การทำเหมืองถ่านหินด้วยวิธีใต้ดิน การขุดถ่านหินเป็นอย่างไร?

ปัจจุบันถ่านหินถือเป็นแร่ธาตุที่จำเป็นที่สุดชนิดหนึ่ง

ทรัพยากรนี้เกิดขึ้นตามธรรมชาติ มีปริมาณสำรองมหาศาลและมีคุณสมบัติที่มีประโยชน์มากมาย

ถ่านหินคืออะไรและมีหน้าตาเป็นอย่างไร?

การก่อสร้างเหมืองเป็นการลงทุนที่มีราคาแพงมาก แต่เมื่อเวลาผ่านไป ต้นทุนทั้งหมดก็ได้รับการชดใช้คืนจนหมด เมื่อมีการขุดถ่านหิน ทรัพยากรอื่นๆ ก็ปรากฏให้เห็นเช่นกัน

มีความเป็นไปได้ในการขุดโลหะมีค่าและธาตุหายาก ซึ่งสามารถขายและรับผลกำไรเพิ่มเติมได้ในภายหลัง

น้ำมันถือเป็นทรัพยากรที่มีค่าที่สุดและเป็นแหล่งเชื้อเพลิงหลักในปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่บริษัทใดหรือประเทศใดที่ทำเหมืองถ่านหินที่จะละเลยการสกัดในนามของน้ำมัน เนื่องจากเชื้อเพลิงแข็งก็มีความสำคัญและมีมูลค่าสูงเช่นกัน

การก่อตัวของถ่านหิน

ถ่านหินในธรรมชาติเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงภูมิประเทศของพื้นผิว กิ่งก้านต้นไม้ใบไม้และซากธรรมชาติอื่น ๆ ที่ไม่มีเวลาเน่าเปื่อยจะอิ่มตัวด้วยความชื้นจากหนองน้ำซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมพวกมันจึงถูกเปลี่ยนเป็นพีท

ต่อไปน้ำทะเลจะขึ้นถึงแผ่นดิน และเมื่อออกไป ก็จะทิ้งตะกอนไว้ด้วย หลังจากที่แม่น้ำทำการปรับเปลี่ยนตัวเองแล้ว พื้นดินก็จะกลายเป็นหนองน้ำ ก่อตัวหรือปกคลุมดินอีกครั้ง ดังนั้นการจัดองค์ประกอบ ถ่านหินขึ้นอยู่กับอายุเป็นอย่างมาก

ถ่านหินแข็งมีอายุปานกลางระหว่างสีน้ำตาล อายุน้อยที่สุด และแอนทราไซต์อายุมากที่สุด

ประเภทของถ่านหิน องค์ประกอบ และคุณสมบัติ

ถ่านหินมีหลายประเภท:

• เปลวไฟยาว
• แก๊ส;
• อ้วน;
• โคก;
• การเค้กต่ำ;
• ผอม.

ที่พบได้ทั่วไปคือสปีชีส์ที่ประกอบด้วยหลายชนิดที่เรียกว่าผสมซึ่งมีคุณสมบัติเป็นสองกลุ่ม

ถ่านหินมีลักษณะพิเศษคือสีดำ แข็ง เป็นชั้นๆ โครงสร้างทำลายได้ง่าย และมีตำหนิเป็นมันเงา คุณสมบัติการติดไฟค่อนข้างสูงเนื่องจากวัสดุนี้ถูกใช้เป็นเชื้อเพลิง

ลองพิจารณาดู ลักษณะทางกายภาพ:

1. ความหนาแน่น (หรือความถ่วงจำเพาะ) แตกต่างกันมาก (สูงสุดได้ถึง 1,500 กก./ลบ.ม.)
2. ความจุความร้อนจำเพาะคือ 1300 J/kg*K
3. อุณหภูมิการเผาไหม้ - 2100°C (1,000°C ระหว่างการประมวลผล)

แหล่งถ่านหินในรัสเซีย

ประมาณหนึ่งในสามของทุนสำรองของโลกตั้งอยู่ในดินแดนรัสเซีย

แหล่งถ่านหินและหินน้ำมันในรัสเซีย (คลิกเพื่อดูภาพขยาย)

แหล่งสะสมถ่านหินที่ใหญ่ที่สุดในรัสเซียคือ Elginskoyeตั้งอยู่ในภูมิภาคยาคูเตีย

ปริมาณสำรองตามการคำนวณโดยประมาณมีจำนวนมากกว่า 2 พันล้านตัน

ภูมิประเทศใกล้กับแอ่งถ่านหิน Kuznetsk (Kuzbass) ได้รับความเสียหายอย่างรุนแรงเนื่องจากการดำเนินการสกัดทรัพยากรขนาดใหญ่

แหล่งถ่านหินที่ใหญ่ที่สุดในโลก

แผนที่แหล่งสะสมถ่านหินในโลก (คลิกเพื่อดูภาพขยาย)

ในสหรัฐอเมริกา แอ่งถ่านหินที่มีชื่อเสียงที่สุดคือรัฐอิลลินอยส์ ปริมาณสำรองเงินฝากในสาขานี้มีจำนวน 365 พันล้านตัน

การทำเหมืองถ่านหิน

ในยุคของเรา การขุดถ่านหินแข็งด้วยวิธีพื้นฐานสามวิธี เช่น:

• วิธีการประกอบอาชีพ
• การขุดผ่าน adits;
• วิธีการขุด

วิธีการทำเหมืองหินจะใช้เมื่อมีรอยต่อถ่านหินอยู่บนพื้นผิวซึ่งมีความลึกประมาณหนึ่งร้อยเมตรหรือสูงกว่านั้น

เหมืองหินเกี่ยวข้องกับการขุดดินหรือหลุมทรายที่ใช้ทำเหมือง โดยปกติแล้วในกรณีเช่นนี้ ตะเข็บถ่านหินจะค่อนข้างหนา ซึ่งทำให้การสกัดทำได้ง่ายขึ้น

Adits หมายถึงบ่อน้ำที่มีมุมเอียงมาก แร่ธาตุที่ขุดได้ทั้งหมดจะถูกขนขึ้นไปด้านบนโดยไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ร้ายแรงหรือขุดแอ่ง

โดยปกติแล้วคราบในสถานที่ดังกล่าวจะบางและไม่ฝังลึกเป็นพิเศษ ดังนั้นวิธีการขุดผ่าน adits ช่วยให้สามารถผลิตได้อย่างรวดเร็วโดยไม่มีค่าใช้จ่ายพิเศษ

การสกัดผ่านเหมืองเป็นวิธีการสกัดแร่ธาตุที่ใช้กันทั่วไปในขณะเดียวกันก็ให้ประสิทธิผลมากที่สุด แต่ในขณะเดียวกันก็เป็นอันตราย เหมืองถูกเจาะลึกลงไปหลายร้อยเมตร อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีใบอนุญาตยืนยันเหตุผลสำหรับงานขนาดใหญ่ดังกล่าวและหลักฐานการมีเงินฝาก

บางครั้งเหมืองอาจลึกถึงหนึ่งกิโลเมตรหรือมากกว่านั้น และทอดยาวหลายกิโลเมตร ก่อตัวเป็นโครงข่ายของทางเดินใต้ดินที่เชื่อมต่อถึงกัน ในศตวรรษที่ 20 มีการตั้งถิ่นฐานเกิดขึ้นรอบๆ เหมืองและ เมืองเล็กๆซึ่งคนงานเหมืองอาศัยอยู่กับครอบครัว

เป็นเพราะสภาพการทำเหมืองที่ทำงานในเหมืองนั้นถือว่ายากและอันตรายมากเพราะหลายครั้งที่เหมืองพังทลายลงฝังคนหลายสิบหรือหลายร้อยคนที่ทำงานอยู่ที่นั่น

การใช้ถ่านหิน

ถ่านหินแข็งถูกนำมาใช้ในหลากหลายสาขา มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเช่น เชื้อเพลิงแข็ง(จุดประสงค์หลัก) ในด้านโลหะวิทยาและใน อุตสาหกรรมเคมีรวมถึงส่วนประกอบอื่นๆ อีกมากมายที่ทำมาจากมัน

มาจากถ่านหินที่ผลิตสารอะโรมาติก โลหะ สารเคมี และผลิตภัณฑ์แปรรูปอื่น ๆ อีกกว่า 360 รายการ

ในทางกลับกันสารที่ผลิตจากมันมีมูลค่าตลาดสูงกว่าหลายสิบเท่า วิธีที่แพงที่สุดถือเป็นวิธีแปรรูปถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงเหลว

เพื่อผลิตเชื้อเพลิงเหลว 1 ตัน จะต้องผ่านกระบวนการถ่านหิน 2-3 ตันของเสียอุตสาหกรรมทั้งหมดที่ได้รับระหว่างการแปรรูปมักจะนำไปใช้ในการผลิตวัสดุก่อสร้าง

บทสรุป

มีแหล่งถ่านหินจำนวนมากบนโลกที่ยังคงมีการขุดอย่างแข็งขันจนถึงทุกวันนี้ ในบทเรียนชีววิทยาในชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 และก่อนหน้านี้ในบทเรียนประวัติศาสตร์ธรรมชาติในชั้นประถมศึกษาปีที่ 2 เด็ก ๆ จะได้รับการแนะนำให้รู้จักกับแนวคิดนี้ ในงานนี้ เราได้กล่าวย้ำข้อเท็จจริงพื้นฐานเกี่ยวกับถ่านหิน - แหล่งกำเนิด สูตร เกรด องค์ประกอบทางเคมีและการใช้ การสกัด และอื่นๆ

ถ่านหินเป็นหนึ่งในทรัพยากรที่สำคัญที่สุดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม คุณควรระมัดระวังเมื่อขัดขวางการไหลของสารตามธรรมชาติ เนื่องจากการพัฒนาขัดขวางการบรรเทาและค่อยๆ ลดปริมาณทรัพยากรธรรมชาติลง

เนื้อหาของบทความ

ถ่านหินฟอสซิลหินตะกอนที่ติดไฟได้ซึ่งมีแหล่งกำเนิดอินทรีย์ (พืช) ประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน และส่วนประกอบย่อยอื่น ๆ สีแตกต่างกันไปจากสีน้ำตาลอ่อนเป็นสีดำเงา - จากด้านเป็นเงาสว่าง โดยปกติแล้ว การแบ่งชั้นหรือแถบคาดจะแสดงออกมาอย่างชัดเจน ซึ่งทำให้แบ่งออกเป็นบล็อกหรือมวลตาราง ความหนาแน่นของถ่านหินอยู่ในช่วงตั้งแต่น้อยกว่า 1 ถึง ~1.7 g/cm 3 ขึ้นอยู่กับระดับของการเปลี่ยนแปลงและการบดอัดที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการสร้างถ่านหิน รวมถึงปริมาณของส่วนประกอบแร่

การก่อตัวของถ่านหิน

ตั้งแต่สมัยดีโวเนียน ในพรุพรุโบราณ ภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจน (ในสภาพแวดล้อมที่ลดออกซิเจนโดยไม่มีออกซิเจน) อินทรียวัตถุ (พีท) จะถูกสะสมและเก็บรักษาไว้ ซึ่งเป็นที่มาของถ่านหินฟอสซิลที่เกิดขึ้น ตะกอนพีทปฐมภูมิประกอบด้วยเนื้อเยื่อพืชจำนวนมากตั้งแต่สลายตัวอย่างสมบูรณ์ (ทำให้เจล) ไปจนถึงโครงสร้างเซลล์ที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างดี ภายใต้สภาวะแอโรบิก เมื่อซากพืชสัมผัสกับน้ำที่อุดมด้วยออกซิเจนหรือสัมผัสกับบรรยากาศ จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน (การสลายตัว) อย่างสมบูรณ์ของอินทรียวัตถุพร้อมกับการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และไฮโดรคาร์บอนเบา (มีเทน อีเทน ฯลฯ) โดยไม่มีการปล่อยออกมาด้วย โดยการเกิดพีท

การเปลี่ยนแปลงของพีทเป็นถ่านหินฟอสซิลที่เรียกว่าคาร์บอนิฟิเคชั่นเกิดขึ้นเป็นเวลาหลายล้านปีและมาพร้อมกับความเข้มข้นของคาร์บอนและการลดลงของเนื้อหาขององค์ประกอบหลักที่ก่อตัวเป็นถ่านหินสามองค์ประกอบ ได้แก่ ออกซิเจน ไนโตรเจน และไฮโดรเจน ปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดคาร์บอไนเซชันคืออุณหภูมิ ความดัน และเวลา ในรัสเซียเป็นเรื่องปกติที่จะแยกแยะขั้นตอนของการทำให้เป็นถ่านหินดังต่อไปนี้: ลิกไนต์ (ที่มีขั้นตอนย่อยเริ่มต้น - ลิกไนต์), ถ่านหิน, แอนทราไซต์และกราไฟท์ ในเวลาเดียวกัน ก็เกิดการก่อตัวของถ่านหินสีน้ำตาล ถ่านหินแข็ง แอนทราไซต์ และกราไฟต์ตามลำดับ ในสหรัฐอเมริกา แคนาดา เยอรมนี บริเตนใหญ่ และประเทศอื่น ๆ เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าในกระบวนการทำให้เป็นถ่านหิน ลิกไนต์ ถ่านหินซับบิทูมินัส ถ่านหินบิทูมินัส แอนทราไซต์ และกราไฟต์นั้นเกิดจากพีท (ซึ่งไม่ขัดแย้งกับการจำแนกประเภทของรัสเซีย) .

