Uhlie: zloženie, aplikácia, metódy ťažby

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Táto hornina, ktorá sa tvorí v hrúbke zemskej kôry, je veľmi rôznorodá. K dnešnému dňu sa rozlišujú jeho odrody, ako napríklad hnedé uhlie, antracit, uhlie. Zloženie uhlia je vlhkosť a minerálne nečistoty. S ohľadom na vlhkosť však výrazne znižuje spaľovacie teplo.

Zloženie plemena. Chemikálie

Okrem toho, že uhlie obsahuje vlhkosť, obsahuje aj látku ako je síra. Táto nečistota sa tiež považuje za škodlivú a nie je obsiahnutá v čistej forme, ale v zložení nečistôt, ako je pyrit, vápnik, síran železitý. Keď sa uhlie používa, alebo skôr, keď sa spáli s takými nečistotami v kompozícii, vytvorí sa škodlivé vyparovanie - oxid siričitý alebo oxid siričitý. Na ľudské zdravie má skôr negatívny vplyv, ak je dýchaný. Je schopný spôsobiť rýchlu koróziu kovu, ako aj otravu atmosféry svojimi výparmi. Treba poznamenať, že obsah síry v zložení uhlia, ktoré sa ťaží v Donetskej panve, je pomerne nízky. Indikátor tejto látky je len 1-2%. V porovnaní s povodiami centrálnych a severných oblastí potom obsah tejto škodlivej nečistoty v nich začína iba od 3,5%. Plnýchemické zloženie surovín je nasledovné:

• najvyššie percento uhlíka – od 50 do 96%;
• po uhlíku prichádza kyslík, ktorého obsah je od 25 do 37%;
• tretí v tomto zozname je vodík, jeho percento je od 3 do 6%;
• Poslednou chemikáliou je dusík, jeho obsah môže byť od 0 do 2,7 %.

Rašelina

Dnes sa využíva aj rašelina, ktorá je pozostatkom horniny. Používa sa pomerne široko, napriek tomu, že sa v skutočnosti považuje za odpad. Tu stojí za zmienku, že zloženie tohto typu uhlia sa líši v tom, že kvantitatívny obsah všetkých škodlivých nečistôt vrátane síry je oveľa menší. Percento chemického prvku uhlíka tiež kleslo na 50-60 %.

Hnedé uhlie

Hnedé uhlie je samo o sebe zemitou hmotou s dosť vysokou hustotou, ktorá vzniká z rašeliny, no zároveň si dokonale zachováva svoju drevnatú štruktúru. Použitie tohto druhu uhlia je oveľa menej bežné ako napríklad kameň. Je to spôsobené tým, že pri horení vytvára dymový plameň, ktorý navyše vytvára dosť nepríjemný zápach. Najčastejšie sa používa pri suchej destilácii. S jeho pomocou je možné získať látky, ako je napríklad amoniak s kyselinou octovou. Toto plemeno je považované za najmladšie zo všetkých ostatných odrôd. Zloženie tohto typu uhlia je nasledovné:

• ako vpredchádzajúci typ, tu prevláda uhlík - 50-77%;
• obsah kyslíka je prakticky rovnaký - 26-37%;
• percento vodíka je 3-5 a dusíka je 0-2.

Je potrebné dodať, že silný rozvoj technológie viedol k tomu, že technológovia sa naučili z tejto suroviny získavať syntetický plyn, ktorý možno použiť ako alternatívu vykurovacieho oleja.

Uhlie

Tento fosílny materiál je prechodným materiálom od hnedého uhlia po antracit. Líši sa tým, že je to vynikajúce palivo, na rozdiel od hnedej hmoty. Práve toto plemeno je v našej dobe najviac ťažené. Najviac sa používa ako palivo napríklad pre tepelné elektrárne. Je vynikajúci na vykurovanie súkromných domov, na prevádzku tovární atď. Výhrevnosť, ktorú má tento druh suroviny, je oveľa vyššia ako hnedá. Ako škodlivé nečistoty obsahuje tento druh uhlia vlhkosť v množstve 3 až 12 %. Okrem toho obsahuje aj 32 % prchavých horiacich látok.

Chemické zloženie sa líši od predchádzajúceho druhu. Množstvo uhlíka je oveľa vyššie – od 75 do 93 %. Obsah kyslíka sa výrazne znížil - 3-19%, obsah vodíka zostal približne na rovnakej úrovni - 4-6%. Indikátor dusíka je stále nízky – až 2,7 %.

Ak si položíte otázku, ktoré uhlie je lepšie, odpoveď na ňu bude s najväčšou pravdepodobnosťou nasledujúca: antracit. Líši sa tým, že jeho štruktúra je čo najhustejšia, povrch je trochu lesklý a výhrevnosť má najlepší ukazovateľ. Jeho jedinou nevýhodou je, že dosť zle svieti. Najčastejšie sa používa na výrobu vecí, ako sú uhlíkové elektródy, elektródová pasta. Jeho využitie ako palivovej suroviny v metalurgickom priemysle je veľmi bežné. Hĺbka výskytu tejto horniny je pomerne veľká – 6 km. Z chemikálií obsahuje uhlík v množstve 95-97%, ako aj vodík - od 1 do 3%.

Spôsob ťažby

Za zmienku stojí, že spôsob ťažby veľmi závisí od polohy ložiska uhlia, respektíve od hĺbky jeho výskytu. V závislosti od tohto faktora sa rozlišuje otvorená (lomová) metóda a banská, uzavretá metóda. Každá metóda sa vyznačuje svojou technológiou, ako aj výhodami a nevýhodami.

