Паудер ривер угольный бассейн

Бассейн Паудер-Ривер — Powder River Basin

Бассейн Паудер-Ривер — это геологический структурный бассейн на юго-востоке Монтаны и северо-востоке Вайоминга , примерно в 120 милях (190 км) с востока на запад и в 200 милях (320 км) с севера на юг, известный своими угольными месторождениями. Этот регион поставляет около 40 процентов угля в США. Это одновременно топографический дренаж и геологически структурный бассейн . Бассейн назван так , потому что она истощена реки порошок , хотя он также сливают частично реки Шайенн , Tongue реки , реки Bighorn , Литтл Миссури реки , реки Платт , и их притоков.

Хотя бассейн Паудер-Ривер объединен геологически, жители районов, удаленных от самой Паудер-Ривер, не считают себя живущими в одном географическом регионе. Например, жители резервации Кроу в водоразделе реки Биг-Хорн или Шеридана в водоразделе реки Тонг определят местонахождение бассейна реки Паудер как региона к востоку от гор Биг-Хорн, используя определение, основанное на водоразделе и топографии.

Крупные города в этом районе включают Джиллетт и Шеридан, Вайоминг, и Майлз-Сити, Монтана . За пределами этих основных городов этот район очень малонаселен и известен своими холмистыми лугами и полузасушливым климатом. Бывшие охотничьи угодья Оглала Лакота , он стал крупнейшим источником угля, добываемым в Соединенных Штатах , и содержит одно из крупнейших месторождений угля в мире. Большая часть активной добычи угля в бассейне Паудер-Ривер фактически происходит в дренаже реки Шайенн . Из-за бассейна Паудер-Ривер штат Вайоминг был крупнейшим штатом по добыче угля в Соединенных Штатах с 1988 года. В 2007 году только в бассейне Паудер-Ривер было добыто 436 миллионов коротких тонн (396 миллионов тонн) угля, что более чем в два раза превышает производство на втором месте Западная Вирджиния , и больше, чем весь регион Аппалачи. Бассейн Паудер-Ривер — крупнейший угледобывающий регион в Соединенных Штатах. Шахтный Black Thunder является одним из наиболее продуктивных угольных шахт в Соединенных Штатах; в 2006 году на этой единственной шахте было добыто 84 миллиона метрических тонн угля, больше, чем в любом штате, кроме Вайоминга, Западной Вирджинии и Кентукки . Этот регион также является крупным производителем природного газа, как обычного природного газа, так и метана из угольных пластов.

Содержание

Геологическая история

Бассейн Паудер-Ривер содержит секцию фанерозойских пород мощностью до 17000 футов (5200 м), от кембрия до голоцена .

Меловой

Самая толстая часть бассейна Паудер-Ривер сложена меловыми породами, общей регрессивной последовательностью, состоящей в основном из морских сланцев и песчаников, отложенных в Западном внутреннем морском пути .

Третичный

Угольные пласты региона начали формироваться около 60 миллионов лет назад, когда земля начала подниматься из мелкого моря. Поднятие Блэк-Хиллз на востоке и поднятие Хартвилля на юго-восточной стороне бассейна создали нынешний контур бассейна Паудер-Ривер.

Когда образовывались угольные пласты, климат в этом районе был субтропическим, выпадало в среднем около 3 м осадков в год. Примерно 25 миллионов лет дно бассейна было покрыто озерами и болотами. Из-за большой площади болот органический материал накапливался в торфяных болотах, а не смывался в море. Периодически слои торфа покрывались наносами, смытыми с близлежащих гор. Со временем климат стал суше и прохладнее. Бассейн заполнился отложениями и похоронил торф на тысячи футов, сжимая слои торфа и образуя уголь. За последние несколько миллионов лет большая часть вышележащих отложений выветрилась, оставив угольные пласты у поверхности.

Каменный уголь

Уголь бассейна Паудер-Ривер (PRB) классифицируется как « полубитуминозный » и содержит в среднем около 8 500 БТЕ / фунт с низким содержанием серы . Сравните это с восточными, Аппалачскими битуминозными углями, содержащими в среднем 12 500 БТЕ / фунт и высоким содержанием серы. Уголь PRB был практически бесполезен до тех пор, пока выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от электростанций (в первую очередь диоксида серы, или SO ₂ ) не стали проблемой. Работающая на угле электростанция, предназначенная для сжигания аппалачского угля, должна быть модифицирована для удаления SO ₂ по оценкам в 1999 году примерно 322 доллара за тонну SO ₂ . Если он переключился на сжигание угля PRB, стоимость упала до 113 долларов за тонну удаленного SO ₂ . Удаление осуществляется установкой скрубберов.

