Węgiel brunatny: metody wydobywcze

Niski koszt i rozległe rezerwy - główne czynniki powodujące wzrost liczby zastosowań węgla brunatnego. Ten rodzaj kopalnego paliwa stałego, najwcześniejszego rodzaju węgla, był eksploatowany przez człowieka od ponad stu lat. Węgiel brunatny jest produktem metamorfizmu torfu, na etapie między węglem brunatnym i węgiel. W porównaniu z tym ostatnim, ten rodzaj paliwa jest mniej popularny, jednak ze względu na niski koszt jest szeroko stosowany do produkcji energii elektrycznej, ogrzewania i innych rodzajów paliwa.

Struktura

Węgiel brunatny - gęsta, ziemista lub włóknista masa węglowa koloru brązowego lub smolistego z dużą zawartością lotnych substancji bitumicznych. Z reguły struktura roślinna, łupiny przypominające skorupy i miazga drzewna są w niej dobrze zachowane. Łatwo się pali, płomień jest zadymiony i emitowany jest specyficzny nieprzyjemny zapach. Reagowanie z wodorotlenek potasu, tworzy ciemnobrązową ciecz. Po wysuszeniu w stanie destylowanym węgiel brunatny tworzy amoniak z kwasem octowym. Skład chemiczny (średnio), mniej popiołu: węgiel - 63%, tlen - 32%, wodór 3-5%, azot 0-2%.

Pochodzenie

Węgiel brunatny jest tworzony przez warstwy osadowych skał osadowych - flot, często o dużej grubości i długości. Materiałem do formowania węgla brunatnego są różne rodzaje roślin pseudopalcowych, iglastych, drzewiastych i torfowych. Osady tych substancji stopniowo rozkładają się bez dostępu powietrza, pod wodą, pod pokrywą z mieszaniny gliny i piasku. Procesowi tlenia towarzyszy stałe uwalnianie lotnych substancji i stopniowo prowadzi do wzbogacenia pozostałości roślin węglikiem. Węgiel brunatny jest jednym z pierwszych etapów metamorfizmu takich osadów roślinnych, po torfie. Dalsze etapy - węgiel, antracyt, grafit. Im dłuższy proces, tym bliższy jest czysty węgiel-grafit. Grafit należy więc do grupy Azoic, węgiel - do paleozoiku, węgiel brunatny - głównie do mezozoiku i kenozoiku.

Węgiel brunatny i brązowy: różnice

Jak widać z samej nazwy, węgiel brunatny różni się od kamienia (jaśniejszy lub ciemniejszy). Są też czarne odmiany, ale w postaci proszku odcień takiego węgla jest jeszcze brązowy. Kolor kamienia i antracytu zawsze pozostaje czarny. Charakterystyczne właściwości węgla brunatnego mają wyższą zawartość węgla w porównaniu z węglem i niższą zawartość substancji bitumicznych. To wyjaśnia, dlaczego lignit spala się łatwiej i wytwarza dużą ilość dymu. Wysoka zawartość węgla wyjaśnia również powyższą reakcję za pomocą wodorotlenku potasu i szczególny nieprzyjemny zapach podczas spalania. Zawartość azotu w porównaniu do węgla czarnego również jest znacznie niższa. Przy długim przebywaniu w powietrzu węgiel brunatny szybko traci wilgoć, rozpadając się na proszek.

Odmiany

Istnieje wiele odmian i odmian węgla brunatnego, wśród których istnieje kilka głównych:

1. Normalny węgiel brunatny, gęstość konsystencji, nieprzezroczysty brązowy kolor.
2. Złamanie ziemistego węgla węglowego, łatwe do zmywania.
3. Tarry, bardzo gęsty, ciemnobrązowy, czasem nawet niebiesko-czarny. W supeł jak żywica.
4. Węgiel brunatny lub drzewo smołowe. Węgiel o dobrze zachowanej strukturze roślinnej. Czasem występuje nawet w postaci całych pni drzew z korzeniami.
5. Disodil - brązowy węgiel drzewny w postaci zepsutej, cienkowarstwowej masy roślinnej. Łatwo podzielić na cienkie prześcieradła.
6. Brązowy węgiel torfowy. Przypominając torf, z dużą ilością zanieczyszczeń, czasem przypominających ziemię.

Procentowy stosunek popiołu do palnych pierwiastków w różnych rodzajach węgla brunatnego jest bardzo zróżnicowany, co decyduje o zaletach palnego materiału danej odmiany.

Górnictwo

Metody wydobywania węgla brunatnego są podobne dla wszystkich paliw kopalnych. Wyróżnij otwarty (kariera) i zamknięty. Najstarszą metodą zamkniętego wydobycia są galerie, pochyłe odwierty do pokładów węgla o małej grubości i płytkie koryto. Jest stosowany w przypadku finansowej nieskuteczności urządzenia kamieniołomu.

Kopalnia jest pionowym lub pochyłym odwiertem w skale od powierzchni do pokładu węgla. Ta metoda jest stosowana do głęboko osadzonych formacji węglowych. Charakteryzuje się wysokim kosztem wydobytych zasobów i wysoką liczbą wypadków.

Produkcja odkrywkowa odbywa się na stosunkowo małej (do 100 m) głębokości pokładu węgla. Górnictwo odkrywkowe lub odkrywkowe jest najbardziej ekonomiczne, obecnie około 65% węgla jest wydobywane w ten sposób. Główną wadą rozwoju kopalni jest duże uszkodzenie środowiska. Wydobywanie węgla brunatnego odbywa się głównie metodą otwartą ze względu na małą głębokość. Początkowo usuwany jest nadkład (warstwa skały powyżej pokładu węgla). Następnie węgiel jest kruszony metodą wiercenia i obróbki strumieniowej i transportowany przez wyspecjalizowane pojazdy (kamieniołomy) z miejsca produkcji. Prace rozbiórkowe, w zależności od wielkości i składu warstwy, mogą być wykonywane za pomocą buldożerów (o luźnej warstwie o znikomej grubości) lub za pomocą koparek obrotowych i ciągników (z grubszą i bardziej gęstą warstwą skał).

Aplikacja

Jako paliwo węgiel brunatny stosowany jest znacznie rzadziej niż kamień. Służy do ogrzewania prywatnych domów i małych elektrowni. Przez tzw. węgiel brunatny sucha destylacja produkuje wosk gowy dla przemysłu drzewnego, papierniczego i włókienniczego, kreozotu, kwas karbolowy i inne podobne produkty. Jest również przetwarzany na ciekłe paliwo węglowodorowe. Kwasy huminowe w składzie węgla brunatnego mogą być stosowane w rolnictwie jako nawóz.

Nowoczesne technologie umożliwiają wytwarzanie gazu syntetycznego z węgla brunatnego, który jest analogiem gazu ziemnego. Aby to zrobić, węgiel jest podgrzewany do 1000 stopni Celsjusza, w wyniku czego następuje gazowanie. W praktyce stosuje się dość skuteczną metodę: wysoka temperatura jest dostarczana przez rurę przez odwiercony otwór do złoża węgla brunatnego, a inny gaz już wytwarza gotowy gaz, produkt obróbki podziemnej.