбовой
    В угольном пласте делают «комнаты», оставляя часть породы для подпора крыши. Это самый старый способ добычи, он позволяет извлечь лишь 60-70% породы.
  • Лавовый (длинными или короткими забоями)
    Один из основных методов получения угля в шахтах. В пласте прокладываются длинные или короткие стволы. Специальный комбайн проходит вдоль стены, снимает пласты породы и перемещает их на транспортный конвейер. Крыша ствола поддерживается платформой, которая перемещается на гидравлических опорах.
  • Взрывной
    В угольном пласте делают небольшие разрезы, помещают туда взрывчатку. После рыхления собирают и транспортируют породу. Методика довольно опасная, занимает лишь 5% от всей добычи угля закрытым способом.
  • Отводный
    Метод добычи угля из столбов, которые поддерживали крышу. После этого слои покрывной породы обрушаются. Метод опасный, используется лишь в 1% случаев.
  • Гидравлический
    При этом способе выемка, транспортировка и подъем угля проводится потоками воды (чаще всего из подземных водоносных горизонтов). Слой породы разрушается либо струями высокого давления, либо гидромеханическими машинами. Затем материал транспортируется по наклоненным желобам до центральной камеры гидроподъема. Оттуда масса перемещается на поверхность.
  • При помощи сжатого воздуха
    Выемка угля осуществляется за счет воздушной энергии. Установка для добычи состоит из компрессора, воздухопровода, пневматического взрывного патрона и предохранителей. Воздух подается из компрессора по воздухопроводу под давлением 300-700 атмосфер. Он попадает во взрывной патрон, размещенный в шпуре (цилиндрическом отверстии в угольном пласте). Воздух расширяется, эффект напоминает взрыв, при этом нет искр, не выделяется ядовитых газов. Этот метод намного безопаснее, чем классический взрывной.
  • Виброимпульсный
    В основе метода – разрушение угольного пласта низкочастотными мощными импульсами, производимыми генераторами. Он пока не получил широкого распространения и требует совершенствования.
В шахте можно встретить необычную технику
В шахте можно встретить необычную технику

Выбор метода зависит от глубины шахты и мощности пластов, наличия оборудования, экономических факторов.

Подробнее о них вы можете прочитать в статье Добыча угля закрытым способом.

Добыча угля – это важная часть ресурсной экономики многих стран. В этой отросли работают сотни тысяч людей – шахтеров, горных инженеров, технологов, экономистов. Способы получения продукции зависят от особенностей месторождений, залегания угольных пластов, рельефа местности. Добычу начинают только после тщательной разведки и просчета экономической выгоды. Если запасы исчерпываются, или выемка требует больших финансовых затрат, шахты закрываются.

Полную версию данной статьи вы найдете на этой странице.

Также мы рекомендуем ознакомиться с другими полезными статьями на нашем сайте.

#уголь #каменный уголь #полезные советы #добыча угля #геология #полезные ископаемые #топливо #энергетика #добыча полезных ископаемых #добыча каменного угля

Горючий камень – ископаемый каменный уголь – был известен еще в древности. Его примитивная добыча велась в древнем Китае и античной Греции, где он использовался как топливо. Древнеримские виллы отапливались углем месторождений Греции и Италии. По некоторым сведениям, в одном из крупнейших угольных районов Китая Фуншуе каменный уголь применяли для выплавки меди 3 тысячи лет тому назад. Известны китайские трактаты II века до н.э., где упоминается об использовании угля в производстве фарфора, для выпарки соляных растворов и др. По сообщениям знаменитого путешественника Марко Поло, посетившего Китай в 1310 г., уголь широко применялся в промышленности и для отопления.

Хотя древнегреческий философ Аристотель сравнивал некоторые свойства древесного и ископаемого угля, много веков бытовало мнение о минеральном происхождении ископаемых углей. Так, в 315 году до нашей эры ученик Аристотеля Теофраст называл их «горящими камнями» – «антраксом» (откуда и появилось название «антрацит»). В ХVI веке нашей эры врач и алхимик Парацельс рассматривал природные угли как «камни, измененные действием вулканического огня», а естествоиспытатель Агрикола говорил, что каменный уголь – это отвердевшая нефть.

Русский ученый М.В. Ломоносов в своем трактате «О слоях земных» (1763) выдвинул гипотезу о происхождении ископаемого угля из торфа, а торфа – из скоплений остатков растений на дне болот. Органическое происхождение ископаемых углей было окончательно доказано лишь в ХIХ веке путем микроскопических исследований, обнаруживших в структуре угольного вещества обуглившиеся или частично разложившиеся остатки растительных тканей, зернышек смолы, семян, спор.

На всех континентах Земли и большинстве островов Мирового океана имеются месторождения угля. Открытие каждого из них имеет свою историю.

О добыче и использовании каменного угля имеются различные сведения. Так, при геологических исследованиях в Украине были обнаружены отвалы древней разработки угля в районе г. Бахмут (ныне г. Артемовск), свидетельствующие, что уже в IX–X вв. местное население добывало и использовало его в качестве топлива при производстве различных предметов быта.

В Западной Европе уголь стал использоваться позже. До XVII века для выплавки металла применялся исключительно древесный уголь. Бурное развитие металлургии в XVIII веке потребовало большого количества топлива, поэтому запасы промышленной древесины резко сокращались. Заменой древесному углю мог стать ископаемый уголь.

К этому времени относятся усиленные поиски месторождений ископаемого угля в различных странах.

Интересна история начала потребления каменного угля в Великобритании. Как писала одна из английских газет сто лет тому назад: «Дело было в начале XIV столетия. Лондонские пивовары, кузнецы и слесари, видя все более возрастающую дороговизну дров, попробовали вместо них жечь каменный уголь, что оказалось и очень удобным, и очень выгодным. Но суеверные горожане сочли сжигание каменного угля делом нечестивым. Была подана особая петиция королю, и употребление каменного угля было воспрещено законом. Однако ввиду дороговизны дров многие тайно продолжали нарушать закон, так что горожане потребовали драконовских мер. Достоверно известно, что один нарушитель закона в Лондоне был казнен, но говорят, что таких случаев было много. Затем строгие законы были отменены, но еще долго против каменного угля было сильное предубеждение ввиду «зловонности этого вида топлива». Против каменного угля особенно восстали дамы; многие лондонские дамы отказались являться в дома, которые отапливались не дровами, и не прикасались ни к одному блюду, если оно было приготовлено на каменном угле, считая такие кушанья нечистыми. А ныне каменный уголь составляет силу и богатство Англии, неизбежное условие самой нынешней цивилизации».

Изменились времена, и изменилось отношение англичан к углю, в результате чего появилась следующая традиция. У англичан (в особенности у шотландцев) в новогоднюю ночь первым, кто переступит порог дома, должен быть высокий черноволосый мужчина с серебряной монетой и кусочком угля. И тогда в доме в новом году никогда не будет недостатка в еде, всегда будет тепло и уютно.

В России промышленное применение каменного угля взамен древесного возникло в начале XVIII века. Первые достоверные сведения о поиске и разведке ископаемых углей в России относятся тоже к началу XVIII в.

При Петре I, уделявшем большое внимание развитию горного дела, были организованы специальные экспедиции в различные районы страны.

В Донецком бассейне залежи каменного угля были открыты в 1721 г. в районах Бахмута, Лисичанска, Шахты.

Экспедиции, направленные в другие районы России, сделали также ряд открытий. В 1721 г. было обнаружено угольное месторождение на реке Томь (Кузбасс). К этому же году относится открытие Подмосковного бассейна, а также месторождения в районе г. Кизел на Урале. В 1722–1723 гг. в петербургскую Берг-коллегию поступило много сообщений об угольных пластах в районах рек Дона и Днепра.

Огромное влияние на интенсивный поиск и освоение угольных месторождений оказало развитие металлургической промышленности во многих странах. Например, освоение Донецкого бассейна тесно связано с постройкой Луганского чугунолитейного завода, перерабатывающего местные руды, который был введен в действие в 1799 г. Одновременно с началом сооружения завода были заложены каменноугольные разработки первично вблизи села Белого, а затем на более богатом месторождении на правом берегу Северского Донца в Лисичьей балке (г. Лисичанск). Лисичанский рудник оставался основным угледобывающим предприятием в Донбассе до конца 60-х годов XIX столетия, т.е. до начала строительства более крупных шахт в его центральных районах.

Аналогично начинали осваиваться угольные месторождения в других угледобывающих странах.

Источник: http://energetika.in.ua/ru/books/book-1/part-2/section-7/7-1/7-1-1

Как образовался каменный уголь

Каменный уголь – это порода растительного происхождения. Его образование началось 450 миллионов лет назад. Наиболее интенсивно угольные пласты откладывались в период от 350 до 250 миллионов лет назад. Таким образом, возраст каменного угля может достигать почти полумиллиарда лет.

  • Как образовался каменный уголь

  • Когда начался процесс образования угля

  • Торфообразование

  • Этапы углефикации

  • Диагенез

  • Метаморфизм

  • Условия углеобразования

  • Температура

  • Давление

  • Время

  • Виды метаморфизма угля

  • Региональный метаморфизм

  • Термальный метаморфизм

  • Контактный метаморфизм

  • Редкие виды метаморфизма

  • Альтернативные теории образования угля

Исходный материал полезного ископаемого – болотные растения, в меньшей степени – планктон. Они способны синтезировать из углекислого газа органические соединения, используя солнечную энергию. В торфе, а затем в угле накапливается углерод. При сгорании он отдает энергию. Вот почему уголь называют кладовой солнца.

В этой статье мы подробнее расскажем обо всех стадиях и процессах углеобразования. Опишем условия, при которых оно возможно.

Если коротко, то принято выделять две основные стадии образования угля:

  1. Торфообразование
  2. Углефикацию

На этапе торфообразования болотная флора разлагается в среде с ограниченным доступом кислорода. В результате получается гумус, в котором встречаются остатки растений. С течением времени торфяные пласты опускаются вглубь земли. Болота могут пересыхать, затапливаться морем. На них наслаиваются осадочные породы.

Под воздействием температуры и давления торф превращается в бурый уголь. С этого этапа начинается собственно углефикация. Бурые угли переходят в каменные, затем в антрацит и графит. Процесс длится миллионы лет.

