Основы технологии горного дела

     Содержание:

Введение

1. Обеспеченность  России различными видами угля

2. История угольной  отрасли России

2.1 Шаг в ХХI век

3. Проблемы развития  угольной промышленности России

3.1 Потенциальные  возможности добычи угля

3.2 Благоприятные  факторы, способствующие развитию  угольной отрасли

Заключение

Список используемой литературы

     Введение

     Россия  располагает значительными запасами энергетических ресурсов и мощным топливно-энергетическим комплексом, который является базой  развития экономики, инструментом проведения внутренней и внешней политики. Роль страны на мировых энергетических рынках во многом определяет ее геополитическое  влияние.

     Энергетический  сектор обеспечивает жизнедеятельность  всех отраслей национального хозяйства  и во многом определяет формирование основных финансово-экономических  показателей страны. Природные топливно-энергетические ресурсы являются национальным достоянием России. Эффективное его использование  создает необходимые предпосылки  для вывода экономики страны на путь устойчивого развития, обеспечивающего  рост благосостояния и повышение  уровня жизни населения.

     Экономический рост в России влечет за собой существенное увеличение спроса на энергетические ресурсы внутри страны, а необходимость  наполнения бюджета средствами, требуемыми для решения социальных и экономических  проблем, потребует дальнейшего  повышения эффективности функционирования топливно-энергетического комплекса  РФ.

     Соответствовать требованиям нового времени может  только качественно новый топливно-энергетический комплекс (ТЭК) – финансово устойчивый, экономически эффективный и динамично  развивающийся, соответствующий экологическим  стандартам, оснащенный передовыми технологиями и высококвалифицированными кадрами.

     Угольная  промышленность – одна из ведущих  отраслей ТЭК. Уголь используют как  технологическое сырье в черной металлургии и химической промышленности для производства минеральных удобрений  и пластмасс, а также уголь  является энергетическим сырьем для  производства электроэнергии на ТЭС  и для отопления жилищ. С использованием угля производится примерно 44% всей мировой электроэнергии. В нашей стране этот показатель равен примерно 27%.

     Как известно, уголь значительно уступает природному газу и нефти по затратным  и экологическим показателям  его использования. Однако, по оценкам  Международного энергетического агентства, при существующих темпах потребления  разведанные запасы нефти будут  исчерпаны уже через 30 лет, а газа - в ближайшие 50, в то время как  запасов угля при самом интенсивном  использовании хватит на 200 лет. Перспективы  развития мировой энергетики значительно  зависят от ее ресурсной обеспеченности. В данном отношении угольная промышленность находится в гораздо лучшем положении, чем нефтяная и газовая промышленность, а, следовательно, в долгосрочной перспективе  является более перспективной отраслью ТЭК.

     1. Обеспеченность России различными  видами угля

     Российская  Федерация располагает значительными  балансовыми запасами угля (более 200 млрд. т – 12 процентов мировых  запасов), реально разведано – 105 млрд. т. Геологические ресурсы углей  оцениваются в 4450 млрд. т (30 процентов  мировых запасов).

     По  типам углей в структуре разведанных  запасов Российской Федерации преобладают  бурые – 51,2 процента, на долю каменных углей приходится 45,4 процента, антрацитов – 3,4 процента. Запасы коксующихся углей  составляют 40 млрд. т, из них запасы особо ценных марок углей – 20 млрд. т (в том числе промышленных категорий, вовлеченных в разработку – свыше 6 млрд. т), которые сосредоточены  в основном на глубоких горизонтах (более 300 м) и требуют дополнительного  геологического изучения и значительных капитальных затрат для освоения. Месторождения угля расположены  группами, образуя бассейны.

     Основные  запасы коксующихся и других каменных углей всех марок – от длиннопламенных  до антрацитов сосредоточены в одном  из главных угольных бассейнов России – Кузнецком. Разведанный сырьевой потенциал Кузнецкого бассейна – 57,3 млрд. т, мощность пластов от 6-14 м, а  в ряде мест достигает 20-25 м. Кузбасс  находится на территории Кемеровской  области. Угли Кузбасса характеризуется  низкой зольностью, низким содержанием  азота и серы и высокой калорийностью  – до 8,6 тыс. ккал. По запасам, качеству и мощности пластов Кузбассу принадлежит  одно из первых мест в мире.

     Печорский бассейн находится на территории республики Коми за полярным кругом и  является второй крупной угольной базой. Запасы – 210 млрд. тонн. Угли отличаются хорошим качеством, имеют теплотворную способность 4-7,6 тыс. ккал. Около трети  углей хорошо коксуется.

