Страны-лидеры по добыче угля. Каменный уголь

Каменным углём называют осадочную породу, образующуюся при разложении остатков растений (древовидных папоротников, хвощей и плаунов, а также первых голосеменных растений). Основные запасы каменного угля, добывающегося в настоящее время, образовались в период палеозоя, около 300-350 миллионов лет назад. Каменный уголь добывается уже несколько столетий и является одним из наиболее важных полезных ископаемых. Используется в качестве твёрдого топлива.

Каменный уголь состоит из смеси высокомолекулярных ароматических соединений (преимущественно углерода), а также воды и летучих веществ с небольшим количеством примесей. В зависимости от состава угля меняется и количество теплоты, выделяющееся при его сгорании, а также количество образующейся золы. От этого соотношения зависит ценность угля и его месторождений.

Для образования полезного ископаемого также необходимо было соблюдение следующего условия: гниющий растительный материал должен был накапливаться быстрее, чем происходило его разложение. Именно поэтому каменный уголь образовывался в основном на древних торфяных , где накапливались углеродные соединения, а доступ кислорода практически отсутствовал. Исходным материалом для возникновения угля является, собственно, сам торф, который также некоторое время использовался в качестве топлива. Уголь же образовался в том случае, если пласты торфа оказывались под другими наносами. Торф при этом спрессовывался, терял и воду, в результате чего образовывался уголь.

Каменный уголь возникает при залегании пластов торфа на значительной глубине обычно более 3 км. На более значительной глубине образуется антрацит – высший сорт каменного угля. Однако это не означает, что все угольные месторождения расположены на большой глубине. Со временем под действием тектонических процессов различной направленности некоторые пласты испытывали поднятие, в результате чего оказывались ближе к поверхности.

От того, на какой глубине находятся угленосные , зависит и способ добычи угля. Если уголь залегает на глубине до 100 метров, то добыча обычно ведётся открытым способом. Так называется снятие верхнего над месторождением, при котором полезное ископаемое оказывается на поверхности. Для добычи с большой глубины используется шахтовый метод, при котором доступ к осуществляется посредством создания специальных подземных ходов – шахт. Самые глубокие угольные шахты в России находятся на расстоянии около 1200 метров от поверхности.

Наиболее крупные месторождения каменного угля в России

Эльгинское месторождение (Саха)

Это угольное месторождение, находящееся на юго-востоке Республики Саха (Якутия) в 415 км к востоку от города Нерюнгри, является наиболее перспективным для открытой разработки. Площадь месторождения составляет 246 км2. Месторождение представляет собой пологую асимметричную складку.

Угленосными являются отложения верхней юры и нижнего мела. Основные угольные пласты находятся в отложениях нерюнгринской (6 пластов мощностью 0,7-17 м) и ундыктанской (18 пластов мощностью также 0,7-17 м) свит.

Угли здесь в основном полублестящие с очень высоким содержанием наиболее ценного компонента - витринита (78-98 %), средне- и высокозольные, малосернистые, малофосфористые, хорошо спекающиеся, с высокой теплотой сгорания. Эльгинский уголь с помощью специальной технологии можно обогатить, что позволит получить продукт более высокого качества, отвечающего мировым стандартам. Мощные пологие пласты угля перекрываются отложениями небольшой мощности, что очень важно для добычи открытым способом.

Элегестское месторождение (Тува)

Расположено в Республике Тува. Это месторождение обладает запасами около 20 миллиардов тонн. Большая часть запасов (около 80%) находится в одном пласте толщиной 6,4 м. Освоение этого месторождения в настоящее время продолжается, поэтому наибольшей мощности добыча угля здесь должна достигнуть примерно в 2012 году.

Крупные месторождения угля (площадь которых составляет тысячи км2) называют угольными бассейнами. Обычно такие месторождения находятся в какой-либо крупной тектонической структуре (например, прогибе). Однако не все месторождения находящиеся поблизости друг от друга принято объединять в бассейны, и иногда они рассматриваются как отдельные месторождения. Происходит это обычно по исторически сложившимся представлениям (месторождения открыты в разные периоды).

Минусинский угольный бассейн располагается в в Республике Хакасия. Добыча угля здесь началась ещё в 1904 году. К наиболее крупным месторождениям относятся Черногорское и Изыхское. По оценкам геологов, запасы угля на данной территории составляют 2,7 миллиарда тонн. В бассейне преобладают каменные длиннопламенные угли с высокой теплотой сгорания. Угли относятся к среднезольным. Максимальная зольность характерна для углей Изыхского месторождения, минимальная – для углей Бейского месторождения. Добыча угля в бассейне ведётся разными способами: существуют как разрезы, так и шахты.

