Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Контрольная работа
"Основы оценки ресурсов и эффективности"
Вариант №8
Выполнил: ст-нт гр №
Томск-2015
Содержание
1.Анализ первичного производства угля..................................................…3
2.Анализ операций обслуживания угля........................................................9
3.Анализ конечного потребления угля.........................................................17
4.Поиск методик и технологий ресурсоэффективности.................................19
5.Выводы.........................................................................................................21
6. Список литературы.....................................................................................22
1. Анализ первичного производства угля.
Уголь — это полезное ископаемое, вид топлива, которое образуется под землей из частей древних растений без доступа кислорода.
Издревна уголь является первым из используемых человеком видов ископаемого топлива.
При сжигании одного килограмма угля выделяется 2,93 кг CO2 и вырабатывается 23-27 МДж (6,4-7,5 кВт·ч) энергии или, при КПД 30 % — 2,0 кВт·ч электричества.
Чтобы уголь образовался в природе необходимо большое накопление растительной массы. Самые древние угольные месторождения насчитывают возраст около 300-400 милл. лет. Эти месторождения образуются в торфяных болотах, где накапливается много органического вещества и при отсутствии кислорода формировались угли. Так большинство промышленных на сегодня месторождений из древности, но существуют и современные, более молодые месторождения
Уголь образуется в условиях, когда гниющий растительный материал накапливается быстрее, чем происходит его бактериальное разложение. Это происходит в болотах, где есть стоячая вода, обеднённая кислородом, и препятствует жизнедеятельности бактерий и предохраняет растительную массу от полного разрушения. На определённой стадии процесса выделяемые кислоты предотвращают дальнейшую деятельность бактерий и возникает торф , который является исходным продуктом для образования угля. Когда происходит его захоронение под другими наносами, то он испытывает сжатие, происходит утеря воды и газов и преобразуется в уголь.
Уголь это органическое вещество, которое подвергается медленному разложению под действием биологических и геологических процессов, Основой образования угля являются растительные остатки. следовательно различают 4 типа угля:
- бурый уголь (лигниты). Это твердый ископаемый уголь, который образуется из торфа. Он содержит 65—70 % углерода, имеет бурый цвет, является наиболее молодым из ископаемых углей. Бурый уголь используется как местное топливо и как химическое сырье. Он содержат много воды, около 43 %, и имеют низкую теплоту сгорания. Так же содержит большое количество летучих веществ, до 50 %. Бурый уголь образуются из отмерших органических остатков под давлением нагрузки и под действием повышенной температуры на глубинах около 1 километра.
-каменный уголь. Это осадочная порода, которая представляет собой продукт глубокого разложения остатков растений (древовидных папоротников, хвощей и плаунов, первых голосеменных растений). По химическому составу каменный уголь представляет смесь высокомолекулярных полициклических ароматических соединений с высокой массовой долей углерода, воды, летучих веществ с небольшими количествами минеральных примесей, которые при сжигании угля образуют золу. Ископаемые угли отличаются друг от друга соотношением слагающих их компонентов. Это определяет их теплоту сгорания. Ряд органических соединений, которые входят в состав каменного угля, обладает канцерогенными свойствами.
Содержание углерода в каменном угле составляет от 75 % до 95 %. Каменный уголь содержит до 12 % влаги и поэтому имеет более высокую теплоту сгорания по сравнению с бурым углем. Так же содержит до 32 % летучих веществ, за счёт чего хорошо воспламеняется. Каменный уголь образуются из бурого угля на глубинах около 3 километров.
-антрацит. Это самый глубоко прогревавшийся при своем возникновении уголь с наиболее высокой степенью углефикации. Он характеризуется большой плотностью и блеском и содержит 95 % углерода. Применяется как твердое высококалорийное топливо с теплотворностью 6800—8350 ккал/кг. Антрацит имеет наибольшую теплоту сгорания, но плохо воспламеняется. Он образуется из каменного угля при повышении давления и температуры на глубинах 6 километров.