Otvorená ťažba

Hlavnou výhodou povrchovej ťažby uhlia je relatívna bezpečnosť. Ide o to, že sa používa iba vtedy, ak hĺbka skaly nie je väčšia ako 100 metrov. Inými slovami, nevzniká hriadeľ, ktorý by sa mohol pri nehode zrútiť. Samotný proces ťažby sa vykonáva podľa nasledujúceho postupu.

Najprv musíte odstrániť vrchnú vrstvu pôdy, ktorá pokrýva skalu. Táto vrstva sa nazýva skrývka a spôsob jej odstránenia je skrývka. Tento postup sa v závislosti od typu pôdy vykonáva pomocou buldozérov, vlečných lán, kolesových rýpadiel alebo škrabákov. Po odstránení vrstvy pôdy môžete pristúpiť k drveniu samotnej horniny. Preslúžia na to drviče, vodné pištole, buldozéry a iná technika. Ak je hornina v ložisku uhlia príliš hustá, v zriedkavých prípadoch sa používa vŕtanie a odstreľovanie uhlia. Táto metóda ťažby zvyčajne pokrýva pomerne veľkú oblasť.

Pokiaľ ide o nedostatky metódy, sú nasledovné:

• Po prvé, spôsobiť značné škody na životnom prostredí v mieste ťažby.
• Po druhé, všetka hornina, ktorá sa ťaží týmto spôsobom, obsahuje vo svojom zložení veľké množstvo škodlivých nečistôt.

Hlavnými výhodami povrchovej ťažby uhlia sú okrem bezpečnosti vysoká rýchlosť a tiež hospodárnosť.

Druhá metóda

Zatvorená alebo banská metóda, ako by ste mohli hádať, sa používa, ak skala leží dostatočne hlboko pod zemou. Na rovinatom teréne sa vytvárajú vertikálne alebo horizontálne kanály až po samú sloj s uhlím, po ktorej vzniká baňa. Ak sa uhoľná sloj nachádza v horskej oblasti, štôlňa je miestom, ktoré otvára dielo.

Podzemná ťažba uhlia sa môže uskutočňovať pomocou porubov alebo metódou „priestor a stĺp“. Lávy sú dlhé tváre. V jednej bani môže byť jedna alebo viac takýchto tvárí. V takýchto poruboch je uhlie rozrezané na kusy pomocou banského kombajnu. Na dodávanie surovín na povrch sa používa rovnaký kombajn. Nakladá skalu na dopravník. Ak použijete túto metódu, môžete získať takmer všetko uhlie, ktoré je v ňom obsiahnutétvorenie. Ak uhlie nie je príliš hlboké, použije sa metóda miestnosti a stĺpa. V tomto prípade sa používajú stĺpy a horizontálne priechody, ktoré sú medzi nimi vytvorené.

V súčasnosti prebiehajú v uhoľnom priemysle zmeny. Zavádza sa technológia integrovaného automatizovaného výrobného systému s využitím poháňaných strešných podpier. Aktívne sa vyvíja metóda, ktorá umožní diaľkové ovládanie všetkých ťažobných mechanizmov.

Výhody metódy zahŕňajú nasledovné:

• výsledné uhlie bude veľmi vysokej kvality;
• tento typ ťažby je oveľa menej škodlivý pre životné prostredie;

Z nedostatkov je potrebné zdôrazniť, že táto metóda je najnebezpečnejšou metódou ťažby a jej implementácia si vyžiada značné finančné náklady.

Donecká uhoľná panva

Táto kotlina sa nachádza na území takých regiónov ako Doneck, Luhansk, Dnepropetrovsk zo strany Ukrajiny. Okrem toho sa nachádza aj na území Rostovskej oblasti Ruskej federácie. Celková plocha tejto kotliny je približne 60 tisíc km2, z toho 50 tisíc sa nachádza na území Ukrajiny. Ak hovoríme o jeho dĺžke, potom je to asi 650 km v subgeografickom smere. Jeho maximálna šírka zároveň dosahuje iba 200 km. Čo sa týka kvality a vlastností vyťaženého uhlia, sú veľmi rozdielne. Ide o to, že v Doneckej uhoľnej panve je celokmetamorfná séria tejto fosílie. Inými slovami, dá sa tu ťažiť akékoľvek uhlie – od hnedého po antracit.

Kvalitné palivové uhlie

Pomerne často vyvstáva otázka, ako určiť kvalitu uhlia vhodného na zapálenie kotla na tuhé palivo. Nie je potrebné poznať všetky jeho vlastnosti. Venujte pozornosť nasledovnému:

• Kalorický obsah alebo teplo spaľovania. Táto charakteristika popisuje, koľko tepla dokáže vyprodukovať tuhé palivo pri spaľovaní.
• Obsah popola je hlavnou charakteristikou kvality surovín. Čím menší je číselný ukazovateľ tejto charakteristiky, tým lepšie bude uhlie, čo znamená, že pri spaľovaní vydá viac tepla. Pre kvalitné plemená je sadzba nižšia ako 25 %.
• Je dôležité sledovať vlhkosť. Môže byť vonkajší alebo vnútorný. Vonkajšia sa dá odstrániť jednoduchým vysušením uhlia, ale vnútorná sa dá odstrániť iba spálením.

Aktívne uhlie

Štruktúra tohto uhlia je porézna a získava sa z rôznych iných materiálov s obsahom uhlíka, ktoré sú organického pôvodu. Uhlík v takýchto surovinách bude od 87 do 97 %; prítomný je aj vodík, dusík a kyslík. Chemickým zložením je tento druh uhlia podobný grafitu. Okrem toho možno tento druh suroviny rozdeliť do niekoľkých tried v závislosti od druhu suroviny, ktorá sa má získať, podľa spôsobu aktivácie, spôsobu aktivácie a účelu.