Кузнецкий угольный бассейн (Кузбасс) – одно из крупнейших угольных месторождений мира. Кузбасс располагается на юге в неглубокой котловине между горными массивами , Горной Шории и . Это территория Кемеровской области. Сокращение «Кузбасс» является вторым названием области. Первое месторождение в районе Кемерово было открыто в далёком 1721 году, а в 1842 году геологом Чихачёвым был введён термин «Кузнецкий угольный бассейн».

Добыча здесь также ведётся разными способами. На территории бассейна располагается 58 шахт и более 30 разрезов. По качеству угли « » разнообразны и относятся к числу лучших углей.

Угленосная толща Кузнецкого угольного бассейна состоит примерно из 260 угольных пластов различной мощности, неравномерно распределённых по разрезу. Преобладающая мощность пластов угля от 1,3 до 4,0 м, но имеются и более мощные пласты в 9-15 и даже в 20 м, а в некоторых местах до 30 м.

Максимальная глубина угольных шахт не превышает 500 м (средняя глубина около 200 м). Средняя мощность разрабатываемых угольных пластов 2,1 м, но до 25 % шахтной добычи угля приходится на пласты свыше 6,5 м.

З.Я.Андриевская, кандидат педагогических наук

Б.Н.Крайко, кандидат географических наук

Г.Р.Потаева, кандидат географических наук

География в цифрах и фактах

Выпуск 5. Энергетические ресурсы мира

Энергетика. Энергетика представляет собой комплекс отраслей и подотраслей тяжелой промышленности, охватывающий:

Добычу, переработку и использование угля, нефти, природного газа, торфа, ядерного топлива, энергии воды, ветра, солнца и др. энергоносителей;

Производство, преобразование, передачу, распределение и потребление электрической и тепловой энергии.

Кроме того, энергетика охватывает широкий круг предприятий производственной инфраструктуры, а также учреждений науки и специального образования. Современная энергетика является капиталоемкой и наукоемкой отраслью, оснащена высокотехнологическим оборудованием как в области производства, так и в сфере потребления энергии.

Мировая энергетика примерно до 50–х гг. ХХ в. традиционно базировалась главным образом на ресурсах каменного и бурого угля. В последующие годы его доля стала сокращаться в пользу более экономичных и экологичных энергоносителей – нефти и природного газа, а с 60-х годов ХХ в. стала развиваться высокими темпами атомная энергетика. В таблице 1 представлена динамика изменения структуры мирового энергопотребления за последние десятилетия. Устойчивое развитие имеет потребление гидроэнергоресурсов. Растет быстрыми темпами и использование альтернативных видов топлива для производства электроэнергии.

Таблица 1

Структура мирового энергопотребления в 1970-2007 гг.

Уголь . Уголь был первым из используемых человеком видов ископаемого топлива. Он позволил совершить промышленную революцию, которая в свою очередь способствовала развитию угольной промышленности, обеспечив её более современной технологией. В 1960 году уголь давал около половины мирового производства энергии, к 1970 году его доля упала до одной трети, а в настоящее время составляет около 30 %.

Известно, более 3,6 тысяч бассейнов и месторождений угля, которые в совокупности занимают 15 % земной суши. Добыча угля ведется более чем в 90 странах мира.

Разведанные запасы угля – запасы, отмеченные по инженерно-геологическим данным, которые могут быть добыты в будущем из известных месторождений в рамках существующих экономических и эксплуатационных условий. Общие запасы угля в мире в настоящее время составляют более 847 млрд.тонн (таблица 2).

Таблица 2

Разведанные запасы угля по регионам мира, 2007 г. (www.bp.com/statisticalreview)

Наибольшими разведанными запасами угля в настоящее время обладают страны США, Россия и Китай (таблица 3).

Таблица 3

Страны мира – лидеры по разведанным запасам угля, 2007 г. (www.bp.com/statisticalreview)

Мировая добыча угля в 2007 году составляла 3 135,6 миллиона тонн. Основная добыча этого вида энергетического сырья сосредоточена на Азиатском континенте - около 60 % мировой добычи, пятая часть добычи приходится на регион Северной Америки. В последние годы в ряде промышленно развитых стран Европы и Америки роль каменного угля не столь велика, добыча его сократилась, лучшие пласты выработаны, использование глубинных шахт стало нерентабельным. Каменноугольная промышленность этих стран испытала острый кризис, государства перешли на импортный уголь. Удельный вес стран Европы в настоящее время составляет только 14,2 % (таблица 4).

