Facteurs déterminant la méthode minière d'extraction du charbon. Comment le charbon est-il extrait ? Le dur labeur d'un mineur, ou comment le charbon est extrait

Le charbon est utilisé par l'homme depuis l'Antiquité. Son inflammabilité et son transfert de chaleur, la durée de rétention de la chaleur dans le foyer sont devenues le salut des personnes en périodes froides, qui se sont cycliquement remplacées sur notre planète. Le charbon est activement utilisé encore aujourd'hui ; dans le complexe des combustibles et de l'énergie, il figure parmi les trois principales matières premières avec le pétrole et le gaz.

Comment se sont formés les gisements de charbon ?

Des gisements de charbon se sont formés à la place d'immenses espaces verts. Il s'agit d'une matière organique ancienne qui est restée après la mort des plantations d'arbres. Pour que les plantes mortes deviennent du charbon, certaines conditions sont nécessaires : les résidus de bois ne doivent pas pourrir sous l'influence des bactéries. Cela n'est possible que lorsqu'ils pénètrent sous l'eau des marais, puis sous terre, où l'oxygène ne pénètre pas. Le charbon est considéré comme un minéral extrait des couches rocheuses à différentes profondeurs.

Comment les gisements de charbon sont-ils découverts et développés ?

Les endroits où il y a du charbon ont longtemps été explorés sur la planète. Ses réserves dans différents pays sont immenses, elles suffiront aux besoins de chauffage et d'industrie pendant près de trois siècles. Mais selon les géologues, il pourrait y avoir plus, car toutes les régions du monde n'ont pas effectué de prospection géologique profonde pour la présence de charbon combustible. Le développement des gisements de charbon est pertinent et apporte des revenus tangibles aux États qui se livrent à l'extraction de cet or noir massif. Le processus de développement des gisements est effectué en fonction du terrain et de la profondeur des veines de charbon.

La gamme de son utilisation est très large. Le charbon est utilisé pour produire de l'électricité, comme matière première industrielle (coke), pour la production de graphite, pour la production de combustibles liquides par hydrogénation.

La Russie possède de vastes réserves de gisements de charbon et de bassins houillers.

Un bassin houiller est une zone (souvent de plus de 10 000 kilomètres carrés) de gisements houillers, formés dans certaines conditions sur une certaine période de temps. Le gisement de charbon a une superficie plus petite et est une structure tectonique distincte.

Sur le territoire de la Russie, il existe des bassins de plate-forme, plissés et de transition.

La plus grande quantité de gisements de charbon a été trouvée sur le territoire de la Sibérie occidentale et orientale.

60 % des réserves de charbon russes sont des charbons humiques, y compris du charbon à coke (Karaganda, sud de Yakoutsk, bassin de Kuznetsk). Il existe également des charbons bruns (Oural, Sibérie orientale, région de Moscou).

Les réserves de charbon sont réparties sur 25 bassins houillers et 650 gisements individuels.

L'extraction du charbon s'effectue de manière fermée ou à ciel ouvert. L'exploitation minière fermée est réalisée dans des mines, à ciel ouvert - dans des carrières (sections).

La durée de vie de la mine est en moyenne de 40 à 50 ans. Chaque couche de charbon est retirée de la mine pendant environ 10 ans, suivi du développement d'une couche plus profonde par reconstruction. La reconstruction des horizons miniers est un préalable à la préservation de l'environnement et à la sécurité des travailleurs.

Dans les coupes, l'extraction du charbon s'effectue par bandes successives.

Pour la période de 2010, le charbon en Russie a été extrait dans 91 mines et 137 coupes. La capacité annuelle totale était de 380 millions de tonnes.

Une fois le charbon extrait dans des mines ou des déblais, il va directement au consommateur ou est envoyé à des entreprises d'enrichissement du charbon.

Dans des usines spéciales, les morceaux de charbon sont triés par taille puis enrichis.

Le processus d'enrichissement est la purification du combustible à partir des stériles et des impuretés.

Aujourd'hui, le charbon en Russie est extrait principalement sur le territoire et dans 10 bassins principaux. Le plus grand gisement de charbon dur et à coke est le bassin de Kuznetsk (région de Kemerovo), le lignite est extrait dans le bassin de Kansk-Achinsk (territoire de Krasnoïarsk, Sibérie orientale), Anthracites - dans le bassin de Gorlovsky et dans le Donbass.

Le charbon de ces bassins est de la plus haute qualité.

D'autres bassins houillers bien connus en Russie comprennent le bassin de Pechora (Arctique), le bassin d'Irkoutsk-Cheremkhovo dans la région d'Irkoutsk et le bassin du sud de Yakoutsk en Extrême-Orient.

Les bassins de Taimyr, Lena et Tunguska sont activement développés en Sibérie orientale, ainsi que des gisements dans le territoire transbaïkal, Primorye, région de Novossibirsk.

La plus grande branche (en termes de nombre de travailleurs et de coût des immobilisations de production) de l'industrie du combustible est l'extraction du charbon en Russie.

L'industrie charbonnière extrait, transforme (enrichit) le charbon, le lignite et les anthracites.

