Способ добычи угля кузнецкого угольного бассейна

Кузнецкий угольный бассейн — бесспорный лидер в России по масштабам добычи угля

Кузнецкий угольный бассейн находится на территории, где расположено самое крупное в России угольное месторождение.

Впервые упомянуто было о нем в 18 веке, еще через 100 лет запасы угля были оценены и это месторождение было названо Кузнецким угольным бассейном. В этом регионе ведется не только добыча угля, но и его переработка.

Географическое положение

Расположен в южной части Западной Сибири в небольшой по глубине котловине. С нескольких сторон его обрамляют горные массивы: средневысокое нагорье Кузнецкий Алатау, горно-таежный регион Горная Шория, официально входящий в состав горной системы Алтая, небольшая возвышенность Салаирский Кряж. Значительная часть данного бассейна расположена на территории Кемеровской области, славящейся наличием разнообразных полезных ископаемых, в том числе каменных и бурых углей. Наименование Кузбасс относится к Кемеровской области и является ее вторым названием. Незначительная часть Кузбасса находится в пределах Новосибирской области, отмечающейся наличием высококачественных антрацитов, и в Алтайском крае, где развита добыча суббитоминозного угля.

Природные условия

Территория Кузнецкого угольного бассейна расположена в зоне резко континентального климата. Характерны заметные постоянные колебания температур. Крайне негативным фактором является большое количество интенсивной солнечной радиации.

Система реки Обь выступает гидрографической сетью для данного бассейна. В качестве источника питьевого водоснабжения используется река Томь. Ее воды применяются для покрытия технических нужд угледобывающих предприятий, так как это самый близкий источник необходимой воды для производства. Транзитная река пересекает угольный бассейн, простираясь с юга на север.

В современное время вся территория Кузбасса имеет резко неоднородный ландшафт. Вследствие стремительного развития угледобывающей промышленности еще с XX века почти вся земля подверглась повсеместным антропогенным трансформациям, которые наносят вред природным ландшафтам и недрам. В восточной части наблюдаются сравнительно небольшие изменения, так как нарушение земель здесь вызвано лесохозяйственной деятельностью.

В большинстве районов западной части Кузбасса в результате активной урбанизации и непрерывного расширения зон добычи угля многие участки земли подверглись полному преобразованию. В районах интенсивной открытой и подземной угледобычи земли наиболее изменены. По преобразованиям в почве выделяются районы к северу от Кемерова, территория Прокопьевско-Киселевского района, окрестности Междуреченска.

Характеристика

Угленосная толща вмещает примерно 350 угольных пластов различных видов и мощности. Они неравномерно распределены по всему разрезу.

• Кольчугинская и Балахонская свиты содержат 237 пластов.
• Тарбаганская свита – только 19, поэтому намного отстает от предыдущих.
• Барзасская – всего 3.

Их максимальная мощность составляет 370 м. В среднем распространены пласты угля с мощностью от 1,3, максимум – примерно 4,0 м. Существуют угольные пласты намного большей мощности. В некоторый районах – в пределах 9–15 м, иногда до 20 м, если учитывать места раздувов, то можно назвать максимальную мощность в 30 м.

Заглубления угольных шахт в среднем составляют около 200 м, максимальная глубина доходит до отметки в 500 м. Разрабатываются угольные пласты, средняя мощность которых равна 2,1 м. Только до 25 % добычи угля в шахтах превышает 6,5 м по мощности.

Качество угля

Петрографический состав различается по сериям угля.

В балахонской серии превалируют гумусовые, каменные угли, которые содержат витринит в количестве 30–60 %.
В кольчугинской серии также присутствуют гумусовые, каменные угли, однако содержание витринита увеличивается до 60–90 %.
В тарбаганской серии добывают и бурые, и каменные угли.

Качество угля разнообразно, однако большую часть специалисты относят к числу лучших. В глубоких горизонтах их состав становится средним, оптимальным.

• Содержание влаги: 5–15 %.
• Примесь золы: 4–16 %.
• Наличие фосфора в небольшом количестве: до 0,12 %.
• Большая разница в содержании летучих веществ: 4–42 %. Ценится продукция с наименьшей их концентрацией.
• Примесь серы: 0,4–0,6 %.

Добываемые в зоне Кузнецкого бассейна угли характеризуются теплотой сгорания в 7 000–8 600 ккал / кг, калорийность высокая — 8,6 ккал. Угли, чье место залегания находится вблизи поверхности, в составе имеют большее количество влаги и золы и меньшее содержание серы. По восходящей от нижних стратиграфических горизонтов и вплоть до самых верхних метаморфизм каменных углей соразмерно понижается.

Способ добычи

В этом регионе все три способа добычи присутствуют.

Подземный способ добычи

Превалирует над остальными видами угледобывающей промышленности на Кузбассе. Обеспечивается более качественный уголь, чем добытый в карьерах:

• максимальная теплота сгорания;
• минимальная зольность;
• содержит небольшое количество летучих веществ.

