Надіслати свою хорошу роботу в базу знань просто. Використовуйте форму, розташовану нижче
Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань в своє навчання і роботи, будуть вам дуже вдячні.
ФГБОУ ВПО РИБИНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АВІАЦІЙНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ П. А. СОЛОВЙОВА
КАФЕДРА ЗАГАЛЬНОЇ І ТЕХНІЧНОЇ ФІЗИКИ
ПАЛИВНО-ЕНЕРГЕТИЧНІ РЕСУРСИ ВУГІЛЛЯ
Студент Алексєєва О.А
Керівник Ємець А. А.
Способи видобутку вугілля в Росії
Для виробництва енергії необхідні енергетичні ресурси. Практично всі джерела енергії, що застосовуються в даний час - це джерела сонячного походження і є результатом впливу на планету Земля енергією Сонця.
Органічне паливо (вугілля, нафта, газ) - це акумульована сонячна енергія, накопичена за рахунок енергії сонця протягом мільйонів років, споживається ж вона людством в лічені роки.
Перетвореної сонячної енергією є енергія інших джерел, наприклад вітру, річок, морських припливів і відливів, хвиль.
Енергоресурси поділяються на первинні (природні) і перетворені. Первинні - це ресурси, наявні в природі в початковій формі. Енергія, що отримується при використанні таких ресурсів, називається первинною. Первинні енергоресурси бувають:
* Поновлювані - це сонячна енергія, гідроенергія, енергія вітру, річні прирости деревини і торфу, геотермальна енергія, енергія припливів, морських течій - їх запаси постійно поповнюються;
* Невідновлювані, запаси яких не мають джерел поповнення і поступово зменшуються в зв'язку зі зростаючим їх споживанням (вугілля, нафта, газ, ядерна енергія). При зміні вихідної форми первинних енергоресурсів в результаті перетворення або обробки утворюються перетворені енергоресурси: бензин і інші види нафтопродуктів, електрику, штучний газ, водень, пару, гарячу воду, тепло. В сучасних умовах більше 90% електро- і теплоенергії отримують, витрачаючи невідновлювані енергоресурси: різні види вугілля, горючі сланці, нафта, природний газ, торф, ядерне паливо. У балансі видобутку органічного палива нафту становить 40%, природний газ - 37%, вугілля - 21%.
Для порівняння якості енергоресурсів і визначення дійсної економічності їх витрачання прийнято використовувати поняття «умовне паливо». Його нижчу робочу теплоту згорання Qр н приймають рівною 7000 ккал / кг (29 308 кДж / кг). Тонна умовного палива (т.у.п.) - це кількість палива, при спалюванні якого утворюється 7 млн ккал тепла. Для порівняння калорійність хорошого вугілля становить:
Qр н = 4400. 6500 ккал / кг, газу Qр н = 7000. 11 200 ккал / кг, мазуту Qр н = 9500. 9700 ккал / кг вугілля. Вугілля - один з найбільш поширених в природі енергоносіїв. Частка вугілля в паливно-енергетичному балансі Росії становить близько 12%. Ресурси вугілля в багато разів перевищують прогнозовані ресурси нафти і газу. Найбільші прирости видобутку вугілля можуть дати Кузнецький і Кансько-Ачинський басейни (80%). Вугілля Кузнецького басейну - більш високої якості. За прогнозованими запасами це одна з найголовніших баз високоякісних енергетичного вугілля не тільки для Сибіру і Уралу, а й для європейської частини Росії. Вугілля Кансько-Ачинського - буре вугілля: без збагачення не придатні для зберігання і перевезення на великі відстані. Тому їх доцільно спалювати на великих електростанціях потужністю 4000. 6400 МВт на місці видобутку. Але при цьому постає питання про передачу електричної енергії на великі відстані. Для збільшення видобутку та скорочення дефіциту палива в європейській частині розвивається Печорський басейн, що має досить великі ресурси енергетичного вугілля. Основними споживачами вугілля є теплові електростанції, чорна та кольорова металургія. Вони споживають 65% твердого палива, що поставляється національній економіці.
