Ogļu ieguve
Ogļu ieguves metodes ir atkarīgas no tā sastopamības dziļuma. Attīstība tiek veikta atklātā veidā ogļraktuvēs, ja ogļu sēnes dziļums nepārsniedz simts metrus. Nereti ir arī gadījumi, kad, arvien padziļinot ogļu bedres, turpmāk izdevīgi ir ogļu atradnes izveide ar pazemes metodi. Raktuves izmanto ogļu ieguvei no liela dziļuma. Krievijas Federācijas dziļākās raktuves iegūst ogles no nedaudz vairāk nekā tūkstoš divsimt metru līmeņa.
Tradicionālajā raktuvju ražošanā aptuveni 40% ogļu netiek iegūti. Jaunu ieguves metožu izmantošana - longwall - ļauj iegūt vairāk ogļu.
Kopā ar oglēm ogļu atradnēs ir daudzu veidu ģeoresursi, kuriem ir patērētāja nozīme. Tie ietver saimniekiežus kā izejvielas būvniecības nozarei, gruntsūdeņus, ogļu slāņa metānu, retus un mikroelementus, tostarp vērtīgus metālus un to savienojumus. Piemēram, dažas ogles ir bagātinātas ar germāniju.
2013. gadā sasniedza 8254,9 miljonus tonnu.
ogļu veidošanās
Dažādos laikos un dažādās vietās Zemes ģeoloģiskajā pagātnē mitrāju zemienēs ir bijuši blīvi meži. Dabisku procesu, piemēram, plūdu, dēļ šie meži tika aprakti zem zemes. Augsnes slānim virs tiem palielinoties, spiediens pieauga. Temperatūra arī paaugstinājās, kad tā pazeminājās. Šādos apstākļos augu materiāls tika pasargāts no bioloģiskās noārdīšanās un oksidēšanās. Augu piesaistītais ogleklis milzīgajos kūdras laukos galu galā tika pārklāts un dziļi aprakts ar nogulumiem. Augstā spiedienā un augstā temperatūrā mirušā veģetācija pakāpeniski pārvēršas oglēs. Tā kā ogles lielākoties ir ogleklis, mirušās veģetācijas pārvēršanu kokoglē sauc par karbonizāciju.
Akmeņogles veidojas, kad pūstošais augu materiāls uzkrājas ātrāk, nekā tas spēj bakteriāli sadalīties. Ideāla vide tam tiek radīta purvos, kur stāvošs ūdens, kas ir nabadzīgs ar skābekli, novērš baktēriju dzīvībai svarīgo darbību un tādējādi aizsargā augu masu no pilnīgas iznīcināšanas. Noteiktā procesa stadijā izdalītās skābes novērš turpmāku baktēriju darbību. Lūk, kā kūdra - sākotnējais produkts ogļu veidošanai. Ja pēc tam tā tiek aprakta zem citiem nogulumiem, tad kūdra tiek saspiesta un, zaudējot ūdeni un gāzes, pārvēršas akmeņoglēs.
Zem viena kilometra biezu nogulumu slāņu spiediena no 20 metru kūdras slāņa tiek iegūts 4 metrus biezs brūnogļu slānis. Ja augu materiāla apbedīšanas dziļums sasniedz trīs kilometrus, tad tas pats kūdras slānis pārtaps 2 metrus biezā ogļu slānī. Lielākā dziļumā, apmēram sešus kilometrus, un augstākā temperatūrā 20 metrus garš kūdras slānis kļūst par 1,5 metrus biezu antracīta slāni.
Ogļu veidošanai ir nepieciešama bagātīga augu masas uzkrāšanās. Senajos kūdras purvos, sākot no devona perioda (apmēram pirms 400 miljoniem gadu), uzkrājās organiskās vielas, no kurām bez skābekļa pieejamības veidojās fosilās ogles. Lielākā daļa komerciālo fosilo ogļu atradņu ir no šī perioda, lai gan pastāv arī jaunākas atradnes. Tiek lēsts, ka senāko ogļu vecums ir aptuveni 300–400 miljoni gadu.
Liela apjoma ogļu veidošanās, visticamāk, apstājās pēc sēnīšu parādīšanās, jo sēņu baltā puve pilnībā sadala lignīnu.
