Технологии подземной и открытой добычи угля
Уголь в энергоресурсах Украины составляет около 35 %. Превращать уголь в электроэнергию для Украины экономически целесообразно, поскольку проданная электроэнергия дает втрое больше прибыли, чем проданный уголь.
Угольная промышленность по объему добычи топлива в натуральному выражении занимает первое место среди других отраслей.
Основным районом добычи каменного угля является Донецкий бассейн. Добывают уголь на 295 каменноугольных шахтах, из них 131 шахта с коксовым углем. Каменный уголь добывают также во Львовско-волынском каменноугольном бассейне, запасы угля здесь небольшие.
Ископаемый уголь бывает: бурый, каменный и антрацит. Бурый уголь может быть в виде порошка или состоять из кусков светло-бурого или черного цветов. Свежо добытый бурый уголь имеет сравнительно большую влажность (до 50 %) и является низкосортным топливом. Бурый уголь используют для сжигания в печах ТЕС, промышленных установках и для получения генераторного газа.
Каменный уголь относят к высококалорийному топливу. Оно имеет более плотное строение и меньшую влажность сравнительно с бурым углем.
Антрацит - сравнительно с каменным углем имеет более плотное строение и является самым давним из всех видов ископаемого угля. Антрацит содержит в себе слишком мало летучих веществ. При сгорании почти не дает пламя и дыма. Он имеет относительно небольшую зольность.
Антрацит используется в основном как энергетическое топливо. Антрацит не самовоспламеняется при хранении, которое дает возможность накапливать его в штабелях любой высоты.
|
|
|
Залежи ископаемого угля в земной коре могут иметь правильную форму размещения в виде параллельных пластов и неправильную в виде гнезд, складок и др.
Толщина пласта залегания угля называется мощностью пласта и определяется в метрах. По мощности пласты залегают от 0,5 м, до 3,5 м и выше.
В зависимости от места добывания угля разработки могут быть открытыми - когда работы проводят под открытым небом, и подземные - когда работы проводят в глубине земли.
Предприятия, которые организованы для добычи ископаемого угля из земли и оборудованы надлежащими техническими и хозяйственными сооружениями, машинами и механизмами, называются угольными шахтами.
Угольная шахта состоит из подземного и надземного хозяйств.
Подземное хозяйство шахты включает разнообразные капитальные, подготовительные и эксплуатационные горные выработки (двор, штреки, стволы и др.), производственное и подъемно-транспортное оборудование.
На поверхности земли вокруг шахты размещают технические сооружения и дома.
В наземное шахтное хозяйство входят сверхшахтные здания, железнодорожные грузовые бункера, здания с подъемными машинами, электрические подстанция, котельная, насосная, разные составы, транспортное оборудование, служебные и бытовые дома и др. Для очистки угля от примесей пустой породы при шахте строят обогатительные фабрики.
|
|
|
Горные работы, связанные с добычей угля и подготовкой шахт, бывают ручные, машинные гидравлические и термические.
К ручным горным инструментам относят лопаты, кирки и разные клинья. Теперь ручной горный инструмент применяют сравнительно редко.
В современных шахтах работы в подземных выработках в основном механизированные.
Для выполнения горных робот применяют отбойные молотки, комбинированные машины, рельсовый и безрельсовый транспорт и др.
Пневматический отбойный молоток применяют для отражения угля при разработке крутоспадаючих пластов.
Комбинированные машины одновременно выполняют все основные операции по добыче и нагрузке угля и горных пород.
Транспортируют уголь и породу от места забоя, а крепежный материал - в забой с помощью електровоза в стандартных шахтных вагонах с вместимостью 1, 2, 3 и 5 т.
Крипильний материал применяют для того, чтобы предотвратить обвалы и обрушанием кровли. Его изготовляют из деревянных и металлических стояков.
|
|
|
Добыча нефти
Из нефти добывают горючее для двигателей внутреннего сгорания (авиационных, автомобильных, тракторных), мазала для смазки механизмов и деталей машин, сырье для химической промышленности, топливо для котельных установок и др.
Нефть - это жидкость, которая имеет цвет от светло-желтого с зеленоватым оттенком до красно-коричневого и даже черный. Это смесь углеводородов с разными примесями, которые содержат в себе кислород, серу, азот и большое количество других веществ.
Нефть находит использование как универсальное топливо.
Нефть и газ образуются в материнских породах, а затем перетекают и накапливаются в промышленных количествах в так называемых коллекторах (пористых и проникних породах). Здесь эти ископаемые перемещаются в горизонтальном и вертикальном направлениях, пока попадают в так называемые структурные ловушки. В этих ловушках, когда коллектор снизу и сверху ограниченный водоупорными слоями (чаще всего глиняными), происходит накопление нефти и газа, вытесненных снизу подземными водами.