Бассейн Паудер-Ривер — крупнейший угледобывающий регион в США, но большая часть угля зарыта слишком глубоко, чтобы быть экономически доступной. Угольные пласты бассейна Паудер-Ривер имеют форму удлиненных чаш, и по мере того, как шахты расширяются с востока на запад в бассейне Паудер-Ривер, они будут спускаться «по сторонам чаши». Это означает, что покрывающая порода (порода, лежащая над углем) будет увеличиваться, как и коэффициент вскрыши (отношение породы, которую необходимо переместить для производства тонны угля).

Геологическая служба США (USGS) провела серию исследований экономической доступности угля в основных угледобывающих регионах страны. Исследования обычно показывают, что только небольшая часть угля будет экономически доступной по текущей цене 10,47 доллара за тонну. В августе 2008 года Геологическая служба США опубликовала обновленную оценку угля в бассейне Паудер-Ривер. После рассмотрения коэффициентов вскрыши и производственных затрат Геологическая служба США пришла к выводу, что на момент экономической оценки только 6% первоначальных ресурсов, или 10,1 миллиарда коротких тонн угля, в настоящее время можно было извлечь. При цене 60 долларов за тонну производство примерно половины (48%) угля является экономичным.

В настоящее время примерно 15 шахт в бассейне Паудер-Ривер работают на участках, где коэффициент вскрыши составляет от 1: 1 (т.е. одна тонна породы на одну тонну угля) и 3: 1. По мере расширения шахт коэффициент вскрыши будет увеличиваться. Поскольку необходимо перемещать больше породы (с использованием больших драглайнов с электрическим приводом, а также дизельных и электрических карьерных самосвалов), производственные затраты также будут расти.

США используют около 1 миллиарда тонн угля в год, при этом около 40% угля в настоящее время поступает из бассейна Паудер-Ривер. Количество угля, поступающего из бассейна Паудер-Ривер, увеличивалось за последние 20 лет.

Увеличение цены, уплачиваемой за уголь, может увеличить количество экономически извлекаемого угля, но увеличение цены на уголь также увеличит себестоимость угля. Поскольку уголь твердый, его нельзя добывать из множества разрозненных скважин, как нефть и газ. Скорее, уголь должен добываться на шахтах, которые медленно расширяются за счет перемещения огромных количеств вскрышных пород.

Срок службы рудников в бассейне Паудер-Ривер обычно составляет менее 20 лет. Почти весь уголь в бассейне Паудер-Ривер находится в федеральной собственности, и дальнейшее расширение шахты потребует ряда одобрений на федеральном уровне и уровне штата, а также крупных инвестиций в дополнительное шахтное оборудование для начала раскопок.

Большая часть угля, добываемого в бассейне Паудер-Ривер, является частью формации Форт-Юнион ( палеоцен ), с низким содержанием серы и золы в угле в регионе, что делает его очень желательным. Поставки угля около трети из Соединенных Штатов ‘ электроэнергии поставок. Шахты бассейна Паудер-Ривер поставляют примерно 40% угля, который служит топливом для этих станций (в основном к востоку от Скалистых гор) для выработки электроэнергии .

В 2013 году на Тихоокеанском Северо-Западе предлагалось пять экспортных терминалов для экспорта угля из бассейна Паудер-Ривер на азиатские рынки. По состоянию на февраль 2016 года некоторые предложения по угольным терминалам были отозваны, в результате чего остались два ожидающих рассмотрения заявки. Изъятие было связано с потерей спроса и, как следствие, снижением цен на уголь.

Воздействие добычи полезных ископаемых на водоносные горизонты вызывает беспокойство у владельцев ранчо .

Угледобывающие компании, работающие в настоящее время в бассейне Паудер-Ривер

Южный бассейн реки Паудер

Северный бассейн реки Паудер

В июне 2019 года Peabody Energy и Arch Coal объявили о создании совместного предприятия для своих объединенных активов в бассейне Паудер-Ривер.