Далее мы разберем все этапы подробнее. Но сначала коротко расскажем о том, в каких условиях началось углеобразование и что ему предшествовало.

Когда начался процесс образования угля

Первые признаки жизни на Земле появились еще в Архейскую эру, 2-3 миллиарда лет назад. В Протерозойскую эру морские существа эволюционировали от одноклеточных к многоклеточным организмам, появились водоросли, беспозвоночные и хордовые животные. Останки первых живых существ превратились в карбонатные породы – известняк, доломит, мергели.

Углистые соединения стали появляться в конце Протерозоя и Палеозое. Одним из ярких представителей этого периода является шунгит. Это черный или бурый камень, на 98% состоящий из углерода. Его залежи встречаются в Карелии, Челябинской области, на Камчатке. Небольшое количество находят в Австрии, Индии, Конго.

Первые периоды Палеозойкой эры (кембрий, ордовик) характеризуются бурным развитием водорослей и планктона. Они откладывались на морском дне, образуя сапропель. Это вещество богато продуктами распада липидов и жиров. Вследствие биохимических и физических процессов сапропель превращается в битум — основу горючих сланцев и сапропелитовых углей. В битуме много смол и летучих соединений. Иногда сапропелиты и сланцы еще называют твердой нефтью, так как они являются источниками смол и жидкого топлива.

В силуре (около 450 млн. лет назад) на землю выходят первые растения – псилофиты. Они напоминают водоросли без корней и стеблей. Псилофиты образовали мощные заросли в прибрежной зоне. Это первые растения, из которых образовались настоящие угли. К силурийскому периоду относятся месторождения возле реки Барзас на Кузбассе, на Медвежьем острове в Баренцевом море.

В девоне на земле появились первые споровые растения – грибы, лишайники, чуть позже – мхи, папоротники, плауны, хвощи. Настоящего расцвета они достигли в каменноугольный период (карбон). В это время обширные леса покрывали земную поверхность. Болота достигали площади в тысячи километров. После отмирания растений образовались залежи торфа в несколько десятков метров, которые потом превратились в уголь.

В карбоне возникли самые крупные угольные бассейны мира. К этому периоду относятся Кузнецкий, Подмосковный, Донецкий и Львовско-Волынский (Украина), Карагандинский и Экибастузский (Казахстан), Рурский (Германия), Верхнесилезский (Польша), месторождения в Бельгии, Великобритании, Испании, Франции. В США с карбоном связаны Иллинойский, Техасский, Пенсильванский, Аппалачский бассейны. В Австралии — месторождения в Новом Южном Уэльсе и Боуэне.

После карбона следовала пермь. В этот период климат на земле стал более сухой. Появились предшественники голосемянных – кордаиты. Углеобразование немного затормозилось, но не прекратилось полностью. К этой эпохе относятся такой крупный бассейн как Печорский, частично Кузнецкий, некоторые месторождения в Восточной Азии и Австралии.

Расцвет кордаитов приходится на Мезозойскую эру (юрский и нижнемеловой периоды), когда влажность повысилась и опять появились обширные торфяные болота. В конце мелового периода исчезают крупные папоротники, их пространство занимают покрытосемянные. Деревья в это время достигают гигантских размеров, до 100 м в высоту.

С серединой и концом Мезозоя связаны в основном месторождения бурого угля. Они расположены в Сибири и на Дальнем востоке (Канско-Ачинский, Зырянский, Ленский, Иркутский, Буреинский бассейны, верхние горизонты Кузбасса), в Китае, Австралии, Казахстане, Монголии, США (бассейн Альберта).

В Кайнозойскую эру продолжает меняться климат, сокращается площадь болот. Первое место среди растений занимают покрытосемянные. Процессы углеобразования замедляются и практически прекращаются к концу неогена. Вот почему уголь называют невозобновляемым ресурсом. В наше время трансформация торфа в это полезное ископаемое уже не происходит.

Вернемся к этапам образования угля. Итак, ранее мы уже говорили, что оно состоит из торфообразования и углефикации. Далее поговорим подробно о каждом.

Торфообразование

Первый этап образования угля – накопление торфа. Этот природный материал – продукт разложения растений в среде с ограниченным доступом кислорода.

Для полноценного процесса важны следующие природные условия:

  1. Климат
    Для образования торфа необходим влажный климат. Сейчас этот процесс интенсивно происходит в северных и умеренных широтах. Хотя часть современных торфяников образуется в тропической и экваториальной зоне.
    В средине палеозойской и мезозойской эры на земле был теплый влажный климат. Это способствовало образованию крупных болот с буйной растительностью, которая постепенно превращалась в торф.
  2. Высокое расположение водоносных горизонтов
    Болота образуются в местах, где грунтовые воды подходят близко к поверхности. Уровень их поднимается при большом количестве осадков.
  3. Рельеф
    Полноценное накопление торфа возможно на равнинах, окруженных возвышенностями. В такой ситуации местность защищена от затопления морскими водами. В низинах задерживаются осадки.

Мертвые растения на торфяных болотах частично разлагаются под воздействием кислорода. При этом выделяется вода и углекислый газ. Но большая часть материала подвергается превращению в анаэробной среде под воздействием микроорганизмов. Процесс окисления и разрушения органических веществ происходит медленно. При этом выделяется небольшое количество СО2 и метан (СН). Органика превращается в гумус.

В торфяники может заноситься сапропель из морского дна, озер или самого болота. Под влиянием анаэробов проходит его битумизация. С водой и ветром попадают минеральные вещества, горные породы, вымываются коллоиды и растворимые соединения. Подробнее о торфообразовании вы можете прочитать в статье Торф. Этот процесс не прекратился, он продолжается до сих пор. В год на современных торфяных болотах накапливается приблизительно 1 мм материала.

Древние торфяники возникали чаще всего у морского побережья, в лагунах и заливах. Реже торф накапливался внутри континентов, возле рек и озер. Периодически территории затапливались морем. Торф смешивался с сапропелем, а затем покрывался осадочными породами. Под давлением воды и грунта его слои спрессовывались и уходили все глубже под землю. Когда море отступало, торфообразование возобновлялось. Так возникали пласты, разделенные прослойками песка, глины, известняка и сланцев.

Разделяют два типа торфообразования:

  1. Автохтонное
    Так называется тип, при котором торф и уголь накапливаются в тех же местах, где произрастала первичная флора.
    Его признаки:
    — Стигмарии – останки корней растений в пластах пустой породы, окружающей залежи угля
    — Обуглившиеся пни
    — Наличие вертикальных стволов деревьев в угольной толще
    — Боковые корни хвощей и папоротников, пронизывающие пласт
    — Известковые почки с сохранившимися останками растений
    — Постоянная мощность пластов на обширных территориях
    — Низкое содержание минеральных солей
  2. Аллохтонное
    Аллохтонный тип образования торфа и угля связан с переносом. Вследствие затопления, землетрясений, изменений рельефа торфяные залежи перемещались на территории, отдаленные от первоначальных болот. В аллохтонных слоях угля встречается больше примесей осадочных пород, крупных валунов, минеральных солей. Структура угля более упорядоченная, слоистая, что связано с воздействием потоков воды во время переноса. Толщина пластов неравномерная, встречаются разрывы, вклинивания и другие нарушения.

Этапы углефикации

Древние торфяные болота существовали миллионы лет. По мере накопления субстрата нижние слои погружались вглубь земли. Время от времени изменялся рельеф. Болота затапливались морем, вследствие природных катаклизмов засыпались обломками горных пород. Со временем процесс возобновлялся, образовывались новые пласты торфа.

Сначала разложение органики происходило под влиянием анаэробных бактерий. По мере продвижения вглубь земли биологические процессы прекращались, начиналась собственно углефикация.

Она состоит из двух основных этапов:

  1. Диагенеза
  2. Метаморфизма

Диагенез

Диагенез включает в себя завершающие этапы торфообразования и переход к бурому углю. В его процессе формируется петрографический состав угля. Растительные элементы окончательно теряют свою структуру и превращаются в коллоид, по структуре напоминающий гель. Такой процесс называется гелификацией. Под влиянием температуры и давления он затвердевает. В будущем субстанция превращается в витринит.

При частичном доступе кислорода разложение растительных останков проходит по типу фюзенизации. Лигнин и целлюлоза частично сохраняют свою структуру. Строение фюзена волокнистое, клеточные оболочки и пространство между нитями целлюлозы часто заполнены минералами.

Под давлением торф уплотняется, теряет воду. В конечном итоге из 1 м материала образуется 10-20 см угля. Разложение идет и на молекулярном уровне. Сначала распадаются гидролизные связи, кислородсодержащие соединения. Процесс охватывает в основном периферическую часть крупных органических молекул. Они распадаются на более мелкие. При этом выделяется метан, углекислый газ, в незначительных количествах летучий азот.

Метаморфизм

Когда полностью завершается гумификация торфа, коллоиды превращаются в твердую субстанцию, начинается процесс углефикации, или метаморфизма угля.

Он состоит из нескольких стадий:

  1. Бурого угля
    На стадии бурого угля крупные молекулы продолжают распадаться. Из пласта выделяются летучие кислородсодержащие соединения. Материал состоит из разрозненного конгломерата органических и неорганических веществ. Количество углерода в нем едва превышает 80%, остается много водорода. Уголь хрупкий, легко распадается, молекулярные связи в нем слабые. Цвет материала темно-коричневый, блеск матовый.  Стадию еще называют дополимерной.
  2. От бурого к жирному углю
    При переходе от бурого угля к жирному порода уплотняется, продолжают выделяться летучие вещества. Концентрация углерода возрастает, а кислорода и водорода – падает. Значительно изменяются периферические части молекул, начинают формироваться полимерные связи.
  3. От жирного к полуантрацитам
    На третьем этапе в центре молекул образуются ароматические циклические соединения. Концентрация углерода увеличивается медленнее. На стадии тощих углей резко падает количество азота. Снижается скорость выхода летучих веществ. Плотность угля возрастает.
  4. От полуантрацитов к антрацитам
    Четвертая стадия характеризуется окончательным формированием полимерной структуры. В некоторых участках образуются кристаллические сетки. Состав ископаемого стабилизируется, концентрация углерода превышает 90%. Материал обретает насыщенный черный цвет и блеск.