-графит. Это минерал из класса самородных элементов, одна из модификаций углерода. Имеет слоистую структуру. Слои кристаллической решётки могут по-разному располагаться относительно друг друга, образовывать целый ряд политипов, с симметрией от гексагональной сингонии до тригональной(дитригонально -скаленоэдрический). Имеет слои слабоволнистые, практически плоские, которые состоят из шестиугольных слоёв атомов углерода.
Добыча угля.
Способы добычи угля зависят от глубины его залегания. Разработка ведется открытым способом в угольных разрезах когда глубина залегания угольного пласта не превышает 100 метров. Но при всё большем углублении угольного карьера выгодно вести разработку угольного месторождения подземным способом. Для извлечения угля с больших глубин используются шахты. Самые глубокие шахты на территории Российской Федерации добывают уголь с уровня чуть более 1200 метров.
В России существует 5,5 % мировых запасов угля, 272,1 млрд. тонн общих запасов, в том числе разведанных — 193 млрд. тонн. Такая разница с запасов угля обусловлена тем, что большая часть не пригодна к разработке, так как находится в области вечной мерзлоты. 70 % приходится на запасы бурого угля. В табл.1 представлена добыча угля в России в тоннах.
Табл.1. Добыча угла в России.
|
Год |
Млн. тонн. |
|
2010 |
323 |
|
2011 |
334 |
|
2012 |
354 |
|
2013 |
352 |
Табл.2.Основные угольные бассейны России
|
Угольный бассейн |
Тип углей* |
Запасы, млрд тонн |
Добыча в 2012 году, млн тонн |
Качество углей |
|||
|
А+В+С1 |
С2 |
Содержание, % |
Теплота сгорания, МДж/кг |
||||
|
золы |
серы |
||||||
|
Канско-Ачинский (Красноярский край, Кемеровская область) |
Б, К |
79,3 |
38,9 |
42,1 |
6-15 |
0,3-1 |
11,8-15,5 |
|
Кузнецкий (Кемеровская область) |
К, Б |
53,1 |
15,1 |
175,5 |
10-16 |
0,3-0,8 |
22,8-15,5 |
|
Иркутский (Иркутская область) |
К, Б |
7,6 |
4,6 |
12,4 |
7-15 |
1,5-5 |
17,6-22,6 |
|
Печорский (Республика Коми) |
К |
7,1 |
0,5 |
10,6 |
8,5-25 |
0,5-1 |
18,1-26,7 |
|
Донецкий (Ростовская область) |
К |
6,5 |
3,2 |
4 |
10,5-29 |
1,8-4,2 |
18,5-20,1 |
|
Южно-Якутский (Республика Саха (Якутия)) |
К |
4,5 |
2,7 |
11,4 |
10-18 |
0,3-0,5 |
22-37,4 |
|
Минусинский (Республика Хакасия) |
К |
5 |
0,4 |
12,5 |
6,6-29,7 |
0,5-0,6 |
18-32 |
|
* К – каменные, Б – бурые |
|
|
|
|
|
|
|
Самыми крупными и перспективными месторождения ми в России являются Эльгинское месторождение и Элегетское месторождение.
Эльгинское месторождение находится в Республика Саха, Якутия. Оно принадлежит фирме ОАО «Мечел». Это самый наиболее перспективный объект для открытой разработки, находящийся на юго-востоке Республики Саха в 415 км к востоку от города Нерюнгри. Площадь месторождения составляет 246 км². Месторождение представляет собой пологую брахисинклинальную асимметричную складку. Основные угольные пласты приурочены к отложениям нерюнгринской (6 пластов мощностью 0,7-17 м) и ундыктанской (18 пластов мощностью также 0,7-17 м) свит. Большая часть ресурсов угля сосредоточена в четырёх пластах сложного строения. Угли в основном полублестящие линзовидно-полосчатые с очень высоким содержанием ценного компонента — витринита, в размере 78-98 %. Эльгинский уголь можно обогатить до высших мировых стандартов и получить экспортный коксующийся уголь высокого качества. Месторождение представлено мощными (до 17 метров) пологими пластами с перекрывающими отложениями небольшой мощности (коэффициент вскрыши — около 3 куб м на тонну рядового угля), что очень выгодно для организации добычи открытым способом.
