Kömür madenciliği
Kömür madenciliği yöntemleri, oluşum derinliğine bağlıdır. Kömür damarının derinliği yüz metreyi geçmezse, geliştirme kömür madenlerinde açık bir şekilde gerçekleştirilir. Ayrıca, bir kömür ocağının giderek artan derinleşmesiyle birlikte, bir yeraltı yöntemiyle bir kömür yatağı geliştirmenin daha da avantajlı olduğu durumlar da vardır. Madenler, büyük derinliklerden kömür çıkarmak için kullanılır. Rusya Federasyonu'ndaki en derin madenler, kömürü bin iki yüz metrenin biraz üzerinde bir seviyeden çıkarıyor.
Konvansiyonel maden üretiminde kömürün yaklaşık %40'ı çıkarılmaz. Yeni madencilik yöntemlerinin kullanılması - uzun ayak - daha fazla kömür çıkarmanıza izin verir.
Kömürle birlikte, kömür içeren yataklar, tüketici açısından önem taşıyan birçok türde jeo-kaynak içerir. Bunlar arasında inşaat sektörü için hammadde olarak ana kayaçlar, yeraltı suyu, kömür yatağı metan, değerli metaller ve bunların bileşikleri dahil olmak üzere nadir ve eser elementler bulunur. Örneğin, bazı kömürler germanyum ile zenginleştirilmiştir.
2013 yılında 8254,9 milyon tona ulaştı.
kömür oluşumu
Dünyanın jeolojik geçmişinde farklı zamanlarda ve farklı yerlerde, sulak ovalarda yoğun ormanlar var olmuştur. Sel gibi doğal süreçler nedeniyle bu ormanlar yer altına gömülmüştür. Üstlerindeki toprak tabakası arttıkça basınç arttı. Düştükçe sıcaklık da arttı. Bu koşullar altında, bitki materyali biyolojik bozunmadan ve oksidasyondan korunmuştur. Bitkiler tarafından devasa turbalıklarda tutulan karbon, sonunda çökeltiler tarafından kaplandı ve derinlere gömüldü. Yüksek basınç ve yüksek sıcaklık altında, ölü bitki örtüsü kademeli olarak kömüre dönüştürülür. Kömür çoğunlukla karbon olduğundan, ölü bitki örtüsünün odun kömürüne dönüştürülmesine karbonizasyon denir.
Kömür, çürüyen bitki materyali bakteriyel olarak ayrışabileceğinden daha hızlı biriktiğinde oluşur. Bunun için ideal ortam, oksijenden fakir durgun suyun bakterilerin hayati aktivitesini engellediği ve böylece bitki kütlesini tamamen yok olmaktan koruduğu bataklıklarda yaratılır. Prosesin belirli bir aşamasında, salınan asitler daha fazla bakteri aktivitesini engeller. Bu nasıl turba - kömür oluşumu için ilk ürün. Daha sonra diğer tortuların altına gömülürse, turba sıkıştırma yaşar ve su ve gaz kaybederek kömüre dönüştürülür.
Bir kilometre kalınlığındaki tortu tabakalarının basıncı altında, 20 metrelik bir turba tabakasından 4 metre kalınlığında bir kahverengi kömür tabakası elde edilir. Bitki materyalinin gömülme derinliği üç kilometreye ulaşırsa, aynı turba tabakası 2 metre kalınlığında bir kömür tabakasına dönüşecektir. Daha büyük bir derinlikte, yaklaşık altı kilometre ve daha yüksek bir sıcaklıkta, 20 metrelik bir turba tabakası, 1.5 metre kalınlığında bir antrasit tabakası haline gelir.
Kömür oluşumu için bol miktarda bitki kütlesi birikimi gereklidir. Devoniyen döneminden (yaklaşık 400 milyon yıl önce) başlayarak, eski turba bataklıklarında, oksijene erişimi olmayan fosil kömürlerin oluştuğu organik madde birikmiştir. Daha genç yataklar da mevcut olmasına rağmen, çoğu ticari fosil kömür yatakları bu döneme aittir. En eski kömürlerin yaşının yaklaşık 300-400 milyon yıl olduğu tahmin edilmektedir.
Büyük miktarda kömür oluşumu, büyük olasılıkla mantarların ortaya çıkmasından sonra durdu, çünkü mantarların beyaz çürümesi lignini tamamen bozar.