การก่อตัวของพีทสมัยใหม่เกิดขึ้นในระดับที่แตกต่างกันในทุกทวีป ยกเว้นทวีปแอนตาร์กติกา บึงพรุขนาดใหญ่เป็นที่รู้จักในแคนาดา รัสเซีย ไอร์แลนด์ สกอตแลนด์ และประเทศอื่นๆ

การก่อตัวของถ่านหินที่เกิดขึ้นในยุคอดีตนั้นแตกต่างกันไปตามความรุนแรง เช่นเดียวกับเงื่อนไขในการก่อตัวของพื้นที่พรุปฐมภูมิ ดังเช่นตอนนี้ในสมัยโบราณพีทสะสมอยู่ทั้งภายในทวีปและในเขตชานเมือง ปัจจัยทางภูมิอากาศและการแปรสัณฐานมีบทบาทสำคัญ การก่อตัวของถ่านหินที่รุนแรงเกิดขึ้นในยุคที่มีสภาพอากาศอบอุ่นและชื้น เช่น คาร์บอนิเฟอรัส เพอร์เมียน จูราสสิก พาลีโอจีน และนีโอจีน และอ่อนแอในดีโวเนียนและไทรแอสซิก ความผันผวนของการแปรสัณฐานเปลือกโลกของขอบทวีปนั้นมาพร้อมกับการสะสมของชั้นถ่านหินที่มีความหนาหลายกิโลเมตร รวมถึงตะเข็บถ่านหินมากถึง 200–300 ชั้นและชั้นที่อยู่ระหว่างชั้นต่างๆ ในระหว่างการละเมิดทางทะเล บึงพรุถูกน้ำท่วม และตะกอนประเภทต่างๆ ที่ถูกชะล้างออกจากพื้นที่สูงที่อยู่ติดกัน ก็ถูกสะสมไว้บนพีท องค์ประกอบทางกล- จากนั้นในระหว่างการถดถอยทางทะเลภายใต้เงื่อนไขของการทรุดตัว การก่อตัวของหนองน้ำก็กลับมาอีกครั้งและพีทสะสม อันเป็นผลมาจากการทำซ้ำกระบวนการเหล่านี้ซ้ำ ๆ ทำให้เกิดชั้นตะกอนชั้นขึ้น ความหนาของชั้นที่มีถ่านหินดังกล่าวมีตั้งแต่หลายสิบเมตรถึง 3,000 ม. หรือมากกว่า (ตัวอย่างเช่นในแอ่ง Appalachian มากกว่า 2,000 ม. ในแอ่ง Ruhr - 2,500-3,000 ม. ในแอ่งซิลีเซียตอนบน - 2,500-6,000 ม. ในแอ่งโดเนตสค์ - สูงถึง 18,000 ม.)

อายุของถ่านหิน

การศึกษาซากพืชที่เก็บรักษาไว้ในถ่านหินทำให้สามารถติดตามวิวัฒนาการของการก่อตัวของถ่านหินได้ ตั้งแต่รอยต่อถ่านหินโบราณที่เกิดจากพืชที่อยู่ต่ำกว่า ไปจนถึงถ่านหินอายุน้อยและแหล่งพีทสมัยใหม่ ซึ่งมีลักษณะของพืชที่ขึ้นรูปด้วยพีทที่สูงขึ้นหลากหลายชนิด อายุของรอยต่อถ่านหินและหินที่เกี่ยวข้องจะพิจารณาจากการพิจารณาชนิดขององค์ประกอบของพืชที่ยังคงอยู่ในถ่านหิน

แหล่งถ่านหินที่เก่าแก่ที่สุดก่อตัวขึ้นในสมัยดีโวเนียน เมื่อประมาณ 350 ล้านปีก่อน การก่อตัวของถ่านหินที่เข้มข้นที่สุดเกิดขึ้นในช่วง 345 ถึง 280 ล้านปีก่อน ดังนั้นช่วงเวลานี้จึงถูกเรียกว่าคาร์บอนิเฟอรัส ประกอบด้วยแอ่งถ่านหินส่วนใหญ่ในภูมิภาคตะวันออกและตอนกลางของสหรัฐอเมริกา ยุโรปตะวันตกและตะวันออก จีน อินเดีย และแอฟริกาใต้ ในช่วงยุคเพอร์เมียน (280–235 ล้านปี) การก่อตัวของถ่านหินอย่างเข้มข้นเกิดขึ้นในยูเรเซีย (แอ่งถ่านหินทางตอนใต้ของจีน, คุซเนตสค์ และเปโคราในรัสเซีย) แหล่งถ่านหินขนาดเล็กในยุโรปก่อตัวขึ้นในช่วงยุคไทรแอสซิก ความเข้มข้นของการก่อตัวของถ่านหินที่เพิ่มขึ้นใหม่เกิดขึ้นในช่วงต้นยุคจูราสสิก (185–132 ล้านปี) ประมาณ 100–65 ล้านปีก่อน ในช่วงยุคครีเทเชียส แหล่งถ่านหินในเทือกเขาร็อกกีของสหรัฐอเมริกา ยุโรปตะวันออก เอเชียกลาง และอินโดจีนได้ก่อตัวขึ้น ในช่วงยุคตติยภูมิ ประมาณ 50 ล้านปีก่อนและต่อมา ถ่านหินสีน้ำตาลส่วนใหญ่เกิดขึ้นในพื้นที่ต่างๆ ของสหรัฐอเมริกา (ในที่ราบใหญ่ทางตอนเหนือ ชายฝั่งมหาสมุทรแปซิฟิกตอนเหนือ และพื้นที่ชายฝั่งของอ่าวเม็กซิโก) ในญี่ปุ่น นิว นิวซีแลนด์และอเมริกาใต้ รวมถึงในยุโรปตะวันตกด้วย ในยุโรปและอเมริกาเหนือ การก่อตัวของพีทเกิดขึ้นระหว่างช่วงระหว่างน้ำแข็งที่อบอุ่นและช่วงหลังน้ำแข็ง

เงื่อนไขการเกิดขึ้น

อันเป็นผลมาจากการเคลื่อนที่ของเปลือกโลกในระหว่างที่มีการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งสัมพัทธ์ของพื้นดินและทะเล ชั้นหนาของหินที่มีถ่านหินแบกรับประสบการณ์การยกและพับ เมื่อเวลาผ่านไป ส่วนที่ยกขึ้นของชั้นหิน (แอนติไลน์) ถูกทำลายโดยการกัดเซาะ และส่วนที่ลงเนิน (ซิงค์ไลน์) จะถูกเก็บรักษาไว้ในแอ่งกว้างและตื้น ซึ่งถ่านหินอยู่ที่ระดับความลึกอย่างน้อย 900 เมตรจากพื้นผิว ตัวอย่างเช่น ในสหรัฐอเมริกาในเทือกเขาร็อกกี้และทางตอนเหนือของชายฝั่งแปซิฟิก ตะกอนถ่านหินเกิดขึ้นส่วนใหญ่ที่ระดับความลึก 1,200–1,850 ม. และในกรณีพิเศษจะลึกถึง 6,100 ม. ในสหราชอาณาจักร เบลเยียม เยอรมนี และยูเครน และถ่านหินของรัสเซีย (ดอนบาส) ในบางแห่ง ในบางพื้นที่ขุดจากความลึกมากกว่า 1,200 ม. ตะเข็บถ่านหินที่ลึกลงไปอีก 5-8 กม. ในปัจจุบันไม่มีประโยชน์ในการพัฒนา

ตะเข็บถ่านหิน

ความหนาของตะเข็บถ่านหินแต่ละอันมีตั้งแต่ 10 ซม. ถึง 240 ม. (เช่นในรัฐวิกตอเรียในออสเตรเลีย) ชั้นหินหนา 120 ม. เกิดขึ้นในประเทศจีน 60 ม. – ในสหรัฐอเมริกา (ไวโอมิง) และเยอรมนี 30 ม. – ในสหรัฐอเมริกา (ไวโอมิง) แคนาดา (บริติชโคลัมเบีย) และพื้นที่อื่นๆ ชั้นหนาดังกล่าวมักจะครอบครองพื้นที่ขนาดเล็ก ตะเข็บที่พบบ่อยที่สุดมีความหนา 90–240 ซม. ตะเข็บเหล่านี้ขยายออกไปในพื้นที่ขนาดใหญ่และเกี่ยวข้องกับปริมาณสำรองถ่านหินที่ขุดได้จำนวนมาก ชั้นหินที่มีถ่านหินประกอบด้วยรอยต่อถ่านหินตั้งแต่สองถึงสามถึงหลายโหล ตัวอย่างเช่น ในสหรัฐอเมริกา มีการระบุตะเข็บถ่านหิน 117 ตะเข็บในการศึกษาโดยละเอียดเกี่ยวกับชั้นที่มีถ่านหินในเวสต์เวอร์จิเนีย

การจำแนกประเภท

ถ่านหินฟอสซิลได้รับการประเมินตามพารามิเตอร์สามประการ ได้แก่ ระดับของการแปรสภาพ ซึ่งหมายถึงระดับการเปลี่ยนแปลงในปริมาณคาร์บอนของถ่านหิน คุณภาพ ประเมินโดยเนื้อหาของส่วนประกอบที่ติดไฟได้ ปริมาณของสารที่ก่อให้เกิดเถ้า ปริมาณความชื้น ซัลเฟอร์ และองค์ประกอบอื่นๆ และโดยองค์ประกอบของพืชที่ก่อรูปถ่านหินฟอสซิล การเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการทำให้เป็นถ่านหิน

ขั้นตอนของการแปรสภาพ

ประเภทของถ่านหินหลัก (ได้รับการยอมรับในสหรัฐอเมริกาและประเทศในยุโรปบางประเทศ) ในระยะการแปรสภาพที่เพิ่มขึ้น ได้แก่ ลิกไนต์ (ลิกไนต์ในรัสเซียเป็นคำที่หลวม) ถ่านหินซับบิทูมินัส ถ่านหินบิทูมินัส และแอนทราไซต์ ความแตกต่างในระยะการแปรสภาพถูกกำหนดบนพื้นฐานของการวิเคราะห์ทางเคมี ซึ่งบ่งชี้ว่าความชื้นและสารระเหยลดลงอย่างสม่ำเสมอ รวมถึงปริมาณคาร์บอนที่เพิ่มขึ้น ความแข็งแรงของถ่านหินในระหว่างการขนส่งและการเก็บรักษา รวมถึงกิจกรรมการเผาไหม้ ขึ้นอยู่กับปริมาณความชื้น สารระเหย คาร์บอน และค่าความร้อน (ความร้อนจากการเผาไหม้) ผู้บริโภครายใหญ่จำเป็นต้องทราบคุณสมบัติของถ่านหินต่างๆ และต้นทุนเปรียบเทียบในการทำเหมืองและขนส่งถ่านหินประเภทต่างๆ เพื่อตัดสินใจว่าประเภทใดเหมาะสมกับความต้องการมากที่สุด

ลิกไนต์

มีโครงสร้างเส้นใยที่ชัดเจนของไม้ ส่วนใหญ่มักมีสีน้ำตาลอ่อนและสีน้ำตาล และมักมีสีดำน้อยกว่า คุณสมบัติและองค์ประกอบแตกต่างจากถ่านหินสีน้ำตาลจริงซึ่งส่วนใหญ่พบในแคนาดาและยุโรป เมื่อเปรียบเทียบกับพีท ลิกไนต์มีน้ำน้อยกว่าและมีค่าความร้อนสูงกว่า ถ่านหินอายุน้อย (เพิ่งก่อตัว) ส่วนใหญ่จะมีลิกไนต์แทน แต่ถ่านหินเหล่านั้นได้ผ่านพ้นไปแล้ว ความดันโลหิตสูงหรือการสัมผัสกับความร้อนที่รุนแรง คุณภาพก็จะสูงขึ้น

ถ่านหินซับบิทูมินัส

มีลักษณะเป็นสีดำ โครงสร้างไม้เป็นเส้นใยเพียงเล็กน้อยหรือบางครั้งไม่มีเลย มีน้ำและสารระเหยน้อยกว่าเมื่อเทียบกับลิกไนต์ และมีค่าความร้อนสูงกว่า ถ่านหินซับบิทูมินัสกัดกร่อนในอากาศได้ง่ายและสลายตัวระหว่างการขนส่ง

ถ่านหินบิทูมินัส

โดดเด่นด้วยสีดำ มีความชื้นค่อนข้างต่ำ และมีค่าความร้อนสูงสุดในบรรดาถ่านหินทั้งหมด ในประเทศที่พัฒนาแล้วส่วนใหญ่มีการใช้ถ่านหินบิทูมินัสในอุตสาหกรรมในปริมาณที่มากกว่าถ่านหินประเภทอื่น เนื่องจากคุณภาพไม่ลดลงในระหว่างการขนส่งและมีค่าความร้อนสูง นอกจากนี้ถ่านหินบิทูมินัสบางชนิดยังใช้ในการผลิตโค้กโลหะวิทยาอีกด้วย

แอนทราไซต์

โดดเด่นด้วยปริมาณคาร์บอนที่สูงมาก ความชื้นต่ำ และผลผลิตของส่วนประกอบที่ระเหยได้ต่ำ มีสีดำสนิทและไม่ก่อให้เกิดเขม่าเมื่อเผา แอนทราไซต์ต้องใช้ความร้อนและความพยายามมากกว่าในการจุดไฟ แต่เมื่อจุดติดไฟแล้ว จะทำให้เกิดเปลวไฟสีน้ำเงินที่สม่ำเสมอ สะอาด ร้อน และเผาไหม้ได้นานกว่าถ่านหินที่มีการแปรสภาพขั้นล่าง แอนทราไซต์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อให้ความร้อนแก่บ้านเรือนจนถึงช่วงทศวรรษปี ค.ศ. 1920 และต่อมาถูกแทนที่ด้วยน้ำมันและก๊าซธรรมชาติ

ระดับ.

