Добыча угля в мире — основные способы
Добыча угля в мире может иметь различные способы. Уголь может быть добыт из недр земли либо путем открытой добычи, либо подземной. После добычи угля его можно использовать непосредственно (для отопления и промышленных процессов) или для выработки электроэнергии на электростанциях.
Добыча полезных ископаемых открытым способом
Если уголь находится на глубине менее 61 метра под землей, его можно добывать с помощью открытой добычи.
При добыче полезных ископаемых открытым способом рабочие просто удаляют любые вышележащие отложения, растительность и породу, называемые вскрышными породами. С экономической точки зрения добыча угля открытым способом является более дешевым вариантом, чем подземная. На одного рабочего в час можно добыть примерно в два с половиной раза больше угля, чем это возможно при подземной добыче.
Воздействие добычи полезных ископаемых открытым способом на окружающую среду огромно. Ландшафт буквально разрывается на части, уничтожая места обитания и целые экосистемы. Добыча полезных ископаемых на поверхности также может вызвать оползни и оседание грунта (когда грунт начинает проседать или прогибаться). Токсичные вещества, попадающие в воздух, водоносные горизонты и грунтовые воды, могут представлять угрозу для здоровья местных жителей.
В Соединенных Штатах Закон о контроле за открытой добычей полезных ископаемых и рекультивации 1977 года регулирует процесс добычи угля и является попыткой ограничить вредное воздействие на окружающую среду. Закон предусматривает выделение средств для решения этих проблем и очистки заброшенных мест добычи полезных ископаемых.
Тремя основными видами добычи угля на поверхности являются добыча полосами, добыча открытым способом и добыча с удалением горных пород (MTR).
Добыча полезных ископаемых открытым способом: Добыча полезных ископаемых полосой
Полосовая добыча используется там, где угольные пласты расположены очень близко к поверхности и могут быть извлечены массивными пластами или полосами. Вскрышные породы обычно удаляются с помощью взрывчатых веществ и отбуксируются одними из самых больших транспортных средств, когда-либо созданных. Самосвалы, используемые на ленточных рудниках, часто весят более 300 тонн и имеют мощность более 3000 лошадиных сил.
Полосовая добыча может использоваться как в равнинных, так и в холмистых ландшафтах. Добыча полезных ископаемых в горной местности называется контурной добычей. Контурная добыча ведется по гребням или контурам вокруг холма.
Поверхностная добыча полезных ископаемых: Добыча открытым способом
Открытая добыча используется, когда уголь залегает глубже под землей. Яма, иногда называемая заимствованием, выкапывается в определенном районе. Эта яма становится открытой шахтой, иногда называемой карьером. Открытые шахты могут расширяться до огромных размеров, пока не будет добыто месторождение угля или стоимость транспортировки вскрышных пород не превысит инвестиции в шахту.
Открытая добыча полезных ископаемых обычно ограничивается равнинными ландшафтами. После того, как шахта была исчерпана, карьер иногда превращается в свалку.
Добыча полезных ископаемых открытым способом: MTR
При добыче полезных ископаемых с удалением горных вершин (MTR) вся вершина горы очищается от вскрышных пород: камней, деревьев и верхнего слоя почвы.
Вскрышные породы часто вывозятся в близлежащие долины, за что процесс добычи получил прозвище “заполнение долины”. После того, как вершина очищена от растительности, используются взрывчатые вещества для вскрытия угольного пласта.
После добычи угля вершина формируется из вскрышных пород со следующей горной вершины, подлежащей добыче. По закону, ценный верхний слой почвы должен быть сохранен и заменен после завершения добычи полезных ископаемых. Бесплодную землю можно засадить деревьями и другой растительностью.
Демонтаж горных вершин начался в 1970-х годах как дешевая альтернатива подземной добыче полезных ископаемых. В настоящее время он используется для добычи угля главным образом в Аппалачских горах США, в таких штатах, как Вирджиния, Западная Вирджиния, Теннесси и Кентукки.