В результате превращений в полезном ископаемом резко возрастает содержание углерода, падает содержание кислорода и водорода. Изменяются текстура и молекулярная структура, плотность материала возрастает.

При дальнейшем метаморфизме начинается стадия графитизации. В угле увеличивается число кристаллических связей. Он практически полностью состоит из углерода. Останки растений практически не выявляются. Графитизации подвергаются очень древние пласты времен силура и девона.

Условия углеобразования

На первом этапе углеобразования основное влияние оказывает рельеф, состав грунтовых вод, климат, болотная флора. Когда торфяные пласты опускаются вглубь земли, биохимические процессы прекращаются. Метаморфизм происходит за счет физических и химических изменений породы. Начинается этап углефикации.

На образование угля в толще земли влияют три основных фактора:

  1. Температура
  2. Давление
  3. Время

Каким образом каждый из факторов влиял на превращение торфа в уголь, мы расскажем дальше.

Температура

Высокая температура – это основной фактор превращения торфа в уголь. Под ее влиянием происходит распад крупных органических молекул, выделение газов, коллоиды становятся твердыми, образуются полимерные соединения. При сильном нагревании возникают ароматические и кристаллические связи между атомами углерода.

Температура изменяется по мере углубления в недра земли. Каждые 100 м повышается приблизительно на 1-8°С. В древние периоды этот показатель, возможно, был даже выше. Влияние температуры было доказано в эксперименте. При нагревании без доступа кислорода торф превращается в субстанцию, похожую на антрацит.

Для перехода торфа в бурый уголь нужна температура выше 35°С. Такие условия обеспечиваются на глубине в несколько сотен метров от поверхности Земли. Для превращения субстанции в антрацит нужно нагревание до 250-300°С, а при 390-400°С уголь переходит в графит.

Влиянием температуры можно объяснить, почему в древних залежах иногда выявляют бурый уголь, а в более молодых — антрацит. В зависимости от геологических условий пласты нагревались по-разному. Если они не опускались на большую глубину или на каком-то этапе поднялись на поверхность, уголь остался бурым, и дальнейший его метаморфизм не произошел.

Давление

Роль давления в образовании угля до конца не ясна. В ходе экспериментов не удалось добиться углефикации исключительно под его влиянием. Несомненно, давление имеет значение на этапе диагенеза. От его воздействия уплотняется торф, уменьшается его пористость и влажность. Давление способствует упорядоченности макромолекул, формированию слоистой структуры.

Начиная от стадии бурых углей, роль давления неоднозначная. Оно способствует дальнейшему уплотнению материала, но одновременно замедляет химические процессы. Высокое давление препятствует выходу газов. В залежах, похороненных под мощными пластами пустых пород, накапливается метан. В них находится больше угля на ранних стадиях метаморфизма.

При переходе к тощим углям и антрацитам значительно меняется их структура. Становится практически незаметной слоистая текстура. Такие изменения также приписывают влиянию давления. Но они могут происходить и под воздействием температуры.

Время

Фактор времени – самый неоднозначный. До сих пор идут дискуссии, насколько оно влияет на углефикацию. Одни считают, что время полностью компенсируется температурой. При благоприятных условиях превращение торфа в уголь может длиться от несколько сотен тысяч до миллиона лет.

Другие ученые твердят, что при минимальной температуре 35°С нужно 5 млн. лет для метаморфизма. Дальше процесс приостанавливается, и даже повышение температуры не изменяет тип угля. При более высоких показателях углефикация идет быстрее.

Вопрос влияния времени на углефикацию требует дальнейшего изучения. Но большинство ученых считают, что сейчас оно не играет роли. Климат изменился, а температура в недрах Земли снизилась. Даже через миллионы лет вряд ли современный торф при таких условиях превратиться в уголь. Поэтому время имеет значение только при наличии других факторов метаморфизма.

Метаморфизм угля проходит в разных геологических условиях. На него влияет глубина залегания пластов и температура в недрах Земли, рельеф местности, наличие вулканической активности.

В зависимости от условий углеобразования выделяют такие виды метаморфизма:

  • Региональный
  • Термальный
  • Контактный
  • Редкие виды

Детальнее о них мы расскажем дальше.

Региональный метаморфизм

Пласты торфа, которые погружаются вглубь Земли, нагреваются за счет ее теплового потока. Его интенсивность измеряется геотермическим ингредиентом (ГГ) – повышением температуры на определенную величину каждые 100 м. Современные показатели колеблются от 1°С до 8°С.

Увеличение температуры в толще Земли в эпоху углеобразования принято называть палеогеотермическим ингредиентом (ПГГ). Его значения были выше, чем современные. Они возрастали в районах активных платформ, которые постоянно сдвигались относительно друг друга. Средние показатели наблюдались предгорьях, низкие – в районах пассивных стабильных платформ.

На активной платформе располагался Тунгусский бассейн. В некоторых его участках ПГГ достигал 9-10°С. Сейчас ГГ снизился до 0,7-2,9°С. В предгорьях находятся Львовско-Волынский, Тургайский, Челябинский угольные бассейны. ПГГ в них составляет 3,5-4,5°С. На пассивных платформах расположены Подмосковный, Днепровский, Камский, Припятский бассейны. В них ПГГ всего 1-1,5°С. Это объясняет, почему уголь здесь остается бурым, несмотря на древность отложений.

Уплотнение породы, снижение влажности, пористости, формирование структуры происходит за счет давления осадочных пород. Природные факторы при региональном метаморфизме равномерно влияют на всю залежь. Уголь в пластах одного уровня имеет одинаковую степень зрелости. Она высокая в нижней части залежи и более низкая в верхней. Например, на глубине 100 м залегает антрацит, на 500 м – каменный уголь, а на 100 м — бурый.

Признаки регионального метаморфизма есть во всех угольных бассейнах. Ведь тепловой поток Земли приблизительно равномерно распределен по всей коре. Давление всегда усиливается при опускании пластов на глубину. Но в определенных регионах на формирование полезного ископаемого влияют и другие факторы. Они могут ускорять метаморфизм в определенных участках.

Термальный метаморфизм

Вследствие геологических процессов горячая магма может подниматься в верхние слои земной коры. Если она подходит близко к формирующимся пластам угля их метаморфизм резко ускоряется. Происходит это за счет повышения геотермального ингредиента.

При термальном метаморфизме уголь даже на небольшой глубине претерпевает сильные изменения. В результате у самой поверхности может образоваться антрацит, жирный или тощий каменный уголь. Температура распределяется равномерно по всему пласту.

Контактный метаморфизм

Механизм возникновения этого вида метаморфизма такой же, как у термального. В результате сдвигов земной коры магма подходит близко к поверхности. Но она воздействует не на весь пласт, а на его отдельные участки. Возникают интрузии (вклинивания) разогретых горных пород в угольную толщу. Площадь контакта может достигать тысяч метров. Изменения, вызванные интрузией, иногда проваляются на расстоянии в несколько километров от места соприкосновения с магматической породой.

Горячая порода вызывает спекание углей. На самой границе с магмой можно увидеть трещины, заполненные пеком (расплавленной смолой). Дальше в пласте резко увеличивается зрелость полезного ископаемого. Бурый уголь превращается в молодой каменный, а тот в антрацит. Метаморфизм наблюдается даже у зрелой сформировавшейся породы, которая в других условиях остается неизмененной.

Основное влияние на пласт оказывает высокая температура. Частично изменения связаны с резким повышением давления газов, которые выделяются при расплавлении угля. Полезное ископаемое вблизи контакта полностью теряет спекаемость, возрастает его зольность, падает теплота сгорания. В окружающих зонах образуется природный кокс – материал с матовым блеском и высокой прочностью.

Редкие виды метаморфизма

В большинстве угольных бассейнов метаморфизм происходит за счет трех описанных выше механизмов. Они воздействуют по-отдельности или одновременно. Кроме этого существуют виды, которые встречаются довольно редко.

К ним относятся:

  • Тектотермический, или динамометаморфизм
    Возникает в местах тектонических сдвигов, при образовании складчатых горных массивов. Признается не всеми исследователями. Следы такого метаморфизма наблюдаются в древних пластах, относящихся к Архейской и Протерозойской эрам. Основное влияние оказывают температура и резко возрастающее давление.
  • Гидротермический
    Возникает в зоне контакта угольного пласта с горячими подземными водами. Чаще всего такое происходит при повышенной вулканической активности, выходе в поверхностные слои коры магмы. Она разогревает подземные воды до высоких температур, превращает в пар. Такое состояние воды может сохраняться достаточно долго, даже после частичного остывания магмы. Сейчас мы можем наблюдать подобные процессы на месте горячих источников и вулканических гейзеров.
  • Радиационный
    Существуют лишь единичные наблюдения за метаморфизмом угля под воздействием радиации в лабораторных и естественных условиях. Этот механизм требует дальнейшего изучения.
  • Импактный
    Экзотический вид метаморфизма, возникает в угольных пластах после падения метеоритов. Изменения в породе происходят моментально.

Редкие виды метаморфизма играют вспомогательную роль в образовании угля. Они воздействуют на ограниченные участки пласта. Могут изменять уже сформировавшуюся породу.

Альтернативные теории образования угля

Существуют альтернативные теории углеобразования. Большинство имеют слабые аргументы и легко отвергаются официальной наукой. Некоторые из них просто фантастические.

Одна из самых популярных теорий – абиогенная. Утверждается, что уголь образовался в результате пиролиза метана. Как доказательства приводятся лабораторные эксперименты. В результате пиролиза газа получают графит. Сторонники теории утверждают, что растительные останки либо попадают в уголь на поздних этапах, либо являются просто кристаллическими структурами.

Теория не объясняет, откуда в толще земли взялся метан. Ведь у этого газа органическое происхождение, он является продуктом распада растений и животных. Трудно предположить, что древние растения попали в угольные пласты случайно. И уж тем более нельзя говорить, что это просто кристаллические структуры. Ведь в полезном ископаемом находят споры, кутикулу и древесину с хорошо сохранившейся структурой.