Элегестское месторождение находится в республике Тыва. Оно обладает запасами около 1 млрд. тонн коксующегося угля дефицитной марки «Ж». 80 % запасов находится в одном пласте толщиной 6,4 м. Лицензия на разработку элегестских углей принадлежит Енисейской промышленной компании, входящей в структуру «Объединенной промышленной корпорации». Правительственная комиссия по инвестиционным проектам РФ 22 марта 2007 года одобрила реализацию проектов по строительству железнодорожной линии «Кызыл-Курагино» в увязке с освоением минерально-сырьевой базы Республики Тува.
На рис.1 показано распределение ресурсов России в угле.
Рис.1. Распределение ресурсов угля в России, млрд. тонн.
В табл.3 представлены крупнейшие производители угля в России.
Табл.3. Крупнейшие производители угля в России.
|
Наименование |
Производтво угля , млн. тонн |
|
СУЭК |
79,5 |
|
Кузбассразрезуголь |
39,3 |
|
Южкузбасуголь |
18,1 |
|
Южный Кузбасс |
15,6 |
|
Угольная компания "Заречная" |
9,9 |
|
Красноярсккрайуголь |
3,7 |
Одними из крупнейших угольных компаний в России являются:
-Северсталь
-СуЭк
-Кузбассразрезуголь-
-ООО Мечел
-ОАО Сибуглемет
-Евраз
Рис.2. Доля российских компаний в угледобыче страны в 2011-2012гг, %.
Табл.4. Использование МСБ углей России.
|
Число действующих эксплуатационных лицензий |
442 |
|
Число действующих лицензий на условиях предпринимательского риска |
32 |
|
Добыча углей всех типов по маркшейдерским замерам, млн тонн |
321,8 |
|
Валовая добыча углей*, млн тонн |
354,8 |
|
Экспорт каменных углей, млн тонн |
130,4 |
|
Импорт каменных углей, млн тонн |
31,2 |
|
Средние контрактные цены энергетических углей в 2013 г., долл./т |
92,5 |
|
Средние контрактные цены высококачественных коксующихся углей в 2013 г., долл./т |
157,5 |
|
Ставка налога на добычу |
4% |
|
* – общее количество добытого, включая пустую породу |
|
Цена.
Качество угля и стоимость транспортировки влияют на стоимость самого угля. По России на сегодня цены колеблются от 1150—1680 рублей за тонну . На мировом рынке цена достигает 3500-3650 рублей за тонну.
В России роль угля имеет большое значение, но не превышает роли природного газа. В топливном балансе составляет около 28%, в электроэнергии не более20%.
Но несмотря на экономические изменения, стоимость 1 тонны угля в большинстве случаев является самой низкой по сравнению с мазутом и газом. Основная трудность использования угля заключается в высоком уровне выбросов от сжигания угля — газообразных и твёрдых, таких как зола. В большинстве развитых стран, как и в России, действуют жёсткие требования по уровню выбросов, допустимых при сжигании угля. В странах ЕС используются жёсткие штрафные санкции к ТЭЦ, превышающим нормы (вплоть до 50 евро за каждый выработанный МВт*ч электроэнергии). Здесь выходом из ситуации является использование различных фильтров , к примеру электрофильтров в газоходах котлов, либо сжигание угля в виде водоугольных суспензий, при котором из-за более низкой температуры горения угля существенно снижаются выбросы оксидов NOx до 70%. Зола, получаемая от сжигания угля, может использоваться в строительной индустрии. Но трудность использования золы заключается в том, что ее удаление происходит в большинстве случаев путём гидрозолоудаления, а это затрудняет её погрузку для дальнейшей транспортировки и использования.