Таблица 4

Добыча угля по регионам мира, 2007 г.

(www.bp.com/statisticalreview)

В таблице приведено рассчитанное количество лет, на которые странам хватит угля при современном уровне его добычи. В наилучшем положении по этому показателю находятся страны СНГ: Российская Федерация, в которой твердого топлива хватит более чем на 1 000 лет; второе место занимает Украина (855 лет); третье – Казахстан (648 лет). В США угля хватит при современной интенсивности добычи на 4 столетия, а страна-лидер по добыче (Китай) имеет разведанных запасов угля менее чем 90 лет (таблица 3).

Таблица 5

Страны мира – лидеры по добыче угля, 2007 г.

Нефть. Нефть является первичным энергоносителем, на основе которого получают в качестве вторичных ряд облагороженных продуктов для конечного потребления: бензин, реактивное и дизельное топливо, мазут, различные нефтяные масла. Газообразные и жидкие фракции нефти – основные углеводородные полупродукты для использования в нефтехимической промышленности.

Общие достоверные запасы нефти в мире в настоящее время составляют 181 395 млн. тонн (таблица 2). По достоверным запасам нефти лидирует Саудовская Аравия.

Таблица 6

Страны мира – лидеры по разведанным запасам в мире

В настоящее время добыча нефти составляет 4 441,3 миллиона тонн. Быстрый рост добычи нефти по сравнению с углем обусловлен рядом ее физических и технологических преимуществ. Нефть имеет в 1,5 – 2 раза более высокую теплотворность, большую скорость сгорания, е использование экологически безопаснее, чем угля (меньше выбросов в атмосферу, отсутствие отходов при переработке).

Росту добычи нефти способствуют также более низкие капиталовложения и себестоимость добычи по сравнению с углем; небольшая, как правило, глубина скважин; ее текучесть, облегчающая добычу и транспортировку.

Нефть и продукты ее переработки были и остаются важнейшими видами стратегического сырья.

Таблица 7

Страны мира – лидеры по добыче нефти в мире

Каменный уголь - осадочная порода, которая образуется в земном пласте. Уголь - превосходное топливо. Считается, что это самый древний вид топлива, который использовали наши далекие предки.

Как образуется каменный уголь

Для образования угля необходимо огромное количество растительной массы. И лучше, если растения накапливаются в одном месте и не успевают разлагаться полностью. Идеальное место для этого - болота. Вода в них бедна кислородом, что препятствует жизнедеятельности бактерий.

В болотах накапливается растительная масса. Не успевая полностью сгнить, она спрессовывается следующими отложениями почвы. Так получается торф - исходный материал для угля. Следующие пласты почвы как бы запечатывают торф в земле. В результате он полностью лишается доступа кислорода и воды и превращается в угольный пласт. Процесс этот длительный. Так, большая часть современных запасов каменного угля образовались в эпоху палеозоя, т. е. более 300 млн. лет назад.

Характеристики и виды каменного угля

(Бурый уголь )

Химический состав угля зависит от его возраста.

Самый молодой вид - бурый уголь. Он залегает на глубине порядка 1 км. Воды в нем еще много - около 43%. Содержит большое количество летучих веществ. Хорошо воспламеняется и горит, но тепла дает мало.

Каменный уголь - этакий "середнячок" в этой классификации. Залегает он на глубинах до 3 км. Так как давление верхних пластов больше, то и содержание воды в каменном угле меньше - около 12%, летучих веществ - до 32%, зато углерода содержится от 75% до 95%. Он также легко воспламеняется, но горит лучше. А за счет малого количества влаги дает больше тепла.

Антрацит - более древняя порода. Залегает на глубинах порядка 5 км. В нем больше углерода и практически нет влаги. Антрацит - твердое топливо, плохо воспламеняется, зато удельная теплота сгорания самая высокая - до 7400 ккал/кг.

(Уголь антрацит )

Впрочем, антрацит - это не конечная стадия преобразования органического вещества. Попадая в более жесткие условия, уголь трансформируется в шунтит. При более высоких температурах получается графит. А испытывая сверхвысокое давление, уголь превращается в алмаз. Все эти вещества - от растения до алмаза - состоят из углерода, только молекулярная структура разная.

Помимо основных "ингредиентов" в состав угля часто входят различные "породы". Это примеси, которые не сгорают, а образуют шлак. Содержится в угле и сера, причем ее содержание обуславливается местом образования угля. При сгорании она взаимодействует с кислородом и образует серную кислоту. Чем меньше примеси в составе угля, тем выше ценится его сорт.