ในระหว่างกระบวนการเกิดพีท องค์ประกอบต่างๆ จะเข้าสู่ถ่านหิน ซึ่งส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ในเถ้า เมื่อถ่านหินไหม้ ซัลเฟอร์และธาตุระเหยบางชนิดจะถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศ ปริมาณสัมพัทธ์ของสารกำมะถันและสารที่ก่อให้เกิดเถ้าในถ่านหินเป็นตัวกำหนดเกรดของถ่านหิน ( ดูตาราง- ถ่านหินเกรดสูงมีกำมะถันน้อยกว่าและมีเถ้าน้อยกว่าถ่านหินเกรดต่ำ จึงเป็นที่ต้องการมากขึ้นและมีราคาแพงกว่า

เกรดจะพิจารณาจากคุณภาพของถ่านหิน ไม่ใช่ตามขั้นตอนการทำให้เป็นถ่านหิน ซึ่งเป็นตัวกำหนดระดับของการเปลี่ยนแปลง ถ่านหินที่อยู่ในขั้นตอนของการแปรสภาพเป็นถ่านหินในระดับต่ำ เช่น ลิกไนต์ อาจมีเกรดสูงได้ และถ่านหินในระดับสูง เช่น แอนทราไซต์ อาจมีเกรดต่ำได้

ปริมาณของสารที่ก่อให้เกิดเถ้า (ส่วนประกอบแร่) ที่มีอยู่ในถ่านหินอาจแตกต่างกันไปตั้งแต่ 1 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก แต่สำหรับถ่านหินส่วนใหญ่ที่ใช้ในอุตสาหกรรมจะอยู่ที่ 2–12% สารที่ก่อให้เกิดเถ้าจะเพิ่มน้ำหนัก ซึ่งส่งผลให้ต้นทุนการขนส่งถ่านหินเพิ่มขึ้น นอกจากนี้เถ้าบางส่วนยังเข้าสู่อากาศและก่อให้เกิดมลพิษ ส่วนประกอบของเถ้าบางชนิดจะถูกเผาเพื่อสร้างตะกรันบนตะแกรงและขัดขวางการเผาไหม้

แม้ว่าปริมาณกำมะถันในถ่านหินจะแตกต่างกันไปตั้งแต่ 1 ถึง 10% แต่ถ่านหินส่วนใหญ่ที่ใช้ในอุตสาหกรรมก็มีปริมาณกำมะถันอยู่ที่ 1–5% อย่างไรก็ตาม สิ่งเจือปนของกำมะถันไม่เป็นที่พึงปรารถนาแม้ในปริมาณที่น้อยก็ตาม เมื่อถ่านหินถูกเผา ซัลเฟอร์ส่วนใหญ่จะถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศในรูปของมลพิษที่เป็นอันตรายที่เรียกว่าซัลเฟอร์ออกไซด์ นอกจากนี้ สารเจือปนของซัลเฟอร์ยังส่งผลเสียต่อคุณภาพของโค้กและเหล็กที่ผลิตโดยใช้โค้กดังกล่าว เมื่อรวมกับออกซิเจนและน้ำ ซัลเฟอร์จะเกิดกรดซัลฟิวริก ซึ่งกัดกร่อนกลไกของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่ใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง กรดซัลฟิวริกมีอยู่ในน้ำเหมืองที่ไหลซึมจากการทำงานของขยะ ในเหมืองและที่ทิ้งขยะ ก่อให้เกิดมลพิษ สิ่งแวดล้อมและป้องกันการพัฒนาของพืชพรรณ

ทรัพยากร.

ทรัพยากรถ่านหินทั้งหมดของโลก ได้แก่ ปริมาณถ่านหินที่อยู่ลึกก่อนที่จะเริ่มขุดนั้นมีมูลค่ารวมมากกว่า 15,000 พันล้านตัน ในจำนวนนี้มีประมาณครึ่งหนึ่งที่สามารถขุดได้ ทรัพยากรถ่านหินส่วนใหญ่ของโลกอยู่ในเอเชียและกระจุกตัวอยู่ในรัสเซียและจีนเป็นหลัก ซึ่งเป็นผู้ผลิตถ่านหินรายใหญ่ที่สุด อเมริกาเหนือและยุโรปตะวันตกครองอันดับที่สองและสามตามลำดับในด้านทรัพยากรถ่านหิน และยังเป็นผู้ผลิตรายใหญ่อีกด้วย

การทำเหมืองถ่านหิน

ถ่านหินถูกขุดโดยวิธีหลุมเปิด (เหมืองหิน) และใต้ดิน (การขุดและการขุด) การเลือกวิธีการขุดขึ้นอยู่กับตำแหน่งของรอยต่อถ่านหินเป็นหลักโดยสัมพันธ์กับพื้นผิวโลก การขุดหลุมแบบเปิดมักจะดำเนินการที่ระดับความลึกไม่เกิน 100 ม. มีวิธีการเปิดเงินฝากทั้งนี้ขึ้นอยู่กับทิศทางของการเข้าใกล้ตะเข็บถ่านหิน: adits (งานใต้ดินในแนวนอน) และเพลาเหมืองแนวตั้งหรือเอียง บางครั้งถ่านหินถูกขุดจากแหล่งสะสมที่ทอดตัวออกไปในทะเล การทำเหมืองถ่านหินใต้ทะเลเกิดขึ้นในแคนาดา ชิลี ญี่ปุ่น และสหราชอาณาจักร

การพัฒนาใต้ดิน

การเปิดเงินฝากโดย adits

หากการก่อตัวของหินโผล่ออกมาบนผิวน้ำบนไหล่เขา อุโมงค์แนวนอนที่เรียกว่าแอดดิตก็จะถูกดึงเข้ามา ตามกฎแล้วการแก้ไขจะถูกขับเคลื่อนไปตามทางลาด (ลาด) ของการก่อตัว หากตะเข็บเกือบจะเป็นแนวนอนการพัฒนาจะเริ่มต่ำกว่าระดับเล็กน้อยและเมื่อถึงตะเข็บแล้วพวกเขาก็จุ่มลงไป หากความหนาของชั้นหินมีขนาดเล็ก ดินบางส่วน (หินที่อยู่ด้านล่างชั้นหิน) หรือหลังคาจะถูกเอาออก

ในการระบุจุดเริ่มต้นที่ต่ำที่สุดและสะดวกที่สุดในการแก้ไข จะมีการเจาะรูขนาดเล็กและทำการแก้ไขระยะสั้น โดยจะทำการตรวจวัดโดยผู้สำรวจ ด้านข้างและด้านบนของปากอดิษฐ์เป็นคอนกรีต โดยเฉพาะบริเวณใกล้ผิวน้ำ หากการแก้ไขได้รับการออกแบบให้ใช้งานได้หลายปี ก็จะถูกจำกัดให้ติดตั้งโครงรองรับไม้เท่านั้น

การทำงานที่มีความโน้มเอียง

ตะเข็บถ่านหินมักจะวางเป็นมุม มุมเอียงของชั้นหินบางครั้งมากกว่า 90° (ในกรณีของผ้าปูที่นอนพลิกคว่ำ) จากนั้นฐานของชั้นหินจะกลายเป็นหลังคา ตะเข็บดังกล่าวมักถูกนำไปใช้ประโยชน์ในแหล่งถ่านหินของฝรั่งเศส

ในกรณีที่ชั้นหินตกลงอย่างสูงชันจากทางออกไปยังพื้นผิววัน จะมีการดำเนินการงานใต้ดินแบบเอียง หากการก่อตัวที่มีศักยภาพทางเศรษฐกิจไม่มีทางออกที่สะดวก การขุดจะดำเนินการตามแนวโขดหิน ตามกฎแล้วการเปิดเงินฝากที่มีการทำงานแบบเอียงนั้นเป็นไปได้ในเชิงเศรษฐกิจโดยมีความยาวไม่เกิน 800 ม.

เพลาของฉัน

วิธีที่สะดวกที่สุดในการเปิดแหล่งถ่านหินจำนวนมากโดยใช้ช่องเปิดแนวตั้ง - เพลาเหมือง ค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างและดำเนินการปล่องเหมืองสูงกว่าค่าใช้จ่าย แต่เมื่อแหล่งน้ำใต้ดินข้ามตะเข็บถ่านหินไปในทิศทางที่ต่างกัน ต้นทุนรวมในการดำเนินงานเหมืองอาจต่ำกว่า วิธีการนี้ช่วยให้สามารถวางแผนการดำเนินการขุดได้อย่างมีเหตุผลมากขึ้น นอกจากนี้ปล่องเหมืองยังใช้งานได้นานกว่า adits ที่กระจัดกระจาย อย่างไรก็ตาม การระบายอากาศและการระบายน้ำมีราคาแพงกว่า และมีค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้องกับการยกถ่านหินด้วย

การเปิดตะเข็บถ่านหินด้วยปล่องเหมืองจะใช้เมื่อความลึกมากกว่า 45 ม. ในสหรัฐอเมริกาความลึกของปล่องเหมืองแทบจะไม่เกิน 300 ม. ในประเทศเหมืองถ่านหินอื่น ๆ บางครั้งอาจสูงถึง 1,200 ม. และในอินเดียและทางใต้ รู้จักเหมืองในแอฟริกาที่มีความลึกมากกว่า 4 กม.

ระบบการทำเหมืองใต้ดิน

ในการขุดถ่านหินใต้ดิน จะใช้ระบบห้องและเสาและการขุดกำแพงยาวหรือการขุดกำแพงยาว ในสหรัฐอเมริกา การทำเหมืองแบบห้องและเสาเป็นเรื่องปกติมากขึ้น (ประมาณ 65% ของการทำเหมืองถ่านหินใต้ดินทั้งหมด) เนื่องจากรอยต่อถ่านหินที่พัฒนาแล้วส่วนใหญ่ โดยเฉพาะถ่านหินบิทูมินัส มีความหนาเป็นพิเศษ ในกรณีของชั้นหินที่บาง ถูกรบกวนอย่างมาก และอยู่ลึก ควรใช้วิธีแบบจุดยาว การพัฒนาห้องและเสาไม่ประหยัดมากนัก โดยทั่วไปจะกู้คืนถ่านหินที่มีอยู่ได้เพียง 50% เท่านั้น การขุดแบบ Longwall ปลอดภัยกว่าและช่วยให้คุณสามารถสกัดถ่านหินได้มากถึง 80% และกระจายอย่างเท่าเทียมกันมากขึ้น

ระบบการพัฒนาห้องและเสา

ด้วยระบบดังกล่าว ห้องจำนวนหนึ่งจะทะลุผ่านชั้นหิน โดยคั่นด้วยเสาที่รองรับหลังคาของชั้นหิน หลังจากที่ใบหน้าการทำงานของพื้นที่ที่กำหนดถูกย้ายตามแผนแล้ว คนงานเหมืองจะออกจากพื้นที่นี้หรือดำเนินการขุดแบบย้อนกลับ โดยขุดเสาโดยที่หลังคาพังทลายลงมาด้านหลัง ในบางกรณี ในระหว่างการเตรียมการขุดอุโมงค์ในห้องต่างๆ จะมีการกำจัดถ่านหินเพียง 10–15% เท่านั้น

โดยทั่วไปการก่อตัวจะแบ่งออกเป็นบล็อกขนาดใหญ่โดยกลุ่มห้องหลักและห้องรอง บางครั้งเรียกว่าการดริฟท์แบบหน้า ซึ่งพาดผ่านห้องกลุ่มเล็กๆ (ส่วนและส่วนดริฟท์ส่วนท้าย) พื้นที่เรียกว่าหน้าการผลิตจริงเนื่องจากเสาหลักของห้องหลักและกลุ่มรองแทบจะไม่ถูกเอาออก

เสาถ่านหินจะถูกปล่อยทิ้งไว้เป็นระยะเวลาไม่แน่นอน ในกรณีที่ความจำเป็นในการเก็บรักษาขึ้นอยู่กับสภาพของหลังคาและดินของรอยต่อหรือกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อม หน่วยงานกำกับดูแลการทำเหมืองไม่สนับสนุนระบบดังกล่าว เนื่องจากจะส่งผลให้เกิดการสูญเสียถ่านหินจำนวนมาก

ในบางกรณีเสาถ่านหินซึ่งมีน้ำหนักมหาศาลของตัวเองและน้ำหนักของหลังคาถูกกดลงในดินเหนียวที่อ่อนนุ่มของตะเข็บภายใต้น้ำหนักมหาศาลของตัวเองและน้ำหนักของหลังคาทำให้บวม หากดินและหลังคาทำจากฮาร์ดร็อคการทรุดตัวของหลังคาอาจนำไปสู่การบดขยี้เสาโดยกระเด็นเข้าไปในห้อง บางครั้งเสาในสถานะนี้จะถูกทำลายทันทีพร้อมกับการปล่อยพลังงานกลอันมหาศาลออกมา (การระเบิดของหิน) การทำลายล้างเสาครั้งใหญ่นั้นไม่ค่อยเกิดขึ้น แต่เมื่อเริ่มต้นขึ้นแล้ว ก็ยากที่จะหยุดได้ กระบวนการทำลายล้างดังกล่าวสามารถครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่และอาจนำไปสู่การล่มสลายของเหมืองโดยสมบูรณ์ ซึ่งยังคงฝังผู้คน ถ่านหิน วัสดุและอุปกรณ์เอาไว้ จริงอยู่ทันสมัย มาตรฐานทางเทคนิคโดยทั่วไปบนเสาจะรับประกันการป้องกันการทำลายล้างครั้งใหญ่