Вторая теория касается автохтонного торфообразования. Приводятся доказательства, что уголь образовался в основном из аллохтонных залежей. Она основана на том, что слоистая структура угля больше напоминает аллохтонный торф и могла сформироваться только под воздействием потоков воды, которые переносили залежи. Вертикальные стволы деревьев были также привнесены в торф извне, как и крупные валуны. Еще один аргумент – подошва угольных пластов. В ней нет признаков плодородной почвы. Теория требует дальнейшего изучения.

В спорах ученых присутствует вопрос, образовался ли уголь вследствие катастрофы. Многие объясняют процесс крупными наводнениями, резкими изменениями климата после землетрясений, извержений вулканов или падений метеоритов. Такое объяснение используют люди, считающие причиной образования угля Всемирный Ноев потоп. Если выключить библейскую историю, теория потопа имеет под собой основания. Ведь многие пустые породы между угольными пластами имеют морское происхождение. Скорее наводнения были локальными, связанными с повышением уровня моря или циклическими изменениями климата в определенных регионах.

Самая фантастическая теория – марсианское происхождение угля. Ее сторонники считают, что на Красной планете существовала жизнь. Она была уничтожена мощным метеоритным дождем. Частицы растений и осадочных пород занесло на землю. Они осели в основном в Северном полушарии. Затем из этой субстанции получился уголь.

В механизмах углеобразования есть много неясных моментов. Но ученые сходятся во мнении, что полезное ископаемое сформировалось из торфяных залежей, которые под воздействием температуры и давления превратились в твердую породу. Процесс занял миллионы лет и уже не повторяется. Это связано с остыванием ядра Земли, изменениями климата и другими причинами. Запасов угля хватит приблизительно на 500 лет. Но уже сейчас человечество ищет и начинает использовать альтернативные источники энергии и органических веществ.

Черное “золото” вместо монетного серебра

Первооткрыватели каменного угля искали в Сибири драгоценные металлы, а не горючее полезное ископаемое. Еще в начале XVII века в Сибири начали разведку серебра, чтобы чеканить монеты. На тот момент своего драгоценного металла в Российской империи не было, его завозили из Западной Европы.

— Нам удалось найти несколько документов о том, как это серебро было найдено. Первые поиски было проведены в Кузнецком уезде еще в 1670-х годах, но не увенчались успехом. В 1696 году на территории Каштакского острога Томской губернии (современного Тисульского района на севере Кемеровской области) серебро было найдено, и в 1697 году организована выплавка. Таким образом, первое серебро России было выплавлено у нас, на Кузнецкой земле, — рассказывает доктор исторических наук, профессор, главный научный сотрудник Института экологии человека Федерального исследовательского центра угля и углехимии СО РАН Алексей Ермолаев.

Тот первый серебряный рудник быстро закрыли, так как выплавка оказалась очень дорогой. Но в 1698 году Петр I, узнав о найденных серебряных рудах, дал предписание томскому воеводе содействовать рудоискательскому делу на притоках реки Кии — она протекает по северу современного Кузбасса. Так, разыскивая серебряные руды, рудознатец Михайло Волков, сам того не зная, отыскал уголь.

— Один из самых главных документов — донесение Михайла Волкова, датированное январем 1721 года, где он подробно описывает, что ходит по Томи, и описывает те места, где им был найден уголь. Но, что интересно, Михайло Волков не знал, что нашел уголь. Он думал, что нашел серебряную руду, потому что ее искали все. Только в 1722 году те образцы, которые он собрал, были идентифицированы как уголь. Но нельзя недооценить это открытие. Пусть и угольная промышленность начала развиваться намного позже, первый шаг был сделан именно тогда. Именно Михайло Волков открыл уголь, — объясняет Ермолаев.

Архив музея-заповедника "Красная Горка"

Изучив донесение Волкова, которое сегодня хранится в фондах Российского государственного архива древних актов в Москве, историки установили место, где рудознатец обнаружил первый кузбасский уголь. В тексте говорится о том, что в 1720 году Волков с рудным мастером Федором Инютиным “ис Томска ездили вверх по Томи до Красной горы, и у той горы руды приискали, и взяв сверху той горелой земли, и говорил та де земля значит добрую серебряную руду”.

Та самая Горелая гора находится на берегу реки Томь в центре современного города Кемерово и сейчас является историческим и геологическим памятником. Свое название она получила из-за природного подземного пожара, после которого пласты поменяли цвет. Этот район называется Красная Горка, здесь создан одноименный музей-заповедник.

“Каменные уголья от реки Абашевой”

По неслучайному историческому совпадению в том же 1721 году в южной части Кузбасса тоже был найден уголь. Нашел его знаменитый исследователь Сибири немец Даниэль Мессершмидт, который по указу Петра I начал научное изучение Сибирских земель и проводил на их территории исследования по зоологии, ботанике, минералогии, географии, этнографии, истории и археологии.

Известно, что, плывя по Томи на лодке из Кузнецка — так в те годы именовался современный Новокузнецк, — Мессершмидт увидел на берегу исходящий из горы дым и назвал ее “огнедышащей”, а само это явление истолковал как проявление вулканизма. Только несколько лет спустя ученые установят, что никаких вулканов не извергалось, а источником дыма был горящий пласт каменного угля.

Fine Art Images/Heritage Images/Getty Images

— По мнению ряда авторов, именно Мессершмидт дал первые описания встреченных им каменноугольных залежей. В картографических материалах экспедиции Мессершмидта имеется карта с описанным местом. На месте впадения реки Абашевой в реку Томь нанесено схематичное изображение горы с выходящим из ее жерла дымом — горение угольных пластов первоначально ошибочно приняли за вулкан. К сожалению, отобранные Мессершмидтом образцы более 20 лет не были описаны. Только Михаил Васильевич Ломоносов в 1745 году обозначил их в каталоге минералов как “каменные уголья от реки Абашевой”, — отмечает доктор исторических наук, профессор кафедры философии и общественных наук Кемеровского госуниверситета Александр Коновалов.

Начало угольной промышленности

Кто бы ни был первым в открытии угольных месторождений в Кузбассе, так или иначе все эти важные события произошли в 1721 году. Однако чтобы открыть первые угольные предприятия в Кузбассе, потребовалось еще более сотни лет. Главная трудность заключалась в вывозе добытого угля из Сибири к заводам и рудным промыслам. По воде в первой четверти XVIII века это сделать было невозможно, а железных дорог к тому времени не было.

— По сути, о промышленном освоении Кузнецкого бассейна можно говорить со второй половины XIX века. Первым угледобывающим предприятием называют Бачатскую копь, которая начала эксплуатироваться с 1851 года. Но и этот уголь использовался в основном лишь на кузнице Гурьевского завода. При производстве чугуна, железа и стали каменный уголь не применялся, — рассказывает Коновалов.

Архив музея-заповедника "Красная Горка"

Строительство Транссибирской магистрали дало нужный импульс развитию угольной промышленности в Кузбассе, в конце XIX века возрастает и потребность именно в каменном угле.

Начинают осваиваться прилегающие к Транссибу участки месторождений, наращивается угледобыча. Если в 1893 году в Кузнецком бассейне добывалось 1,018 млн пудов, то уже в период с 1901 по 1913 год добыча угля выросла в шесть раз — с 8 до 47,2 млн пудов.

Сегодня угледобыча в регионе превышает по объемам 220 млн т в год. Число работающих угольных предприятий в Кемеровской области составляет более полутора сотен, кузбасский уголь экспортируется более чем в 50 стран мира.

Мария Пименова 

У этого термина существуют и другие значения, см. Уголь (значения).

Уголь
Ископаемый уголь
Ископаемый уголь
Минералы углерод, примеси
Группа осадочные горные породы
Физические свойства
Цвет чёрный, серый, бурый
Твёрдость разная
Радиоактивность разная GRapi
Электропроводность разная
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Уголь (ископаемый уголь) — осадочная порода, полезное ископаемое, ценнейший вид топлива и сырьё для химической, и не только, промышленности. Международное название углерода происходит от лат. carbō — «уголь».

Ископаемый уголь образовался из спор, частей эпидермия плаунов, папоротников и других древних растений (350—250 млн лет назад) — тощие угли, антрациты, коксующиеся, слабоспекающиеся, газовые, длиннопламенные и др. подвиды углей. Затем был безуглистый период; затем сформировались бурые угли, сапропели, торфы под воздействием повышенных температур и без доступа кислорода, а ранее, до безуглистого периода, без наличия микроорганизмов[прояснить], перерабатывающих древесные остатки.

Уголь, после древесины, был первым из используемых человеком видов ископаемого топлива. Сжигание одного килограмма этого вида топлива позволяет получить 3400—7200 ккал энергии[1]. В 1960 году уголь давал около половины мирового производства энергии, к 1970 году его доля упала до одной трети.

Уголь используется при производстве кокса, как материал для рисования, также из угля получают анилиновые красители[2]

Образование[править | править код]

В разное время и в разных местах в геологическом прошлом Земли существовали растения, части которых постепенно смывались в низины, формируя угленакопления. По мере того, как слой почвы над ними увеличивался, росло давление. Температура также поднималась по мере опускания. В таких условиях растительный материал был защищён от биодеградации и окисления. Поглощённый растениями углерод в огромных торфяниках в конечном итоге был покрыт и глубоко погребён отложениями. Под высоким давлением и высокой температурой мёртвая растительность постепенно преобразуется в уголь. Так как уголь состоит в основном из углерода, водорода, кислорода, преобразование останков растительности в уголь называется карбонизацией. При этом уменьшается количество атомов водорода и кислорода в молекулах угля, возрастает количество углерода.

Уголь образуется в условиях, когда гниющий растительный материал накапливается быстрее, чем происходит его бактериальное разложение. Идеальная обстановка для этого создаётся в болотах, где стоячая вода, бедная кислородом, препятствует жизнедеятельности бактерий и тем самым предохраняет растительную массу от полного разрушения. На определённой стадии процесса выделяющиеся кислоты предотвращают дальнейшую деятельность бактерий. Так возникает сапропель и торф — исходный продукт для образования угля. Если затем происходит его захоронение под другими наносами, то торф испытывает сжатие и, теряя воду и газы, преобразуется в уголь.

