Węgiel: skład, zastosowanie, metody wydobycia

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Ta skała, która powstaje w grubości skorupy ziemskiej, jest bardzo zróżnicowana. Do tej pory wyróżnia się jego odmiany, takie jak np. węgiel brunatny, antracyt, węgiel. Skład węgla to wilgoć i zanieczyszczenia mineralne. Jednak w odniesieniu do wilgoci znacznie obniża ciepło spalania.

Skład rasy. Chemikalia

Oprócz tego, że węgiel zawiera wilgoć, zawiera również substancję taką jak siarka. To zanieczyszczenie jest również uważane za szkodliwe i nie jest zawarte w czystej postaci, ale w składzie zanieczyszczeń, takich jak piryt, wapń, siarczan żelaza. Gdy używany jest węgiel, a raczej, gdy jest spalany z takimi zanieczyszczeniami w kompozycji, powstanie szkodliwe parowanie - dwutlenek siarki lub dwutlenek siarki. Wdychanie ma raczej negatywny wpływ na zdrowie człowieka. Jest w stanie powodować szybką korozję metalu, a także zatruwać atmosferę swoimi oparami. Należy zauważyć, że zawartość siarki w składzie węgla wydobywanego w Zagłębiu Donieckim jest dość niska. Wskaźnik tej substancji wynosi tylko 1-2%. W porównaniu z basenami regionów centralnych i północnych zawartość tego szkodliwego zanieczyszczenia w nich zaczyna się dopiero od 3,5%. Pełnyskład chemiczny surowców przedstawia się następująco:

• najwyższy procent węgla - od 50 do 96%;
• po węglu pojawia się tlen, którego zawartość wynosi od 25 do 37%;
• trzeci na tej liście jest wodór, jego zawartość procentowa wynosi od 3 do 6%;
• Ostatnią substancją chemiczną jest azot, jego zawartość może wynosić od 0 do 2,7%.

Torf

Dzisiaj używa się również torfu, który jest pozostałością skały. Jest dość szeroko stosowany, mimo że w rzeczywistości jest uważany za odpad. Warto tutaj zauważyć, że skład tego rodzaju węgla różni się tym, że ilościowa zawartość wszystkich szkodliwych zanieczyszczeń, w tym siarki, jest znacznie mniejsza. Procent pierwiastka chemicznego węgla również spadł do 50-60%.

Węgiel brunatny

Węgiel brunatny sam w sobie jest masą ziemistą o dość dużej gęstości, która powstaje z torfu, ale jednocześnie doskonale zachowuje swoją drzewną strukturę. Stosowanie tego rodzaju węgla jest znacznie rzadsze niż np. kamienia. Wynika to z faktu, że po spaleniu tworzy dymiący płomień, który również tworzy raczej nieprzyjemny zapach. Najczęściej stosuje się go w suchej destylacji. Za jego pomocą można uzyskać substancje takie jak np. amoniak z kwasem octowym. Rasa ta jest uważana za najmłodszą ze wszystkich innych odmian. Skład tego rodzaju węgla przedstawia się następująco:

• jak wpoprzedni typ, przeważa tu węgiel - 50-77%;
• zawartość tlenu jest praktycznie taka sama - 26-37%;
• procent wodoru wynosi 3-5, a azotu 0-2.

Warto dodać, że silny rozwój technologii doprowadził do tego, że technolodzy nauczyli się pozyskiwać z tego surowca gaz syntetyczny, który może być wykorzystany jako alternatywa dla oleju opałowego.

Węgiel

Ten materiał kopalny jest materiałem przejściowym od węgla brunatnego do antracytu. Różni się tym, że jest doskonałym paliwem, w przeciwieństwie do substancji brunatnej. To właśnie ta rasa jest najbardziej wydobywana w naszych czasach. Jest on najczęściej stosowany jako paliwo np. do elektrowni cieplnych. Świetnie nadaje się do ogrzewania domów prywatnych, do pracy fabryk itp. Wartość opałowa tego surowca jest znacznie wyższa niż brązu. Jako szkodliwe zanieczyszczenia ten rodzaj węgla zawiera wilgoć w ilości od 3 do 12%. Ponadto zawiera 32% lotnych substancji palących.

Skład chemiczny różni się od poprzedniego gatunku. Ilość węgla jest znacznie wyższa - od 75 do 93%. Zawartość tlenu znacznie się zmniejszyła - 3-19%, zawartość wodoru pozostała w przybliżeniu na tym samym poziomie - 4-6%. Wskaźnik azotu jest nadal niski - do 2,7%.

Jeśli zadajesz pytanie, który węgiel jest lepszy, to najprawdopodobniej odpowiedź będzie brzmieć: antracyt. Różni się tym, że jego struktura jest jak najbardziej gęsta, powierzchnia jest lekko błyszcząca, a najlepszym wskaźnikiem jest kaloryczność. Jego jedyną wadą jest to, że dość słabo się świeci. Najczęściej używa się go do wytwarzania takich rzeczy jak elektrody węglowe, pasta elektrodowa. Jego zastosowanie jako surowca paliwowego w przemyśle metalurgicznym jest bardzo powszechne. Głębokość występowania tej skały jest dość duża – 6 km. Spośród chemikaliów zawiera węgiel w ilości 95-97%, a także wodór - od 1 do 3%.

Metoda wydobycia

Warto zauważyć, że sposób wydobycia jest bardzo uzależniony od lokalizacji złoża węgla, a raczej od głębokości jego występowania. W zależności od tego czynnika rozróżnia się metodę otwartą (kamieniołom) i kopalnianą, zamkniętą. Każda metoda wyróżnia się technologią, a także zaletami i wadami.