     Крупнейшей  сырьевой базой для энергетики являются бурые угли Канско-Ачинского бассейна, запасы которого составляют 600 млрд. тонн. Расположен он в пределах Красноярского края и Кемеровской области. Мощность пластов – от 14 до 17 м. Пласты угля выходят на поверхность, что позволяет добывать уголь открытым способом. Канско-Ачинские угли имеют самую низкую себестоимость в России.

     Подмосковный  буроугольный бассейн расположен на территории Смоленской, Тульской, Калужской  областей.

     Восточное крыло Донбасса находится в Ростовской области. Основные потребители –  европейская часть России.

     На  Урале, в Пермской области находится  Кизеловский бассейн: в районе города Копейск – Челябинский буроугольный бассейн.

     В Сибири добывают уголь в Минусинском, Черемховском, Улугхемском бассейне.

     Перспективные бассейны: Тунгусский, Ленский, Таймырский – входят в десятку крупнейших по запасам угля месторождений мира.

     На  Дальнем Востоке расположен Южно-Якутский бассейн с высококачественными  углями: Бурейский в Хабаровском  крае, а также Сучанский и Ленский  бассейны. Буроугольный бассейн Артем  в Приморском крае. Богат углями Южно-сахалинский бассейн.

     Из  общих геологических запасов  угля в стране 95% приходится на восточные  районы, в том числе, более 60% - на Сибирь. Каменные угли составляют 2/3 общих  запасов. Интересны пропорции между  каменными и бурыми углями в территориальном  отношении. В европейской части  России 4/5 углей – каменные угли. На Урале, наоборот, бурых углей больше. А в Сибири бурых углей в 4 раза меньше, чем каменных.

     Поставки  каменного угля для энергетиков  более выгодны, так как теплотворная способность этих углей намного  выше, чем бурых – при сжигании 1 кг каменного угля получается 8 тыс. килокалорий, а при сжигании 1 кг бурого угля – лишь 5 тыс. Каменные угли выгодно перевозить на далекие расстояния, в отличие от бурых, которые традиционно потреблялись возле мест разработки.

     В восточных районах страны добывается 3/4 угля в стране, в то время как  основные его потребители находятся  в европейской части. В этой связи  необходимо иметь развитую транспортную инфраструктуру для поставок сибирской  угольной продукции в западные регионы  страны.

     Несмотря  на большой объем разведанных  запасов угля, подготовленных к освоению, обеспеченность ими планируемой  добычи в ряде районов ограничена из-за неблагоприятных географических, геологических и экономических  факторов. Наиболее обеспечены запасами угледобывающие предприятия в Печорском, Горловском, Канско-Ачинском, Минусинском, Иркутском и Южно-Якутском бассейнах.

     Основным  направлением совершенствования технологической  структуры угольного производства является увеличение доли открытого  способа добычи с доведением его  с 64 процентов в 2000 году (65 процентов  в 2002 году) до 75 – 80 процентов к 2020 году.

     Угольная  промышленность располагает достаточным  объемом геологических запасов  угля, однако это не исключает необходимости  определенных дополнительных геолого-разведочных  работ.

     2. История угольной отрасли России

     Горное  дело, как вид полезной деятельности по извлечению из земли полезных ископаемых, эволюционировало в своей длительной истории под влиянием человеческих потребностей: в древние века в  целях самозащиты в борьбе с дикой  и суровой природой; в более  поздние века – в целях получения  необходимых веществ и материалов. Ещё задолго до н.э. зародились технологические  основы современного горного дела. Доступ к рудным телам осуществлялся  с помощью сети подземных горных выработок и открытых карьеров; для  отбойки и транспортирования  горной массы широко применялись  огневой способ, клиновые врубы, колесные механизмы; каменные орудия труда заменялись металлическими.