การสกัดเสาระหว่างห้อง - ขั้นตอนที่สองของการขุด - ดำเนินการในระยะสั้นในทิศทางตรงกันข้าม หากดำเนินการอย่างถูกต้องจะไม่เป็นอันตรายต่อชีวิตของคนงานเหมือง การสูญเสียถ่านหินและวัสดุไม่มีนัยสำคัญ และต้นทุนการผลิตลดลง จริงอยู่ถ้าทำการขุดเสาในพื้นที่ขนาดใหญ่ก็อาจเกิดการทรุดตัวของความหนาได้ หินเหนือทุ่งเหมือง

การขุดลองวอลล์

ด้วยระบบการทำเหมืองนี้ ก้อนถ่านหินขนาดใหญ่จะถูกขุดขึ้นมาโดยการเคลื่อนย้ายอุปกรณ์ไปตามพื้นผิวที่กว้างภายใต้ส่วนรองรับที่ต่อเนื่องกัน เสาไม่เหลือแล้ว การขุดจะดำเนินการไปข้างหน้าหรือย้อนกลับ ในทั้งสองกรณี พื้นที่ทำงาน (ที่ด้านหน้า) จะถูกยึดด้วยส่วนเหล็กตลอดความยาวทั้งหมด และส่วนรองรับจะถูกเอาออกหลังจากเอาถ่านหินออกตามแผงขุดทั้งหมด ในระหว่างขั้นตอนการขุด หลังคาของชั้นหินจะพังทลายลงด้านหลังส่วนรองรับเชิงกล

ในขั้นต้น กำแพงยาวถูกใช้เพื่อขุดตะเข็บตื้นหรือตะเข็บรบกวนที่ระดับความลึกมากกว่า 300 เมตร โดยเฉพาะในเหมืองถ่านหินในยุโรป ในกรณีของชั้นแนวนอนที่มีความลึกปานกลาง ให้ความสำคัญกับระบบการพัฒนาห้องและเสา จากนั้นในสหรัฐอเมริกา การขุดกำแพงยาวเริ่มถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับตะเข็บแนวนอนที่มีความลึกปานกลาง เนื่องจากปลอดภัยกว่าสำหรับคนงานเหมือง และช่วยให้สามารถผลิตถ่านหินเพิ่มขึ้น 4-5 เท่า

การทำเหมืองแร่แอนทราไซต์

ในกรณีของตะเข็บแอนทราไซต์ที่จุ่มลงอย่างสูงชันจะมีการดำเนินการแนวนอนซึ่งมักจะคดเคี้ยวการขนส่งและการระบายอากาศและงานใต้ดินที่เรียกว่าเนินถ่านหินจะถูกนำไปที่ตะเข็บโดยตรง หลังจากการแตก แอนทราไซต์จะม้วนตัวลงมาตามทิศทางการตกของชั้นหินตามแรงโน้มถ่วง ที่ปลายแคบของเนินถ่านหิน ปริมาณถ่านหินจะเหลืออยู่เพื่อให้พื้นผิวอยู่ในระดับที่จำเป็นสำหรับการทำงานของคนงานเหมืองระเบิด คนงานเหมืองทำงานโดยยืนอยู่บนพื้นผิวของถ่านหินที่ถูกบด ซึ่งส่วนหนึ่งจะถูกเอาออกในแต่ละครั้งเมื่อใบหน้าเคลื่อนไปข้างหน้า ด้วยวิธีนี้ พื้นผิวของถ่านหินที่คลายตัวจะถูกรักษาให้อยู่ในระยะห่างจากใบหน้าที่สะดวกตลอดเวลา การแตกหักทำได้โดยใช้ค้อนเจาะแบบใช้ลมหรือวิธีการระเบิด ถ่านหินแข็งมากจนแตกน้อยมากเมื่อผ่านโซนนิตยสาร (ที่จัดเก็บ) ในห้อง ด้วยความลาดเอียงเล็กน้อยของตะเข็บ คนงานเหมืองจึงทำงานบนพื้นหินแข็ง รางเหล็กซึ่งมีการติดตั้งถ่านหิน "ไหล" ไว้ที่ส่วนล่างโดยมีส่วนแขวนอยู่บนบานพับเมื่อยกขึ้นการไหลของถ่านหินจะถูกขัดจังหวะ เนื่องจากความชันของตะเข็บ ถ่านหินที่บดแล้วจึงไหลลงมาเร็วเกินไป ชั้นวางจึงถูกยึดไว้ในดินและหลังคาใกล้กับปากกรวยของเหมืองถ่านหินเพื่อควบคุมแรงดัน หากชั้นไม่ชันพอก็สามารถยกร่องเหล็กขึ้นมาจนเกือบถึงพื้นผิวการทำงานได้ ก่อนหน้านี้ ถ่านหินถูกผลักลงด้วยตนเอง ตอนนี้ใช้ระบบสั่นและสายพานลำเลียงอื่น ๆ

ที่รอยต่อที่มีความลาดชันต่ำ ซึ่งถ่านหินไม่ไหลตามแรงโน้มถ่วง คนงานเหมืองจะยืนอยู่บนพื้นและไม่จำเป็นต้องมีพื้นที่จัดเก็บ หากจำเป็นต้องจัดเก็บนิตยสารให้ทำทางเดินโดยใช้ไม้รองรับทั้งสองด้านของห้อง หนึ่งในนั้นมีไว้สำหรับผู้คนและอีกอันทำหน้าที่เป็นท่อระบายอากาศกลับและทางออกฉุกเฉิน เมื่อห้องถูกขุดจนหมด เสาจะถูกถอดออกโดยใช้วิธีเจาะและระเบิด ซึ่งถ่านหินจะกลิ้งไปที่ส่วนล่างของห้อง

บางครั้งถ่านหินถูกฉีกออกจากหน้าโดยไม่ต้องเจาะและระเบิด หลังจากนั้นจึงไม่สามารถใช้ประโยชน์จากตะเข็บต่อไปได้ ในกรณีเช่นนี้ จะมีการดำเนินการใหม่บนใบหน้าผ่านห้องอื่นหรือที่ระดับความสูงที่สูงกว่า เสาถูกขุดขึ้นมาโดยไม่แตกหักเนื่องจากพวกมันพังทลายลงภายใต้แรงกดดันของหลังคา อย่างไรก็ตาม ในเวลาเดียวกัน หินบนหลังคาก็พังทลายลง บางครั้งในปริมาณจนทำให้การดำเนินงานไม่ได้ผลกำไร เนื่องจากถ่านหินที่ขุดได้ส่วนใหญ่ต้องไปที่โรงงานล้าง ซึ่งหินจะถูกแยกด้วยตนเองหรือโดยเครื่องจักร

การทำเหมืองถ่านหินบิทูมินัส

การทำเหมืองถ่านหินบิทูมินัสแบบอ่อนและแบบหลวมและซับบิทูมินัสใต้ดินสามารถทำได้โดยใช้ระบบต่อเนื่องที่มีหน้าผนังยาว วิธีการเจาะและระเบิดมักใช้สำหรับการแตกหัก แต่ละคนจัดให้มีรอบการขุดค้นการบรรทุกการลากถ่านหินและการยึดหลังคา กาลครั้งหนึ่ง การผ่าตัดครั้งแรกคือการใช้รอยบากด้านล่าง โดยใช้มือหยิบไปทั่วทั้งความกว้างของใบหน้า ปัจจุบันการตัดทำได้โดยใช้เครื่องจักร จากนั้นจึงเจาะรูที่ใบหน้าเพื่อวางวัตถุระเบิด (วัตถุระเบิด) เข้าไป

รอยบากที่มั่นคง

เครื่องจักรทำเหมืองที่ทรงพลังจะกำจัดถ่านหินออกจากมวลบนพื้นผิว ทิ้งมันลงบนพื้นในขอบเขตการทำงานเพื่อบรรทุกโดยเครื่องจักรอื่น หรือขนถ่ายลงในรถของฉันโดยตรง ซึ่งจะขนถ่ายถ่านหินไปยังสถานที่ขนถ่ายลงบนสายพานลำเลียง . หลังจากการขุดค้นเสร็จสิ้นทั่วทั้งพื้นที่แล้ว ส่วนผสมจะเคลื่อนไปยังพื้นผิวหน้าใหม่ พื้นที่ก้นหลุมเดิมถูกยึดด้วยแท่งสมอ บางครั้งมีการใช้การรองรับเพิ่มเติมหากจำเป็นต้องมีสภาพของหลังคาก่อตัว วงจรนี้ทำซ้ำสี่ถึง 12 ครั้งต่อกะงาน ขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของระบบการผลิตโดยรวม สถานที่ขุดเจาะอย่างต่อเนื่องโดยทั่วไปจะมีบริการโดยเครื่องตัดหนึ่งเครื่อง เครื่องสลักหลังคาหนึ่งเครื่อง และรถเข็นสองคัน นอกจากนี้ยังสามารถขยายเวอร์ชันเพิ่มเติมได้ โดยจะมีรถผสมสองเครื่อง เครื่องโบลต์หนึ่งหรือสองเครื่อง และรถเข็นสามหรือสี่คันทำงานที่ไซต์งาน วิธีนี้มีประสิทธิผลมากและมักจะผลิตถ่านหินได้ 2,000–2,500 ตันต่อกะ

การขุดลองวอลล์

ในระบบผนังยาวแบบใช้เครื่องจักร เครื่องจักรทำเหมืองที่มีตัวเครื่อง (แท่ง, ถัง) จะเคลื่อนที่ไปตามสายพานลำเลียงแบบมีดโกนไปตามใบหน้า ถ่านหินที่ถูกบดจะถูกโหลดโดยใช้คันไถแบบผสมผสานไปยังสายพานลำเลียงโดยตรง ซึ่งจะลำเลียงถ่านหินผ่านตัวโหลดไปยังระบบสายพานลำเลียงหลัก เมื่อทำการตัดครั้งต่อไป เครื่องลำเลียงแบบหน้าจะถูกกดเข้ากับมวลถ่านหินโดยใช้แม่แรงไฮดรอลิกที่ติดอยู่กับส่วนรองรับเหล็กของส่วนรองรับทางกลโดยมีการทับซ้อนกัน เมื่อแรงกดที่กดแผ่นรองรับไปที่หลังคาตะเข็บลดลง แม่แรงจะเคลื่อนไปที่สายพานลำเลียงแบบเคลื่อนที่และถูกกดลงบนหลังคาในตำแหน่งใหม่ และหลังคาที่หลุดออกมาด้านหลังแผ่นคอนกรีตก็พังทลายลง ลำดับการดำเนินการนี้ทำซ้ำในทิศทางไปข้างหน้าและย้อนกลับตามแนวหน้าซึ่งสามารถมีความยาวได้สูงสุด 300 ม. แผงขุดเจาะทั้งหมดของกำแพงยาวที่มีความยาวสูงสุด 3,000 ม. สามารถพัฒนาได้อย่างสมบูรณ์ภายในหกเดือน ในระหว่างการขุดกำแพงยาว โดยเฉลี่ยจะมีการขุดถ่านหินมากถึง 5,000 ตันต่อกะ ระบบดังกล่าวสามารถทำงานได้โดยใช้การควบคุมซอฟต์แวร์ โดยต้องใช้ผู้ปฏิบัติงานเพียง 2-3 คนต่อใบหน้า

การขุดเจาะและการระเบิด

ลำดับการปฏิบัติงานประกอบด้วยการขุดค้น (การตัด การขุดเจาะ และการระเบิด) และการดำเนินการในเวลาต่อมาในการบรรทุก การขนถ่านหินออก และการยึดหลังคา ขั้นแรก เครื่องตัดจะกรีดทั่วบริเวณใบหน้าโดยมีความกว้างประมาณ 50 ซม. ถึงความลึก 2–2.7 ม. เพื่อสร้างพื้นผิวที่ว่าง การตัดสามารถทำได้ที่ด้านบน ด้านล่าง ตรงกลาง หรือด้านข้างของใบหน้า การผสมตัวเลือกเหล่านี้ที่จับคู่กันก็สามารถทำได้เช่นกัน โดยทั่วไปแล้ว การตัด การเจาะ การระเบิด การบรรทุกถ่านหิน และการมุงหลังคาจะดำเนินการขนานกันอย่างน้อยห้าด้าน การดำเนินการส่วนบุคคลจะถูกทำซ้ำแบบวนซ้ำที่ด้านหน้าของไซต์งาน

การพัฒนาแบบเปิด

ในกรณีที่รอยต่อถ่านหินอยู่ตื้นและไม่มีเศษหินหนาปกคลุมอยู่ การทำเหมืองจะดำเนินการโดยใช้วิธีเปิดหลุม หลังจากกำจัดภาระดินแล้ว การขุดเจาะและการระเบิดถ่านหินจะเริ่มขึ้นและบรรจุลงในรถบรรทุกหรือรถราง

งานลอก.

ขั้นแรก การขุดเจาะจะดำเนินการโดยเลือกแกนเพื่อวิเคราะห์ความแข็งของหินหน้าผา การเรียงเป็นชั้น การแตกหัก และระดับของสภาพดินฟ้าอากาศ หากชั้นบนสุดของหินบางและหลวม การดำเนินการลอกจะดำเนินการด้วยรถปราบดินและเครื่องขูด มีการใช้พลั่วเชิงกล สายลาก และรถขุดล้อยางร่วมกับอุปกรณ์ขนาดเล็กเพื่อขจัดภาระหนักและถ่านหินปริมาณมาก โดยทั่วไปจำเป็นต้องมีการเจาะและระเบิดเมื่อมีชั้นหินแข็งหนาหรือช่องเปิดที่แคบและชันกว้าง 20-30 ม.