Karbona plašās, seklās jūras nodrošināja ideālus apstākļus ogļu veidošanai, lai gan ogles ir zināmas lielākajā daļā ģeoloģisko periodu.Izņēmums ir ogļu plaisa Permas-Triasa izzušanas notikuma laikā, kur ogles ir reti sastopamas. Tiek uzskatīts, ka pirmskembrija slāņos atrastās ogles, kas ir agrākas par sauszemes augiem, ir radušās no aļģu paliekām.
Zemes garozas kustības rezultātā ogļu šuves piedzīvoja pacelšanos un locīšanu. Laika gaitā paceltās daļas tika iznīcinātas erozijas vai spontānas aizdegšanās dēļ, savukārt nolaistās tika saglabātas plašos seklos baseinos, kur ogles atrodas vismaz 900 metrus virs zemes virsmas. Biezāko ogļu šuvju veidošanās ir saistīta ar zemes virsmas apgabaliem, kuru zonā notika ievērojama bitumena masu aizplūšana, piemēram, Hetkrīkā (angļu valodā). (Kanāda), ogļu šuvju pakas kopējais biezums sasniedz 450 m.
Ietekme uz kalnraču vidi un veselību
Fosilās ogles satur kaitīgus smagos metālus, piemēram, dzīvsudrabu un kadmiju (koncentrācija no 0,0001 līdz 0,01 % no svara)[avots nav norādīts 2077 dienas].
Pazemes ogļu ieguves laikā putekļu saturs gaisā var simtiem reižu pārsniegt MPC. Raktuvēs esošajos darba apstākļos respiratoru nepārtraukta nēsāšana praktiski nav iespējama (ar katru nopietnu piesārņojumu tie prasa ātru nomaiņu, lai notīrītu jaunas respiratoru maskas, neļauj sazināties utt.), kas neļauj tos lietot. kā līdzeklis neatgriezenisku un neārstējamu arodslimību - silikozes, pneimokoniozes (u.c.) uzticamai profilaksei. Tāpēc, lai droši aizsargātu ogļraču un ogļu pārstrādes uzņēmumu darbinieku veselību ASV, tiek izmantoti efektīvāki kolektīvās aizsardzības līdzekļi.
Klasifikācija, veidi
Ogles iedala spīdīgās, daļēji spīdīgās, pusmatētās, matētās. Parasti spīdīgie akmeņogļu veidi ir ar zemu pelnu saturu, jo tajā ir nenozīmīgs minerālu piemaisījumu saturs.
Starp ogļu organisko vielu struktūrām izšķir 4 veidus (telinīts, postilinīts, prekolinīts un kolinīts), kas ir viena lignīnu - celulozes audu - sadalīšanās procesa secīgi posmi. Akmeņogļu ģenētiskajās grupās papildus šiem četriem veidiem ir iekļautas arī leuptinīta ogles. Katra no piecām ģenētiskajām grupām pēc ogļu mikrokomponentu vielas veida ir sadalīta atbilstošās klasēs.
Ir daudz veidu ogļu klasifikācijas: pēc materiāla sastāva, petrogrāfiskā sastāva, ģenētiskā, ķīmiski tehnoloģiskā, rūpnieciskā un jauktā. Ģenētiskās klasifikācijas raksturo ogļu uzkrāšanās apstākļus, reālo un petrogrāfisko - to materiālo un petrogrāfisko sastāvu, ķīmiski tehnoloģisko - ogļu ķīmisko sastāvu, veidošanās un rūpnieciskās apstrādes procesus, rūpniecisko - tehnoloģisko ogļu veidu grupēšanu atkarībā no ogļu veidu prasībām. nozare. Ogļu iegulu raksturošanai izmanto ogļu klasifikācijas šuvēs.