Электростанции, работающие на угле из бассейна Паудер-Ривер (не полный список)

• Генераторная станция Джеймса Х. Миллера (Джефферсон, Алабама)
• Электростанция Флинт-Крик — American Electric Power (Арканзас)
• Электростанция Независимости — Энтерджи ( Ньюарк, Арканзас )
• Электростанция White Bluff — Entergy ( Редфилд, Арканзас )
• Энергетическая станция Plum Point, NRG Energy (Оцеола, Арканзас)
• Станция Pawnee — Xcel Energy (Колорадо)
• Станция Команч — Xcel Energy (Колорадо)
• Энергетическая станция Rawhide , Веллингтон, Колорадо
• Электростанция Роберта Шерера — Джорджия Пауэр (Джорджия)
• Электростанция Ньютон — Амерен , Ньютон, Иллинойс
• Генерирующая станцияДжоппии , Vistra Energy — ( Джоппия , Иллинойс)
• Электростанция Уоррик (Ньюбург, Индиана)
• Джеффри Энерджи Центр (Канзас)
• Big Cajun II — (Новые дороги, Луизиана)
• Электростанция Эккерт — ( Лансинг, Мичиган )
• Электростанция Эриксона — ( Лансинг, Мичиган )
• Электростанция Монро — Детройт Эдисон ( Монро, Мичиган )
• Электростанция Сент-Клер — Детройт Эдисон — ( Восточный Китай, Мичиган )
• Завод Аллена С. Кинга — Xcel Energy (Миннесота)
• Завод округа Шерберн (Шерко) — Xcel Energy (Миннесота)
• Электростанция Сикестон (Сикестон, Миссури)
• Станция Джеральда Джентльмена — Район государственной власти Небраски (Небраска)
• Omaha Public Power District — (Омаха, NE) (Небраска-Сити, Небраска)
• Станция Стэнтон — Грейт-Ривер Энерджи — (Стэнтон, Северная Дакота)
• GREC — Винита, Оклахома — ( Шуто, Оклахома )
• Электростанция Дж. Роберта Уэлша — American Electric Power (Техас)
• Fayette Power Project — ( Ла Гранж, Техас )
• Станция Харрингтон — Xcel Energy (Техас)
• Толк-станция — Xcel Energy (Техас)
• Приходская станция WA — NRG Energy (Техас)
• Известняковая станция — NRG Energy (Техас)
• Электростанция Централия (Centralia, Вашингтон)
• Электростанция Эджуотер , Шебойган , Висконсин
• Станция сухих вилок — Джиллетт, Вайоминг
• Речной вокзал Ларами — (Уитленд, Вайоминг)
• Станция генерации Нантикока — Ontario Power Generation (Нантикок, Онтарио, Канада)
• ЭлектростанцияТандер-Бей — Генерация электроэнергии Онтарио (Тандер-Бей, Онтарио)
• Генераторная станция Brandon — Manitoba Hydro (Брэндон, Манитоба)
• Электростанция Drax , Селби , Великобритания. Продолжаются испытания битуминозного угля из Великобритании, смешанного для увеличения CV.

Нефть

Нефть и газ

Бассейн Паудер-Ривер также содержит крупные месторождения нефти , в том числе гигантское нефтяное месторождение Солт-Крик . Нефть и газ добываются из горных пород от пенсильванского до третичного , но большая часть поступает из песчаников в толстом разрезе меловых пород.

В последнее время наблюдается возрождение добычи нефти и газа в результате горизонтального бурения и гидроразрыва пласта. Это возрождение происходит в основном в части бассейна Вайоминга, которая исторически известна как источник нефти в бассейне. В 2009 году в бассейне добывалось минимум 38 000 баррелей нефти в день. Это число резко возросло до 78 000 баррелей в день в первом квартале 2014 года.

Поле Белл Крик представляет собой стратиграфическую ловушку нижнего мела в мутных песчаниках . Обнаружена в 1967 году скважиной Exeter Drilling Co. No. 33-1 Federal-McCarrell, которая обнаружила 27 футов продуктивности на глубине 4500 футов.

Угольный метан

Недавние споры вокруг обширной добычи метана из угольных пластов в регионе. За последнее десятилетие пробурено около 7000 таких скважин. Построена разветвленная сеть газопроводов, соединяющих эти скважины, а также ряд установок для повышения давления, а также линии электропередач для обеспечения электроэнергией для работы системы. Кроме того, были построены тысячи миль новых подъездных дорог.

Для извлечения газа требуется, чтобы вода была закачана на поверхность, чтобы выпустить газ, застрявший в угольном пласте. Хотя некоторая часть воды успешно используется в сельскохозяйственном производстве, таком как вода для животноводства и орошение сельскохозяйственных культур, некоторые воды обладают естественным высоким содержанием соли и коэффициентом адсорбции натрия . Были споры о том, как лучше всего управлять этой соленой водой.

В 2007 году на угольном пласте бассейна Паудер-Ривер было добыто 442 миллиарда кубических футов газа, что сделало его третьим по величине источником природного газа в США.

