Вугілля кам'яне: властивості. Кам'яне вугілля: походження, видобуток, ціна

З давніх часів кам`яне вугілля людство використовує в якості одного з джерел енергії. І в наші дні це корисна копалина застосовується досить широко. Іноді його називають сонячною енергією, яка законсервована в камені.

Застосування

Вугілля спалюють, отримуючи тепло, яке йде для гарячої води та обігріву будинків. Корисна копалина застосовують у технологічних процесах виплавки металів. На теплових станціях вугілля шляхом спалювання перетвориться в електрику.

Наукові досягнення дозволили використовувати це цінне речовина інакше. Так, в хімічній промисловості успішно освоєна технологія, що дозволяє отримати з кам`яного вугілля рідке паливо, а також такі рідкісні метали, як германій і галій. З цінного викопного в даний час витягуються вуглеграфітові композиційні матеріали з вискокой концентрацією вуглецю. Також відпрацьовані методи отримання пластмаси і газоподібного палива високої калорійності з вугілля.

Дуже низьку фракцію низькосортного вугілля та його пил після переробки пресують у брикети. Цей матеріал відмінно підходить для опалення приватних будинків та виробничих приміщень. В цілому випускають понад чотириста найменувань різної продукції після хімічної переробки, якій піддається вугілля. Ціна на всі ці продукти в десятки разів перевищує вартість вихідної сировини.

Протягом кількох останніх століть людство активно використовує кам`яне вугілля як палива, необхідного для отримання, а також перетворення енергії. Причому потреба в цьому цінному викопному останнім часом зростає. Цьому сприяє розвиток хімічної промисловості, а також необхідність у одержуваних з нього цінних і рідкісних елементів. У зв`язку з цим в Росії на сьогоднішній день ведеться інтенсивна розвідка нових родовищ, створюються шахти і кар`єри, будуються підприємства для переробки цієї цінної сировини.

Походження викопного

У давні часи на Землі був теплий і вологий клімат, в якому бурхливо розвивалася різноманітна рослинність. З неї в подальшому і утворився кам`яне вугілля. Походження цього викопного криється в скупченні мільярдів тонн відмерлої рослинності на дні боліт, де вони покривалися наносами. З тієї пори пройшло близько 300 млн. Років. Під потужним пресом піску, води і різних порід рослинність повільно розкладалася в безкисневому середовищі. Під впливом високих температур, які давала близько розташована магма, відбувалося затвердіння цієї маси, яка поступово перетворювалася на кам`яне вугілля. Походження всіх існуючих родовищ має тільки таке пояснення.

Запаси корисної копалини і його видобуток

На нашій планеті є великі поклади кам`яного вугілля. Всього, за підрахунками фахівців, земні надра зберігають у собі п`ятнадцять трильйонів тонн цього корисної копалини. Причому видобуток кам`яного вугілля за своїм обсягом стоїть на першому місці. У рік вона становить 2,6 мільярда тонн, або 0,7 тонни на одного жителя нашої планети.

Родовища кам`яного вугілля в Росії знаходяться в різних регіонах. Причому в кожному з них корисна копалина володіє різними характеристиками і має свою глибину залягання. Нижче наведено перелік, до якого входять найбільші родовища кам`яного вугілля в Росії:

1. Ельгінское родовище. Воно розташовується в південно-східній частині Якутії. Глибина залягання вугілля в цих місцях дозволяє здійснювати відкриту видобуток викопного. Це не вимагає особливих витрат, що позначається на зниженні вартості кінцевого продукту.
2. Тувинської родовище. За оцінками експертів, на його території знаходиться близько 20 млрд. Тонн корисної копалини. Родовище вельми привабливо для розробки. Справа в тому, що вісімдесят відсотків його покладів розташовується в одному пласті, що має товщину в 6-7 метрів.
3. Минусинский родовища. Вони розташовуються в республіці Хакасія. Це декілька родовищ, найбільшими з яких є Чорногорське і Ізихское. Запаси басейну невеликі. За оцінками фахівців, вони становлять від 2 до 7 млрд тонн. Тут видобувають дуже цінний за своїми характеристиками вугілля кам`яне. Властивості корисної копалини такі, що при його згоранні фіксується дуже висока температура.
4. Кузнецький вугільний басейн. Це родовище, розташоване на заході Сибіру, дає продукт, використовуваний у чорній металургії. Вугілля, яке видобувають в цих місцях, йде для коксування. Обсяг покладів тут просто величезний.
5. Кузнецький Алатау. Це родовище дає продукт найвищої якості. Найбільша глибина залягання пластів корисної копалини досягає п`ятисот метрів. Видобуток ведеться як у відкритих розрізах, так і в шахтах.

Кам`яне вугілля в Росії видобувають в Печорському вугільному басейні. Активно розробляються родовища і в Ростовській області.

Вибір вугілля для виробничого процесу

У різних галузях промисловості існує потреба в різних марках корисної копалини. Які ж відмінності має вугілля кам`яне? Властивості та якісні характеристики цього продукту коливаються в широких межах.

Це відбувається навіть у тому випадку, якщо вугілля має однакову маркування. Справа в тому, що характеристики викопного залежать від місця його видобутку. Саме тому кожне підприємство, вибираючи вугілля для свого виробництва, повинно ознайомитися з його фізичними характеристиками.