Ogļu rūpnieciskā klasifikācija
Akmeņogļu rūpnieciskā klasifikācija atsevišķās valstīs ir balstīta uz dažādiem ogļu īpašību un sastāva parametriem: ASV akmeņogles klasificē pēc sadegšanas siltuma, fiksētā oglekļa satura un relatīvā gaistošo vielu satura, Japānā - atbilstoši degšanas siltumam, tā sauktajiem degvielas koeficientiem un koksu stiprumam, vai nespēju koksēt. PSRS kā galvenā industriālā klasifikācija bija tā sauktā Doņeckas klasifikācija, ko gadā izstrādāja V. S. Krims. To dažreiz sauc par "firmas zīmolu", un tajā pašā laikā tas ir ģenētisks, jo par pamatu ņemtās ogļu īpašību izmaiņas atspoguļo to saistību ar ogļu organisko vielu ģenētisko attīstību.
noguldījumi
| Valsts | Ogles | Brūnogles | Kopā | % |
|---|---|---|---|---|
| ASV | 111 338 | 135 305 | 246 643 | 27,1 |
| Krievija | 49 088 | 107 922 | 157 010 | 17,3 |
| Ķīna | 62 200 | 52 300 | 114 500 | 12,6 |
| Indija | 90 085 | 2360 | 92 445 | 10,2 |
| Austrālija | 38 600 | 39 900 | 78 500 | 8,6 |
| Dienvidāfrika | 48 750 | 48 750 | 5,4 | |
| Ukraina | 16 274 | 17 879 | 34 153 | 3,8 |
| Kazahstāna | 28 151 | 3128 | 31 279 | 3,4 |
| Polija | 14 000 | 14 000 | 1,5 | |
| Brazīlija | 10 113 | 10 113 | 1,1 | |
| Vācija | 183 | 6556 | 6739 | 0,7 |
| Kolumbija | 6230 | 381 | 6611 | 0,7 |
| Kanāda | 3471 | 3107 | 6578 | 0,7 |
| čehu | 2094 | 3458 | 5552 | 0,6 |
| Indonēzija | 740 | 4228 | 4968 | 0,5 |
| Turcija | 278 | 3908 | 4186 | 0,5 |
| Madagaskara | 198 | 3159 | 3357 | 0,4 |
| Pakistāna | 3050 | 3050 | 0,3 | |
| Bulgārija | 4 | 2183 | 2187 | 0,2 |
| Taizeme | 1354 | 1354 | 0,1 | |
| Ziemeļkoreja | 300 | 300 | 600 | 0,1 |
| Jaunzēlande | 33 | 538 | 571 | 0,1 |
| Spānija | 200 | 330 | 530 | 0,1 |
| Zimbabve | 502 | 502 | 0,1 | |
| Rumānija | 22 | 472 | 494 | 0,1 |
| Venecuēla | 479 | 479 | 0,1 | |
| Kopā | 478 771 | 430 293 | 909 064 | 100,0 |
Akmeņogles koncentrējas Doņeckas ogļu baseinā un Ļvovas-Voļinas ogļu baseinā (Ukraina); Karaganda (Kazahstāna); Dienvidjakutska, Minusinska, Bureinskis, Tungusskis, Ļenskis, Taimirskis (Krievija); Apalači, Pensilvānija (Ziemeļamerika), Lejasreina-Vestfāle (Rūra - Vācija); Augšsilēzija, Ostrava-Karvinska (Čehija un Polija); Shanxi baseins (Ķīna), Dienvidvelsas baseins (Lielbritānija).
No lielākajiem ogļu baseiniem, kuru rūpnieciskā attīstība aizsākās 18.-19. gadsimtā, izceļas Centrālā Anglija, Dienvidvelsa, Skotija un Ņūkāsla (Lielbritānija); Vestfālenes (Rūras) un Zārbrikenes baseini (Vācija); Beļģijas un Ziemeļfrancijas noguldījumi; Saint-Etienne (Francija) baseini; Silēzija (Polija); Doņeckas baseins (Ukraina).
Izglītība
Akmeņogles veidojas no augu organisko atlieku sadalīšanās produktiem, kas ir piedzīvojuši izmaiņas (metamorfismu) zemes garozas apkārtējo iežu augsta spiediena un salīdzinoši augstas temperatūras apstākļos.