Comment et combien de charbon est produit dans la Fédération de Russie

Ce minéral est extrait en fonction de la profondeur de l'emplacement: méthodes à ciel ouvert (dans des coupes) et souterraines (dans des mines).

Entre 2000 et 2015, la production souterraine est passée de 90,9 à 103,7 millions de tonnes, tandis que la production à ciel ouvert a augmenté de plus de 100 millions de tonnes, passant de 167,5 à 269,7 millions de tonnes. La quantité de minerai extrait dans le pays au cours de cette période, ventilée par méthodes de production, voir fig. une.

Riz. 1 : Production de charbon en Fédération de Russie de 2000 à 2015 par méthode de production, en millions de tonnes

Selon le Fuel and Energy Complex (FEC), en Fédération de Russie en 2016, 385 millions de tonnes de minéraux noirs ont été extraits, soit 3,2% de plus que l'année précédente. Cela nous permet de tirer une conclusion sur la dynamique positive de la croissance de l'industrie ces dernières années et sur les perspectives, malgré la crise.

Les types de ce minéral, extraits dans notre pays, sont divisés en charbons énergétiques et à coke.

Dans le volume total pour la période de 2010 à 2015, la part de la production d'énergie est passée de 197,4 à 284,4 millions de tonnes.Voir fig. 2.

2 : La structure de la production de charbon dans la Fédération de Russie par types pour 2010-2015, en millions de tonnes.

Combien y a-t-il de minerais noirs dans le pays et où est-il extrait

Selon Rosstat, la Fédération de Russie (157 milliards.

tonnes) occupe la deuxième place après les États-Unis (237,3 milliards de tonnes) dans le monde en termes de réserves de charbon. La Fédération de Russie représente environ 18% de toutes les réserves mondiales. Voir figure 3.

Riz. 3 : Réserves mondiales par principaux pays

Les informations de Rosstat pour 2010-2015 suggèrent que l'exploitation minière dans le pays est réalisée dans 25 sujets de la Fédération dans 7 districts fédéraux.

Il existe 192 entreprises charbonnières. Parmi eux se trouvent 71 mines et 121 mines de charbon. Leur capacité de production combinée est de 408 millions de tonnes. Plus de 80% de celui-ci est extrait en Sibérie. L'extraction du charbon en Russie par région est présentée dans le tableau 1.

En 2016, 227 400 mille

tonnes extraites dans la région de Kemerovo (ces villes avec une affiliation industrielle sont appelées villes à industrie unique), dont environ 125 000 000 tonnes ont été exportées.

Kuzbass représente environ 60% de la production nationale de charbon, il y a environ 120 mines et coupes.

Début février 2017, une nouvelle mine à ciel ouvert a été lancée dans la région de Kemerovo - Trudarmeisky Yuzhny avec une capacité nominale de 2 500 000 tonnes.

En 2017, il est prévu de produire 1 500 000 tonnes de minerais à ciel ouvert et, selon les prévisions, la mine à ciel ouvert atteindra sa capacité nominale en 2018. Toujours en 2017, trois nouvelles entreprises devraient être lancées à Kuzbass.

Les plus gros gisements

Sur le territoire de la Fédération de Russie, il existe 22 bassins houillers (selon Rosstat pour 2014) et 129 gisements individuels.

Plus des 2/3 des réserves de celles déjà explorées sont concentrées dans les bassins de Kansk-Achinsk (79,3 milliards de tonnes) et de Kuznetsk (53,4 milliards de tonnes). Ils sont situés sur le territoire de la région de Kemerovo du territoire de Krasnoïarsk.

Parmi les plus grands bassins figurent également: Irkoutsk, Pechora, Donetsk, South Yakutsk, Minusinsk et autres.

La figure 4 montre la structure des réserves explorées pour les principaux bassins.

Riz. 4 : Réserves explorées dans les principaux bassins de Russie, en milliards de tonnes

Importer / Exporter

La Fédération de Russie est l'un des trois plus grands exportateurs de charbon après l'Australie (le volume des exportations est de 390 millions de tonnes).

tonnes) et l'Indonésie (330 millions de tonnes) en 2015. La part de la Russie en 2015 - 156 millions de tonnes de fossiles noirs sont allés à l'exportation. Cet indicateur pour le pays a augmenté de 40 millions de tonnes en cinq ans. Outre la Fédération de Russie, l'Australie et l'Indonésie, les six premiers pays sont les États-Unis d'Amérique, la Colombie et l'Afrique du Sud.

La structure des exportations mondiales est illustrée à la fig. 5.

Riz. 5 : Structure des exportations mondiales (premiers pays exportateurs).

Le Bureau central de répartition du Complexe des combustibles et de l'énergie rapporte qu'en 2016, le volume total des exportations du pays a augmenté, tandis que les importations ont diminué.

Les données sur les exportations-importations en 2016 sont présentées dans le tableau 2.

Chef du département d'information et d'analyse du département de l'industrie du charbon et de la tourbe du ministère de l'énergie du pays V.

Grishin prévoit une augmentation des exportations de 6% en 2017, son volume pourrait atteindre 175 millions de tonnes, soit une augmentation de 10 millions de tonnes.