Месторождение каменного угля

Место залегания каменного угля называют угольным бассейном. В мире известно свыше 3,6 тысяч угольных бассейнов. Их площадь занимает около 15% территории земной суши. Самый большой процент залежей мирового запаса угля в США - 23%.На втором месте - Россия, 13%. Замыкает тройку стран-лидеров Китай - 11%. Самые крупные залежи угля в мире находятся в США. Это Аппалачский каменноугольный бассейн, чьи запасы превышают отметку в 1600 млрд. тонн.

В России самый большой угольной бассейн - Кузнецкий, что в Кемеровской области. Запасы Кузбасса составляют 640 млрд. тонн.

Перспективна разработка месторождений в Якутии (Эльгинское) и в Тыве (Элегестское).

Добыча каменного угля

В зависимости от глубины залегания угля применяют либо закрытый способ добычи, либо открытый.

Закрытый, или подземный метод добычи. Для этого метода строят шахтные стволы и штольни. Шахтные стволы строят, если глубина залегания угля 45 метров и выше. От нее ведут горизонтальный тоннель - штольню.

Существуют 2 системы закрытой добычи: камерно-столбовая и добыча длинными очистными забоями. Первая система менее экономична. Ее используют лишь в тех случаях, когда обнаруженные пласты мощные. Вторая система гораздо безопаснее и практичнее. Она позволяет извлекать до 80% породы и равномерно доставлять уголь на поверхность.

Открытый метод применяют, когда уголь залегает неглубоко. Для начала проводят анализ твердости почвы, выясняют степень выветриваемости почвы и слоистость покрывающего слоя. Если грунт над пластами угля мягкий, достаточно использования бульдозеров и скреперов. Если верхний пласт толстый, то пригоняют экскаваторы и драглайны. Пролегающий над углем мощный слой твердой породы взрывают.

Применение каменного угля

Область использования каменного угля просто огромна.

Из угля добывают серу, ванадий, германий, цинк, свинец.

Сам уголь - превосходное топливо.

Используется в металлургии для выплавки железа, при производстве чугуна, стали.

Полученную после сжигания угля золу используют в производстве строительных материалов.

Из угля после его специальной обработки получают бензол и ксилол, которые используют в производстве лаков, красок, растворителей, линолеума.

Путем сжижения угля получают первоклассное жидкое топливо.

Уголь - сырье для получения графита. А также нафталина и еще ряда ароматических соединений.

В результате химической обработки каменного угля на сегодняшний день получают свыше 400 видов промышленных продуктов.

Каменный и бурый, а также коксующийся уголь в числе основных ресурсов для функционирования топливно-энергетического комплекса в любом государстве. На территории РФ расположено немало крупных месторождений угля, за счет чего в нашей стране процветает экспорт сырья и других ресурсов. В данной статье мы поговорим о крупнейших в мире запасах угля, а также о том, в каких областях распространено его использование.

Для начала рассмотрим виды угля, применяемые в промышленности.

Виды угля

В природе чаще всего встречается три вида ископаемого угля - бурый, каменный и антрацит. Они обладают различными свойствами, за которые в разной степени ценятся в промышленности. Получил широкое распространение и метод коксования, при помощи которого получают коксующиеся угли. Однако именно каменный является универсальным сырьем.

Антрацит

Так, уголь-антрацит образуется из Он имеет черный цвет с характерным металлическим блеском. Антрацит очень хорошо сгорает, выделяя огромное количество теплоты, но при этом воспламенить такой уголь достаточно сложно. Антрацит используют как высококачественное топливо на различных предприятиях.

Состав его поражает: в нем более 95 % углерода, почти нет лишней влаги и ненужных примесей. Это можно объяснить тем, что антрацит является последней стадией «развития» угля. В природе сначала образуется бурый вид, затем он превращается в каменный и только после этого - в антрацит. Поэтому данная разновидность крайне ценна на производстве, хотя применяется реже других ископаемых видов.

Бурый

Следующим видом является бурый. Он обладает характерным красновато-бурым цветом, однако при этом не является качественным сырьем. Это связано с тем, что в его состав входит лишь до 70 % углерода, остальное же составляет вода и различные летучие вещества, не ценящиеся на производстве.

При отсутствии влаги такой уголь быстро превращается в порошок. Тем не менее его в больших количествах применяют в топливной и химической промышленности. Поэтому в мире запасов угля этого вида довольно много.