Kömürlerin çoğu jeolojik dönemden bilinmesine rağmen, Karbonifer'in geniş, sığ denizleri kömür oluşumu için ideal koşullar sağladı.Bunun istisnası, kömürün nadir olduğu Permiyen-Triyas neslinin tükenmesi olayı sırasındaki kömür boşluğudur. Kara bitkilerinden önce gelen Prekambriyen katmanlarında bulunan kömürün, alg kalıntılarından kaynaklandığı düşünülmektedir.
Yerkabuğunun hareketinin bir sonucu olarak, kömür damarlarında yükselme ve katlanma meydana geldi. Zamanla, yükselen kısımlar erozyon veya kendiliğinden yanma nedeniyle tahrip olurken, alçaltılmış olanlar kömürün dünya yüzeyinden en az 900 metre yükseklikte olduğu geniş sığ havzalarda korunmuştur. En kalın kömür damarlarının oluşumu, örneğin Hat Creek (İngilizce) Rusça'da olduğu gibi, önemli miktarda bitümlü kütlelerin dışarı aktığı alanda, dünya yüzeyinin alanlarıyla ilişkilidir. (Kanada), kömür damarı paketinin toplam kalınlığı 450 m'ye ulaşmaktadır.
Madencilerin çevre ve sağlığı üzerindeki etkisi
Fosil kömür, cıva ve kadmiyum gibi zararlı ağır metaller içerir (ağırlıkça %0,0001'den %0,01'e kadar konsantrasyon)[kaynak belirtilmedi 2077 gün].
Yeraltı kömür madenciliği sırasında havanın toz içeriği MPC'yi yüzlerce kez aşabilir. Madenlerde var olan çalışma koşulları altında, solunum maskelerinin sürekli olarak takılması pratik olarak imkansızdır (her ciddi kirlilikte, yeni solunum maskelerini temizlemek için hızlı bir değişiklik gerektirirler, iletişime izin vermezler, vb.), bu da kullanılmasına izin vermez. geri dönüşü olmayan ve tedavi edilemez meslek hastalıklarının güvenilir bir şekilde önlenmesi için bir araç olarak - silikoz, pnömokonyoz (vb.). Bu nedenle, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki kömür işleme işletmelerinin madencilerinin ve işçilerinin sağlığını güvenilir bir şekilde korumak için daha etkili toplu koruma araçları kullanılmaktadır.
sınıflandırma, türleri
Kömür parlak, yarı parlak, yarı mat, mat olarak ayrılır. Kural olarak, mineral safsızlıkların önemsiz içeriği nedeniyle parlak kömür türleri düşük küldür.
Kömürün organik maddesinin yapıları arasında, ligninlerin - selüloz dokularının tek bir ayrışma sürecinin ardışık aşamaları olan 4 tip (telinit, posttelinit, prekolinit ve kolinit) ayırt edilir. Taşkömürünün genetik gruplarına bu dört türe ek olarak leuptinit kömürü de dahildir. Kömür mikro bileşenlerinin madde tipine göre beş genetik grubun her biri, karşılık gelen sınıflara ayrılır.
Kömür sınıflandırmasının birçok türü vardır: malzeme bileşimi, petrografik bileşim, genetik, kimyasal-teknolojik, endüstriyel ve karma. Genetik sınıflandırmalar, kömür birikimi koşullarını, gerçek ve petrografik - malzeme ve petrografik bileşimi, kimyasal-teknolojik - kömürün kimyasal bileşimi, oluşum ve endüstriyel işleme süreçleri, kömür türlerinin gereksinimlerine bağlı olarak endüstriyel - teknolojik gruplandırmasını karakterize eder. sanayi. Kömür yataklarını karakterize etmek için damarlardaki kömür sınıflandırmaları kullanılır.
