Геология угля

Каменный уголь - это горючая осадочная порода, образовавшаяся из древней растительности, которая была закреплена между другими слоями горных пород и трансформировалась в результате совместного воздействия микроорганизмов, давления и высокой температуры в течение значительного периода времени. Этот процесс обычно называют ‘углефикацией’. Уголь залегает слоями или пластами-пластами толщиной от миллиметров до многих десятков метров. Он состоит в основном из углерода (50-98%), водорода (3-13%) и кислорода и в меньшем количестве из азота, серы и других элементов. Он также содержит воду и частицы других неорганических веществ. При сжигании уголь выделяет энергию в виде тепла, которая может быть использована в различных целях. Уголь подразделяется на бурый и черный, которые имеют разные тепловые свойства и области применения.

Бурый уголь (лигнит) обладает низкой энергетикой и высоким содержанием золы. Бурый уголь непригоден для экспорта и используется для выработки электроэнергии на электростанциях, расположенных на шахте или вблизи нее.

Каменный уголь тверже бурого и обладает более высоким содержанием энергии. В Австралии антрацит, битуминозные и полубитуминозные угли называют черным углем, тогда как в Европе полубитуминозный уголь называют бурым углем.

Тепловой (дымящийся) уголь - это черный уголь, который используется в основном для выработки электроэнергии на электростанциях, где он измельчается и сжигается для обогрева парогенерирующих котлов.

Металлургический (коксующийся) уголь - это каменный уголь, пригодный для производства кокса, который используется в производстве чугуна. Эти угли также должны иметь низкое содержание серы и фосфора, быть относительно редкими и иметь более высокую цену, чем энергетические угли.

Кокс представляет собой пористое твердое вещество, состоящее в основном из углерода и золы, и используется в доменных печах, производящих чугун.

Запасы угля обнаруживаются с помощью геологоразведочных работ. Современная геологоразведка угля, как правило, предполагает широкое использование геофизических исследований, включая сейсморазведку 3D, направленную на получение подробной информации о структурах, которые могут повлиять на работу лавы, а также бурение скважин для определения качества угля и его толщины.

Добыча полезных ископаемых

Уголь добывается как открытым способом, так и подземным, в зависимости от геологических особенностей месторождения. В настоящее время на подземную добычу угля приходится около 60% мировой добычи угля, но около 80% угля в Австралии добывается открытым способом. Открытая добыча экономически выгодна только в том случае, если угольный пласт (пласты) находится вблизи поверхности. Преимущество этого метода заключается в более низких затратах на добычу полезных ископаемых, и, как правило, при нем извлекается большая часть угольных залежей, чем при подземной добыче, поскольку эксплуатируется большинство имеющихся пластов (обычно можно извлекать 90% или более угля).

Благодаря технологическому прогрессу добыча угля сегодня стала более производительной, чем когда-либо. Площадь современных крупных карьеров может достигать многих квадратных километров, и для удаления вскрышных пород на них обычно используются большие экскаваторы-драглайны, а для транспортировки угля - роторные экскаваторы и ленточные конвейеры. Современное оборудование и технологии позволяют вести добычу открытым способом на глубине около 200 метров. На многих подземных угольных шахтах Австралии используются методы разработки длинными забоями, которые позволяют извлекать большую часть угля из пласта с помощью механических комбайнов. Длина забоя может достигать 250 метров. Самоходные опоры с гидравлическим приводом временно удерживают кровлю на время добычи угля. Затем кровле на участке за забоем, из которого был извлечен уголь, дают возможность обрушиться. Более 75% угля на месторождении может быть добыто с использованием этого метода (World Coal Institute, 2009).