Otwarte wydobycie

Główną zaletą wydobycia węgla odkrywkowego jest względne bezpieczeństwo. Chodzi o to, że jest używany tylko wtedy, gdy głębokość skały nie przekracza 100 metrów. Innymi słowy, nie powstaje wał, który mógłby się zawalić podczas wypadku. Sam proces wydobycia odbywa się zgodnie z następującą procedurą.

Najpierw musisz usunąć górną warstwę ziemi, która pokrywa skałę. Warstwa ta nazywana jest nadkładem, a sposób jej usuwania to nadkład. Ta procedura, w zależności od rodzaju gleby, wykonywana jest za pomocą buldożerów, koparek zgarniakowych, koparek wielonaczyniowych lub skrobaków. Po usunięciu warstwy gleby możesz przystąpić do kruszenia samej skały. DoSłużą do tego kruszarki, pistolety wodne, buldożery i inny sprzęt. Jeżeli skała w złożu węgla jest zbyt gęsta, to w rzadkich przypadkach stosuje się wiercenie i wysadzanie węgla. Ta metoda wydobycia zwykle obejmuje dość duży obszar.

Jeśli chodzi o wady metody, są one następujące:

• Po pierwsze, spowodowanie znacznych szkód środowiskowych w miejscu wydobycia.
• Po drugie, wszystkie skały wydobywane w ten sposób zawierają w swoim składzie dużą ilość szkodliwych zanieczyszczeń.

Główne zalety wydobycia węgla odkrywkowego, oprócz bezpieczeństwa, to duża prędkość, a także ekonomia.

Druga metoda

Zamknięta lub, jak można się domyślić, metoda kopalniana, jest używana, jeśli skała leży wystarczająco głęboko pod ziemią. Na terenie płaskim powstają pionowe lub poziome kanały aż do samego pokładu z węglem, po czym powstaje kopalnia. Jeżeli pokład węgla znajduje się w terenie górzystym, to sztolnia jest miejscem otwarcia wyrobiska.

Podziemną eksploatację węgla można prowadzić ścianami lub metodą komorowo-filarową. Lawy to długie twarze. W jednej kopalni może być jedna lub więcej takich twarzy. W takich ścianach węgiel jest cięty na kawałki za pomocą kombajnu górniczego. Do wyprowadzania surowców na powierzchnię wykorzystywany jest ten sam kombajn. Ładuje kamień na przenośnik. Jeśli użyjesz tej metody, możesz uzyskać prawie cały węgiel zawarty wtworzenie. Jeśli węgiel nie jest zbyt głęboki, stosuje się metodę komorowo-filarową. W tym przypadku stosuje się słupy i przejścia poziome, które tworzą się między nimi.

Obecnie w przemyśle węglowym zachodzą zmiany. Wprowadzana jest technologia zintegrowanego zautomatyzowanego systemu produkcji z wykorzystaniem zmechanizowanych obudów dachowych. Aktywnie rozwijana jest metoda, która pozwoli na zdalne sterowanie wszystkimi mechanizmami wydobywczymi.

Zaletami tej metody są:

• uzyskany węgiel będzie bardzo wysokiej jakości;
• ten rodzaj wydobycia jest znacznie mniej szkodliwy dla środowiska;

Wśród niedociągnięć warto podkreślić, że ta metoda jest najbardziej niebezpieczną metodą wydobycia, a jej wdrożenie będzie wymagało również znacznych nakładów finansowych.

Donieckie Zagłębie Węglowe

Dorzecze to znajduje się na terenie takich regionów jak Donieck, Ługańsk, Dniepropietrowsk od strony Ukrainy. Ponadto znajduje się również na terenie obwodu rostowskiego Federacji Rosyjskiej. Całkowita powierzchnia tego dorzecza wynosi około 60 tysięcy km2, z czego 50 tysięcy znajduje się na terytorium Ukrainy. Jeśli mówimy o jego długości, to jest to około 650 km w kierunku podrzędnym. Jednocześnie jego maksymalna szerokość sięga zaledwie 200 km. Jeśli chodzi o jakość i właściwości wydobywanego węgla, są one bardzo różne. Rzecz w tym, że w donieckim zagłębiu węglowym jest całośćseria metamorficzna tej skamieniałości. Innymi słowy, można tu wydobywać każdy węgiel - od brązowego po antracyt.

Wysokiej jakości węgiel drzewny

Często pojawia się pytanie, jak określić jakość węgla nadającego się do rozpalenia kotła na paliwo stałe. Nie trzeba znać wszystkich jego właściwości. Zwróć uwagę na następujące kwestie:

• Wartość kaloryczna lub ciepło spalania. Ta cecha opisuje, ile ciepła może wytworzyć paliwo stałe podczas spalania.
• Zawartość popiołu jest główną cechą charakterystyczną jakości surowców. Im mniejszy wskaźnik liczbowy tej cechy, tym węgiel będzie lepszy, co oznacza, że będzie oddawał więcej ciepła podczas spalania. W przypadku ras wysokiej jakości stawka wynosi mniej niż 25%.
• Ważne jest monitorowanie wilgotności. Może być zewnętrzny lub wewnętrzny. Zewnętrzną można usunąć po prostu susząc węgiel, ale wewnętrzną można usunąć tylko przez spalenie.

Węgiel aktywny

Struktura tego węgla jest porowata i jest otrzymywana z różnych innych materiałów zawierających węgiel pochodzenia organicznego. Węgiel w takich surowcach będzie wynosił od 87 do 97%; wodór, azot i tlen są również obecne. Pod względem składu chemicznego węgiel ten jest bardziej zbliżony do grafitu. Ponadto ten rodzaj surowca można podzielić na kilka klas w zależności od rodzaju otrzymywanego surowca, zgodnie z metodą aktywacji, metodą aktywacji i przeznaczeniem.