За якістю і ряду інших ознак вугілля ділиться на бурий, кам'яне та антрацит. Основним в країні є кам'яне вугілля (понад 23 загальних запасів). При цьому 95% общегеологических запасів вугілля знаходиться в східних районах (Тунгуський басейн - 36%, Ленський - 26, Кансько-Ачинський - 10, Кузнецький - 10%). Найбільший в європейській частині Печорський басейн зосереджує 4% загальних запасів. За видобутком також виділяються східні райони, що дають 3/4 вугілля країни. Кузнецький басейн (Кемеровська обл.) - основний район видобутку кам'яного вугілля в країні, що дає близько 1/3 вугілля Росії. За балансовими запасами коксівного вугілля (43 млрдт) Кузбас - найбільший в країні. Басейн відрізняється потужними (понад 3,5 м) пластами високоякісного вугілля, високим ступенем вивченості та освоєності. Тут діє понад 50 шахт, в тому числі найбільша в країні Распадская, а також близько 20 розрізів, з яких вугілля добувається відкритим способом. Печорський басейн (Республіка Комі) дає 8% російського вугілля. Видобуток його ведеться з 1934 р Вугільні пласти досить потужні. На коксівне вугілля припадає 3/5 загального обсягу видобутку басейну. Тут знаходиться найбільша вугільна шахта в європейській частині - Воргашорская. Весь вугілля видобувається підземним способом, в складних природних умовах. Освоюються ресурси Південно-Якутського вугільного басейну. Найбільш вивчений Алдано-Чульманскій район, де розвідані Чульмаканское, Нерюнгринское і інші родовища. Діє великий Нерюнгрінскій розріз (видобуток відкритим способом). Питома вага його в загальноросійської видобутку вугілля 5%. Іркутський (черемховський) вугільний басейн дає до 20 млн. Т. Вугілля на рік (видобуток відкритим способом). Промислове освоєння басейну почалося з 1896 р розвідано 20 великих вугільних родовищ (в основному кам'яне вугілля). Розробляються три нових родовища. Східна частина Донецького басейну (Ростовська обл.), Незважаючи на велику глибину залягання і високу собівартість видобутку, дає до 20 млн. Т. Кам'яного вугілля високої якості в рік. Тунгуський вугільний басейн, в основному розташований в Красноярському краї, має площу понад 1 млн. Км 2. Цей басейн - гігант, ресурси вугілля якого майже 2 трлн. т. У зв'язку зі складними природними умовами і віддаленістю він вивчений слабо. Основні розвідані родовища - Кайерканское, Норильське і ряд інших - дають 0,3-0,4 млн т вугілля в рік. Найбільший Ленський басейн (Якутія, Красноярський край) освоєний також недостатньо. Основні розвідані родовища - Сангарский, Кемпендяйское, Кангаласского і ряд інших - дають до 2 млн. Т. Вугілля на рік. Основний буровугільний басейн - Кансько-Ачинський (Красноярський край) почав освоюватися в 1930-і роки. Найбільші родовища - Назаровской, Березівське, Ірша-Бородінський - експлуатуються відкритим способом. Басейн дає до 50 млн. Т. На рік недорогого вугілля, який використовується на місці як паливо для теплових електростанцій. Таким чином, на відміну від нафтогазовидобувної вугільна промисловість більш розосереджена по території країни. Електроенергетика об'єднує процеси виробництва, передачі, перетворення і споживання електроенергії, що в речовій формі представлено електростанціями, електропередавальними мережами і мережевими підстанціями. Основну роль у виробництві електроенергії грають теплові електростанції, хоча за 30 років їх питома вага помітно знизився, в основному за рахунок розвитку атомної енергетики. Теплові електростанції перетворюють енергію палива, що спалюється (вугілля, газу, мазуту, торфу і т.д.) в теплову, а потім в електричну. Спалюється паливо нагріває воду, а утворений з води пара обертає турбіни, що виробляють електрику. Якщо одночасно з електроенергією до споживачів надходять тепло і гаряча вода, то така електростанція називається теплоелектроцентраллю (ТЕЦ). Такі станції розміщуються близько споживачів і опалюють 40% міських поселень країни. Потужні теплові станції, що забезпечують енергією великі регіони, називаються ГРЕС (державна районна електростанція). Крім розміщення поблизу споживачів (споживчий фактор) ТЕС створюються і в районах видобутку палива (сировинної фактор). Як приклад можна привести велику Березовську ГРЕС (Кансько-Ачинський буровугільний басейн) або дві електростанції в Сургуті (Тюменская..обл.).