Kömürün endüstriyel sınıflandırması
Taşkömürünün tek tek ülkelerde endüstriyel sınıflandırması, kömürün özelliklerinin ve bileşiminin çeşitli parametrelerine dayanmaktadır: ABD'de taş kömürü, yanma ısısına, sabit karbon içeriğine ve uçucu maddelerin nispi içeriğine göre sınıflandırılır, Japonya'da - yanma ısısına göre, sözde yakıt katsayıları ve kokların gücü veya kok olamama. SSCB'de, yıl içinde V.S. Krym tarafından geliştirilen Donetsk sınıflandırması ana endüstriyel sınıflandırma olarak görev yaptı. Bazen "markalı" olarak adlandırılır ve aynı zamanda genetiktir, çünkü temel alınan kömürün özelliklerindeki değişiklikler, kömürün organik maddesinin genetik gelişimi ile olan bağlantılarını yansıtır.
mevduat
| Ülke | Kömür | kahverengi kömür | Toplam | % |
|---|---|---|---|---|
| Amerika Birleşik Devletleri | 111 338 | 135 305 | 246 643 | 27,1 |
| Rusya | 49 088 | 107 922 | 157 010 | 17,3 |
| Çin | 62 200 | 52 300 | 114 500 | 12,6 |
| Hindistan | 90 085 | 2360 | 92 445 | 10,2 |
| Avustralya | 38 600 | 39 900 | 78 500 | 8,6 |
| Güney Afrika | 48 750 | 48 750 | 5,4 | |
| Ukrayna | 16 274 | 17 879 | 34 153 | 3,8 |
| Kazakistan | 28 151 | 3128 | 31 279 | 3,4 |
| Polonya | 14 000 | 14 000 | 1,5 | |
| Brezilya | 10 113 | 10 113 | 1,1 | |
| Almanya | 183 | 6556 | 6739 | 0,7 |
| Kolombiya | 6230 | 381 | 6611 | 0,7 |
| Kanada | 3471 | 3107 | 6578 | 0,7 |
| Çek | 2094 | 3458 | 5552 | 0,6 |
| Endonezya | 740 | 4228 | 4968 | 0,5 |
| Türkiye | 278 | 3908 | 4186 | 0,5 |
| Madagaskar | 198 | 3159 | 3357 | 0,4 |
| Pakistan | 3050 | 3050 | 0,3 | |
| Bulgaristan | 4 | 2183 | 2187 | 0,2 |
| Tayland | 1354 | 1354 | 0,1 | |
| Kuzey Kore | 300 | 300 | 600 | 0,1 |
| Yeni Zelanda | 33 | 538 | 571 | 0,1 |
| ispanya | 200 | 330 | 530 | 0,1 |
| Zimbabve | 502 | 502 | 0,1 | |
| Romanya | 22 | 472 | 494 | 0,1 |
| Venezuela | 479 | 479 | 0,1 | |
| Toplam | 478 771 | 430 293 | 909 064 | 100,0 |
Taşkömürü Donetsk kömür havzasında ve Lvov-Volyn kömür havzasında (Ukrayna) yoğunlaşmıştır; Karaganda (Kazakistan); Güney Yakutsk, Minusinsk, Bureinsky, Tungussky, Lensky, Taimyrsky (Rusya); Appalachian, Pensilvanya (Kuzey Amerika), Aşağı Ren-Vestfalya (Ruhr - Almanya); Yukarı Silezya, Ostrava-Karvinsky (Çek Cumhuriyeti ve Polonya); Shanxi havzası (Çin), Güney Galler havzası (Büyük Britanya).
Endüstriyel gelişimi 18. ve 19. yüzyıllarda başlayan en büyük kömür havzaları arasında Orta İngiltere, Güney Galler, İskoçya ve Newcastle (Büyük Britanya) öne çıkıyor; Westphalian (Ruhr) ve Saarbrücken havzaları (Almanya); Belçika ve Kuzey Fransa mevduatları; Saint-Etienne (Fransa) havzaları; Silezya (Polonya); Donetsk havzası (Ukrayna).
Eğitim
Kömür, yerkabuğunun çevresindeki kayaçların yüksek basıncı ve nispeten yüksek sıcaklık koşulları altında değişikliklere (metamorfizma) maruz kalan bitkilerin organik kalıntılarının ayrışma ürünlerinden oluşur.