Quelles entreprises sont les plus grands producteurs

Les principales compagnies pétrolières russes sont sur toutes les lèvres, et les plus grandes sociétés productrices de charbon du pays en 2016 sont : OJSC SUEK (105,47), Kuzbassrazrezugol (44,5), SDS-ugol (28,6), Vostsibugol (13,1), Yuzhny Kuzbass (9) , Yuzhkuzbassugol (11,2), Yakutugol (9,9), Raspadskaya OJSC (10,5), indiquent entre parenthèses la quantité de charbon produite en millions de tonnes, cf.

Riz. 6. Les plus grands fabricants de la Fédération de Russie en 2016, en millions.

Les sociétés OJSC SUEK, Kuzbassrazrezugol et SDS-ugol ont été les leaders de la production au cours des dernières années.

Les plus grands fabricants pour 2014-2015 sont présentés à la Fig.

7. Parmi eux, en plus des deux leaders de l'industrie ci-dessus, il y a aussi des entreprises de transformation : Kuzbass Fuel Company, Sibuglement Holding, Vostsibugol, Russian Coal, EVRAZ (l'une des plus grandes sociétés privées du pays), Mechel Mining, SDS- charbon.

7. Les plus grands producteurs de la Fédération de Russie pour 2014-2015, en millions de tonnes

En novembre 2016, la brigade Evgeny Kosmin de la section n ° 1 de la mine nommée d'après V.D.

Yalevskoy JSC SUEK-Kuzbass a établi un nouveau record de production russe pour l'année à partir d'un chantier - 4 810 000 tonnes.

Résultats et conclusions

• Le complexe houiller de la Russie se développe activement.
• Les importations ont légèrement diminué ces dernières années, tandis que les exportations et la production ont augmenté.
• En termes d'exportations, la Fédération de Russie est l'un des trois premiers pays après l'Australie et l'Indonésie.
• Dans les années à venir, il est prévu d'ouvrir de nouvelles entreprises d'extraction et de transformation.
• Les trois premiers incluent des entreprises de la région sibérienne, qui représente plus de 80 % de la production totale du pays.

Lyudmila Poberezhnykh, 2017-03-29

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Bassins houillers russes

Le rôle de tel ou tel bassin houiller dans la division territoriale du travail dépend de la qualité du charbon, de la taille des réserves, des indicateurs techniques et économiques d'extraction, du degré de préparation des réserves à l'exploitation industrielle, de la taille des l'extraction, et les particularités du transport et de la position géographique.

Ensemble, ces conditions ressortent nettement bases charbonnières interdistricts- Les bassins de Kuznetsk et Kansko-Achinsk, qui représentent ensemble 70 % de la production de charbon en Russie, ainsi que les bassins de Pechora, Donetsk, Irkutsk-Cheremkhovo et South Yakutsk.
Le plus important producteur de charbon en Russie est le bassin houiller de Kuznetsk.

Bassin de Kouznetsk

Le solde des réserves de charbon de la catégorie A + B + C1 de Kuzbass est estimé à 57 milliards de tonnes, soit 58,8% du charbon russe.

Dans le même temps, les réserves de charbon à coke s'élèvent à 30,1 milliards de tonnes, soit 73 % des réserves totales du pays.

Presque toute la gamme des qualités de houille est extraite à Kuzbass. Le sous-sol de Kuzbass est riche en autres minéraux - ce sont le manganèse, le fer, le phosphorite, les minerais de néphéline, le schiste bitumineux et d'autres minéraux.

Les charbons de Kuznetsk sont de haute qualité : teneur en cendres de 8 à 22 %, teneur en soufre de 0,3 à 0,6 %, chaleur spécifique de combustion de 6 000 à 8 500 kcal/kg.

La profondeur moyenne de l'exploitation souterraine atteint 315 m.
Environ 40% du charbon extrait est consommé dans la région de Kemerovo elle-même et 60% est exporté vers d'autres régions de Russie et pour l'exportation.
Dans la structure des exportations de charbon de la Russie, Kuzbass représente plus de 70 % de son volume physique.
Du charbon de haute qualité, y compris du charbon à coke, y est déposé. Près de 12 % de l'exploitation minière est réalisée à ciel ouvert.
Le district de Belovsky est l'une des plus anciennes zones d'extraction de charbon de Kuzbass.

Le solde des réserves de charbon dans le district de Belovsky est supérieur à 10 milliards de tonnes.

tonnes.
Le développement du bassin houiller de Kuznetsk a commencé en 1851 avec l'extraction plus ou moins régulière de combustible de la mine de Bachat pour l'usine métallurgique de Guryev. La mine de Bachat était située à six verstes au nord-est du village de Bachaty. Maintenant à cet endroit se trouvent les mines Chertinskaya-Koksovaya, Novaya-2 et la mine à ciel ouvert Novobochatsky.
La mine Pioneer est considérée comme le premier-né de l'industrie houillère de Belovo. Ici, la première tonne de charbon a été extraite.

À l'heure actuelle, le district de Belovsky est la plus grande zone d'extraction de charbon de Kuzbass.
Le district de Belovsky est le centre géographique de la région de Kemerovo.
Les principaux centres sont Novokuznetsk, Kemerovo, Prokopievsk, Anzhero-Sudzhensk, Belovo, Leninsk-Kuznetsky.