В этих ловушках газ, нефть и вода залегают отдельными слоями, поскольку нефть растворяется в воде и легче воды, а газ размещается над нефтью. В 1 м3 песчаника содержится до 130-250 кг нефти.
|
|
|
Украина имеет относительно небольшие запасы нефти и газа, которые не могут удовлетворить ее потребностей. Известны три нефтегазовых провинции: Днепропетровско-донецкая (около 50 нефтегазовых месторождений, которые дают около 80 % добыче нефти и газа), Карпатская и Крымско-причерноморская. Карпатская провинция охватывает Закарпатье, Украинские Карпаты, Прикарпатье с частью Волыни. Крымско-причерноморская провинция с шельфом Черного и Азовского морей. Сегодня это наиболее перспективная территория.
Для добывания нефти, которая залегает в земной коре на больших глубинах, бурят нефтяные скважины, укрепленные стальными трубами.
Нефтяная скважина являет собой колодец, пробуренный в земле на глубину залегания нефти. Современные нефтяные скважины иногда достигают глубины 4000-6000 м.
Под бурением скважин применяют ударный и вращательный способ.
При ударном способе бурения породу в скважине разрушают в результате вертикального обратно поступательного движения инструмента (плоского долота и ударной штанги). Такой способ бурения малопроизводительный и теперь мало применяется.
При вращательном способе бурения скважины, смонтированные на поверхности земли двигателями, приводят в движение долото с помощью бурильных труб или турбобуром или электробуром.
Высота современной установки (вышки) достигает 54 м и больше. Такой буровой установкой можно пробурить за месяц нефтяную скважину глубиной до 5000 м.
Добывают нефть из недр земли фонтанним способом или при помощи механизмов (насосов и компрессоров).
Фонтанная эксплуатация скважины - это добыча нефти из нефтяного пласта с помощью газов, растворенных в нефти, какие находятся под давлением от нескольких десятков до нескольких сотен атмосфер и способные выталкивать нефть по скважине на поверхность земли.
Для отведения нефти в такой скважине под ее устям устанавливают специальную арматуру, через которую нефть поступает в систему закрытых трубопроводов и по них отводится в емкости. Фонтанная эксплуатация скважины является самой эффективной и самой производительной.
На себестоимость нефти влияют способы ее добыче. Добытая в Украине нефть имеет относительно высокую себестоимость, поскольку добыча ее самым прогрессивным фонтанним способом почти прекратилась.
Для поддержки высокого пластового давления практикуют закачивание в горизонты горячей воды, пары, химических реагентов, что дает возможность увеличить добычу нефти до 60-70 %.
Стоимость нефти в районах потребления значительной мерой определяется расходами на транспортировку ее, что зависит от диаметра трубопровода, содержания в сырой нефти парафина, мощности нефтеперекачивающих станций.
Добыча природного газа
Газовая промышленность - самая молодая отрасль топливной промышленности Украины. Использование газа в 2 разы дешевле в сравнении с нефтью.
Газовая промышленность как отрасль сформировалась в послевоенные годы на базе разведанных в стране месторождений природного газа.
Определенную роль в топливном балансе играет утилизация промышленных газов и производство искусственного газа из твердого топлива. В Донбассе (Лисичанске) ведеться и подземная газификация угля.
Основным направлением эффективного использования природного газа, кроме бытового сектора является и широкого перевода на него автотранспорта.
Месторождения горючих газов разделяют на собственно газовые, в которых скопление газа не связано с другими полезными ископаемыми; газонефтяные, где газообразные углеводороды растворены в нефти или находятся над нефтяной залежью в виде так называемой газовой шапки.
Добывание горючих газов включает их добычу из земли, сбор, подготовку к транспортировке потребителю.
Поскольку он находится в земных недрах под высоким давлением, для его добывания применяют, как правило, фонтанний способ.
Чтобы газ стал поступать на поверхность, достаточно открыть скважину, пробуренную в газоносном пласте. При свободном истекании газа тратится энергия пласта, возможно разрушение скважины. Поэтому на головке скважины устанавливают штуцер (сужение трубы), ограничивая поступление газа.
Разработка газовой залежи длится 15-20 лет, за это время добывается 80- 90 % запасов.
Добыча горючих газов из недр земли или в результате переработки твердого или по топлива имеет большое значение для топливного баланса страны. Горючие газы используют как топливо для отопления печей, промышленных, бытовых приборов но др., также как сырье для химической промышленности.
Природный газ является наиболее экономическим видом топлива. Себестоимость добытого природного газа (в пересчете на условное топливо) в несколько раз ниже чем себестоимость угля и нефти.
Горючие газы - это топливо, добытое из недр земли (природные газы) или добыто способом газификации твердого топлива (искусственные газы) или же как вспомогательный продукт при разных производствах (газ доменных, коксовых и других печей).
Для транспортировки газа на значительные расстояния строят магистральные газопроводы, длина которых достигает иногда 1500 км. и больше.
Основными потребителями газа в Украине является промышленность электроэнергетика (возле 29 %), бытовые потребности (18 %).