Kömür içeren tabaka artan basınç ve sıcaklık koşulları altında bir derinliğe daldırıldığında, organik kütlede tutarlı bir dönüşüm, kimyasal bileşiminde, fiziksel özelliklerinde ve moleküler yapısında bir değişiklik meydana gelir. Bütün bu dönüşümler "bölgesel kömür metamorfizması" olarak adlandırılır. Metamorfizmanın son (en yüksek) aşamasında, kömür, belirgin bir kristal grafit yapısı ile antrasite dönüşür. Bölgesel metamorfizmaya ek olarak, bazen (daha az sıklıkla) dönüşümler, kömür içeren tabakaların yanında (üzerinde veya altında) bulunan magmatik kayalardan gelen ısının etkisi altında gerçekleşir - termal metamorfizma ve ayrıca doğrudan kömür damarlarında - temas metamorfizması. Kömürün organik maddesindeki metamorfizma derecesindeki bir artış, göreceli karbon içeriğindeki tutarlı bir artış ve oksijen ve hidrojen içeriğindeki bir azalma ile takip edilir. Uçucu maddelerin verimi sürekli olarak azalır (kuru külsüz durum açısından %50'den %8'e), yanma ısısı, sinterleme yeteneği ve kömürün fiziksel özellikleri de değişir. Özellikle parlaklık, yansıtma, kömürün yığın yoğunluğu ve diğer özellikler doğrusal olarak değişir. Diğer önemli fiziksel özellikler (gözeneklilik, yoğunluk, kekleşme, yanma ısısı, elastik özellikler, vb.) belirgin parabolik veya karışık yasalara göre değişir.
Kömür metamorfizmasının aşaması için optik bir kriter olarak yansıtma indeksi kullanılır; ayrıca petrol jeolojisinde tortul tabakaların katajenik dönüşümlerinin aşamasını belirlemek için kullanılır. Yağa daldırma (R0) içindeki yansıtma, D sınıfı kömür için %0.5-0.65'ten T sınıfı kömür için %2-2.5'e sürekli olarak yükselir.
Kömürün yoğunluğu ve gözenekliliği, petrografik bileşime, mineral safsızlıkların miktarına ve doğasına ve metamorfizma derecesine bağlıdır. Fusinit grubunun bileşenleri vitrinit grubu tarafından en yüksek yoğunluk (1300–1500 kg/m³) ve en düşük yoğunluk (1280-1300 kg/m³) ile karakterize edilir. Metamorfizma derecesindeki bir artışla yoğunluktaki değişiklik, yağ grubuna geçiş bölgesinde bir inversiyon ile parabolik bir yasada meydana gelir; düşük kül tezahürlerinde, ortalama olarak 1370'den 1280 kg/m³'e kadar D kömür sınıfından Zh sınıfına düşer ve ardından T kömür sınıfı için 1340 kg/m³'e kadar sırayla artar.
Kömürün toplam gözenekliliği de aşırı yasalara göre değişir; Donetsk kömür derecesi D için %14–22, kömür derecesi K %4–8'dir ve kömür derecesi T için (muhtemelen gevşeme nedeniyle) %10-15'e kadar yükselir.Kömürdeki gözenekler makro gözeneklere (ortalama çap 500×10–10 m) ve mikro gözeneklere (5–15×10–10 m) ayrılır. Boşluk mezoporlar tarafından işgal edilir. Gözeneklilik, metamorfizmanın artan aşaması ile azalır. Her 5 cm parlak kömür için çatlak sayısı ile tahmin edilen endojen (kömür oluşumu sırasında gelişen) kırılma, kömür metamorfizmasının aşamasına bağlıdır: kahverengi kömürün uzun aleve geçişi sırasında 12 çatlağa yükselir. kok kömürü için maksimum 35-60, antrasitlere geçişte ise art arda 12-15 çatlaklara düşmektedir. Kömürün elastik özelliklerindeki aynı değişim modeline tabi olan Young modülü, Poisson oranı, kesme (kesme) modülü ve ultrason hızıdır. Taş kömürünün mekanik mukavemeti, kırılabilirliği, kırılganlığı ve sertliğinin yanı sıra geçici basınç mukavemeti ile karakterize edilir.
kullanım
Taşkömürü, teknolojik, enerji-teknolojik ve enerji hammaddesi olarak, onlardan çok sayıda kimyasal ürünün (naftalin, fenol, zift vb.) üretimi ile bağlantılı olarak kok ve yarı kok üretiminde kullanılır. hangi gübreler, plastikler, sentetik elyaflar, vernikler, boyalar vb.
Kömür kullanımı için en umut verici alanlardan biri sıvı yakıt üretmek için sıvılaştırmadır (kömürün hidrojenasyonu). Tam entegre kullanımları ve çevrenin korunmasını sağlamak amacıyla termokimyasal, kimyasal ve diğer işlemlere dayalı taş kömürünün enerji dışı kullanımı için çeşitli planlar vardır.