Каменный

Наиболее ценным и распространенным является именно каменный уголь, запасы которого в мире достаточно велики. Он содержит большое количество углерода, поэтому очень ценится в промышленном производстве.

При сравнении его с бурым видом можно заметить, что при сгорании каменного угля выделяется больше теплоты, чем при сгорании бурого. Поэтому он, несомненно, дает больше энергии для промышленности, чем другие виды. Стоит отметить, что самые большие запасы угля в мире содержат огромное количество именно каменного вида, который имеет естественное происхождение.

Поговорим о месторождениях данного полезного ископаемого.

Месторождения угля в России

Российская Федерация - это самое большое государство в мире, площадь которого превышает 17 миллионов квадратных километров. Поэтому на территории России расположено немало месторождений, содержащих самые крупные в мире запасы угля. Какие же из них можно выделить?

В первую очередь следует сказать об огромном Тунгусском каменноугольном бассейне, занимающем значительную часть территории Восточной Сибири. По приблизительным подсчетам, площадь бассейна превышает 2 квадратных километра. Здесь также добываются и антрациты.

Не менее богатым российским месторождением является Кузнецкий бассейн, или Кузбасс. Он расположен в Западной Сибири и обеспечивает сырьем центральную часть нашей Родины. Постоянная транспортировка угля делает его добычу очень выгодной. В Печорском, Таймырском и Донецком каменноугольных бассейнах сосредоточены не менее крупные запасы угля. В мире есть и другие но нас пока интересует именно Россия.

Бурый же вид угля добывается главным образом в Канско-Ачинском бассейне, а также в Подмосковном и Ленском месторождениях.

Теперь рассмотрим, на территории каких государств расположены самые крупные в мире запасы угля.

Мировая добыча антрацитов

Антрациты в чистом виде добываются не так часто, а все из-за того, что для их «созревания» требуется достаточно длительное время.

Самыми большими запасами на сегодняшний день обладает Россия. Также немало антрацита добывается на территории Китая и Украины. Эти три государства являются лидерами по добыче данного сырья, остальные же страны от них значительно отстают.

Так, во Вьетнаме, по оценкам специалистов, осталось чуть более 2 миллиардов тонн антрацита, в Северной Корее - полтора миллиарда, а в США - вовсе около 60 миллионов тонн.

Мировые запасы каменного угля

Запасы каменного угля в мире поистине огромны. На территории почти каждого государства ведется постоянная добыча этого ценного топливного ресурса. Непревзойденным лидером по добыче такого сырья являются Соединенные Штаты Америки. Американская топливная промышленность, несомненно, обладает огромнейшими ресурсами.

На данный момент США может похвастаться крупнейшими запасами угля в мире - более 100 000 миллионов тонн! Запасы России отстают от данного значения более чем в 2 раза!

На третьем месте по добыче каменного угля располагается Индия, далее - Китай, Южная Африка и Австралия. Следует отметить, что на Земле существуют исключительные государства, на территории которых каменный уголь не добывается вовсе. К таким странам относятся Бразилия, Пакистан, Мадагаскар, а также Болгария, в которой сосредоточено всего 4 миллиона тонн этого полезного ископаемого.

Запасы бурого угля

Бурого угля в мировых масштабах добывается гораздо больше, чем каменного. В данном случае лидируют две державы - Россия и США. Запасы сырья, принадлежащие территориям каждого из этих государств, превышают значения в 100 000 миллионов тонн.

Почти вдвое меньше бурого угля сосредоточено на территории Китая и почти втрое - на территории Австралии. И опять же, существуют страны, в которых его запасы отсутствуют. Такими государствами являются Великобритания, Зимбабве, Венесуэла и Южная Африка.

Коксующийся уголь

Запасы коксующегося угля в мире расположены главным образом на территории европейских государств. Значительными ресурсами располагают страны СНГ, а также Великобритания, Франция, Германия, Австралия, Испания и Соединенные Штаты Америки.

Коксующийся уголь добывается также и в Азии, в Иране, Афганистане, Турции и других государствах. Лидерами по его добыче являются США и Россия, так как на их территориях добывается больше всего каменного угля, из которого и производится коксующийся. В развитых странах около 15 % добываемого каменного угля подвергается коксованию.

Итак, в данной статье мы поговорили о крупнейших мировых запасах угля. Всегда следует помнить, что полезные ископаемые являются исчерпаемым ресурсом, и его чрезвычайно быстрый расход может поставить в критическое положение промышленность каждого современного государства.