Для образования угля необходимо обильное накопление растительной массы. В древних торфяных болотах, начиная с девонского периода (примерно 400 млн лет назад), накапливалось органическое вещество, из которого без доступа кислорода формировались ископаемые угли. Большинство промышленных месторождений ископаемого угля относится к этому периоду, хотя существуют и более молодые месторождения. Возраст самых древних углей оценивается примерно в 300—350 млн лет[3]. Был безуглистый период, когда на около 50 млн лет прекратилось угленакопление.

В широких, неглубоких морях каменноугольного периода существовали идеальные условия для формирования угля, хотя известны угли из большинства геологических периодов. Исключением является угольный пробел в ходе Пермско-Триасового вымирания, где уголь является редкостью. Уголь, встречающийся в Докембрийских слоях, которые предшествуют наземным растениям, как предполагается, возник из остатков водорослей.

В результате движения земной коры угольные пласты испытывали поднятие и складкообразование. С течением времени приподнятые части разрушались за счёт эрозии или самовозгорания, а опущенные сохранялись в широких неглубоких бассейнах, где уголь находится на уровне не менее 900 метров от земной поверхности. Образование относительно небольших угольных пластов иногда связано с областями земной поверхности, на площадь которых происходили излитие объёмов битумных масс, как, например, в Хат-Крик  (англ.) (рус. (Канада), суммарная мощность пакета угольных пластов достигает 450 м[4] и более метров.

Виды[править | править код]

Уголь, подобно нефти и газу, представляет собой органическое вещество, подвергшееся медленному разложению под действием биологических и геологических процессов. Основа образования угля — битумные массы и в меньшей степени (не промышленные запасы) из органических остатков растительного происхождения. 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.

По происхождению угли делятся на гумусовые (из остатков высших растений: древесины, листьев, стеблей и т. д. ) и сапропелитовые угли (из остатков низших растений, главным образом водорослей)[5].

Антрацит[править | править код]

Антрацит — самый глубоко прогревавшийся при своём возникновении из ископаемых углей, уголь наиболее высокой степени углефикации, переходная форма от каменного угля к графиту. Характеризуется большой плотностью и блеском. Содержит 95 % углерода. Применяется для производства графитовых электродов и блоков для алюминиевой и др. промышленности. Имеет наибольшую теплоту сгорания, но плохо воспламеняется. Образуется из самого древнего каменного угля при повышении давления и температуры на глубинах порядка 6 километров.

Каменный уголь[править | править код]

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. Содержит до 32 % летучих веществ, за счёт чего неплохо воспламеняется. Образуется из бурого угля на глубинах порядка трёх километров.

Бурый уголь[править | править код]

Бурый уголь — твёрдый 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 сырьё. Содержит много воды (43 %), и поэтому имеет низкую теплоту сгорания. Кроме того, содержит большое кол-во летучих веществ (до 50 %). Образуются из отмерших органических остатков под давлением нагрузки и под действием повышенной температуры на глубинах порядка одного километра.

Прочие[править | править код]

По составу и происхождению различают прочие разновидности углей: альгинит, альгогелит, альгоколлинит, аттросеминит, богхед, витрен, витринит, гагат, гелит, гелитит, гелитолит, гумит, гумолит, десмит, дюрен, дюрит, интертинит, кальгинит, кардиф, касьянит, каустобиолит, кеннель, кларен, коллинит, коллоальгинит, коллоальголит, коллосеминит, коллофюзинит, кольм, ксилен, ксилинит, ксилоаттрит, ксиловитрен, ксилодесмит, кульм, кутинит, лейптинит, лигнит, лигнитит, липоид, липоидолит, липоидотит, липтобиолит, литотип, лопинит, метаантрацит, микринит, микстогумитит, микстогумолит, микстонит, паренхит, полуантрацит, резинит, сапрогумолит, сапроколлит, сапропелит, семиантрацит, семивитринит, семиколлинит, семинит, семителинит, семифюзен, семифюзинит, склеротинит, споринит, спорополинит, суберинит, тальгинит, телинит, телломоальгинит, телоколлинит, телосименит, телофюзинит, ультрадюрен, ультракларен, феллинит, фитерал, фюзен, фюзенит, фюзенолит, фюзинит, фюзит, фюзитит, черемхит, экзинит, электроуголь, юмит и другие.

Добыча[править | править код]

Способы добычи угля зависят от глубины его залегания. Разработка ведётся открытым способом в угольных разрезах, если глубина залегания угольного пласта не превышает ста 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 одной тысячи двухсот метров.
При обычной шахтной добыче около 40 % угля не извлекается. Применение новых методов шахтной добычи — длинный забой[en] — позволяет извлекать больше угля[6].

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

Мировая добыча ископаемого угля[en] достигла максимальной отметки 8254,9 млн тонн в 2013 году.
В октябре 2021года цена угля в КНР достигла 1982юаня ~302$тонну в результате общемирового дефицита и газа и угля[7].

Доказанные запасы[править | править код]

Доказанные запасы угля на 2014 год в млн тонн [8]

Страна Каменный уголь Бурый уголь Всего %
США 108501 128794 237295 26,62 %
Россия 49088 107922 157010 17,61 %
Китай 62200 52300 114500 12,84 %
Австралия 37100 39300 76400 8,57 %
Индия 56100 4500 60600 6,80 %
МИР 403199 488332 891531 100

Уголь в России[править | править код]

Большинство исследователей сходится во мнении, что активные геологоразведочные работы в России начались на рубеже XVII—XVIII веков. Во время одного из походов Петра I
залежи руды были обнаружены в окрестностях Донецкого бассейна. В 1700—1711 годах был учреждён Приказ рудокопных дел, в 1719-м — Берг-коллегия, которые руководили изучением недр страны[9]. Параллельно проходило строительство новых заводов, что стимулировало освоение Донецкого и ​​Кузнецкого бассейнов[10][11][12][13].

Значительное влияние на развитие угольной отрасли оказало строительство Транссибирской железной дороги, что способствовало смещению угольных центров страны на восток. Уже в 1896 году добыча угля в России составляла 569 млн пудов (9,1 млн т), что делало страну шестой в мире[14][10][15][16]. К 1913 году показатель достиг 36,1 млн т, 80 % из которых составлял каменный уголь, 16,4 % — антрацит. После Октябрьской революции объёмы выработки угля вернулись к показателям конца XIX века. Добытых в 1922 году 11,3 млн т угля было недостаточно для бесперебойной работы промышленности. Однако курс на форсированную индустриализацию предусматривал увеличение угледобычи до 160—170 млн т в год к концу первой пятилетки в 1933-м[9][17].

В ходе Великой Отечественной войны после введения в эксплуатацию 167 шахт и 13 разрезов мощностью в 90 млн тонн производительность отрасли стабильно роста. В 1958 году страна впервые стала мировым лидером по объёмам добычи угля — 493, 2 млн т. Через 30 лет угледобыча достигла своего пика составив — 771,8 млн т, что делало СССР третьей страной в мире после США и Китая[9][18][19].

Тем не менее оборудование постепенно устаревало, безопасность труда не соответствовала новым стандартам, из-за чего в 1989 году начались забастовки шахтёров в Междуреченске. Реструктуризация отрасли и задержки с выплатами зарплаты в 1990-х годах привели ещё к большей стагнации угольной промышленности[20][21]. Однако правительство ещё удерживало цены на энергоресурс, так как их рост грозил удорожанием некоторой промышленной продукции до 17 раз. Субсидии на поддержание отрасли в 1992—1993 годах составили $5—6 млрд, хотя только 6,3 % предприятий сферы работали с прибылью, а оборудование у большинства сильно устарело[22][23][24][25]. Для модернизации отрасли власти планировали закрыть минимум 90 шахт, но были ликвидированы более 1800 предприятий[26]. Добыча в Подмосковье практически прекратилась, на Кузбассе и Дальнем Востоке — снизилась на 39 %, на Урале — наполовину[21][27]. Оживление мирового рынка к 2010-му способствовало восстановлению объёмов добычи в стране до 323 млн т, а на Кузбассе она впервые достигла 185 млн т[28][26][29].

На 2020 год Министерство энергетики отчитывалось о 275,5 млрд т угольных запасов в 146 разведанных месторождениях. Однако российские производители разрабатывали только 17 % из них, так как добыча зачастую была невыгодна из-за суровых климатических условий и низкого качества продукта. Территориально крупнейшим бассейном является Канско-Ачинский (более 80 % буроугольных запасов страны). Крупнейшими месторождениями являются Бородинское, Березовское и Назаровское, заключающее 22 млрд т запасов угля. К другим крупным угольным базам относятся Абанское (30,6 млрд т), Итатское (19,4 млрд т), Урюпское (16,9 млрд т) и Барандатское (16,3 млрд т) месторождения. Крупнейшим по объёмам руды является Кузнецкий бассейн (70 млрд т), запасы которого отличаются высоким качеством. Руда Печорского бассейна преимущество каменная (40 %) с глубоким залеганием пластов. В Донецком бассейне расположены крупнейшие залежи антрацитов, но глубина их залегания превышает 1 км, а мощности пластов незначительна[30].

В 2020 году объёмы угледобычи в стране достигли 402,1 млн т, бо́льшую часть из них вырабатывали открытым способом. До 2035 года правительство планировало освоение новых месторождений в Якутии, Тыве, Хакасии, Забайкальском крае, Амурской и Кемеровской областях. Предположительно это обеспечит рост производительности угледобывающих предприятий до 485—668 млн т[31][32].

Тем не менее развитие угледобычи влечёт ухудшение экологической ситуации и здоровья граждан, на 2021-й ситуацию в профильных регионах уже называли катастрофической. Например, в некоторых городах Кемеровской области угольные разрезы находятся на расстоянии нескольких метров от жилых домов, необработанные отвалы приводят к подземным пожарам, а содержание вредных веществ в атмосфере может превышать норму в 7—11 раз[33][34][26][35]. Большая часть шахтного метана не улавливается, о чём свидетельствуют обнаруженные спутниками канадской компании GHGSat утечки на шахте Распадская в Кемеровской области — почти 90 тонн метана каждый час (764 тыс. т в год)[36][37][38].