Le bassin de Kansk-Achinsk est situé au sud de la Sibérie orientale dans le territoire de Krasnoïarsk le long du chemin de fer transsibérien et fournit 12% de la production de charbon en Russie.

Le lignite de ce bassin est le moins cher du pays, puisqu'il est extrait à ciel ouvert. En raison de la faible qualité du charbon, il n'est pas très transportable et, par conséquent, de puissantes centrales thermiques fonctionnent sur la base des plus grandes mines (Irsha-Borodinsky, Nazarovsky, Berezovsky).

Le bassin de Pechora est le plus grand de la partie européenne et fournit 4% de la production de charbon du pays.

Il est éloigné des centres industriels les plus importants et est situé dans l'Arctique; l'exploitation minière est réalisée uniquement par la méthode de la mine. Le charbon à coke est extrait dans la partie nord du bassin (dépôts de Vorkuta, Vorgashorskoye), tandis que dans la partie sud (dépôt Inta) - principalement de l'énergie.

Les principaux consommateurs de charbon de Pechora sont l'usine métallurgique de Cherepovets, les entreprises du Nord-Ouest, du Centre et de la région centrale de Chernozem.

Le bassin du Donets dans l'oblast de Rostov est la partie orientale du bassin houiller situé en Ukraine.

C'est l'une des plus anciennes zones d'extraction de charbon. La méthode d'extraction minière a entraîné le coût élevé du charbon. La production de charbon diminue chaque année et en 2007, le bassin ne produisait que 2,4 % de la production russe totale.

Le bassin d'Irkoutsk-Cheremkhovo, dans la région d'Irkoutsk, fournit un charbon à faible coût, car l'exploitation minière est réalisée à ciel ouvert et fournit 3,4% du charbon du pays.

En raison de la grande distance des gros consommateurs, il est utilisé dans les centrales électriques locales.

Le bassin du sud de Yakoutsk (3,9 % de la production russe totale) est situé en Extrême-Orient. Il possède d'importantes réserves d'énergie et de combustibles de procédé, et toute l'exploitation minière est effectuée selon une méthode ouverte.

Les bassins houillers prometteurs comprennent Lensky, Tungussky et Taimyrsky, situés au-delà du Yenisei au nord du 60e parallèle.

Ils occupent de vastes zones dans les zones peu développées et peu peuplées de la Sibérie orientale et de l'Extrême-Orient.

Parallèlement à la création de bassins houillers d'importance intercommunale, on assiste à un large développement des bassins houillers locaux, qui permet de rapprocher la production de charbon des zones de sa consommation. Dans le même temps, dans les régions occidentales de la Russie, la production de charbon diminue (bassin de Moscou) et dans les régions orientales, elle augmente fortement (gisements de la région de Novossibirsk, territoire transbaïkal, Primorye.

L'industrie charbonnière est le segment le plus important de l'industrie des combustibles. Dans le monde, elle dépasse toutes les autres en termes de nombre de travailleurs et de quantité d'équipements.

Quelle est l'industrie du charbon

L'industrie charbonnière implique l'extraction du charbon et son traitement ultérieur. Les travaux s'effectuent tant en surface qu'en sous-sol.

Si les gisements sont situés à une profondeur n'excédant pas 100 mètres, les travaux sont réalisés en carrière. Les mines sont utilisées pour développer des gisements à de grandes profondeurs.

Méthodes classiques d'extraction du charbon

Le travail dans les mines de charbon et le sous-sol sont les principales méthodes d'exploitation minière. La plupart des travaux en Russie et dans le monde sont effectués de manière ouverte. Cela est dû aux avantages financiers et aux taux de production élevés.

Le processus est le suivant :

• À l'aide d'un équipement spécial, la couche supérieure de la terre recouvrant le dépôt est enlevée. Il y a quelques années, la profondeur des ouvrages à ciel ouvert était limitée à 30 mètres, les dernières technologies ont permis de l'augmenter de 3 fois. Si la couche supérieure est molle et petite, elle est enlevée avec une excavatrice. Une couche de terre épaisse et dense est pré-concassée.
• Les gisements de charbon sont battus et emmenés à l'aide d'un équipement spécial vers l'entreprise pour un traitement ultérieur.
• Les ouvriers restaurent le relief naturel afin d'éviter de nuire à l'environnement.

L'inconvénient de cette méthode est que les gisements de charbon situés à faible profondeur contiennent des impuretés de terre et d'autres roches.

Le charbon extrait sous terre est considéré comme plus propre et de meilleure qualité.

La tâche principale de cette méthode est de transporter le charbon de grandes profondeurs vers la surface. Pour cela, des passages sont créés : une galerie (horizontale) et un puits (incliné ou vertical).

Dans les tunnels, les veines de charbon sont coupées par des moissonneuses-batteuses spéciales et chargées sur un convoyeur qui les remonte à la surface.

La méthode souterraine vous permet d'extraire une grande quantité de minéraux, mais elle présente des inconvénients importants: coût élevé et danger accru pour les travailleurs.