ร่องลึกทุน

หากการบรรเทาเรียบและตะเข็บถ่านหินไม่ถึงพื้นผิวการเปิดของฝากจะดำเนินการโดยเครื่องขุดโดยวางร่องลึกทุนกว้างประมาณขอบฟ้าถ่านหิน 20 ม. ซึ่งอาจขนาบข้าง (ตามด้านหนึ่งของโครงร่างเหมืองหิน) หรือตรงกลาง ภาระดินจะถูกวางไว้ในกองขยะตามแนวเส้นรอบวงของเหมืองหิน บางครั้งถ่านหินที่ปกคลุมไปด้วยภาระดินแรกก็เหลืออยู่ เนื่องจากปริมาณที่เล็กน้อยนั้นไม่ได้พิสูจน์ให้เห็นถึงค่าใช้จ่ายในการกำจัดภาระหนักดินออกอีกครั้ง ในกรณีอื่นๆ ภาระส่วนเกินที่ถูกขนถ่ายโดยเครื่องขุดที่ทรงพลัง จะถูกย้ายและปรับระดับในพื้นที่ขนาดใหญ่โดยใช้รถปราบดิน เครื่องขูด และพลั่วเชิงกลขนาดเล็ก เพื่ออำนวยความสะดวกในการเคลื่อนย้ายต่อไป เนื่องจากพลั่วเชิงกลแบบลากไลน์หรือรถขุดแบบหมุนตั้งอยู่ในระยะห่างอย่างน้อย 7-8 ม. จากจุดที่ถังรับภาระส่วนเกินที่คลายตัวจากการระเบิดและไม่อนุญาตให้ผู้คนอยู่ที่นั่น ม้านั่งของคูน้ำหลักสามารถทำได้ เกือบจะเป็นแนวตั้ง สิ่งนี้ต้องใช้เทคนิคพิเศษในการทำลายด้วยระเบิด โดยที่หินจะไม่ถูกเหวี่ยงลงมาด้วยการระเบิด แต่จะคลายออกในลักษณะที่ถังขุดสามารถเอาออกได้อย่างง่ายดาย ในการทำเช่นนี้ ประจุระเบิดจะถูกวางไว้ในบ่อที่เจาะในแนวตั้งจนเกือบถึงขอบฟ้าถ่านหินหรือในแนวนอนที่ความสูง 1–1.5 ม. เหนือตะเข็บถ่านหิน

หากต้องการเปิดชั้นที่อยู่ลึกคุณต้องมีอุปกรณ์ที่ทรงพลังมากไม่เช่นนั้นงานจะไม่เกิดประโยชน์ มีการใช้พลั่วดีเซลและไฟฟ้าทุกขนาดที่ต้องการ ซึ่งสามารถตักดินหนักได้ 225 ตันและเคลื่อนย้ายได้ในระยะทางสูงสุด 130 เมตร ใช้ลากไลน์เพื่อทำงานบนทางลาดที่สูงชันซึ่งนำไปสู่ตะเข็บถ่านหินแบบเรียบ ที่ใหญ่ที่สุดมีปริมาตรถังเกือบ 120 ลบ.ม. และเคลื่อนย้ายหินด้วยบูมในระยะทางประมาณ ความสูง 170 ม. เท่ากับอาคาร 14 ชั้น รถขุดขนาดใหญ่สามารถเคลื่อนย้ายหินได้สูงถึง 2,700 ม. 3 ต่อชั่วโมงในระยะทางสูงสุด 150 ม. เครื่องจักรดังกล่าวสามารถทำงานบนหิ้งที่สูงมากกว่า 30 ม.

การดำเนินการปอกในพื้นที่ภูเขา

บนเนินเขา ร่องลึกที่เผยให้เห็นรอยต่อถ่านหินมักจะเป็นไปตามลักษณะของความลาดชัน ในกรณีนี้จะใช้เครื่องจักรแบบเดียวกับที่กล่าวข้างต้น อื่น วิธีที่เป็นไปได้– รื้อถอนยอดเขาพร้อมวางภาระหนักในหุบเขา

การขุดร่องการขนส่ง

เมื่อพัฒนาแหล่งสะสมถ่านหินบิทูมินัส ร่องลึกมักจะถูกส่งผ่านโดยใช้วิธีการที่ไม่ใช่การขนส่ง ซึ่งหินทั้งหมดจากร่องลึกก้นสมุทรจะถูกวางโดยเครื่องขุดไปยังด้านข้างโดยตรง เมื่อทำการสกัดแอนทราไซต์มักใช้วิธีการขนส่งมากกว่าซึ่งมีการบรรทุกภาระส่วนเกินลงในรถรางหรือรถดั๊มและเคลื่อนย้ายเป็นระยะทางไกลจากร่องลึกไปยังเหมืองเก่าหรือไปยังพื้นที่ขุดออกทั้งหมดที่มีแหล่งสะสมเดียวกัน วิธีนี้ช่วยให้คุณสามารถเปิดถ่านหินหลายชั้นที่วางซ้อนกันในการดำเนินการเดียว โดยดำเนินการจากที่เดียว ทำให้สามารถพัฒนารูปแบบที่ตั้งอยู่ในระดับความลึกหลายร้อยเมตรได้อย่างคุ้มค่า

การบุกเบิกเหมืองที่ใช้แล้ว

หลังการขุด เหมืองทั้งหมดจะเป็นสนามเพลาะยาวหลายชุด และบนพื้นผิวมักมีชั้นดินใต้ผิวดินผสมกับหินแบบสุ่ม (ชั้นดินจะถูกเก็บไว้แยกต่างหากเพื่อการฟื้นฟูพืชพรรณในภายหลัง) เหมืองหินมักก่อตัวเป็นอ่างเก็บน้ำที่มีน้ำสีส้มหรือเป็นสนิม (เนื่องจากมีความเป็นกรดสูง) ซึ่งจะต้องแยกออกจากแม่น้ำและทะเลสาบในบริเวณใกล้เคียง ด้วยการวางแผนอย่างรอบคอบ ดินปกคลุมของเหมืองหินที่ขุดได้ทั้งหมดสามารถฟื้นฟูได้ แม้ว่าจะมีต้นทุนสูงก็ตาม ในบางพื้นที่ หลังจากการถมทะเล พื้นผิวโลกอาจอยู่ในสภาพที่ดีขึ้นกว่าก่อนการดำเนินการลอกเปลือก และสามารถนำมาใช้สำหรับการปลูกพืช การเลี้ยงปศุสัตว์ การปลูกป่า การสร้างพื้นที่พักผ่อนหย่อนใจ หรือเขตสงวนสำหรับสัตว์ป่าและนก

การขุดเจาะสว่าน

ในพื้นที่เนินเขาซึ่งมีภาระหนักหนาทำให้ไม่เกิดประโยชน์ทางเศรษฐกิจในการขุดการก่อตัวของหินจากพื้นผิว มีการใช้เครื่องขุดเจาะแบบสว่าน การเจาะขนาดใหญ่ (เส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด 2 ม.) ของเครื่องจักรดังกล่าว (เดี่ยว คู่ หรือสาม) ตัดเข้าไปในขอบตามแนวที่เคลื่อนตัวของโครงสร้าง ถ่านหินที่หักจะถูกลำเลียงด้วยสว่านและเทลงบนสายพานลำเลียงเพื่อเคลื่อนย้ายไปยังรถบรรทุก วิธีนี้สามารถกำจัดถ่านหินได้มากถึง 25 ตันต่อนาที ทางเลือกของนักขุดขึ้นอยู่กับความยาวของตะเข็บถ่านหิน มุมตกกระทบ และความแข็งแกร่งของหินโดยรอบ

ปัจจุบันมีรถเก็บเกี่ยวที่ควบคุมจากระยะไกลซึ่งมีหัวตัดการขุดแบบต่อเนื่อง เลเซอร์นำทาง และสายพานลำเลียงที่ทำงานอย่างต่อเนื่องและใช้งานอยู่ รถผสมถูกควบคุมผ่านคอมพิวเตอร์โดยผู้ปฏิบัติงานที่อยู่นอกเหมืองใต้ดิน

อันตรายที่เกี่ยวข้องกับการทำเหมืองถ่านหิน

การทำเหมืองถ่านหินมีความเกี่ยวข้องกับปัจจัยที่เป็นอันตราย เช่น การพังทลายของหลังคาและผนังของเหมือง ฝุ่นถ่านหิน การปล่อยก๊าซมีเทนและก๊าซอันตรายอื่นๆ ที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการทำเหมือง ผลกระทบของปัจจัยอันตรายหลายประการสามารถขจัดหรือลดลงได้อย่างมีนัยสำคัญโดยการปฏิบัติตามมาตรฐานการทำเหมืองแร่ ข้อกำหนดด้านการคุ้มครองแรงงาน และกฎระเบียบด้านความปลอดภัยอย่างเคร่งครัด

อันตรายจากการระเบิด

ก๊าซต่างๆ ถูกปล่อยออกมาในตะเข็บถ่านหิน: ส่วนใหญ่มักมีเทน (CH 4), ไฮโดรเจนซัลไฟด์น้อยกว่า (H 2 S) และคาร์บอนไดออกไซด์ (CO 2) ก๊าซเหล่านี้ไม่ค่อยทำให้เสียชีวิตหรือเจ็บป่วยร้ายแรง ข้อยกเว้นคือก๊าซมีเทนที่ระเบิดได้ แม้ว่าการระเบิดจะค่อนข้างหายากก็ตาม เพื่อป้องกันการระเบิดของมีเทนและฝุ่นถ่านหินในเหมืองถ่านหิน จำเป็นต้องตรวจสอบปริมาณมีเทนในอากาศอย่างต่อเนื่อง และให้แน่ใจว่ามีการกำจัดฝุ่นออกจากท่อระบายอากาศของเหมือง ส่วนผสมของอากาศที่มีเทนและฝุ่นถ่านหินซึ่งเป็นสารไวไฟสูงก็ทำให้เกิดการระเบิดได้เช่นกัน การระเบิดจะปล่อยความร้อนออกมาจำนวนมากและก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ที่มีความเป็นพิษสูง นอกจากนี้ เนื่องจากการเผาไหม้ ปริมาณออกซิเจนในอากาศของเหมืองลดลงและเกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนเกิน ทั้งหมดนี้นำไปสู่อุบัติเหตุซึ่งบางครั้งก็ถึงแก่ชีวิต

อันตรายจากไฟไหม้

ถ่านหินโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่มีส่วนประกอบระเหยง่ายในปริมาณมาก จะติดไฟได้ค่อนข้างง่าย แม้ว่าจะยังอยู่ในตะเข็บก็ตาม เมื่อเผาไหม้จะผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ สารประกอบกำมะถันที่เป็นก๊าซ และก๊าซไฮโดรคาร์บอนที่ติดไฟได้ เนื่องจากความร้อนจัดของไฟ (และการสัมผัสกับน้ำ ซึ่งบางครั้งใช้ในระบบดับเพลิง) หินที่มุงหลังคาแตกและหลังคาพังทลาย ไฟดังกล่าวอาจทำให้เสียชีวิตได้ ส่วนใหญ่เกิดจากการพังทลายของหลังคา การขาดอากาศหายใจ และการระเบิดของก๊าซที่เกิดขึ้น ปัจจุบันมีการติดตั้งระบบป้องกันอัคคีภัยพิเศษในท่อระบายอากาศหลักใต้ดิน ซึ่งประกอบด้วยเครื่องตรวจจับก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์หรือเซ็นเซอร์อุณหภูมิที่เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ผ่านเครือข่ายที่ครอบคลุมการทำงานใต้ดินทั้งหมด ระบบนี้ทำให้สามารถตรวจจับเพลิงไหม้ได้ตั้งแต่ระยะเริ่มต้น ในเหมืองที่หมดสภาพแล้ว เศษถ่านหินสามารถเผาไหม้ได้นานหลายปี และบางครั้งก็จำเป็นต้องอพยพผู้อยู่อาศัยในชุมชนที่อยู่ติดกันด้วยซ้ำ

โรคจากการทำงาน.

คนงานเหมืองถ่านหินมีแนวโน้มที่จะเป็นโรคระบบทางเดินหายใจที่เกี่ยวข้องกับการหายใจเอาฝุ่นถ่านหินมากกว่าคนอื่นๆ ในบรรดาคนงานเหมืองที่ทำงานใต้ดินเป็นเวลา 15-20 ปี โรคปอดบวม (โรคแอนแทรคโคซิสหรือ "ปอดดำ" ซิลิโคซิส ฯลฯ) และโรคถุงลมโป่งพองในปอดเป็นเรื่องปกติ ซิลิโคซิสในปอดซึ่งเกิดจากการสูดดมอนุภาคซิลิกานั้นพบได้บ่อยในหมู่คนงานเหมืองที่ทำงานในเหมืองแอนทราไซต์ การวิจัยทางสถิติ โรคจากการทำงานคนงานเหมืองดำเนินการในสหราชอาณาจักรซึ่งมีการพัฒนาแบบจำลองอิทธิพลของปัจจัยอันตราย อันเป็นผลมาจากการปฏิบัติตามบรรทัดฐานที่กำหนดไว้สำหรับปริมาณฝุ่นในอากาศของเหมืองถ่านหิน (ไม่เกิน 2 มก. ต่ออากาศ 1 ม. 3 และไม่เกิน 5% SiO 2) จำนวนผู้เสียชีวิตและกรณีทุพพลภาพโดยสิ้นเชิงของ คนขุดแร่จะลดลงเหลือน้อยที่สุด ในรัสเซียมาตรฐานสำหรับปัจจัยที่เป็นอันตรายต่างๆได้รับการพัฒนาและบังคับใช้มานานแล้ว

คนงานเหมืองยังประสบอาตา (การกระตุกของลูกตาที่เกี่ยวข้องกับความเสียหายต่อระบบประสาทส่วนกลาง) และโรคเชื้อราบางชนิด

ผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อม

การทำเหมืองใต้ดินอาจทำให้พื้นผิวโลกทรุดตัว ซึ่งสามารถป้องกันได้โดยการเลือกเอาถ่านหินออกและเติมหินเหลือทิ้งและวัสดุอื่นๆ ลงในช่องเปิด หลายประเทศมีกฎหมายและ โปรแกรมของรัฐบาลกลางสำหรับการถมพื้นที่หลังการทำเหมือง ได้มีการพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อเติมพื้นที่ขุดด้วยขยะในครัวเรือนและจากการก่อสร้าง

หากการทำเหมืองไม่ปฏิบัติตามกฎระเบียบในการทำเหมืองหรือข้อกำหนดด้านความปลอดภัย อาจเกิดผลที่ไม่พึงประสงค์ เช่น ไฟไหม้ใต้ดิน ไฟไหม้ในที่ทิ้งขยะ การปนเปื้อนของแหล่งต้นน้ำด้วยน้ำที่มีกรด โลหะหรือสารแขวนลอย และดินถล่มบนทางลาดที่ไม่มั่นคง หลายประเทศ รวมถึงสหรัฐอเมริกา มีกฎหมายหลายฉบับซึ่งครอบคลุมเกือบทุกด้านของการทำเหมืองถ่านหิน และกำหนดให้มีการติดตามอย่างต่อเนื่องระหว่างการทำเหมืองเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีความเป็นไปได้ที่จะเกิดผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมที่ไม่พึงประสงค์

การเพิ่มปริมาณถ่านหิน

เรียงตามขนาด.