     С зарождения основ производительной экономики в эпоху неолита  берет начало процесс осознания  практической пользы ископаемых ресурсов. Совершенствуется технология горных и  строительных работ, появляются первые горные чертежи – схемы шахт. С медного, бронзового и железного  веков горное дело получает развитие по всему миру, где мигрируют цивилизации. В античную эпоху горное дело становится прибыльным занятием в Древней Греции и Римской империи. В новую  эру горное дело эволюционирует уже  под влиянием развивающегося естествознания. С успехами химии было открыто  много новых элементов и соединений, найдены новые выгодные применения полезных ископаемых. Первые геологи  того времени изучают особенности  залегания полезных ископаемых, облегчая эксплуатацию месторождений. Успехи физики и развитие машинной техники позволяют  проникнуть в глубокие недра земли. Значительное развитие горное дело получает на юге Европы, особенно в Германии. Отсюда горный промысел продвигается к северу и востоку. Европейские  хроники в 1095 году впервые документально  зафиксировали факт использования  каменного угля для обогрева жилищ  во Франции. Начало добычи каменного  угля в Германии относится к 1198 году. В этом же году императором Фридрихом I (Саксония) законодательно закрепляется «горная регалия», которой устанавливается верховная власть на недра. В соответствии с ней рудокопы начали платить налог за пользование недрами в императорскую казну. В 1300 году чешский король Вацлав II издал свод горных правил «Ius regale montarum». Принято считать, что это первый в истории закон, регламентирующий правовые основы горного предпринимательства. В 1537 году в Цвиккау (Саксония) основано первое товарищество для добычи каменного угля. В 1556 году в Базеле издан труд Георгия Агриколы «О горном деле и металлургии» (в 12 книгах) на латинском языке «De re metallica», который стал первой энциклопедией горного дела. Англичане Проктер и Питерсон в 1589 году первыми получили кокс из каменного угля, а Абрагам Дерби (Англия) в 1709 году впервые выплавил железо с помощью кокса, полученного из каменного угля, вместо применявшегося с незапамятных времен древесного угля. В 1740 году начались первые промышленные разработки каменного угля в США, а в 1761 году был выдан патент на механическое приспособление для подрубки угольного пласта (М. Мензис, Великобритания). Английский механик У. Мердок впервые в 1792 году опробовал идею получения искусственного газа из каменного угля, которым он начал освещать собственный дом и одно из предприятий в Бирмингеме. В 1815 году Гэмфри Дэви (Англия) изобрел безопасную рудничную лампу. В 1835 году в США выдан патент основной машины для открытого способа разработки — одноковшового парового экскаватора на рельсовом ходу, а в 1852 году в Англии патентуется дисковая врубовая машина для угольных шахт. Французский инженер М. Кувре в 1860 году изобретает многоковшовый экскаватор, а в 1864 году в Великобритании изготовлена первая цепная (буровая) врубовая машина. 1865 год – в Германии изобретен пневматический молоток, широкое распространение которого в той же Германии началось с 1906 года. 1867 год – замена пороха динамитом. Первая отбойка угля динамитом в шахте «Анна-Мария» (Германия). Там же в Германии в 1876 году изобретен гидравлический станок вращательного бурения. 1884 год – изобретен электрический бурильный станок (Германия), а в США создан первый в мире драглайн для открытых горных работ. В 1894 году в Германии появляется электрический шахтный подъём. В 1902-1906 гг. в угольных шахтах Англии появляются скребковые и ленточные конвейера, а в Германии – качающиеся конвейера для транспортировки добытого угля.

     2.1 Шаг в ХХI век

     Основу  производственного потенциала российской угольной промышленности второго-третьего десятилетия XXI века составят высокопроизводительные комплексно-механизированные угледобывающие предприятия. В результате завершения реструктуризации производственного  потенциала отрасли количество шахт должно сократиться до 90-100 предприятий, а разрезов – до 60-65. Их суммарная  добыча составит 330-340 млн.т в год. Возрастет экологичность угольного  производства, безопасность и привлекательность  труда шахтеров.

     Существенно должно повыситься качество угольной продукции. Полностью будут прекращены поставки потребителю необогащенных  высокозольных углей. Из угля будут  получать новые виды топлива: жидкие и газообразные углеводороды, водоугольные суспензии, бездымные брикеты и  другие продукты переработки угля повышенного  спроса. Будут созданы экологически чистые угольные технологии на всех стадиях  производственного цикла «добыча-переработка-транспорт-использование».

     В XXI веке до 80-85% энергетических и значительная часть коксующихся углей будет  добываться наиболее эффективным открытым способом с применением технологических  схем и оборудования нового технического уровня. На шахтах существенно повысится  концентрация горных работ. Широкое  применение получат высокопроизводительные технологические схемы, такие как  «лава-шахта» и «лава-пласт». На Ерунаковском месторождении уже строятся шахты  нового технического уровня с применением  таких схем и новейших механизированных комплексов.

     Широкое применение в XXI веке будут находить нетрадиционные экологически безопасные способы разработки угольных месторождений  – скважинные и другие способы  разработки без присутствия человека под землей. Скважинная технология будет достаточно эффективно применяться  также при извлечении шахтного метана. Его ресурсы в угольных пластах  сопоставимы с ресурсами природного газа.

     Приоритетным  направлением угольной промышленности в XXI веке должно стать повышение  качества и других потребительских  свойств угольной продукции с  помощью новых технологий обогащения угля и его глубокой переработки. Перспективны технологии комплексной  переработки для получения бытовых  термобрикетов из канско-ачинских бурых  углей и каменноугольных шламов и отсевов.

     Будет реализовано в промышленности и  такое новое направление комплексного использования энергетического  потенциала угля как энерготехнологические  комплексы. Они будут производить  не только электроэнергию, но и другую товарную продукцию: экологически чистое бытовое топливо (брикеты), моторные топлива, продукты органического синтеза  и т.п.