Méthodes non conventionnelles d'extraction du charbon

Ces méthodes sont efficaces, mais n'ont pas de distribution de masse - pour le moment, aucune technologie ne permet d'établir clairement le processus:

• Hydraulique. L'exploitation minière est effectuée dans une mine à grande profondeur. Le filon de charbon est broyé et ramené à la surface sous une forte pression d'eau.
• L'énergie de l'air comprimé. Il agit à la fois comme une force destructrice et de levage, l'air comprimé est sous forte pression.
• Vibroimpulsion. Les formations sont détruites sous l'influence de puissantes vibrations générées par l'équipement.

Ces méthodes ont été utilisées en Union soviétique, mais ne sont pas devenues populaires en raison de la nécessité d'importants investissements financiers. Seules quelques sociétés minières continuent d'utiliser des méthodes non conventionnelles.

Leur principal avantage est l'absence de travailleurs dans les zones potentiellement mortelles.

Pays leaders dans l'extraction du charbon

Selon les statistiques de l'énergie mondiale, un classement des pays qui occupent des positions de leader dans la production de charbon dans le monde a été établi :

1. Inde.
2. Australie.
3. Indonésie.
4. Russie.
5. Allemagne.
6. Pologne.
7. Kazakhstan.

Pendant de nombreuses années, la Chine a été le leader en termes de production de charbon. En Chine, seulement 1/7 des gisements disponibles sont en cours de développement, cela est dû au fait que le charbon n'est pas exporté hors du pays, et les réserves existantes dureront au moins 70 ans.

Sur le territoire des États-Unis, les dépôts sont uniformément répartis dans tout le pays. Ils fourniront au pays leurs réserves pendant au moins 300 ans.

Les gisements de charbon en Inde sont très riches, mais la quasi-totalité du charbon produit est utilisé dans l'industrie énergétique, car les réserves disponibles sont de très faible qualité. Malgré le fait que l'Inde occupe l'une des positions de leader, les méthodes artisanales d'extraction du charbon progressent dans ce pays.

Les réserves de charbon de l'Australie dureront environ 240 ans. Le charbon extrait a la cote de qualité la plus élevée, une partie importante de celui-ci est destinée à l'exportation.

En Indonésie, le niveau de production de charbon augmente chaque année. Il y a quelques années, la majeure partie de la production était exportée vers d'autres pays. Aujourd'hui, le pays supprime progressivement l'utilisation du pétrole, dans le cadre duquel la demande de charbon pour la consommation intérieure augmente.

La Russie possède 1/3 des réserves mondiales de charbon, alors que toutes les terres du pays n'ont pas encore été explorées.

L'Allemagne, la Pologne et le Kazakhstan réduisent progressivement leur production de charbon en raison du coût non compétitif des matières premières. La majeure partie du charbon est destinée à la consommation intérieure.

Les principaux lieux d'extraction du charbon en Russie

Essayons de comprendre. L'extraction du charbon en Russie est principalement réalisée à ciel ouvert. Les gisements à travers le pays sont dispersés de manière inégale - la plupart d'entre eux sont situés dans la région orientale.

Les gisements de charbon les plus importants en Russie sont:

• Kouznetsk (Kuzbass). Il est considéré comme le plus grand non seulement en Russie, mais dans le monde entier, situé en Sibérie occidentale. La cokéfaction et la houille sont extraites ici.
• Kansko-Achinsk. La production est réalisée ici.Le champ est situé le long du chemin de fer transsibérien, occupant une partie des territoires des régions d'Irkoutsk et de Kemerovo, le territoire de Krasnoïarsk.
• Bassin houiller de Tunguska. Représenté par le charbon brun et dur. Il couvre une partie du territoire de la République de Sakha et du territoire de Krasnoïarsk.
• Bassin houiller de Pechora. L'exploitation minière est effectuée sur ce gisement. Les travaux sont effectués dans des mines, ce qui permet d'extraire du charbon de haute qualité. Il est situé sur les territoires de la République Komi et de l'Okrug autonome Yamalo-Nenets.
• Bassin houiller d'Irkoutsk-Tcheremkhovo. Il est situé sur le territoire du Haut Sayan. Fournit du charbon uniquement aux entreprises et aux colonies voisines.

À ce jour, cinq autres gisements sont en cours de développement et pourraient augmenter le volume annuel de production de charbon en Russie de 70 millions de tonnes.

Perspectives pour l'industrie charbonnière

La plupart des gisements de charbon dans le monde ont déjà été explorés, d'un point de vue économique, les plus prometteurs appartiennent à 70 pays. Le niveau de production de charbon augmente rapidement: les technologies s'améliorent, les équipements se modernisent. Cela augmente la rentabilité de l'industrie.

charbon appelée roche sédimentaire formée lors de la décomposition de restes végétaux (fougères arborescentes, prêles et lycopodes, ainsi que les premiers gymnospermes). Les principales réserves de charbon actuellement exploitées se sont formées au Paléozoïque, il y a environ 300 à 350 millions d'années. Le charbon est extrait depuis plusieurs siècles et est l'un des minéraux les plus importants. Utilisé comme combustible solide.

