3.3 Характеристика способів видобування вугілля, екологічні проблеми пов’язані з видобутком вугілля

Видобування вугілля може здійснюватися відкритим чи закритим способами.

Розробка корисних копалин відкритим способом

Відкритими вугільними роботами називається комплекс робіт, при якому всі виробничі процеси, необхідні для видобування корисної копалини з надр землі, здійснюються на поверхні. При сучасній техніці відкритим способом можна розробляти родовища твердих корисних копалин будь якої форми, розташованих нижче рівня земної поверхні.

Переваги відкритого способу порівняно з підземним:

• Застосування більш потужної техніки, в результаті чого досягаються більш високі техніко-економічні показники: продуктивність праці на кар’єрах значно вища, а собівартість видобутих корисних копалин нижча, ніж при підземній розробці.

• Більш високі темпи росту продуктивності праці і зниження собівартості видобутку.

• Менші втрати корисних копалин, кращі умови роздільного виймання.

• Легше збільшити, при необхідності, виробничу потужність кар’єру, ніж шахти.

• Більш висока безпечність праці і кращі виробничі умови.

Недоліки відкритого способу:

• Необхідність виймання, переміщення і складування у відвали великих об’ємів порожніх порід.

• Потрібні великі площі для розміщення відвалів порожніх порід.

• Деяка залежність від кліматичних умов і пори року.

• Переваги відкритого способу добування вугілля в більшості випадків переважають над недоліками, і тому відкритий спосіб нині найбільш ефективний і перспективний.

• Глибина відкритих кар’єрів досягає 400 метрів. Умови залягання родовищ відкритих розробок: горизонтальні, пологі, нахилені, штокоподібні, залягання у вигляді антиклінальних та синклінальних складок на узвишші, чи залягання висотно-глибинного типу.

Розробка корисних копалин підземним способом

Це комплекс робіт, при якому всі виробничі процеси, необхідні для видобування корисної копалини з надр землі, здійснюються під поверхнею землі

Видобування вугілля підземним способом відбувається в шахтах – це самостійна виробничо-господарча одиниця гірничого підприємства. Рудні родовища, які розробляються підземним способом, представлені лінзами, штоками, пластами, куполами, жилами.

Добувні роботи складаються з виймання корисної копалини та породи, їх навантаження, транспортування та розвантаження.

Кар’єром називають сукупність відкритих виробок, обладнаних для видобування корисних копалин.

Згори кар’єр виглядає величезна яма-лійка, схили якої нагадують сходинки. Ширина сходинок досягає кількох десятків метрів. На сходинках прокладають автомобільні або залізничні дороги, іноді монтують потужні стрічкові конвеєри, сходинки в кар’єрі називають уступами. Вони з’єднані між собою з’їздами, по яких транспорт вивозить з кар’єру на поверхню породу, корисні копалини та непотрібну оснастку. Корисні копалини добувають за допомогою машин. Найчастіше використовують екскаватори, які ковшами зачерпують корисні копалини і породу та вантажать їх у транспортні засоби (автомобілі-самоскиди, залізничні вагони та ін.). За допомогою транспортних засобів корисні копалини доставляють споживачам або на збагачувальну фабрику, а породу у звалище. У багатьох кар’єрах працюють крокуючі та роторні екскаватори, кожний а яких замінює тисячі людських руд. Тому продуктивність праці в кар’єрах висока, а собівартість отримуваної продукції низька. У кар’єрах майже повністю вибирають корисну копалину з родовища. Але найголовніше те, що рівень механізації набагато вищий, ніж у копальнях.

Гірниче підприємство, на якому видобувають корисні копалини підземним способом, називають копальнею (шахтою).

Сучасна копальна є водночас лабораторією для вивчення надр Землі. На території, яку займає родовище корисної копалини, може бути одна або кілька копалин.

Площу родовища, яка розробляється однією копальнею, називають копальняним (шахтним) полем. Воно може бути довільної форми, але найчастіше у вигляді прямокутника. Розмір поля залежить від потужності покладу та кута його падіння a. Не можна добувати корисні копалини під будівлями, спорудами та водоймами. Про це слід пам`ятати, встановлюючи термін служби копальні, який визначається обсягом запасів і запроектованою виробничою продуктивністю копальні.

У разі побудови копалень в одному районі економічно вигідно мати централізоване господарство на поверхні землі для обслуговування кількох копалень, до якого належать котельні, компресорні, механічні майстерні, збагачувальні фабрики тощо.

Відкритий і підземний способи добування корисних копалин мають певні недоліки, уникнути яких можна, використовуючи хімічні, фізико-хімічні, біохімічні та мікробіологічні способи добування корисних копалин, які об`єднані назвою геотехнологічні способи добування корисних копалин або геотехнологія.

Геотехнологічні способи добування корисних копалин полягають у добуванні корисних копалин без побудови копалин і кар`єрів.

В основі геотехнології лежить свердловинний спосіб добування корисних копалин. Суть цього способу полягає в тому, що напроти родовища роблять свердловину, яку подають робочий агент. Роль робочого агента виконують гаряча вода, водяна пара, розчин кислот, лугів, бактерії тощо. Під дією робочого агента корисна копалина переходить у пару, розчин, розплав або гідросуміш, яку виштовхують з тих самих свердловин, або розташованих поруч. Геотехнологія охоплює багато способів добування корисних копалин. Назва кожного з них залежить від робочого агента.

1. Теплофізичний спосіб. Робочим агентом служить гаряча вода або пара, які через свердловину подаються до місця залягання корисних копалин. Робчий агент розчинює або розплавляє корисні копалини і з свердловини на поверхню виходять розчини або розплави цінної сировини. Таким способом можна видобувати сірку, важку нафту, бітум, озокери тощо.

2. Гідравлічний спосіб. При цьому способі робочим агентом вода, яку під тиском подають у свердловину. Вода подрібнює, розмиває гірскі породи, які викачують на поверхню. Таким чином добувають золотоносні піски та фосфорити.

3. Гідрохімічний спосіб. При цьому способі руду під землею обробляють розчином лугу або кислоти, потім із свердловин викачують розчини, багаті на корисні елементи. Таким чином добувають уран, мідь і сірку.