MTR, вероятно, является самым противоречивым методом добычи угля. Экологические последствия радикальны и серьезны. Водные пути перекрыты или загрязнены засыпкой долин. Места обитания разрушены. Токсичные побочные продукты горных работ и взрывных процессов могут попадать в местные водные пути и загрязнять воздух.
Подземная добыча полезных ископаемых
Большая часть мировых запасов угля залегает глубоко под землей. Подземная добыча, иногда называемая глубокой добычей, — это процесс, при котором уголь извлекается глубоко под поверхностью Земли — иногда на глубину до 300 метров (1000 футов). Шахтеры спускаются на лифте по стволу шахты, чтобы добраться до глубины шахты, и управляют тяжелой техникой, которая извлекает уголь и перемещает его над землей.
Непосредственное воздействие подземной добычи полезных ископаемых на окружающую среду представляется менее значительным, чем добыча полезных ископаемых на поверхности. Вскрышных пород здесь немного, но при подземной добыче остаются значительные хвосты. Хвосты — это часто токсичные остатки, оставшиеся в результате процесса отделения угля от пустой породы или экономически неважных минералов. Токсичные угольные отходы могут загрязнять местное водоснабжение.
Для шахтеров подземная добыча полезных ископаемых представляет серьезную опасность. Подземные взрывы, удушье от недостатка кислорода или воздействие токсичных газов — это вполне реальные угрозы.
Чтобы предотвратить накопление газов, метан должен постоянно выводиться из подземных шахт для обеспечения безопасности шахтеров. В 2009 году около 10% выбросов метана в США приходилось на вентиляцию подземных шахт; 2% — на добычу полезных ископаемых на поверхности.
Существует три основных типа подземной добычи угля: добыча в длинных стволах, добыча в помещениях и столбах и подземная добыча.
Подземная добыча полезных ископаемых: Разработка длинных стволов
Во время разработки длинных стволов шахтеры срезают огромные куски угля толщиной около 1 метра (3 фута), длиной 3-4 километра (2-2,5 мили) и шириной 250-400 метров (800-1300 футов). Панели перемещаются конвейерной лентой обратно на поверхность.
Крыша шахты поддерживается гидравлическими опорами, известными как колодки. По мере продвижения шахты, чурки также продвигаются вперед. Область за чурками обрушивается.
Добыча залежей — один из старейших методов добычи угля. До широкого использования конвейерных лент пони спускались в глубокие узкие каналы и вытаскивали уголь обратно на поверхность.
Сегодня почти треть американских угольных шахт использует длинномерную добычу. За пределами США это число еще выше. В Китае, крупнейшем в мире производителе угля, более 85% угля извлекается методом длинных стволов.
Подземная добыча полезных ископаемых: Помещение и колонна
При методе добычи “комната и столб” шахтеры вырубают «комнату» из угля. Колонны (столбы) из угля поддерживают потолок и вскрышные породы. Комнаты имеют ширину около 9 метров (30 футов), а опорные столбы могут иметь ширину 30 метров (100 футов).
Существует два типа подземной добычи полезных ископаемых: обычная и непрерывная. При обычной добыче полезных ископаемых используются взрывчатые вещества и режущие инструменты. При непрерывной добыче угля сложная машина, называемая шахтером непрерывного действия, извлекает уголь.
В США при добыче в большинстве помещений и столбов используется в непрерывный добыче. В развивающихся странах в угольных шахтах, работающих в помещениях и столбах, используется традиционный метод.
Подземная добыча полезных ископаемых: Подземная добыча полезных ископаемых
Ретритная добыча — это разновидность «комнаты и столба». Когда из помещения извлечен весь доступный уголь, шахтеры покидают помещение, осторожно разрушают колонны и позволяют потолку обрушиться. Остатки гигантских колонн дают еще больше угля.
Скрытая добыча может быть самым опасным методом добычи полезных ископаемых. На оставшиеся колонны оказывается большое напряжение, и если их не вытащить в точном порядке, они могут обрушиться и заманить шахтеров в ловушку под землей.
Обязательно прочитайте статью про виды угля.