Уже в 2012-м каждый второй российский шахтёр страдал минимум двумя профессиональными заболеваниями[39]. С наращиванием добычи росла и нагрузка на здравоохранение: только в Хакасии за 2010—2020 годы смертность от онкологических заболеваний выросла на 14,2 %. Наиболее распространены в регионах добычи рак лёгкого, трахеи и бронхов[40]. Аналогично в Кемеровской области в 2009—2018 годы смертность от злокачественных новообразований выросла на 4,5 %[41][42]. Уровень профессиональной заболеваемости в регионе в 2021 году превышал общероссийский в 8,8 раза. Смертность от болезней органов дыхания составляла 62 на 100 тысяч человек, против 39,5 в среднем по стране[43][44][45].

Уголь в Европе[править | править код]

Правительства европейских стран планируют снизить вред здоровью населения и экологии за счёт ликвидации угольных электростанций к 2040 году и полного отказа от использования угля к 2050-му. Хотя в 1990—2021 годах страны значительно сократили добычу каменного угля (с 277 до 57 млн т), на 2018-й регион оставался крупнейшим в мире производителем бурого угля[46][47][48]. Добыча велась в таких странах ЕС, как Польша, Германия, Чехия, Болгария, Венгрия, Греция, Румыния, Словакия, Словения. Всего в сектор обеспечивал 230 тыс. рабочих мест[49][50]. Именно высокая занятость в угольной промышленности составляла одну из главных сложностей в процессе перехода к безуглеродной экономике. Обеспечить трансформацию на социальном уровне был призван «Механизм справедливого перехода» (англ. Just Transition Fund), главной целью которого стала поддержка работников закрывающихся угольных шахт и электростанций, обеспечение профессиональной переподготовки[51][52][53]. Фонд планировал распределить 19,2 млрд евро на помощь бедным европейским странам, зависимым от дешёвого энергоресурса[54][55].

Другими механизмами, способствующими трансформации европейского энергетического сектора, являются: введение и повышение квот на выброс CO2, создание механизмов помощи в реструктуризации экономики, снижение себестоимости ветряной и солнечной энергии, сотрудничество с локальными профсоюзами, владельцами угольных компаний и другими заинтересованными сторонами[56][57][53]. Введение этих мер позволило в 2015—2020 годах снижать объёмы добычи в среднем на 3 % ежегодно. На конец этого периода показатель составлял 480 млн тонн[58][59]. Если в 1990-м бурый уголь добывали в 13 странах региона (671 млн тонн), то к 2021 году основная добыча приходилась на 6 из них: из 277 млн тонн 46 % обеспечивала Германия, Польша — 19 %, Чехия — 11 %, Болгария — 10 %, Румыния — 6 %, Греция — 4 %, остальные — только 3 %. Такие страны, как Испания Хорватия, Италия, Франция и Австрия за этот период полностью отказались от разработки бурого угля[60][61][62].

В начале 2020-х годов себестоимость угольной энергии оставалась сравнительно ниже, чем у выработанной на газе или возобновимых источниках. И уголь всё ещё обеспечивал около одной пятой энергетического баланса стран ЕС[48][51][49][50]. Ежегодное потребление угля в пересчёте на душу населения составляло 1,2 т, что было выше общемирового уровня (1 т). Так, в 2018-м на этом виде топлива было выработано 592 ТВт⋅ч, общая мощность каменноугольных электростанций достигала 99 ГВт, буроугольных — 52 ГВт[47][63]. Тем не менее половина из действовавших в 1990-х годах угольных электростанций была уже закрыта или имела установленную дату ликвидации[59]. Всего страны ЕС использовали в 2020-м в 144 млн т каменного угля (на 63 % меньше, тремя декадами ранее), в 2021 году — 160 млн т промпродукта. К основным потребителям относились Польша (41 %) и Германия (23 %), тогда как Франция, Нидерланды, Италия и Чехия расходовали по 3-6 %. Расход бурого угля в эти же годы составлял около 240 млн тонн и 277 млн тонн, основная доля которого приходилась на Германию, Польшу, Чехию, Болгарию, Румынию и Грецию[61].

Так как добыча угля в регионе сокращается быстрее, чем его потребление, страны региона сильно зависят от импорта энергоресурса: к 2020 году местные угледобывающие предприятия обеспечивали только 39 % потребности региона. Греция, Люксембург, Хорватия, Румыния, Кипр, Бельгия и Швеция импортировали больше необходимого для работы угольных электростанций, чтобы обеспечить чрезвычайный запас. Крупнейшим поставщиком региона являлась Россия, которая обеспечивала до 56 %[49][64][60][47]. С началом вторжения России на Украину в феврале 2022 года цены на все энергоресурсы начали расти. По сравнению с газом использование угля оставалось выгодным, даже с учётом квот на выбросы углекислого газа. Первые два месяца конфликта европейские страны продолжали импортировать российский уголь, но подобщественным давлением политики высказались за отказ от российского угля[65][66][67]. Сократить зависимость региона был призван пятый пакет антироссийских санкций, который ввёл запрет на закупку энергоносителей[68][69]. Европейские страны были вынуждены искать новых поставщиков и наращивать собственную добычу: на апрель 2022-го производство угля в пяти крупнейших европейских странах-производителях выросло на 27 % по сравнению с аналогичным периодом прошлого года[66]. Изменения в энергетическом секторе заставили общественность опасаться, что экологические цели властей не будут соблюдены, хотя политики заявляли о своих намерениях выполнить свои юридические обязательства по сокращению выбросов парниковых газов к 2030 году на 55 % по сравнению с 1990-м[70][71][72].

Мировой рынок угля[править | править код]

По данным на 2017 год, уголь занимал 16 место[73] в мировой торговле, по объёму стоимости. Общий объём рынка оценен в 122 млрд долл. США

Крупнейшими экспортерами выступили:

  • Австралия 39 % ($47 млрд долл. США)
  • Индонезия 16 % ($18,9 млрд долл. США)
  • Россия 13 % ($16,1 млрд долл. США)
  • США 8,7 % ($10,6 млрд долл. США)
  • Колумбия 6,3 % ($7,63 млрд долл. США)
  • ЮАР 5,1 % ($6,23 млрд долл. США)

Крупнейшими импортерами выступили:

  • Япония 16 % ($19,5 млрд долл. США)
  • Индия 16 % ($19,4 млрд долл. США)
  • Китай 15 % ($17,8 млрд долл. США)
  • Южная Корея 11 % ($13,3 млрд долл. США)
  • другие страны Азии ($5,68 млрд долл. США)

Крупнейшие производители угля (США):

Актуальность

Данные в этой статье приведены по состоянию на 2004 год.

Вы можете помочь, обновив информацию в статье.

Транспортировка угля баржами

В 2004 году добыча составляла:

  • Peabody Energy — 198 млн тонн. (в 2021 году — 130,1 млн тонн.)
  • Arch Coal — 123 млн тонн. (в 2021 году — 73,05 млн тонн.)
  • Consol Energy — 228 млн тонн. (в 2021 году — 23,86 млн тонн.)
  • Foundation — 61 млн тонн.
  • Massey — 42 млн тонн.

Потребление[править | править код]

Потребление угля в млн тонн.

Регион 2001 2005 2014[74]
Китай 1383 2757 1962
США 1060 1567 453
Индия 360 611 360
Япония 166 202 127
ЮАР 75 80 89
Россия 106 95 85
Остальной мир 2113 2262 806
ВСЕГО 5263 7574 3882

Применение[править | править код]

В Англии в 1735 году научились выплавлять чугун на угле. Применение каменного угля многообразно. Он используется как бытовое, энергетическое топливо, топливо для железнодорожного транспорта на паровой тяге, сырьё для металлургической и химической промышленности, а также для извлечения из него редких и рассеянных элементов.
Очень перспективным является сжижение (гидрогенизация) угля с образованием жидкого топлива. Для производства 1 т нефти расходуется 2—3 т каменного угля, в период эмбарго ЮАР практически полностью обеспечивала себя топливом за счёт этой технологии. Из каменных углей получают искусственный графит.

Экономика[править | править код]

Себестоимость угля на различных месторождениях сильно различается, так как большое влияние оказывают качество угля и стоимость транспортировки. В целом по России цены колеблются от 60-400 рублей за тонну (2000) до 600—1300 рублей за тонну (2008). На мировом рынке цена достигла $300 за тонну (2008)[75], а затем опустилась до 3500—3650 рублей за тонну (2010).

Газификация угля[править | править код]

Данное направление утилизации угля связано с его так называемым «неэнергетическим» использованием. Речь идёт о переработке угля в другие виды топлива (например, в горючий газ, среднетемпературный кокс и др.), предшествующей или сопутствующей получению из него тепловой энергии. Например, в Германии в годы Второй мировой войны технологии газификации угля активно применялись для производства моторного топлива. В ЮАР на заводе SASOL с использованием технологии слоевой газификации под давлением, первые разработки которой были также выполнены в Германии в 30—40-е годы XX века, в настоящее время из бурого угля производится более 100 наименований продукции. Данный процесс газификации известен также под названием «способ Lurgi».

В СССР технологии газификации угля, в частности, активно разрабатывались в Научно-исследовательском и проектно-конструкторском институте по проблемам развития Канско-Ачинского угольного бассейна (КАТЭКНИИуголь) с целью повышения эффективности использования канско-ачинских бурых углей. Сотрудниками института был разработан ряд уникальных технологий переработки низкозольных бурых и каменных углей. Данные угли могут быть подвержены энерготехнологической переработке в такие ценные продукты, как среднетемпературный кокс, способный служить заменителем классическому коксу в ряде металлургических процессов, горючий газ, пригодный, например, для сжигания в газовых котлах в качестве заменителя природного газа, и синтез-газ, который может использоваться при производстве синтетических углеводородных топлив. Сжигание топлив, получаемых в результате энерготехнологической переработки угля, даёт существенный выигрыш в показателях вредных выбросов относительно сжигания исходного угля.