Властивості

Вугілля розрізняється за такими властивостями:

1. Щільність. Це одна з найважливіших характеристик, яка коливається в районі від 1,28 до 1,53 грам на кубічний сантиметр. При підвищенні значень щільності збільшується питома теплота згоряння кам`яного вугілля.
2. Зміст вуглецю. Цей показник знаходиться в межах від 75 до 97 відсотків. При більшому вмісті вуглецю в паливі залишається менше обсягу для сторонніх домішок. Це дозволяє отримати максимальну кількість енергії при згорянні продукту.
3. Механічна міцність. Ця характеристика визначає здатність викопного переносити транспортування. Даний параметр знаходиться в межах від 40 кілограм на квадратний сантиметр (у бурого вугілля) до 300 (у антрацитів).
4. Вміст сірки. У вугіллі її може перебувати від 0,5 до 5,4 відсотка. При меншому значенні цієї величини застосовувати паливо безпечніше.
5. Вихід летких компонентів (2-45%).
6. Вологість. Паливо може містити від 4 до 15 відсотків вологи. Від даного показника безпосередньо залежить, чи ефективний при спалюванні вугілля кам`яне. Властивості більш вологого продукту в корені відрізняються від сухого. Таке вугілля кришиться і піддається швидкому вивітрюванню.
7. Зольність. Ця характеристика вказує на кількість негорючих сумішей, що містяться у викопному. При меншій зольності зростає питома теплоємність. Найнижчий відсоток вмісту негорючих сумішей мають антрациту. Він знаходиться в межах 2%. Для опалення прийнятна зольність в межах тридцяти відсотків. Найбільш високе значення даної характеристики - 45%.
8. Питома теплота згоряння. Цей показник знаходиться в межах від 6500 до 8600 ккал / кг. Він характеризує ту кількість тепла, яке утворюється при згорянні одного кілограма палива.

Ступінь збагачення

Залежно від мети використання може бути придбаний різний вугілля кам`яне. Властивості палива при цьому стають зрозумілі, виходячи зі ступеня його збагачення. Виділяють:

1. Концентрати. Таке паливо знаходить застосування при отриманні електро- і теплоенергії.

2. Промислові продукти. Їх використовують в металургії.

3. Шлам. Це дрібна фракція вугілля (до шести міліметрів), а також пил, що утворюється в результаті дроблення породи. З шламу формують брикети, що мають хороші експлуатаційні властивості для побутових твердопаливних котлів.

Ступінь вуглефікації

За даним показником розрізняють:

1. Буре вугілля. Це той же кам`яне вугілля, тільки частково сформований. Властивості його дещо гірше, ніж у більш якісного палива. Буре вугілля видає низьку теплоту при згорянні і кришиться при транспортуванні. Крім того, у нього є схильність до самозаймання.

2. Кам`яне вугілля. Цей вид палива має велику кількість сортів (марок), властивості яких різні. Його широко застосовують в енергетиці та металургії, ЖКГ та хімічної промисловості.

3. Антрацити. Це найбільш якісний вид кам`яного вугілля.

Властивості всіх цих форм корисної копалини значно відрізняються один від одного. Так, найнижчої теплотою згоряння характерний буре вугілля, а найвищою - антрациту. Який же найкраще придбати вугілля? Ціна повинна бути економічно доцільною. Виходячи з цього, вартість і питома теплота в оптимальному співвідношенні знаходяться у простого кам`яного вугілля (в межах 220 доларів за тонну).

Класифікація за розмірами

При виборі вугілля важливо знати його розміри. Цей показник зашифрований у марці корисної копалини. Отже, вугілля буває:

- «П» - плитний, який являє собою великі шматки понад 10 см.

- «К» - великий, розміри якого становлять від 5 до 10 см.

- «О» - горіх, він також досить великий, з розмірами фрагментів від 2,5 до 5 см.

- «М» - невеликий, з невеликими шматками в 1,3-2,5 см.

- «С» - насіннячко - дешева фракція для тривалого тління з розмірами в 0,6-1,3 см.

- «Ш» - штиб, що представляє собою здебільшого вугільний пил, призначений для брикетування.

- «Р» - рядовий, або бесстандартний, в якому можуть бути фракції різних розмірів.

Властивості бурого вугілля

Це найменш якісний кам`яне вугілля. Ціна у нього найнижча (близько ста доларів за тонну). Буре вугілля утворювався в стародавніх болотах шляхом пресування торфу на глибині близько 0,9 км. Це найбільш дешеве паливо, що містить велику кількість води (близько 40%).

Крім того, буре вугілля має досить низьку теплоту горіння. У ньому знаходиться велика кількість (до 50%) летких газів. Якщо використовувати буре вугілля для топки печі, то він за своїми якісними характеристиками нагадає сирі дрова. Продукт важко розгорається, сильно димить і залишає після себе велику кількість золи. Часто з цієї сировини готують брикети. Вони володіють непоганими експлуатаційними характеристиками. Їх ціна знаходиться в межах від восьми до десяти тисяч рублів за тонну.

Властивості кам`яного вугілля

Дане паливо більш якісне. Кам`яне вугілля - це гірська порода, що має чорний колір і матову, напівматову або блискучу поверхню.

У цьому виді палива міститься всього п`ять-шість відсотків вологи, через що воно володіє високою теплотою згоряння. У порівнянні з дубовими, вільховими і березовими дровами кам`яне вугілля дає тепла в 3,5 рази більше. Мінусом такого виду палива є його велика зольність. Ціна на кам`яне вугілля влітку і восени знаходиться в межах від 3900 до 4600 рублів за тонну. Взимку вартість даного палива збільшується на двадцять-тридцять відсотків.

Зберігання вугілля

Якщо паливо передбачається використовувати протягом тривалого терміну, то його необхідно розмістити в спеціальному сараї або бункері. Там воно має бути захищене від прямих сонячних променів і від опадів.

Якщо купи вугілля великі, то при зберіганні потрібно постійно контролювати їх стан. Дрібні фракції в поєднанні з високою температурою і вологою можуть самозайматися.