В регионе также находятся крупные месторождения урана , содержащегося в песчаниках. (См. Добычу урана в Вайоминге ). Формирование Уошэтча ( эоцен ) содержит урановую руды «рулет фронта» месторождение типа найдено в Pumpkin Бет район. Power Resources Inc., дочерняя компания Cameco Corporation, управляет урановыми рудниками в бассейне.

Транспорт

Весной 2005 года уголь, добываемый на шахтах, продавался на шахтах по цене около 5 долларов за тонну. Однако электростанции и заводы на востоке США платили более 30 долларов за тонну — разница объяснялась стоимостью транспортировки. (В октябре 2008 года цена на уголь из бассейна Паудер-Ривер в устье рудника была ближе к 15 долларам за тонну.) Для транспортировки угля из бассейна существует совместная железнодорожная линия, принадлежащая BNSF Railway и Union Pacific Railroad, протяженностью южная часть бассейна Паудер-Ривер. Третья железная дорога, Дакота, Миннесота и Восточная железная дорога , столкнулась с сильным сопротивлением со стороны многих сторон из-за ее попыток продлить свою железнодорожную ветку до района добычи угля, но, хотя план был в конечном итоге одобрен регулирующими органами, проект был прекращен после строительства железной дороги. был куплен Канадской Тихоокеанской железной дорогой .

История

Первоначально однопутная ветка Берлингтонской Северной железной дороги, построенная поэтапно с 1972 по 1979 год, шла на юг от перекрестка Донки-Крик на севере в 13 милях (21 км) до Кабалло, штат Вайоминг ; а затем 103 мили (166 км) до Шони в округе Конверс . Чикаго и Северо — Западная железная дорога бежали близко к северной части, как и Union Pacific в Кабаем.

В 1982 году C&NW и UP сформировали Western Railroad Properties, Inc. (WRPI), чтобы приобрести половину доли в угольной линии Burlington Northern от Shawnee Junction до Coal Creek Junction. 15 декабря 1986 года WPRI приобрела еще 11 миль (18 км) линии BN от Coal Creek Junction до East Caballo Junction. Начиная с 27 июня 1983 года WPRI построила шесть миль (9,7 км) новой железной дороги от Shawnee Junction. до Шони, реконструировано 45 миль (72 км) линии C&NW от Шони до Крэндалла и 56 миль (90 км) новой железной дороги от Крэндалла до Джойса, Небраска . Первый коммерческий поезд отправился 16 августа 1984 года.

К 1985 году линия была однопутной почти на всем протяжении, и по ней было перевалено 19 миллионов тонн угля. Осуществление второго этапа Закона о чистом воздухе (1990 г.) привело к быстрому росту спроса на чистый уголь. C&NW изо всех сил пыталась модернизировать мощность до двухпутной, что привело к многочисленным сбоям на линии в 1994 году и, в конечном итоге, к покупке компанией Union Pacific компании C&NW в 1995 году. UP потратил 855 миллионов долларов в течение следующих пяти лет на расширение мощностей по всей своей сети для обработки угля. поставки из ПРБ. К 2005 году пропускная способность Joint Line выросла до рекордного уровня в 325 миллионов тонн, и на всей ее длине была двух- или трехколейная пропускная способность.

Из-за различных путей и поломок локомотивов на совместной линии в конце 2004 и в начале 2005 года линия не смогла доставить объем поставок угля по контракту, и тарифы на электроэнергию выросли на 15 процентов. Покупатели угля пригрозили оценить альтернативные источники энергии и транспорта, в том числе Arkansas Electric Cooperative Corporation . В результате Совет по наземному транспорту одобрил расширение линии Дакоты, Миннесоты и Восточной железной дороги на 280 миль (450 км) . В 2006 году UP и BNSF объявили об инвестициях в размере 100 миллионов долларов, чтобы обеспечить пропускную способность трех путей на всей длине Совместной линии и добавления четвертого пути на самых крутых участках, включая Логан-Хилл. Эти улучшения позволят объединенной линии переваливать более 400 миллионов тонн угля.

В 2006 году Union Pacific установила рекорд, доставив 194 миллиона тонн угля, что на 8% больше, чем в 2005 году. Компания добилась этого за счет увеличения размера поездов, которые в среднем составляли более 15 000 тонн, что на 200 тонн больше, чем в среднем за четвертый квартал 2005 года. В начале 2016 года сообщалось, что каждый день из бассейна реки Паудер отправлялось от 80 до 100 поездов с углем. В 2019 году загрузка поездов составляла около 50 в день.

Источник