ถ่านหินที่ขุดได้จะถูกส่งไปยังโรงงานแปรรูปถ่านหิน ซึ่งจะคัดแยกตามขนาดและเสริมสมรรถนะ ถ่านหินเชิงพาณิชย์ (เสริมสมรรถนะ) จะถูกส่งไปยังจุดขนถ่ายเพื่อจัดส่งไปยังผู้บริโภค ถ่านหินดิบ (ไม่เสริมสมรรถนะ) จะถูกคัดกรองขั้นแรก - ร่อนผ่านตะแกรงสั่นด้วยตะแกรงหลายขนาดที่มีขนาดแตกต่างกัน จากนั้นจึงทำความสะอาดและเสริมสมรรถนะ มีการจำแนกประเภทของถ่านหินตามขนาดที่รู้จักเช่นถ่านหินบิทูมินัส - "ขนาดใหญ่" (มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 12 ซม. ขึ้นไป), "ไข่" (4 ซม.), "ถั่ว" (2 ซม.), "ถั่ว" (1 ซม.) และ "ค่าปรับ"; แอนทราไซต์ - "เตา" (6 ซม.), "ถั่ว" (1 ซม.), "เมล็ดพืช" (0.5 ซม.), "ข้าว" (น้อยกว่า 0.5 ซม.) และ "ฝุ่น" การทำเหมืองแบบ Longwall มักจะผลิตถ่านหินที่ไหลออกจากเหมืองได้ละเอียดกว่าการขุดแบบต่อเนื่อง

สิ่งเจือปนและการรวม

ถ่านหินประกอบด้วยแร่ธาตุเจือปนในระดับจุลภาคซึ่งแยกไม่ออกในทางปฏิบัติ (เกี่ยวข้องกับพืชที่ก่อตัวเป็นถ่านหิน) รวมถึงสารเจือปนที่สามารถกำจัดออกได้ง่ายโดยการบดและการตกแต่งในภายหลัง

การรวมตัวของแม่และเด็กจะก่อตัวเป็นไพไรต์ (FeS 2), แมกกาไซต์ (เช่น FeS 2), ตะกั่วคาร์บอเนต (PbCO 3) และซิงค์ซัลไฟด์ (ZnS) การเจือปนอาจปรากฏเป็นชั้นบาง ๆ หรือเติมเต็มรอยแตกและโซนบดขยี้ที่ทำมุมกับตะเข็บถ่านหิน การรวมประเภทที่สามประกอบด้วยหินทราย หินดินดาน และแคลไซต์เป็นส่วนใหญ่ (CaCO 3) ถ่านหินที่ขุดในเหมืองใต้ดินมักมีสิ่งเจือปนจากดินในเหมืองและหินบนหลังคา ซึ่งนักขุดจำเป็นต้องกำจัดออกที่สถานที่ทำงานทั้งหมด (ยกเว้นที่มีพื้นที่สูงชัน)

การเพิ่มคุณค่าแบบเปียก

ระบบเสริมสมรรถนะที่พบบ่อยที่สุดนั้นขึ้นอยู่กับความแตกต่างของความหนาแน่นของถ่านหินบริสุทธิ์ (1.4 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร หรือน้อยกว่า) ซึ่งมักจะเบากว่าสิ่งเจือปน (มากกว่า 2.0 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร) เกือบทุกครั้ง และดังนั้นจึงยังคงอยู่ใกล้พื้นผิวของน้ำที่กวนอย่างเข้มข้น ในขณะที่สิ่งสกปรกที่หนักกว่าจะเกาะอยู่ กระบวนการนี้ดำเนินการในอุปกรณ์จับยึดหรืออุปกรณ์เพิ่มแรงโน้มถ่วงอื่นๆ ที่ประมวลผลส่วนผสมที่มีความหนาแน่นปานกลาง

ด้วยการมาถึงของอุปกรณ์การประมวลผลที่ได้รับการปรับปรุง ความยากในการเรียงลำดับตามขนาดจึงลดลงอย่างมาก สารแขวนลอยที่เป็นน้ำของทรายหรือเหล็กออกไซด์ที่มีความหนาแน่นอยู่ระหว่างความหนาแน่นของถ่านหินและสารเจือปนจะให้สารเสริมสมรรถนะที่มีประสิทธิภาพมากกว่า น้ำบริสุทธิ์- การคัดแยกตามขนาด แม้จะต้องใช้แรงงานมาก แต่ก็จำเป็นเสมอ บ่อยครั้งที่การไล่ระดับแต่ละขนาดจะมีเครื่องสร้างประโยชน์เป็นของตัวเอง

เสริมคุณค่าในเครื่องจิ๊กกิ้ง

ในเครื่องจิ๊กกิ้ง น้ำจะลอยขึ้นมาผ่านตะแกรงซึ่งถ่านหินจะไหลอย่างช้าๆ ถ่านหินเชิงพาณิชย์ถูกพัดพาไปตามกระแสน้ำ วัสดุที่มีการปนเปื้อนมากขึ้นที่อยู่ด้านล่างจะถูกส่งไปยังกองขยะหลังจากการขนถ่าย สิ่งเจือปนที่หนักที่สุด ซึ่งส่วนใหญ่เป็นแร่ไพไรต์ละเอียด จะตกผ่านรูตะแกรงเข้าไปในภาชนะรวบรวม และจะถูกระบายออกโดยกลไก

การแยกทราย

ในกรณีที่มีการใช้ทรายเพื่อก่อให้เกิดสารแขวนลอยที่มีน้ำหนักมาก การเสริมสมรรถนะจะดำเนินการในกรวยแยกขนาดใหญ่ที่อยู่นิ่ง โดยใบพัดหมุนซึ่งจะขับน้ำด้วยทรายและถ่านหิน (ถ่านหินขนาด 0.6 ซม. ขึ้นไป) ถ่านหินเชิงพาณิชย์จะถูกรวบรวมไว้ที่ส่วนบนของกรวย และถ่านหินที่ปนเปื้อนจะถูกหย่อนลงในกระบอกสูบด้านล่าง ซึ่งจะมีการขนถ่ายเป็นระยะตามถาดทางออก เศษทรายจะถูกแยกด้วยการคัดกรองแบบเปียกเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ในโรงงาน

ความอุดมสมบูรณ์ในสภาพแวดล้อมที่ยากลำบาก

นี่เป็นวิธีการเตรียมถ่านหินที่ใช้บ่อยที่สุด สารแขวนลอยที่เป็นน้ำของผงแมกนีไทต์ที่มีความหนาแน่นที่จำเป็นสำหรับการเสริมสมรรถนะถ่านหินที่มีขนาดอนุภาค 0.6 ซม. ขึ้นไปจะถูกใช้เป็นสื่อหนัก ถ่านหินเชิงพาณิชย์ปรากฏบนพื้นผิวและถูกปล่อยผ่านอุปกรณ์เกณฑ์หรือขนส่งโดยสายพานลำเลียง ของเสียจะถูกขนออกจากด้านล่างของการติดตั้ง แมกนีไทต์จะถูกแยกออกจากกันโดยการคัดกรองแบบเปียก และนำออกจากน้ำด้วยตัวแยกแม่เหล็ก ถ่านหินเชิงพาณิชย์จะถูกทำให้แห้งบนตะแกรงแบบสั่นและขนถ่ายลงบนสายพานลำเลียง

พายุไซโคลนที่มีสภาพแวดล้อมรุนแรง

ในพายุไซโคลน การเสริมสมรรถนะเกิดขึ้นเนื่องจากแรงเหวี่ยงหนีศูนย์เกินกว่าความเร่งโน้มถ่วงปกติ ในกรณีนี้ ถ่านหินเชิงพาณิชย์จะถูกรวบรวมที่ด้านบน ของเสีย - ที่ด้านล่าง แมกนีไทต์จะถูกจับในลักษณะเดียวกับที่อธิบายไว้ข้างต้น ถ่านหินที่มีขนาดต่างกันจะถูกเสริมสมรรถนะด้วยพายุไซโคลนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกัน

ตารางความเข้มข้น

– ระนาบเอียงลูกฟูกที่ทำการเคลื่อนที่ไปมาอย่างรวดเร็ว โดยมีน้ำไหลอยู่ด้านบน โดยบรรทุกถ่านหิน (ที่มีขนาดอนุภาค 0.6 ซม. หรือน้อยกว่า) ถ่านหินที่สะอาดกว่าจะเอาชนะสันลอนที่เป็นลอนได้อย่างง่ายดาย และถูกแยกออกจากรางอย่างรวดเร็ว ซึ่งเคลื่อนไปทางด้านข้างไปตามรางน้ำและสะสมที่ขอบโต๊ะ สิ่งเจือปนที่ไม่มีถ่านหิน (ไพไรต์ แคลไซต์ ฯลฯ) จะกระจุกตัวอยู่ในพื้นที่ที่ห่างไกลออกไป มีการปรับเปลี่ยนหลายอย่างและตารางความเข้มข้นเวอร์ชันที่ซับซ้อนมากขึ้นสำหรับการเสริมสมรรถนะถ่านหินที่ต้องมีการประมวลผลแบบพิเศษ

การลอยฟอง

ในวิธีนี้ ซึ่งใช้สำหรับการได้รับประโยชน์จากถ่านหินละเอียด อนุภาคถ่านหินที่ได้รับการบำบัดด้วยรีเอเจนต์ลอยอยู่ในน้ำที่ไม่ชอบน้ำจะถูกดักจับด้วยฟองอากาศโฟมและลอยขึ้นสู่พื้นผิว หินที่ชอบน้ำของเสียจะตกลงไปที่ด้านล่าง

การแยกออกจากน้ำทำได้โดยการคัดกรองถ่านหินหยาบ การหมุนเหวี่ยงถ่านหินขนาดกลาง และการกรองหรือการทำให้ถ่านหินละเอียดแห้ง

การใช้ถ่านหิน

ในอดีต ถ่านหินส่วนใหญ่ใช้เพื่อทำความร้อนในบ้านและในเตาเผาของตู้รถไฟไอน้ำ ปัจจุบันมีการใช้เพิ่มขึ้นเพื่อการผลิตไฟฟ้าและการผลิตโค้กในอุตสาหกรรมเหล็ก จากสารระเหยที่ปล่อยออกมาจากถ่านหินในระหว่างการผลิตโค้ก น้ำมันดิน น้ำมันเบา สารเคมี ก๊าซ ฯลฯ ส่วนประกอบเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการผลิตสารต่างๆ จำนวนมาก รวมถึงยา สารกันบูด สีย้อม ทินเนอร์สี ไนลอน หมึก วัตถุระเบิดปุ๋ย ยาฆ่าแมลง และยาฆ่าแมลง

กำลังพัฒนาวิธีการเปลี่ยนถ่านหินให้เป็นก๊าซไวไฟใต้ดินโดยไม่ต้องสกัด (การทำให้เป็นแก๊สใต้ดิน) สิ่งที่น่าสนใจที่สำคัญคือความเป็นไปได้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าผ่านปฏิกิริยาเคมีโดยใช้ถ่านหิน เชื้อเพลิง.

วรรณกรรม:

Bondarenko A.D. , Parshchikov A. M. เทคโนโลยี อุตสาหกรรมถ่านหิน - เคียฟ, 1978
Burchakov A. S. และคณะ - ม., 1982
ปริมาณสำรองถ่านหินของโลก- ม., 1983
คิยาชโก ไอ.เอ. กระบวนการขุดใต้ดิน- เคียฟ, 1984



ถ่านหินเป็นหินตะกอนที่ก่อตัวในชั้นหินของโลก ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงที่ดีเยี่ยม เชื่อกันว่านี่เป็นเชื้อเพลิงประเภทที่เก่าแก่ที่สุดที่บรรพบุรุษห่างไกลของเราใช้

ถ่านหินเกิดขึ้นได้อย่างไร?

