2 Общие сведения об угле

2.1 Роль угля в народном хозяйстве. Запасы и использование угля в народном хозяйстве.

В XX столетии в связи с широким использованием нефти и газа, обладающих лучшей термофизической характеристикой, высокой, транспортабельностью и технологичностью при использовании, а также благодаря быстрому росту производства дешевого углеводородного сырья доля угля в топливно-энергетическом балансе снизилась с 70 до 53% в 1950 г. и продолжает снижаться. В промышленно развитых странах доля угля в валовом потреблении топливных ресурсов для энергетических целей составляет 20-40%. В СНГ в 1990 г. структура использования первичных энерго-ресурсов характеризовалась такими показателями, %: уголь - 20; газ -36; нефть и газовый конденсат - 37; АЭС и ГЭС - 5,3, прочие —1,7.

Однако ограниченность запасов жидких и газообразных углеводородов в земной коре при интенсивной их добыче, постоянное повышение цен на нефть, возможность широкого использования нефти, и газов в народном хозяйстве не только как энергетического сырья обусловливают пересмотр роли угля в топливно-энергетическом балансе.

В настоящее время все чаще специалистами на различных уровнях обсуждаются проекты возвращения к углю /"угольный ренессанс"/. Огромные запасы /90% объема топливно-энергетических ресурсов/, широкое распространение угольных залежей на земном шаре дают возможность практически всем странам удовлетворить свои потребности в топливе за счет угля.

Общие /все учтенные, включая прогнозные и некондиционные/ мировые ресурсы углей в натуральном топливе приняты в количестве 14810 млрд. т, а разведанные /доказанные достоверные и предполагаемые по категориям A+B+C₁+C₂/ - 1239 млрд. т /ХХУП сессия Международного геологического конгресса, 1984 г./. Из общих ресурсов на долю каменных углей приходится 9440 млрд т /63,7%/.

Угольные месторождения выявлены на всех материках, включая Антарктиду, но размещены они неравномерно. Преобладающая часть запасов сосредоточена в Азии /54%/ и Америке /30%/.

По отдельным странам запасы угля распределены следующим образом /в скобках даны разведанные запасы/, млрд. т: СНГ - 6806 /281/, США — 3600 /397/, Китай - 1465 /102/, Австралия - 783 /83/, Канада - 582 /16/.

В этих странах сосредоточено. 90% общих ресурсов твердого топлива.

Всего в мире известно более 2900 угольных бассейнов и месторождений. Большая часть /52,7%/ угля содержится в одиннадцати сверхкрупных бассейнах /табл.2.1/.

На территории СНГ насчитывается 25 угольных бассейнов, 8 угленосных площадей и около 650 самостоятельных угольных месторождений. Характеристика десяти наиболее крупных бассейнов приведена в табл.2.2.

Таблица 2.1 – Крупнейшие угольные бассейны мира

Угольный бассейн	Страна	Запасы, млрд. т	Вид угля
Тунгусский	СНГ	2299	Каменный
Алта-Амазонский	Бразилия	2200	Бурый
Ленский	СНГ	1647	Бурый и каменный
Канско-Ачинский	СНГ	638	Бурый
Кузнецкий	СНГ	637	Каменный
Иллинойский	США	348	Каменный
Аппалачский	США	284	Каменный
Печорский	СНГ	265	Бурый и каменный
Таймырский	СНГ	217	Каменный
Донецкий	СНГ	141	Каменный
Нижнерейнско-Вестфальский (Рурский)	Германия	76	Бурый

Таблица 2.2 – Крупнейшие угольные бассейны СНГ

Угольный бассейн	Возраст углей	Марочный состав углей	Количество рабочих пластов	Мощность пластов, м	Коэфициент угленосности, %, не более	Углеплотность, млн. т/км2, не более	Прогнозные ресурсы, млрд. т (по состоянию на 1988г.)
Донецкий	C	Д-А	44	0,6-2	2,8	5	141,0
Карагандинский	C-J	Б-ОС	35	0,7-12	1	2,5	45,3
Кузнецкий	C-J	Б-А	137	1.25	9	30	637,0
Тунгусский	C-P	Д-А	27	1-60	8	45	2299,0
Таймырский	P	Ж-А	20	1-15	6	-	217,0
Печорский	P	Б-А	60	0,7-4	5	4	265,0
Тургайский	T-J	Б	20	До 60	50	55	62,0
Канско-Ачинский	J	Б-Г	30	60	19	25	638,0
Ленский	J-K	Б-ОС	50	1-20	4	16	1647,0
Зырянский	K	Д-К	80	1-7	2,5	-	50,0

Примечание. В графе "Возраст углей" используются обозначения геологических периодов: С - карбон, J - юра, P –пермь, Т-триас, K-мел;

в графе "Марочный состав углай" Д— длиннопламенный уголь, А - антрацит, Б - бурый уголь, Ж - жирный, Г —газовый, ОС - отощенный спекающийся, К-коксовый.

Основные разведанные запасы сосредоточены в пределах России /70%/, Украины /20%/ и Казахстана /8%/. Накоторыми запасами располагают Узбекистан, Кыргызстан, Таджикистан и Грузия.

В настоящее время добыча угля ведется в 60 странах. К основным угладобывающим странам относятся Китай, США и Россия. За ними следуют Германия, Польша и Великобритания. На долю этих стран приходится 90 % добычи. Мировая добыча угля составляет 5 млрд. т и продолжает возрастать. Отмечен непрерывный рост добычи угля открытым способом /в США и Германии - 60%, в СНГ - 46% общей добычи/.

В странах СНГ основная добыча каменного угля производится в Донецком, Кузнецком, Печорском, Карагандинском, Экибастузком и Южно-Якутском бассейнах, бурого - в Канско-Ачинском и Челябинском бассейнах. Самая мощная шахта - Распадская в Кузбассе ежегодно выдает на гора 6 млн. т коксующегося угля. После реконструкции ее мощность достигнет 10 млн. т. Самый мощный угольный разрез "Богатырь" /Экибастузский бассейн/ дает в год более 50 млн т угля. Самая глубокая /более 1400 м/ в мире шахта находится в Германии.

В народном хозяйстве используются как органическая /горючая/, так и минеральная /негорючая/ часть углей, твердые отходы добычи и переработки, горючие газы и шахтные воды. При сжигании твердого топлива получают теплоту и электричество, в процессе коксования - кокс и коксовый газ, полукоксования - полукокс, первичную смолу, подсмольную воду и газ, при газификации - генераторный газ, пылевидное топливо, смолу и шик, в результате гидрогенизации- химические продукты, смазочные масла, реактивы, котельное и дизельное топливо, бензин, при экстрагировании битумов – жиры, воски, смолы, при термической обработке антрацитов – карбиды кальция и кремния, термографит, термоантрацит и электрокорунд.

Минеральная часть угля /шлаки и зола после сжигания топлива/, продукты обогащения и отходы добычи углей используются как вяжущие, заполнители, для получения каменного литья, шлаковаты и шлаковой пемзы, глинозема, металлов /алюминий, железо, молибден, свинец, германий и др./, удобрений /раскислитель почв и стимуляторы роста/, находят применение и в медицине. В I т угля иногда находится до 30 м³ метана, который после дегазации может улавливаться с последующим использованием. Из шахт и карьеров ежегодно откачивается до 3 млрд. м шахтных вод, которые можно использовать как для питьевых и технических целей, так и в сельском хозяйстве для орошения.