Le charbon est constitué d'un mélange de composés aromatiques de poids moléculaire élevé (principalement du carbone), ainsi que d'eau et de substances volatiles avec une petite quantité d'impuretés. Selon la composition du charbon, la quantité de chaleur dégagée lors de sa combustion, ainsi que la quantité de cendres formées, changent également. La valeur du charbon et de ses gisements dépend de ce rapport.

Pour la formation d'un minéral, il était également nécessaire de remplir la condition suivante : la matière végétale en décomposition devait s'accumuler plus rapidement que sa décomposition ne se produisait. C'est pourquoi le charbon s'est formé principalement sur d'anciennes tourbières, où les composés carbonés se sont accumulés, et il n'y avait pratiquement aucun accès à l'oxygène. Le matériau source pour l'émergence du charbon est en fait la tourbe elle-même, qui a également été utilisée comme combustible pendant un certain temps. Le charbon, en revanche, s'est formé si des couches de tourbe se trouvaient sous d'autres sédiments. Dans le même temps, la tourbe a été comprimée, perdant de l'eau à la suite de laquelle du charbon s'est formé.

Le charbon se produit lorsque des couches de tourbe se trouvent à une profondeur considérable, généralement à plus de 3 km. À de plus grandes profondeurs, de l'anthracite se forme - la plus haute qualité de houille. Cependant, cela ne signifie pas que tous les gisements de charbon sont situés à de grandes profondeurs. Au fil du temps, sous l'influence de processus tectoniques de diverses directions, certaines couches ont subi un soulèvement, à la suite de quoi elles se sont avérées plus proches de la surface.

La méthode d'extraction du charbon dépend également de la profondeur à laquelle se trouvent les gisements houillers. Si le charbon se trouve à une profondeur allant jusqu'à 100 mètres, l'extraction est généralement effectuée à ciel ouvert. C'est le nom de l'enlèvement du sommet au-dessus du gisement, dans lequel le minéral est en surface. Pour l'exploitation minière à grande profondeur, la méthode de la mine est utilisée, dans laquelle l'accès s'effectue par la création de passages souterrains spéciaux - les mines. Les mines de charbon les plus profondes de Russie se trouvent à environ 1 200 mètres sous la surface.

Les plus grands gisements de charbon de Russie

Champ d'Elga (Sakha)

Ce gisement de charbon, situé au sud-est de la République de Sakha (Yakoutie), à ​​415 km à l'est de la ville de Neryungri, est le plus prometteur pour l'exploitation à ciel ouvert. La superficie du gisement est de 246 km2. Le dépôt est un pli asymétrique en pente douce.

Les dépôts du Jurassique supérieur et du Crétacé inférieur sont houillers. Les principaux filons de charbon sont situés dans les dépôts des formations Neryungri (6 filons, 0,7-17 m d'épaisseur) et Undyktan (18 filons, également 0,7-17 m d'épaisseur).

Les charbons ici sont pour la plupart semi-brillants avec une teneur très élevée en composant le plus précieux - la vitrinite (78-98%), les cendres moyennes et élevées, à faible teneur en soufre, à faible teneur en phosphore, bon frittage, à pouvoir calorifique élevé. Le charbon Elga peut être enrichi à l'aide d'une technologie spéciale, ce qui permettra d'obtenir un produit de qualité supérieure répondant aux normes internationales. De puissants filons de charbon plats sont recouverts de dépôts de faible épaisseur, ce qui est très important pour l'exploitation à ciel ouvert.

Dépôt Elegest (Tuva)

Situé dans la République de Touva. Ce champ a des réserves d'environ 20 milliards de tonnes. La plupart des réserves (environ 80%) sont situées dans une seule couche de 6,4 m d'épaisseur.Le développement de ce gisement est actuellement en cours, de sorte que l'extraction du charbon ici devrait atteindre sa capacité maximale vers 2012.

Les grands gisements de charbon (dont la superficie est de milliers de km2) sont appelés bassins houillers. En règle générale, ces dépôts sont situés dans une grande structure tectonique (par exemple, un creux). Cependant, tous les gisements situés à proximité les uns des autres ne sont généralement pas combinés en bassins, et parfois ils sont considérés comme des gisements séparés. Cela se produit généralement selon des idées historiquement établies (des gisements ont été découverts à différentes périodes).

Bassin houiller de Minusinsk est situé dans la République de Khakassie. L'extraction du charbon a commencé ici en 1904. Les gisements les plus importants sont Chernogorskoye et Izykhskoye. Selon les géologues, les réserves de charbon de cette zone s'élèvent à 2,7 milliards de tonnes. Les charbons pierreux à longue flamme à haut pouvoir calorifique prédominent dans le bassin. Les charbons sont classés comme cendres moyennes. La teneur maximale en cendres est typique des charbons du gisement d'Izykh, le minimum - pour les charbons du gisement de Beyskoye. L'extraction du charbon dans le bassin s'effectue de différentes manières: il y a à la fois des coupes et des mines.