ในการสร้างถ่านหินจำเป็นต้องใช้พืชจำนวนมาก และจะดีกว่าถ้าพืชสะสมอยู่ในที่เดียวและไม่มีเวลาย่อยสลายหมด สถานที่ที่เหมาะสำหรับสิ่งนี้คือหนองน้ำ น้ำในนั้นขาดออกซิเจนซึ่งขัดขวางชีวิตของแบคทีเรีย

ซากพืชสะสมอยู่ในหนองน้ำ โดยไม่ต้องมีเวลาเน่าเปื่อยอย่างสมบูรณ์มันจะถูกบีบอัดด้วยการสะสมของดินตามมา นี่คือวิธีการได้รับพีท - แหล่งที่มาของถ่านหิน ชั้นดินต่อไปนี้ดูเหมือนจะปิดผนึกพีทไว้ในดิน เป็นผลให้ขาดออกซิเจนและน้ำโดยสิ้นเชิงและกลายเป็นรอยต่อถ่านหิน กระบวนการนี้ใช้เวลานาน ดังนั้นปริมาณสำรองถ่านหินสมัยใหม่ส่วนใหญ่จึงก่อตัวขึ้นในยุค Paleozoic เช่น มากกว่า 300 ล้านปีก่อน

ลักษณะและประเภทของถ่านหิน

(ถ่านหินสีน้ำตาล)

องค์ประกอบทางเคมีของถ่านหินขึ้นอยู่กับอายุ

สายพันธุ์ที่อายุน้อยที่สุด - ถ่านหินสีน้ำตาล- อยู่ที่ระดับความลึกประมาณ 1 กม. ยังมีน้ำอยู่มาก - ประมาณ 43% ประกอบด้วยสารระเหยจำนวนมาก ติดไฟและเผาไหม้ได้ดีแต่เกิดความร้อนเพียงเล็กน้อย

ถ่านหินแข็งจัดอยู่ในประเภท "ชาวนากลาง" ในการจำแนกประเภทนี้ อยู่ที่ระดับความลึกสูงสุด 3 กม. เนื่องจากความดันของชั้นบนมากขึ้น ปริมาณน้ำในถ่านหินจึงน้อยลง - ประมาณ 12% สารระเหย - มากถึง 32% แต่คาร์บอนประกอบด้วย 75% ถึง 95% มันยังติดไฟได้ แต่เผาไหม้ได้ดีกว่า และเนื่องจากมีความชื้นเพียงเล็กน้อยจึงทำให้ได้รับความร้อนมากขึ้น

แอนทราไซต์- สายพันธุ์ที่มีอายุมากกว่า อยู่ที่ระดับความลึกประมาณ 5 กม. มีคาร์บอนมากขึ้นและแทบไม่มีความชื้นเลย แอนทราไซต์เป็นเชื้อเพลิงแข็งและติดไฟได้ไม่ดี แต่ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้จะสูงที่สุด - มากถึง 7,400 กิโลแคลอรี/กก.

(ถ่านหินแอนทราไซต์)

อย่างไรก็ตาม แอนทราไซต์ไม่ใช่ขั้นตอนสุดท้ายของการเปลี่ยนแปลงของสารอินทรีย์ เมื่อสัมผัสกับสภาวะที่รุนแรงมากขึ้น ถ่านหินจะเปลี่ยนเป็นสับไทต์ ที่อุณหภูมิสูงขึ้นจะได้กราไฟท์ และภายใต้ความกดดันสูงเป็นพิเศษ ถ่านหินจะกลายเป็นเพชร สารทั้งหมดนี้ตั้งแต่พืชไปจนถึงเพชร ทำจากคาร์บอน มีเพียงโครงสร้างโมเลกุลเท่านั้นที่แตกต่างกัน

นอกจาก “ส่วนผสมหลัก” แล้ว ถ่านหินยังรวมถึง “หิน” หลายชนิดด้วย สิ่งเหล่านี้เป็นสิ่งสกปรกที่ไม่เผาไหม้ แต่ก่อตัวเป็นตะกรัน ถ่านหินยังประกอบด้วยกำมะถันและปริมาณของมันจะถูกกำหนดโดยสถานที่ที่เกิดถ่านหิน เมื่อถูกเผาจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนและเกิดเป็นกรดซัลฟิวริก ยิ่งมีสิ่งเจือปนน้อยลงในองค์ประกอบของถ่านหินก็จะยิ่งมีมูลค่าเกรดที่สูงขึ้น

เงินฝากถ่านหิน

ตำแหน่งของถ่านหินแข็งเรียกว่าแอ่งถ่านหิน มีแอ่งถ่านหินมากกว่า 3.6 พันแห่งที่รู้จักในโลก พื้นที่ของพวกเขาครอบครองประมาณ 15% ของพื้นที่โลก ที่สุด เปอร์เซ็นต์ขนาดใหญ่เงินฝากสำรองถ่านหินของโลกในสหรัฐอเมริกา - 23% อันดับที่สองคือรัสเซีย 13% จีนปิดสามประเทศแรกด้วย 11% แหล่งถ่านหินที่ใหญ่ที่สุดในโลกตั้งอยู่ในสหรัฐอเมริกา นี่คือแอ่งถ่านหินแอปพาเลเชียนซึ่งมีปริมาณสำรองเกิน 1,600 พันล้านตัน

ในรัสเซีย แหล่งถ่านหินที่ใหญ่ที่สุดคือ Kuznetsk ในภูมิภาค Kemerovo Kuzbass มีปริมาณสำรองอยู่ที่ 640 พันล้านตัน

การพัฒนาแหล่งเงินฝากใน Yakutia (Elginskoye) และ Tyva (Elegestskoye) มีแนวโน้มที่ดี

การทำเหมืองถ่านหิน

ขึ้นอยู่กับความลึกของการเกิดถ่านหิน จะใช้วิธีการขุดแบบปิดหรือแบบเปิด

วิธีการขุดแบบปิดหรือใต้ดิน สำหรับวิธีนี้ จะมีการสร้างปล่องเหมืองและส่วนเสริม ปล่องเหมืองจะถูกสร้างขึ้นหากความลึกของถ่านหินอยู่ที่ 45 เมตรหรือสูงกว่า อุโมงค์แนวนอนนำไปสู่ ​​- การแก้ไข

มีระบบการขุดแบบปิด 2 ระบบ: การขุดแบบห้องและเสา และการขุดแบบกำแพงยาว ระบบแรกประหยัดน้อยกว่า ใช้เฉพาะในกรณีที่ชั้นที่ค้นพบมีความหนาเท่านั้น ระบบที่สองปลอดภัยกว่าและใช้งานได้จริงมากกว่ามาก ช่วยให้คุณสามารถสกัดหินได้มากถึง 80% และนำถ่านหินขึ้นสู่ผิวน้ำอย่างสม่ำเสมอ

วิธีเปิดจะใช้เมื่อถ่านหินอยู่ตื้น เริ่มต้นด้วยการวิเคราะห์ความแข็งของดินกำหนดระดับการผุกร่อนของดินและชั้นของชั้นที่ปกคลุม หากดินเหนือตะเข็บถ่านหินอ่อน แสดงว่าการใช้รถปราบดินและเครื่องขูดก็เพียงพอแล้ว หากชั้นบนมีความหนาก็จะนำรถขุดและสายลากเข้ามา ชั้นหินแข็งหนาที่อยู่เหนือถ่านหินถูกทำลาย

การใช้ถ่านหิน

พื้นที่การใช้ถ่านหินมีขนาดใหญ่มาก

ซัลเฟอร์ วาเนเดียม เจอร์เมเนียม สังกะสี และตะกั่ว สกัดจากถ่านหิน

ถ่านหินเองก็เป็นเชื้อเพลิงที่ดีเยี่ยม

ใช้ในโลหะวิทยาสำหรับการถลุงเหล็กในการผลิตเหล็กหล่อและเหล็กกล้า

เถ้าที่ได้รับหลังจากการเผาถ่านหินจะถูกใช้ในการผลิตวัสดุก่อสร้าง

จากถ่านหินหลังจากการแปรรูปพิเศษจะได้เบนซีนและไซลีนซึ่งใช้ในการผลิตสารเคลือบเงาสีตัวทำละลายและเสื่อน้ำมัน

โดยการทำให้ถ่านหินกลายเป็นของเหลวจะได้เชื้อเพลิงเหลวชั้นหนึ่ง

ถ่านหินเป็นวัตถุดิบในการผลิตกราไฟท์ รวมทั้งแนฟทาลีนและสารประกอบอะโรมาติกอีกหลายชนิด

ผลที่ตามมา การบำบัดด้วยสารเคมีปัจจุบันผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมมากกว่า 400 ชนิดผลิตจากถ่านหิน

การทำเหมืองถ่านหินมีความซับซ้อน กระบวนการทางเทคโนโลยีซึ่งต้องใช้ทรัพยากรและอุปกรณ์จำนวนมาก ใช้ในอุตสาหกรรม การเกษตร และการผลิตไฟฟ้า มีมูลค่าสูงมากในโลก ฟอสซิลนี้เรียกว่าทองคำดำซึ่งเป็นน้ำมันแข็ง การทำเหมืองและการแปรรูปถ่านหินมีลักษณะอย่างไร และอุตสาหกรรมนี้พัฒนาไปอย่างไรในประเทศต่างๆ ตั้งแต่สมัยโบราณจนถึงปัจจุบัน

อุตสาหกรรมถ่านหินเริ่มมีการพัฒนาในสมัยโบราณ ประเทศแรกที่เริ่มใช้เป็นเชื้อเพลิงคือกรีซและจีน ส่วนใหญ่มักจะใช้สำหรับทำความร้อนในสถานที่และต่อมาสำหรับการถลุงโลหะ เมื่อ 3,000 ปีก่อนในประเทศจีน พวกเขาตระหนักว่าการเผาไหม้มีประสิทธิภาพมากกว่าการได้รับความร้อนจากไม้และวัตถุดิบอื่นๆ ในปี 315 บุคคลแรกที่ศึกษาคุณสมบัติของมันคือนักวิทยาศาสตร์ Theophrastus ซึ่งตั้งชื่อให้มันว่า - แอนแทรกซ์ ซึ่งแปลจากภาษากรีกแปลว่า "หินที่ถูกเผาไหม้"

มีหลายทฤษฎีเกี่ยวกับต้นกำเนิดของเชื้อเพลิงฟอสซิลนี้ บางคนเชื่อว่ามันเกิดขึ้นจากการสัมผัสกับอุณหภูมิสูงระหว่างการปะทุของภูเขาไฟ พบการสะสมครั้งแรกอย่างแม่นยำในบริเวณใกล้เคียง - ใกล้กับรอยเลื่อนของเปลือกโลก ซึ่งเงินฝากนั้นอยู่ใกล้กับพื้นดินมากที่สุด เนื่องจากมีคุณสมบัติติดไฟได้ นักวิทยาศาสตร์บางคนจึงแนะนำว่าน้ำมันนี้เป็นน้ำมันที่แข็งตัวแล้ว

ต่อมา นักวิทยาศาสตร์ได้พิจารณาแล้วว่าถ่านหินมีต้นกำเนิดจากพืช และพวกเขายังสามารถระบุได้ว่าต้นไม้ชนิดใดมีอยู่ในชั้นฟอสซิลโดยเฉพาะ

เราพบถ่านหินโดยบังเอิญ ในระหว่างที่หินผุกร่อนและพังทลาย มีเศษวัสดุแปลก ๆ ปรากฏขึ้นบนพื้นผิวซึ่งมีสีดำและส่องแสงระยิบระยับเมื่อถูกแสงแดด มันถูกขุดด้วยมือโดยใช้เทคโนโลยีดั้งเดิม เด็กๆ ยังรวบรวมชิ้นส่วนต่างๆ บนชายฝั่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังกระแสน้ำและพายุสูง พวกเขาเริ่มผลิตโดยใช้วิธีการขุดเฉพาะในปี 1113 แต่ถึงอย่างนั้นการผลิตก็ยังห่างไกลจากยุคปัจจุบัน กิจกรรมถ่านหินถือเป็นหนึ่งในกิจกรรมที่อันตรายที่สุด ประชากรชั้นล่างทำงานในเหมืองโดยได้รับเงินเพียงเล็กน้อย

การใช้ถ่านหินอย่างกว้างขวางที่สุดคือในเตาถลุงเหล็ก: ในโรงหลอม ในการแปรรูปโลหะ ในโรงงานอิฐ มีคุณค่าเนื่องจากความจุความร้อนระหว่างการเผาไหม้จึงทำให้สามารถรักษาอุณหภูมิสูงไว้ได้เป็นเวลานาน

ด้วยการถือกำเนิดของเครื่องจักรไอน้ำ เชื้อเพลิงนี้จึงกลายเป็นส่วนหนึ่งของ ระบบขับเคลื่อนบนเรือ ในรถยนต์ และอุปกรณ์อื่นๆ ที่ทำงานบนหลักการนี้ ปัจจุบันไม่เพียงแต่ผู้คนเท่านั้นที่เกี่ยวข้องกับการขุด แต่ยังมีอุปกรณ์จำนวนมากและปริมาณวัตถุดิบที่ผลิตต่อปีคือพันล้านตัน

ข้อมูลแรกในการค้นหาแหล่งสะสมถ่านหินเพื่อใช้ในอุตสาหกรรมมีอายุย้อนไปถึงปี 1491 เมื่อแกรนด์ดุ๊กแห่งมอสโก Ivan III ได้จัดคณะสำรวจไปยังเทือกเขา เขาเลือกภูมิภาค Pechora ซึ่งเป็นหนึ่งในเหมืองถ่านหินที่ใหญ่ที่สุดในรัสเซียในปัจจุบัน

การพัฒนาเหมืองถ่านหินขนาดใหญ่ที่สุดเกิดขึ้นภายใต้การนำของปีเตอร์มหาราช โดยเขาได้ริเริ่มการสร้างเหมืองในเทือกเขาอูราล ดอนบาส คุซเนตสค์ ตะวันออกไกล และในบริเวณใกล้เคียงกรุงมอสโก เขาไม่เสียค่าใช้จ่ายในการจัดหาเงินทุน อุตสาหกรรมเหมืองแร่พยายามที่จะแนะนำเทคโนโลยีใหม่ๆ ที่ทำให้การทำงานของผู้คนง่ายขึ้นและเพิ่มผลผลิต