После распада СССР КАТЭКНИИ уголь был ликвидирован, а сотрудники института, занимавшиеся разработкой технологий газификации угля, создали собственное предприятие. В 1996 году был построен завод по переработке угля в сорбент и горючий газ в Красноярске. В основу завода легла запатентованная технология слоевой газификации угля с обращённым дутьём (или обращённый процесс слоевой газификации угля). Этот завод работает и в настоящее время. Ввиду исключительно низких (по сравнению с традиционными технологиями сжигания угля) показателей вредных выбросов он свободно располагается неподалёку от центра города. В дальнейшем на основе этой же технологии был построен также демонстрационный завод по производству бытовых брикетов в Монголии (2008).

Некоторые характерные отличия технологии слоевой газификации угля с обращённым дутьём от прямого процесса газификации, одна из разновидностей которого (газификация под давлением) используется на заводе SASOL в ЮАР. Производимый в обращённом процессе горючий газ, в отличие от прямого процесса, не содержит продуктов пиролиза угля, поэтому в обращённом процессе не требуются сложные и дорогостоящие системы газоочистки. Кроме того, в обращённом процессе возможно организовать неполную газификацию (карбонизацию) угля. При этом производятся сразу два полезных продукта: среднетемпературный кокс (карбонизат) и горючий газ. Преимуществом прямого процесса газификации, с другой стороны, является его более высокая производительность. В период наиболее активного развития технологий газификации угля (первая половина XX века) это обусловило практически полное отсутствие интереса к обращённому процессу слоевой газификации угля. Однако в настоящее время рыночная конъюнктура такова, что стоимость одного только среднетемпературного кокса, производимого в обращённом процессе газификации угля (при карбонизации), позволяет компенсировать все затраты на его производство. Попутный продукт — горючий газ, пригодный для сжигания в газовых котлах с целью получения тепловой и/или электрической энергии, — в этом случае имеет условно нулевую себестоимость. Это обстоятельство обеспечивает высокую инвестиционную привлекательность данной технологии.

Ещё одной известной технологией газификации бурого угля, является энерготехнологическая переработка угля в среднетемпературный кокс и тепловую энергию в установке с псевдоожиженным (кипящим) слоем топлива. Важным преимуществом данной технологии является возможность её реализации путём реконструкции типовых угольных котлов. При этом сохраняется на прежнем уровне производительность котла по тепловой энергии. Подобный проект реконструкции типового котла реализован, например, на разрезе «Берёзовский» (Красноярский край, Россия). В сравнении с технологией слоевой газификации угля энерготехнологическая переработка угля в среднетемпературный кокс в псевдоожиженном слое отличается существенно более высокой (в 15—20 раз выше) производительностью[76].

Сжижение угля[править | править код]

Сжижение угля — технология получения жидкого топлива из угольного сырья. Позволяет использовать традиционные потребители бензина (например, автотранспорт) в условиях нехватки нефти.
Это общий термин для семейства процессов производства жидкого топлива из угля.

Энергетика[править | править код]

Роль угля в энергетическом балансе

В России в 2005 году доля угля в энергобалансе страны составляла около 18 процентов (в среднем по миру 39 %), в производстве электроэнергии — немногим более 20 процентов. Доля угля в топливном балансе РАО ЕЭС составила в 2005 году 26 %, а газа — 71 %. В связи с высокими мировыми ценами на газ российское правительство намеревалось увеличить долю угля в топливном балансе РАО ЕЭС до 34 % к 2010 году, однако данным планам не суждено было сбыться из-за прекращения деятельности РАО ЕЭС в 2008 году.

Трудности использования угля в качестве энергетического топлива

Несмотря на происходящие экономические изменения, стоимость одной тонны условного топлива (т. у. т.) на угле в большинстве случаев является самой низкой по сравнению с мазутом и газом. Основная трудность использования угля состоит в высоком уровне выбросов от сжигания угля — газообразных и твёрдых (зола).
В большинстве развитых стран, впрочем, и в России, действуют жёсткие требования по уровню выбросов, допустимых при сжигании угля. В странах ЕС используются жёсткие штрафные санкции к ТЭЦ, превышающим нормы (вплоть до 50 евро за каждый выработанный МВт*ч электроэнергии).
Выходом из ситуации является использование различных фильтров (например, электрофильтров) в газоходах котлов, либо сжигание угля в виде водоугольных суспензий (Водоугольное топливо)[77]. В последнем случае из-за более низкой температуры горения угля существенно (до 70 %) снижаются выбросы оксидов NOx (температурный NOx).
Зола, получаемая от сжигания угля, в ряде случаев может быть использована в строительной индустрии. Ещё в СССР были разработаны ГОСТы, предусматривающие добавку золы в шлакопортландцементы. Трудность использования золы заключается в том, что удаление золы происходит в большинстве случаев путём гидрозолоудаления, что затрудняет её погрузку для дальнейшей транспортировки и использования.

Удельная теплота сгорания угля в сравнении с другими веществами[править | править код]

Вещество Удельная теплота сгорания, МДж/кг
Порох 2,9 — 5,0
Торф 8,1
Дрова (березовые, сосновые) 10,2
Уголь бурый 15,0
Метанол 22,7
Спирт этиловый 25,0
Уголь каменный 29,3
Условное топливо 29,31 (7000 ккал/кг)
Уголь древесный 31,0
Мазут 39,2
Нефть 41,0
Дизельное топливо 42,7
Керосин 43
Бензин 44,0
Этилен 48,0
Пропан 47,54
Метан 50,1
Водород 120,9

Влияние на здоровье шахтёров[править | править код]

Ископаемый уголь содержит вредные тяжёлые металлы, такие как ртуть и кадмий (концентрация от 0,0001 до 0,01 % от массы)[источник не указан 3347 дней].

При подземной добыче угля запылённость воздуха может превышать ПДК в сотни раз[78][79]. При тех условиях работы, которые имеются в шахтах, непрерывная носка респираторов практически невозможна (они при каждом сильном загрязнении требуют быстрой смены на чистые новые маски респираторов, не дают общаться и т. п.), что не позволяет использовать их как средство надёжной профилактики необратимых и неизлечимых профессиональных заболеваний — силикоза, пневмокониоза (и др.). Поэтому для надёжной защиты здоровья шахтёров и рабочих углеперерабатывающих предприятий в США используют более эффективные средства коллективной защиты[80][81].

Влияние на экологию Земли[править | править код]

Пазлинка и перо

Этот раздел статьи ещё не написан.

Здесь может располагаться отдельный раздел. Помогите Википедии, написав его. (14 мая 2021)

В развитых странах мира ширится движение за полную отмену использования угля для генерации электроэнергии. Так, выступая в преддверии Конференции ООН по изменению климата (COP26)[en],
британский министр бизнеса, энергетики и промышленной стратегии Алок Шарма призвал к полному отказу от использования угля в энергетике. По мнению Шармы, развитые страны должны взять на себя инициативу и помочь развивающимся странам отказаться от использования угля. В частности, Шарма призвал банки и другие финансовые институты отказаться от предоставления займов на строительство угольных электростанций[82].

См. также[править | править код]

  • Водоугольное топливо
  • Древесный уголь
  • Зольность
  • Макромолекула угля
  • Мировые запасы угля
  • Паровой грузовик
  • Пищевые добавки
  • Список стран по добыче угля
  • Угольный разрез

Примечания[править | править код]