Bassin houiller de Kuznetsk (Kuzbass) l'un des plus grands gisements de charbon au monde. Kuzbass est situé au sud dans un bassin peu profond entre les chaînes de montagnes, Montagne Shoria et. C'est le territoire de la région de Kemerovo. L'abréviation "Kuzbass" est le deuxième nom de la région. Le premier gisement de la région de Kemerovo a été découvert en 1721 et en 1842, le terme «bassin houiller de Kuznetsk» a été introduit par le géologue Chikhachev.

L'exploitation minière ici est également réalisée de différentes manières. Il y a 58 mines et plus de 30 déblais sur le territoire du bassin. En termes de qualité, "" les charbons sont divers et font partie des meilleurs charbons.

La strate houillère du bassin houiller de Kuznetsk se compose d'environ 260 veines de charbon d'épaisseurs diverses, inégalement réparties le long de la section. L'épaisseur prédominante des veines de charbon est de 1,3 à 4,0 m, mais il existe également des veines plus épaisses de 9 à 15 et même 20 m, et à certains endroits jusqu'à 30 m.

La profondeur maximale des mines de charbon ne dépasse pas 500 m (la profondeur moyenne est d'environ 200 m). L'épaisseur moyenne des veines de charbon développées est de 2,1 m, mais jusqu'à 25 % de la production de charbon de la mine tombe sur des veines de plus de 6,5 m.

En pratique, le processus d'extraction du charbon est très coûteux. Le charbon lui-même est un produit formé d'anciens représentants de la flore situés à une profondeur considérable. Dans le monde moderne, il est utilisé dans de nombreux domaines de la vie et en quantité importante. Par conséquent, l'extraction de pierre combustible a été et reste une option commerciale rentable. Au cours des dernières décennies, il y a eu une nette tendance à augmenter la fabricabilité des procédés d'extraction du charbon.

À l'heure actuelle, la position de leader dans l'extraction de minéraux appartient à la Chine. La position suivante appartient aux États-Unis, suivis de l'Inde, dont l'industrie minière représente jusqu'à 15 % de la production mondiale totale.

Méthodes existantes d'extraction du charbon

Les gisements de charbon fossile sont situés à une profondeur considérable sous terre. Le produit peut être situé dans les couches supérieures ou inférieures. Cela dépend des caractéristiques du processus de formation du charbon. Si, dans certains cas, la production est effectuée à une profondeur de plusieurs mètres, dans d'autres, il est nécessaire d'enlever des couches à une profondeur d'un kilomètre.

La technologie moderne d'extraction du charbon implique deux méthodes principales :

• exploitation minière à ciel ouvert;
• l'exploitation minière souterraine.

Chacun d'eux se caractérise par certaines caractéristiques, avantages et inconvénients.

Option d'exploitation minière à ciel ouvert

Dans ce cas, des coupes dites de charbon sont utilisées. L'extraction du charbon réelle de cette manière, lorsque la matière première est située dans les couches de la terre à moins d'une centaine de mètres de la surface du sol.

L'équipement nécessaire est une excavatrice conçue pour enlever la couche supérieure de la terre. À l'avenir, il charge du charbon fossile dans des machines spécialisées - des camions à benne basculante. Ce sont eux qui transportent les matières premières vers les dépotoirs.

Les décharges sont comprises comme des remblais impressionnants, dont la hauteur peut dans certains cas atteindre des dizaines de kilomètres.

À ce stade de l'extraction du charbon, d'autres machines sont utilisées - des bulldozers. Leur rôle se réduit à une répartition uniforme de la roche extraite au sein de la surface. De plus, leur tâche est de créer des routes et des allées pour les camions à benne basculante.

Un autre acteur important de l'extraction de la pierre combustible est l'arrosage des machines. Ce sont eux qui abattent la poussière formée sur les dépotoirs.

La prochaine étape du processus technologique est réduite au travail des excavatrices. Ils ramassent des charbons et les rechargent dans des camions à benne. Ces derniers transportent les marchandises vers les entrepôts pour le stockage et le transport ultérieur vers les destinations.

Option exploitation minière souterraine

L'exploitation minière souterraine est réalisée dans les conditions des mines de charbon. Ici, d'autres unités d'extraction de charbon sont nécessaires. La raison en est que les mines existent depuis de nombreuses années, donc aucun moyen mécanisé n'est nécessaire pour une telle extraction de charbon.

Dans ce cas, il est nécessaire d'équiper une galerie, c'est-à-dire un tunnel qui s'étend dans une direction horizontale ou verticale, s'approchant directement des couches de charbon fossile.

La largeur des coutures lors de l'extraction du charbon peut varier considérablement, de quelques mètres à des dizaines de kilomètres.

Les entreprises modernes se développent avec l'utilisation des moissonneuses-batteuses à charbon. À certaines étapes, des appareils relativement petits - des marteaux-piqueurs - peuvent également être utilisés. Un autre type de processus d'extraction du charbon est également possible. Il s'agit de couper les couches d'origine à l'aide d'appareils spéciaux. Ils sont conçus pour être alimentés sous une pression d'eau importante.

L'extraction du charbon brut et d'autres roches est une occupation nécessaire. Mais il est associé à des risques graves, il appartient donc à la catégorie la plus dangereuse.