Добыча торфа
Торфяная промышленность Украины является одной из самых давних отраслей промышленности. Основные месторождения торфа сосредоточены в Волынской, Черниговской, Житомирской, Ровенской и Львовской областях.
Добыча его небольшая. В виде брикетов торф используется в качестве топливо. В сельском хозяйстве его применяют для изготовления органических удобрений. Торф может быть сырьем для производства парафина, масел, фенолов и др.
В северной части Украины расположено свыше 2500 месторождений торфа. Его общие запасы превышают 2,2 млрд т.
Торф принадлежит к ископаемому топливу и является продуктом неполного распада остатков отмерших болотных растений в условиях повышенной влажности. Возраст торфа может быть от нескольких сотен до нескольких тысяч лет. Торф залегает на глубине 1-2,5м и в отдельных случаях - 9-10 м. Торф бывает луговой, моховой и боровой.
Теперь торф добывают механизировано, фрезерным или гидравлическим способом.
Фрезерный самый простой и самый дешевый способ добычи торфа в виде мелочи.
Добывание торфа фрезерным способом сводится к фрезерованию торфяной массы на глубину 10-12 мм на предварительно высушенном торфяном поле.
Кусковой торф добывают гидравлическим и машиноформирующими способами.
Гидравлический способ торфодобычи заключается в том, что торфяной массив превращается напором водяной струи в вязкую массу, которую потом откачивают, сушат.
Таким образом, при добыче угля, нефти, газа и торфа в зависимости от особенностей их залегания используют различные технологии. При добычи угля используют открытый (карьерный) и закрытый (шахтный) способ. Добычи нети ведется посредством фонтанной эксплуатации скважины - это добыча нефти из нефтяного пласта с помощью газов, растворенных в нефти, какие находятся под давлением от нескольких десятков до нескольких сотен атмосфер и способные выталкивать нефть по скважине на поверхность земли.
Добыча торфа ведется фрезерным и гидравлическим способами. Добыча торфа фрезерным способом сводится к фрезерованию торфяной массы на глубину 10-12 мм на предварительно высушенном торфяном поле.
Гидравлический способ торфодобычи заключается в том, что торфяной массив превращается напором водяной струи в вязкую массу, которую потом откачивают, сушат.
Выводы
Таким образом, была рассмотрена лекция на тему: «Современные технологические процессы. Технологии добывающей промышленности» и раскрыты четыри ее вопроса. Выяснили, что представляет собой научно- технический прогресс, рассмотрели процесс развития НТР в мировой экономики последнего столетия; дали характериститку современным передовым технологиям, таким как нанотехнология, биотехнология, технология высокоскоростной обработки, ультрозвуковая обработка, а также рассмотрели технологии добывающей промышленности, такие как технологии добычи угля, нефти, торфа и газа. И можно сказать, чтоНаучно-технический прогресс (НТП) в буквальном понимании означает непрерывный взаимообусловленный процесс развития науки и техники, а в более широком значении - постоянный процесс создания новых и совершенствования применяемых технологий, средств производства и конечной продукции с использованием достижений науки. Определили, что процесс рвазвития НТП в мировой экономике последнего периода можно разделить на три основных этапа. Исходя из концепции ускорения науково-технического и социального прогрессу во всех отраслях народного хозяйства развитых стран мира, важнейшим названием является интенсификация производства, основанная на улучшении использования производственного аппарата, ускорении возобновления использования производственных фондов, эффективного использования ресурсов и переходе от эволюционных к революционным путям развития техники и технологии.
Определили, что особенностью минерально-строевого баланса Украины является низкое качество почти всех видов сырья и более глубокое залегание в сравнении с аналогами в других странах.
Основными направлениями укрепления минерально - сырьевой база является: расширение поисковых и геологоразведочных работ для выявления больших и богатых месторождений полезных ископаемых на больших глубинах; более широкое использование месторождений полезных ископаемых, расположенных в зоне морских склонов, шельфов; создание и использование принципиально новых, нетрадиционных, высокоэффективных средств добычи, обогащения и переработки минерального сырья; комплексное освоение месторождений полезных ископаемых и использования минерального сырья; детальное обследование, изучение, оценка и постановка на учет запасов техногенних месторождений, то есть минеральных накоплений в недрах и на поверхности, которые образовались под воздействием человеческой деятельности; сокращение потерь минерального сырья на всех этапах освоения и использования запасов недр, особенно на стадиях обогащения и переработки минерального сырья и др.
При добыче угля, нефти, газа и торфа в зависимости от особенностей их залегания используют различные технологи, это такие способы как открытый и закрытый способ добычи угля, фонтанный способ добычи нефти; при добычи газа используются способы добычи природных газов и способ газификации твердого топлива; при добычи торфа используют фрезерный и гидравлический способ.
Дальнейшее внедрение и широкое применение вышеперечисленных технологий, без сомнения, повлияет на научно- техническое и социальное развитие мирового сообщества.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 377; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!