  1. Топливо и его характеристики. Дата обращения: 10 ноября 2012. Архивировано 30 декабря 2012 года.
  2. Уголь Архивная копия от 31 мая 2019 на Wayback Machine в БРЭ.
  3. The Department of Energy’s USA. Дата обращения: 8 октября 2010. Архивировано 29 октября 2010 года.
  4. Запасы углей стран мира / Железнова Н. Г., Кузнецов Ю. Я., Матвеев А. К., Череповский В. Ф., М.: Недра, 1983. — С.128
  5. Пригоровский М. М. Ископаемые угли СССР // Наука и жизнь : журнал. — 1935. — Январь (№ 1). — С. 24.
  6. Understanding Energy and Energy, Timothy F. Braun and Lisa M. Glidden 2014
  7. Цены на уголь в Китае выросли до очередного рекорда. Дата обращения: 29 декабря 2021. Архивировано 29 декабря 2021 года.
  8. BP Statistical Review of World Energy June 2014.xlsx Архивировано 22 июня 2014 года. // BP: Energy economics Архивная копия от 5 сентября 2014 на Wayback Machine
  9. 1 2 3 Грунь В. Д., Рожков А. А. Основные вехи в истории развития угольной промышленности России // Горная промышленность. Архивировано 27 марта 2022 года.
  10. 1 2 К 300-летию Кузбасса: история промышленного освоения // Федеральное агентство по недропользованию. Архивировано 21 мая 2022 года.
  11. Биюшкина Н. И., Остроумов Н. В., Сосенков Ф. С. Возникновение и развитие правовой регламентации и организации управления угольной промышленностью в Российском государстве (конец XVII – XVIII вв.) // Уголь. — 2021. Архивировано 27 марта 2022 года.
  12. Формирование жизненного цикла угольной промышленности Донбасса // Экономика промышленности. — 2009. Архивировано 27 марта 2022 года.
  13. Небратенко Г. Г., Смирнова И. Г., Фойгель Е. И., Студеникина С. В. История Донецкого угольного бассейна в досоветский период // Уголь. — 2021. Архивировано 27 марта 2022 года.
  14. Щадов М. И. Анализ закономерностей развития форм собственности в угольной промышленности в XIX веке // Вестник Иркутского государственного технического университета. — 2003. Архивировано 27 марта 2022 года.
  15. Новак А. Угольная промышленность России: история на века // Энергетическая политика. Архивировано 27 марта 2022 года.
  16. От огня и воды к электричеству / Плачков И. В. — ЕнергоВсесвіт, 2013. Архивировано 28 мая 2022 года.
  17. Петров И. М. Угольная промышленность России до революции 1917 года // Горная промышленность. — 2019. Архивировано 29 марта 2022 года.
  18. Баева М. А., Хансанамян З. З. Кузбасс фронту: сибирский тыл в годы великой отечественной войны. Алтайский государственный медицинский университет (2020). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 4 июля 2022 года.
  19. Баканов С. А. Угольная промышленность Урала в годы Великой Отечественной войны // Уральский исторический вестник. — 2011. Архивировано 5 апреля 2022 года.
  20. Шахтёрская трагедия. Кто автор? «Советская Россия» (30 октября 2003). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 16 февраля 2020 года.
  21. 1 2 Хорошилова Л. С., Тараканов А. В. Хорошилов А. В. Состояние безопасности труда в угольной промышленности Кузбасса (90-е годы XX В. – первое десятилетие XXI В. ) // Вестник научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. — 2013. Архивировано 22 сентября 2022 года.
  22. Краснянский Г. Георгий Краснянский: «Реструктуризацию угольной промышленности России следует изучать в профильных вузах». Forbes (2017). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 27 августа 2022 года.
  23. Воронин Д. В. Влияние реструктуризации угольной промышленности на социально-политические процессы в Кузбассе в 1990-е гг // Вестник Томского государственного университета. История. — 2008. Архивировано 28 марта 2022 года.
  24. Сальникова Е. Б., Гринева М. Н. Угольная промышленность России в условиях ориентации на углеродно нейтральную экономику // Universum: экономика и юриспруденция. — 2022. Архивировано 28 марта 2022 года.
  25. О кризисной ситуации в угольной промышленности. Государственная Дума (20 мая 1998). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 28 марта 2022 года.
  26. 1 2 3 Чурашев В. Н., Маркова В. М. Уголь в XXI веке: из темного прошлого в светлое будущее // Всероссийский экономический журнал ЭКО. — 2011. Архивировано 20 сентября 2022 года.
  27. Соловенко И. С. Проблемы в угольной промышленности как фактор роста протестного движения шахтёров Кузбасса во время перехода к рынку (1992-1999 гг.) // Вестник Томского государственного университета. История. — 2012. Архивировано 28 марта 2022 года.
  28. Перевалка угля: экологические особенности в Дальневосточном регионе. Восточный экономический форум (5 сентября 2019). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 15 марта 2022 года.
  29. Писаренко М. В. Угольная промышленность России в долгосрочной перспективе // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2012. Архивировано 28 марта 2022 года.
  30. Киселев, 2020.
  31. Постановление правительства о развитии области, 2020.
  32. Тихонов С. Какое будущее ожидает российский уголь. Специальный проект rg.ru «События года» (7 января 2021). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 18 августа 2022 года.
  33. Сливак, 2020, pp. 2—5, 26—35, 40—45.
  34. В Кузбассе жители Киселёвска, часть которых просилась в Канаду, потребовали расселить весь город. Сибирь.Реалии (20 июня 2019). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 2 апреля 2022 года.
  35. “Временщиков наша жизнь не волнует”. Сибирь.Реалии (24 октября 2018). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 2 апреля 2022 года.
  36. Огромные российские утечки метана требуют чрезвычайных мер? Так ли это? REGNUM (6 августа 2021). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 2 апреля 2022 года.
  37. Satellite spots world’s ‘largest’ methane leak in a Russian coal mine. CCN (15 июня 2022). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 15 июня 2022 года.
  38. “Ученые маскируют свой страх”. Почему академики хотели скрыть данные о плохой экологии. Сибирь.Реалии (31 марта 2021). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 26 января 2022 года.
  39. Хорошилова Л. С., Трофимова И. В. Здоровье работников угольной отрасли и ее влияние на демографическую ситуацию в Кемеровской области // Вестник Кемеровского государственного университета. — 2012. Архивировано 20 сентября 2022 года.
  40. Как угледобыча уничтожает коренные народы Cибири. АДЦ «Мемориал» (7 августа 2020). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 20 сентября 2022 года.
  41. Козловский C. Как добыча угля изменила Сибирь. Вид из космоса. Би-би-си (5 января 2020). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 24 июня 2022 года.
  42. Гудимов Д. В., Чемезов Е. Н. Профессиональные заболевания в угольной промышленности республики Саха (Якутия) // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2014. Архивировано 20 сентября 2022 года.
  43. Коротенко О. Ю., Панев Н. И., Филимонов Е. С., Панев Р. Н. Структурно-функциональные изменения сердца у работников угольной промышленности // Медицина в Кузбассе. — 2021. Архивировано 20 сентября 2022 года.
  44. Черный снег Кузбасса. Как добыча угля губит природу и здоровье людей. Deutsche Welle (26 октября 2019). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 20 января 2022 года.
  45. Хорошилова Л. С., Табакаева Л. М., Скалозубова Л. Е. К вопросу о профессиональной заболеваемости населения Кузбасса в 2005 2010 годах // Вестник Кемеровского государственного университета. — 2012. Архивировано 20 сентября 2022 года.
  46. European Association for Coal and Lignite, 2021, pp. 14—18.
  47. 1 2 3 Coal industry across Europe, 2020, pp. 15—20.
  48. 1 2 How coal production and use has changed in Europe. World Economic Forum (19 августа 2021). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 13 августа 2022 года.
  49. 1 2 3 Coal production and consumption statistics. Eurostat (2022). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 21 января 2022 года.
  50. 1 2 CAN Europe, 2016, с. 1—10.
  51. 1 2 Coal regions in transition. European Commission (2021). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 23 августа 2022 года.
  52. About the initiative. European Commission (2022). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 16 августа 2022 года.
  53. 1 2 [https://unfccc.int/sites/default/files/resource/HR-03-06-2020%20EU%20Submission%20on%20Long%20term%20strategy.pdf Submission by Croatia and the European Commission on behalf of the
    European Union and its Member States] (англ.) // d the European Commission. — 2020. Архивировано 1 сентября 2022 года.
  54. Coal industry across Europe, 2020, pp. 1—7.
  55. The Just Transition Fund. European Commission (2019). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 1 сентября 2022 года.
  56. European Association for Coal and Lignite, 2021, pp. 1—7.
  57. Why EU just transition cash must match climate ambition. Inside the global transition to net zero (16 ноября 2020). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 27 сентября 2022 года.
  58. Coal Regions. Europe Beyond Coal (2021). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 19 мая 2022 года.
  59. 1 2 Azau, 2021, pp. 5—7.
  60. 1 2 Coal production and consumption decreased by a third in 2 years. Eurostat (10 августа 2021). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 3 августа 2022 года.
  61. 1 2 Production of lignite in the EU – statistics. Eurostat (2021). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 21 июня 2022 года.

  62. Coal production and consumption see rebound in 2021. Eurostat (10 августа 2021). Дата обращения: 2 мая 2022.
  63. European Association for Coal and Lignite, 2021, pp. 7—14.
  64. Coal production and consumption see rebound in 2021. Eurostat (2 мая 2022). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 3 августа 2022 года.
  65. Slovenia adopts coal plan. Climate Action Network (13 января 2022). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 16 августа 2022 года.
  66. 1 2 FACTBOX: Ukraine conflict boosts Europe’s clean energy ambition amid headwinds. SPGlobal (1 июня 2022). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 3 августа 2022 года.
  67. Global coal prices surge as Ukraine tensions worsen supply woes. Reuters (28 января 2022). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 3 августа 2022 года.
  68. Slovakia backs Russian energy import ban, despite dire consequences. Efficacité et Transparence des Acteurs Européens (11 марта 2022). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 19 августа 2022 года.
  69. Factbox: What are Europe’s options in case of Russian gas disruption? Reuters. (27 января 2022). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 24 августа 2022 года.
  70. Why the war in Ukraine is driving up Europe’s use of coal—and its price. Economist (9 мая 2022). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 17 августа 2022 года.
  71. Will Ukraine war revitalise coal – world’s dirtiest fossil fuel? Al Jazeera Media (25 марта 2022). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 3 августа 2022 года.
  72. Ukraine crisis threatens climate goal if coal returns, MSCI says. Reuters (17 мая 2022). Дата обращения: 18 августа 2022. Архивировано 3 августа 2022 года.
  73. Мировой экспорт и импорт угля по данным atlas.media.mit.edu. Дата обращения: 3 марта 2019. Архивировано 2 апреля 2019 года.
  74. Динамика потребления угля с 1985 по 2014 год по странам. Дата обращения: 3 марта 2019. Архивировано 6 марта 2019 года.
  75. РБК daily от 08.04.2008 :: Индустрия :: Сырьевая лихорадка
  76. Энерготехнологическая компания Сибтермо. Дата обращения: 23 марта 2009. Архивировано из оригинала 19 марта 2009 года.
  77. «Fundamentals of highly loaded coal water slurries.» Архивировано 4 апреля 2015 года. CRC Press, Taylor and Francis Group, London, UK. A Balkema Book 2013 p105-114.]
  78. Дрёмов, Алексей Викторович. Обоснование рациональных параметров обеспыливания в комбайновом проходческом забое : диссертация кандидата технических наук : 05.26.01; [Место защиты: Моск. гос. гор. ун-т]. — Москва, 2010. — 148 с
  79. Кузьмичёв А. С. ред. «Справочник по борьбе с пылью в горонодобывающей промышленности» М.: Недра, 1982. — 240с.
  80. Jay Colinet, James P. Rider, Jeffrey M. Listak, John A. Organiscak and Anita L. Wolfe. Best Practices for Dust Control in Coal Mining National Institute for Occupational Safety and Health. Pittsburgh, PA; Spokane, WA. DHHS (NIOSH) Publication No. 2010—110 2010p, 84 c. Перевод: Лучшие способы снижения запылённости в угольных шахтах 2010 PDF Wiki
  81. Andrew B. Cecala, Andrew D. O’Brien, Joseph Schall et al. Dust Control Handbook for Industrial Minerals Mining and Processing National Institute for Occupational Safety and Health. Pittsburgh, PA; Spokane, WA. DHHS (NIOSH) Publication No. 2012—112 2012p, 312 c. Перевод: Руководство по защите от пыли при добыче и переработке полезных ископаемых 2012 PDF Wiki
  82. COP26: Alok Sharma urges nations to banish coal Архивная копия от 14 мая 2021 на Wayback Machine, BBC, 14.05.2021

Литература[править | править код]

  • Вуколов С. П., Менделеев Д. И. Уголь каменный // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  • Левинсон-Лессинг Ф. Ю. Каменный уголь // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.

Ссылки[править | править код]

  • Виртульный музей угля — Кемеровский НЦ.

Добавить комментарий