Procédés technologiques de nettoyage du charbon

La technologie des travaux de défrichement représente plusieurs processus dans le cadre de l'extraction du charbon, qui sont étroitement liés les uns aux autres.

Les technologies de nettoyage des charbons durs impliquent les étapes suivantes :

• extraction des matières premières dans le chantier ;
• opérations de chargement ;
• transport;
• ventilation;
• construction et déplacement ultérieur du support ;
• sélection de pression de roche, etc.

Dans le cadre de l'extraction du charbon brut, un premier cassage est effectué, puis son chargement.

La séparation du fossile du corps principal est la manipulation de la rupture. Il se fait selon la technique de forage et de dynamitage, mécanique et hydraulique. L'option est déterminée par les propriétés spécifiques du filon de charbon, sa stabilité et la disponibilité des machines de travail.

En pratique, dans l'extraction de la pierre combustible, le cassage est généralement réalisé selon une technique mécanique. Cela implique la destruction de la couche existante au moyen de dispositifs spéciaux sur les unités de travail. L'excavation subséquente est au jet et à la moissonneuse-batteuse.

Avec la version hydraulique de la production, les manipulations sont divisées en plusieurs petites opérations à petite échelle. Ces tâches sont mises en œuvre sans l'intervention d'une personne. Cette méthode d'extraction a reçu la plus large application dans le Kuzbass. Le jet d'eau est fourni avec une grande force.

manière mécanique

Une option mécanique est également possible. Cela implique l'utilisation d'appareils spéciaux - des marteaux-piqueurs, c'est-à-dire des machines manuelles pneumatiques. L'unité est particulièrement pertinente pour les chantiers en couches abruptes, lorsqu'il y a des difficultés avec l'électricité. Le transport du charbon brisé s'effectue par gravité à côté de la lave. Des convoyeurs de type racleur sont utilisés pour le déplacement.

Dans certaines conditions d'extraction du charbon, un ensemble de mesures telles que l'ajustement de la pression de la roche est pratiqué. Cela peut impliquer la pose partielle ou complète d'une certaine zone, l'effondrement d'un creux ou l'abaissement du toit.

Un seul cycle de travail est composé d'éléments tels que l'excavation des matières premières, leur transport et leur fixation, ainsi que le contrôle de la pression de la roche.

Mécanisation complexe de l'extraction de la pierre combustible

Les complexes mécanisés modernes, constitués d'unités et d'équipements spécialisés pour l'extraction du charbon, sont de plus en plus utilisés dans l'industrie charbonnière. Aujourd'hui, parmi leurs composants, il y a des installations de charrues ainsi que des moissonneuses à pinces étroites, des convoyeurs de type mobile en place et d'autres mécanismes. La productivité du chantier est de 3 000 tonnes par jour.

Habituellement, la connexion des schémas technologiques est standard. Le support mobile est monté le long du périmètre du visage. Il est nécessaire d'éviter d'éventuels blocages de la zone de travail avec de la roche, qu'il s'agisse de charbon ou de lignite. Vient ensuite le convoyeur à raclettes, sur le châssis duquel une moissonneuse spéciale est installée. Cette unité se caractérise par une poignée étroite et la possibilité de se déplacer à travers une chaîne spéciale.

La chaîne mécanisée est divisée en supports séparés, chacun étant interconnecté avec les voisins, ainsi qu'avec le convoyeur de travail.

Lors de l'excavation, le travail de la moissonneuse-batteuse se produit dans n'importe quelle direction, tout en éliminant les mouvements improductifs inutiles.

Processus technologiques supplémentaires

Outre les principales manipulations, il en existe plusieurs autres dans le cadre de l'extraction du charbon. Tout d'abord, ils comprennent le pompage de l'eau. Dans une plus ou moins grande mesure, il pénètre dans les travaux réalisés sous terre. Souvent, le pompage quotidien se mesure non seulement en centaines, mais aussi en plusieurs milliers. En conséquence, le liquide se déplace vers la surface grâce à des pompes spéciales.

Une autre manipulation auxiliaire importante dans l'extraction du charbon est la fourniture d'éclairage et de ventilation.

Une attention particulière est accordée à l'entretien des principaux mécanismes de travail, qui sont utilisés à la fois dans la mine elle-même et au-dessus de celle-ci. Ils font tourner la mine.

Applications du fossile

La principale direction dans laquelle le matériau extrait est utilisé est le secteur de l'énergie. C'est-à-dire qu'il était et reste l'un des types de carburant les plus courants. Elle exploite à la fois des installations de chauffage et des centrales électriques.

Lors du traitement du charbon d'origine, ses variantes technologiques sont produites. Ainsi, le coke a trouvé une large application dans le domaine métallurgique.

De plus, c'est sur la base du charbon que le traitement chimique est effectué, ainsi que de nouveaux produits sont créés, qui sont ensuite utilisés dans divers domaines de la vie humaine.

Le charbon est principalement utilisé pour la gazéification et la cokéfaction, ainsi que pour l'hydrogénation. Les technologies d'extraction du charbon continuent de s'améliorer. Cela est nécessaire pour minimiser la participation humaine dans une entreprise aussi complexe et dangereuse.

Vidéo : Extraction de charbon moderne