Способи видобутку вугілля в Росії
Видобуток вугілля являє собою один з основних видів промислової діяльності в нашій державі. Способи видобутку вугілля в Росії поділяються на 2 основних це:
Типологія видобутку вугілля
Підземний спосіб видобутку вугілля в Росії має на увазі використання в процесі видобутку шахт. Цей спосіб відрізняється трудомісткістю і дорожнечею. Однак при цьому, такий спосіб завжди більш затребуваний, ніж відкритий через те, що основні запаси вугілля розташовані глибоко під землею. енергоресурс вугілля якість обладнання
Серед способів видобутку вугілля в Росії, відкритий спосіб більш доступний і є більш безпечним, ніж підземний. Відкрите видобування вугілля на увазі зняття верхніх шарів гірських порід приховують під своєю масою цілі пласти вугільних покладів, за допомогою спеціальної техніки. Іншими словами, після зняття такої гірської породи, здобувачам залишається всього лише зібрати залишився на поверхні вугілля.
Підземний спосіб видобутку. Особливості.
Технологія кам'яного вугілля підземним способом видобутку вугілля в Росії досить складна і зазвичай має на увазі обов'язкову точність виконання, так як від цього залежить життя людей. Перш за все, необхідно створення шахт, які можуть бути двох типів:
Діаметр таких шахт досягає декількох метрів, а глибина зазвичай йде вниз більш ніж на кілометр. Від глибини шахти безпосередньо залежить вид вугілля, що видобувається. Наприклад, вугілля антрацит, який видобувається ТОВ «Південна вугільна компанія», являє собою самий твердий вид вугілля, видобуток якого відбувається на глибині понад двадцять кілометрів. На сьогоднішній день для такого способу видобутку вугілля використовуються спеціальні комбайни, а так само відбійні молотки. Способи видобутку вугілля підземним способом можуть проводитися за допомогою лав або камерно-стовбовим способом. Лави - це довгі вибої. У шахті може бути від одного до декількох вибоїв. У вибоях вугілля рубають за допомогою виїмкової комбайна, Для відправки на поверхню цей же комбайн вантажить вугілля на конвеєр. При такій видобутку видобувається майже весь кут з пласта. При камерно-стовповому способі використовують стовпи і горизонтальні проходи між ними. Цей метод застосовують при неглибокому заляганні вугілля. Способи видобутку вугілля підземним способом включають в себе зарубку вугілля за допомогою виїмкової комбайна, врубових машин або гідравлічним способом. При гідравлічному способі використовується енергія струменя води, яка своїм напором дробить вугілля, змиває його і доставляє, проходячи по виробках в спеціальну камеру. Також використовують вибухові речовини.
Зараз впроваджують комплексну автоматизацію видобутку із застосуванням механізованих кріплень, вугільних комбайнів і металевих щитів. Розробляється дистанційне керування усім добувним обладнанням.
Вугілля видобувається високої якості.
Приносить менше шкоди навколишньому середовищу.
Найбільш небезпечний спосіб видобутку.
Вимагає істотних фінансових вкладень.
Технологія відкритого способу видобутку має на увазі використання драглайнов або екскаваторів дуже великих розмірів. Ковші цих пристроїв, досягають розміру 100 кубічних метрів і завдяки цьому дозволяють швидко і легко видаляти цілі пласти гірських порід. Далі за справу беруться роторні екскаватори, розміри яких можуть досягати розмірів десятиповерхового будинку. Ці пристрої можуть не тільки видобувати вугілля, але і відразу ж, здійснювати його завантаження у вагони.
Переваги видобутку вугілля відкритим способом:
Відчутної шкоди навколишньому середовищу.
Вугілля, видобуте у такий спосіб, містить багато домішок.
Росія має у своєму розпорядженні значні запаси енергетичних ресурсів і потужний паливно-енергетичним комплексом, який є базою розвитку економіки і країни в цілому. Потрібно максимально ефективно використовувати природні паливно-енергетичні ресурси і потенціалу енергетичного сектора для зростання економіки і підвищення якості життя населення країни.