ในช่วงยุคโซเวียต การสกัดเชื้อเพลิงฟอสซิลมีบทบาทพิเศษ คนงานมีคุณค่าอย่างสูง แม้กระทั่งวันหยุดของสหภาพแรงงานทั้งหมดก็ถูกนำมาใช้ - วันคนงานเหมือง - เพื่อแสดงความเคารพต่อความยากลำบากและ งานที่เป็นอันตราย- ถ่านหินถูกเรียกว่า "ขนมปังแห่งอุตสาหกรรม" ซึ่งถูกนำมาใช้เพื่อผลิตพลังงานในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนแล้ว

ขณะนี้อุตสาหกรรมเหมืองถ่านหินถึงจุดสูงสุดแล้ว แต่หลายประเทศพร้อมกับการแนะนำการพัฒนานวัตกรรมทุกประเภทกำลังพยายามถอนทรัพยากรนี้ออกจากการใช้งาน มันคือทั้งหมดที่เกี่ยวกับอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมที่เกิดขึ้นจากการใช้งาน เมื่อเผาไหม้เชื้อเพลิง จะเกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมหาศาล ซึ่งเป็นหนึ่งในต้นเหตุของภาวะเรือนกระจก

ปรากฎว่าถ่านหินสีน้ำตาลและสีดำได้ชื่อไม่ใช่เพราะสีของวัตถุดิบ ก่อนหน้านี้ เพื่อตรวจสอบ "ปริมาณไขมัน" ของหิน จะต้องดำเนินการบนพื้นผิวสีขาว ผลลัพธ์ที่ได้คือแถบสีดำหรือสีน้ำตาล ซึ่งทำให้ฟอสซิลมีชื่อตรงกัน

วิธีขุดถ่านหินในเหมืองสมัยใหม่

แม้ว่าการผลิตจะไม่เคยหยุดนิ่งและมีการปรับปรุงให้ทันสมัยอยู่เสมอ แต่บางประเทศก็ยังคงสกัดการผลิตโดยใช้กำลังคน อาจเน้นไปที่อินเดีย ซึ่งชาวเมืองที่อยู่ใกล้แหล่งสะสมถ่านหินเก็บถ่านหิน แม้แต่เด็กเล็กก็มีส่วนร่วมในกระบวนการนี้โดยพยายามช่วยพ่อแม่หาเงิน หมู่บ้าน Jharia ได้รับการขนานนามว่าเป็นนรกบนดิน เพราะอากาศที่นั่นเต็มไปด้วยฝุ่นถ่านหินและก๊าซพิษ และวัตถุดิบมักจะติดไฟได้เอง

วิธีการหลักในการทำเหมืองถ่านหิน

มากขึ้น ประเทศที่พัฒนาแล้วปัญหานี้ไม่ได้เด่นชัดนัก การพัฒนาเงินฝากดำเนินการโดยใช้อุปกรณ์พิเศษ มนุษย์ไม่ได้มีส่วนร่วมในกระบวนการบางอย่างด้วยซ้ำ

ในปัจจุบัน การทำเหมืองถ่านหินมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย 3 ประเภท:

• เหมืองหินหรือตัด;
• ของฉัน;
• ไฮดรอลิก

การใช้งานขึ้นอยู่กับความลึกของชั้นแร่ ความแข็งของหิน และการเข้าถึง

ตารางเปรียบเทียบวิธีการทำเหมืองถ่านหิน

	อาชีพ	ชาคต์นี	ไฮดรอลิก
ข้อดี	ราคาถูก ความปลอดภัย การพัฒนาภาคสนามอย่างรวดเร็ว	ค่อนข้างเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ถ่านหินคุณภาพสูง งานใหญ่	เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ไม่ต้องการทรัพยากรมนุษย์จำนวนมาก ค่อนข้างถูก ไม่ทำลายรากฐานของโลก
ข้อบกพร่อง	คุณภาพของถ่านหินที่ขุดได้ ไม่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม	ไม่ใช่วิธีที่ปลอดภัย ความเข้มของแรงงาน ค่าใช้จ่ายสูงมาก	การใช้น้ำปริมาณมหาศาล ผลผลิตต่ำ

วิถีอาชีพ

การขุดหลุมแบบเปิดการทำเหมืองถ่านหินจะดำเนินการโดยอยู่ใต้ดินที่ระดับความลึกไม่เกิน 500 เมตร ในการพัฒนาแหล่งสะสมดังกล่าว มีการใช้เครนเพื่อกำจัดชั้นหินเสียออก พวกมันถูกเรียกว่าสายลาก เครนประกอบด้วยห้องโดยสาร บูม และถัง จะติดตั้งบนรางเพื่อเคลื่อนที่ไปรอบๆ เหมืองหินหรือตั้งบนราง

วัตถุระเบิดยังใช้เพื่อคลายหิน แต่เนื่องจากอันตราย จึงถูกทิ้งร้างในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่เนื่องจากอันตราย หลังจากพังทลายลง พื้นที่ว่างก็ถูกถมกลับ ปรับระดับและเสริมปุ๋ยให้เพียงพอ มีการปลูกต้นไม้จากด้านบนเพื่อฟื้นฟูหรือปรับปรุงระบบนิเวศของพื้นที่ การทำเหมืองถ่านหินแบบเปิดยังคงก่อให้เกิดอันตรายต่อธรรมชาติ - สถานการณ์ทางนิเวศวิทยาหยุดชะงักและน้ำใต้ดินแห้ง

ถ่านหินสีน้ำตาลไม่ได้อยู่ค่อนข้างลึกที่ระดับความลึก 300-400 เมตร ดังนั้นจึงใช้วิธีเปิดหลุมในการสกัดด้วย สถานที่พัฒนาภาคสนามมักเรียกว่าเหมืองแบบเปิด เนื่องจากมีพื้นที่ยาวและแคบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมองจากอวกาศ บางทีนี่อาจเป็นความแตกต่างเพียงอย่างเดียวจากเหมืองหินเพราะเทคโนโลยีในการรับวัตถุดิบเหมือนกัน

จากนั้นเครื่องจักรขนาดเล็กก็เข้ามาทำงาน คลายหินและบรรจุลงในเกวียนที่ถูกส่งไปยังการผลิต ถ่านหินถูกเทลงบนชุดสายพานลำเลียงและส่งไปยังการผลิต สถานีเสริมสมรรถนะ หรือโรงไฟฟ้าพลังความร้อน

วิธีการของผม

การทำเหมืองถ่านหินใต้ดินมีอายุเก่าแก่และ วิธีการทางเทคโนโลยีการได้รับวัตถุดิบ ฟอสซิลจำนวนมากอยู่ที่ระดับความลึกมากกว่า 500 เมตร และการนำหินด้านบนออกจะเป็นกระบวนการที่ไม่เกิดประโยชน์ ใช้เวลานาน และมีราคาแพง การก่อสร้างเหมืองดำเนินการในลักษณะนี้ - มีการสร้างเพลาซึ่งเป็นเพลาหลักซึ่งอุปกรณ์และคนงานทั้งหมดจะลงมาในอนาคต

เมื่อถึงความลึกสูงสุดที่เป็นไปได้จะมีการตัดแนวนอนในรูปแบบวางรางและเริ่มอุปกรณ์หลัก ผนังทั้งหมดเสริมด้วยเสาหรือวงแหวนเพื่อป้องกันการพังทลายจากแรงสั่นสะเทือน

เหมืองถ่านหินที่ลึกที่สุดตั้งอยู่ในแอ่งถ่านหินโดเนตสค์ในยูเครน ตอนนี้สูงถึง 2,043 เมตร

เพื่อความปลอดภัยของคนงาน สิ่งสำคัญมากคือการระบายอากาศในเหมืองอย่างต่อเนื่อง เพื่อลดความเข้มข้นของมีเทน และทำให้อากาศอบอุ่นหากสภาพอากาศต้องการ

การทำเหมืองถ่านหินในเหมืองดำเนินการโดยใช้อุปกรณ์ที่บดขยี้ชั้นและส่งขึ้นสู่ผิวน้ำ มาสโตดอนบริเวณนี้ - หัวถนน- เขาตีวัตถุดิบจากการก่อตัวและส่งมันไปยังพื้นผิวตามสายพานลำเลียง ในพื้นที่ที่เกิดฮาร์ดร็อค จะใช้อุปกรณ์ที่แตกต่างกันเล็กน้อย

เครื่องตัดเฉือนนั้นติดตั้งสว่านแบบอะนาล็อกที่มีฟันขนาดใหญ่ที่บดขยี้หินและเคลื่อนตัวลึกลงไปในเหมือง นอกจากนี้ ยังมีการติดตั้งเครื่องตัดเพื่อขจัดเศษส่วนเกินและบดหินชิ้นใหญ่เพื่อให้สามารถเคลื่อนตัวไปตามสายพานลำเลียงขึ้นไปด้านบนได้

ส่วนสำคัญอีกประการหนึ่งที่ไม่สามารถละเลยได้ในวิธีการทำเหมืองถ่านหินแบบปิดคือการสูบน้ำออก แม้แต่แม่น้ำใต้ดินก็สามารถผ่านพื้นที่เหล่านี้ได้ ขัดขวางการผลิตอย่างมากและเป็นอันตรายต่อคนงาน หากมีการละเมิดกฎหรืออุปกรณ์สูบน้ำออกอาจพังเข้าไปในปล่องเหมืองน้ำท่วมกิ่งไม้ได้ ซึ่งจะนำไปสู่การพังของอุปกรณ์และการเสียชีวิตของคนงานหรือการจำคุกใต้ดิน

วิธีไฮดรอลิก

วิธีการไฮดรอลิกเป็นวิธีใหม่ล่าสุดและกำลังได้รับการปรับปรุงให้ทันสมัยเพื่อลดการใช้น้ำสำหรับการผลิตถ่านหิน อุปกรณ์ชิ้นแรกถูกประดิษฐ์ขึ้นในสหภาพโซเวียตในช่วงทศวรรษที่ 30 การติดตั้งนี้เรียกว่าการรวมแบบเครื่องกล-ไฮดรอลิก ใช้เพื่อคลายหินและแยกออกจากชั้นหลัก

น้ำที่ไหลจะไหลผ่านรางน้ำ จากนั้นจึงลำเลียงไปยังปั๊มแรงดันต่ำ ที่นั่น ถ่านหินที่ขุดได้จะถูกทำให้แห้ง จากนั้นจะถูกป้อนเข้าสายพานลำเลียงและเคลื่อนย้ายออกไปข้างนอก น้ำถูกทำให้บริสุทธิ์เพื่อป้องกันไม่ให้อนุภาคที่เหลืออยู่สร้างความเสียหายให้กับอุปกรณ์ไฮดรอลิก วิธีการนี้ แม้จะมีข้อดีมากมาย แต่วิธีไฮดรอลิกก็มีประสิทธิผลน้อยกว่า

Copanca หรือการขุดถ่านหินที่บ้าน

แม้ว่าจะมีการทำเหมืองถ่านหินก็ตาม ระดับอุตสาหกรรมนี่เป็นกระบวนการที่ซับซ้อนและใช้เวลานาน ผู้อยู่อาศัยในพื้นที่ที่มีเงินฝากจะพัฒนาตนเองโดยใช้เพื่อวัตถุประสงค์ของตนเอง มันง่ายมากที่จะสร้าง แต่การใช้วิธีนี้ ถ่านหินต้องไม่อยู่ลึก

ในหลายประเทศ วิธีการนี้ใช้ในการขายถ่านหินในตลาดมืดอย่างผิดกฎหมายเท่านั้น อาจมีคนงานจำนวนมากเข้ามาเกี่ยวข้องด้วย แต่การใช้เทคโนโลยีอุตสาหกรรมขั้นสูงนั้นไม่มีปัญหา นี่เป็นสิ่งที่อันตรายที่สุดและ ทำงานหนักยิ่งกว่านั้นบรรทัดฐานไม่ได้รับการควบคุม แต่อย่างใดเพราะเจ้าของการขุดใส่ใจเพียงผลกำไรของตัวเองเท่านั้น

วิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุด

เป็นไปไม่ได้ที่จะบอกว่าการสกัดแร่ประเภทใดให้ผลกำไรมากกว่าเพราะทั้งหมดนี้ได้รับอิทธิพลจากหลายปัจจัย คุณสามารถขุดเหมืองหินลึกลงไปในพื้นดินได้ 1 กม. แต่ต้องใช้อุปกรณ์ เวลา และความเสียหายอย่างมากต่อระบบนิเวศอีกด้วย แต่การทำเหมืองในแหล่งสะสมถ่านหินที่อยู่ห่างออกไป 300-400 เมตรจะมีราคาแพงเกินไป และสถานที่ดังกล่าวไม่ได้ผลิตถ่านหินคุณภาพสูงเสมอไป

ปัจจุบันมีเพียง 8% ของวัตถุดิบในโลกเท่านั้นที่ถูกสกัดโดยใช้วิธีไฮดรอลิก ในขณะที่ยังมีการทดลองอีกมาก

สถานที่และวิธีการขุดถ่านหินไม่ได้ถูกเลือกแบบสุ่ม ขั้นแรกจะมีการประเมินขนาดของแหล่งสะสม คุณภาพของวัตถุดิบ และลักษณะภูมิประเทศ หลังจากนี้อุปกรณ์จะถูกส่งไปยังอาณาเขตและทำรั้วทดลองเพื่อให้มั่นใจถึงความสามารถในการทำกำไรของการผลิต