Kad ogles saturošais slānis tiek iegremdēts dziļumā paaugstināta spiediena un temperatūras apstākļos, notiek konsekventa organiskās masas transformācija, mainās tās ķīmiskais sastāvs, fizikālās īpašības un molekulārā struktūra. Visas šīs pārvērtības sauc par "reģionālo ogļu metamorfismu". Metamorfisma pēdējā (augstākajā) stadijā ogles pārvēršas antracītā ar izteiktu grafīta kristālisko struktūru. Papildus reģionālajai metamorfismai dažkārt (retāk) notiek transformācijas siltuma ietekmē no magmatiskajiem iežiem, kas atrodas blakus ogles saturošiem slāņiem (virs vai zem tiem) - termiskā metamorfisms, kā arī tieši ogļu šuvēs - kontaktmetamorfisms. Metamorfisma pakāpes palielināšanos ogļu organiskajās vielās nosaka pastāvīgs oglekļa relatīvā satura pieaugums un skābekļa un ūdeņraža satura samazināšanās. Konsekventi samazinās gaistošo vielu iznākums (no 50 līdz 8% sausā bezpelnu stāvoklī), mainās arī degšanas siltums, spēja saķepināt un ogļu fizikālās īpašības. Jo īpaši lineāri mainās spīdums, atstarošanas spēja, ogļu tilpuma blīvums un citas īpašības. Citas svarīgas fizikālās īpašības (porainība, blīvums, salipšana, degšanas siltums, elastības īpašības utt.) mainās atbilstoši izteiktiem paraboliskiem vai jauktiem likumiem.
Kā optiskais kritērijs ogļu metamorfisma stadijai tiek izmantots atstarošanas indekss; to izmanto arī naftas ģeoloģijā, lai noteiktu nogulumu slāņu katagēno transformāciju stadiju. Eļļas iegremdēšanas atstarošanās spēja (R0) pastāvīgi palielinās no 0,5–0,65% D kategorijas akmeņoglēm līdz 2–2,5% T kategorijas akmeņoglēm.
Ogļu blīvums un porainība ir atkarīga no petrogrāfiskā sastāva, minerālu piemaisījumu daudzuma un rakstura, kā arī metamorfisma pakāpes. Vislielākais blīvums (1300–1500 kg/m³) fusinītu grupas komponentiem ir raksturīgs vitrinītu grupai (1280–1300 kg/m³). Blīvuma izmaiņas, palielinoties metamorfisma pakāpei, notiek paraboliskā likumā ar inversiju pārejas zonā uz taukaino grupu; zema pelnu satura izpausmēs tas samazinās no ogļu kategorijas D līdz Zh kategorijai vidēji no 1370 līdz 1280 kg/m³ un pēc tam secīgi palielinās oglēm T līdz 1340 kg/m³.
Ogļu kopējā porainība mainās arī saskaņā ar galējiem likumiem; Doņeckas oglēm D tas ir 14–22%, akmeņoglēm K 4–8% un palielinās (iespējams, atslābšanas dēļ) līdz 10–15% akmeņoglēm T.Poras oglēs iedala makroporās (vidējais diametrs 500×10–10 m) un mikroporās (5–15×10–10 m). Atstarpi aizņem mezoporas. Porainība samazinās, palielinoties metamorfisma stadijai. Endogēnā (izstrādāta ogļu veidošanās laikā) plaisāšana, ko aprēķina pēc plaisu skaita uz katriem 5 cm spīdīgām oglēm, ir atkarīga no ogļu metamorfisma stadijas: brūnoglēm pārejot uz ilgu liesmu, tas palielinās līdz 12 plaisām. oglēm un ir maksimāli 35–60 koksa oglēm un secīgi samazinās līdz 12–15 plaisām pārejā uz antracītu. Tam pašam ogļu elastības īpašību izmaiņu modelim ir pakārtoti Janga modulis, Puasona koeficients, bīdes (bīdes) modulis un ultraskaņas ātrums. Akmeņogļu mehānisko izturību raksturo to drupināmība, trauslums un cietība, kā arī īslaicīga spiedes izturība.
Lietošana
Akmeņogles izmanto kā tehnoloģisku, enerģētiski tehnoloģisku un enerģētisko izejvielu koksa un puskoksa ražošanā saistībā ar daudzu ķīmisko produktu ražošanu no tiem (naftalīns, fenols, piķis utt.), uz kuru pamata mēslojums, plastmasa, sintētiskās šķiedras, lakas, krāsas un tā tālāk.
Viena no perspektīvākajām ogļu izmantošanas jomām ir sašķidrināšana (ogļu hidrogenēšana), lai ražotu šķidro kurināmo. Akmeņogļu izmantošanai bez enerģētikas ir dažādas shēmas, kuru pamatā ir termoķīmiskā, ķīmiskā un cita veida apstrāde, lai tās pilnībā integrētu izmantotu un nodrošinātu vides aizsardzību.