Для работников данный способ добычи является самым опасным, так как нередки случаи тяжелого травматизма, иногда со смертельным исходом. Руководство шахт Кемеровской области обеспечивает работы по модернизации травмоопасного горного оборудования.

Открытый способ

В наше время на территории Кузбасса практикуется его развитие. Удельный вес добытой таким образом продукции составляет около 30 % от всего объема промышленности. На территориях, где заложение угля является неглубоким, вместо шахт открываются угольные разрезы. Для добычи угля в карьерах сначала удаляются вскрыши. Верхний слой породы различается по составу и величине.

Если толщина слоя близится к минимальной, а консистенция обладает рыхлостью, то вскрышные работы производятся с применением бульдозера.
Если верхний слой породы окажется более толстым, то на его удаление затрачивается больше рабочих ресурсов и времени. Для работы применяются роторные экскаваторы, необходимы драглайны.

Открытый способ добычи угля невозможен без применения специализированной техники, которая адаптирована специально для данного вида промышленности. Система использования многоковшовых роторных экскаваторов и драглайнов применяется только для добычи угля в карьерах. В качестве вспомогательной техники применяются грузовые автомобили. В некоторых зонах производства необходимы одноковшовые экскаваторы. После окончания первого этапа проводится буровзрывная отбойка угля. Для транспортирования продукции применяются вагоны либо автотехника.

В последнее время данный способ выбирают все больше угледобывающих предприятий, так как добыча угля без обустройства заглублений для шахт более экономически выгодна. При добыче угля открытым способом происходит намного меньше производственных травм, чем при подземном. Открытый способ позволяет проводить работы одновременно на большой территории.

Гидравлический способ добычи

Используется в тех зонах, где это позволяет наличие подземных вод. Уголь извлекается из земли, транспортируется, поднимается на поверхность с применением жидкостных струй. Допустимы только высокоскоростные потоки жидкости, поэтому на территории Кузбасса добыча угля лишь в 5 % случаев осуществляется гидравлическим способом.

Территория, где используется гидравлический способ, постепенно расширяется, так как при меньших трудозатратах увеличивается производительность труда. Благодаря малооперационности рабочего процесса необходимы меньшие средства на производство, в частности, на покупку и обновление рабочего оборудования; требуется меньшее количество работников.

При добыче угля гидравлическим способом значительно снижается вредность и интенсивность труда, случаи травматизма характеризуются низким показателем. Увеличивается безопасность во время ведения работ по добыче угля в очистных и подготовительных забоях.

Перспективы развития

Благодаря увеличению масштабов производства по добыче угля открытым способом популярность продукции Кузнецкого угольного бассейна возрастает. Уголь, добытый в разрезах, дешевле, чем из заглубленных месторождений в шахтах, поэтому данный вид продукции предпочитают закупать частные лица и мелкие предприниматели. Добывается как высококачественный, так и уголь низких сортов, что позволяет потребителям приобретать соответствующую целям продукцию.

Потребители

Уголь закупается предприятиями, занимающимися коксовой и химической промышленностью, также он необходим для производства энергетического топлива. В современности активно практикуется экспорт угля в Японию, Великобританию, Турцию, налажен вывоз в Финляндию. Объемы поставок интенсивно увеличиваются. Постоянными партнерами России, закупающими уголь, являются Нидерланды, Корея, Китай, однако количество поставляемой продукции снижается. В последнее время увеличивается экспорт в страны Азии. Активными потребителями угля Кузбасса на внутреннем рынке являются жители Западной Сибири, Урала, Европейской части России.

Влияние добычи угля на экологию региона

Безусловно такая масштабная добыча отрицательно влияет на экологическую ситуацию.

• Нарушение земель вследствие раскапывания подземных шахт для угледобычи.
• На территории недействующих шахт, где котлованы не были рекультивированы, образуются глубокие проседы, иногда провалы.
• В ветреную погоду пыль с отвалов распространяется на большое расстояние и оседает на территории населенных пунктов.
• Во время работ по добыче угля и его переработке в воздух и воду выделяются химические вещества. В большинстве районов их концентрация выше допустимой.

Кузнецкий угольный бассейн обеспечивает углем значительную часть внутреннего рынка, экспортирует продукцию за рубеж, предоставляет рабочие места жителям Кузбасса. Является важной экономической зоной России.

Источник

Чем обусловлена низкая себестоимость добычи угля в Кузнецком угольном бассейне

Кузнецкий угольный бассейн является бесспорным лидером по объемам залежей каменного угля в России. Кроме того, способ добычи твердого топлива на Кузбассе экономически выгодный, ввиду низкой себестоимости и сравнительно малых капитальных затрат.

География Кузнецкого угольного бассейна

Сибирь богата полезными ископаемыми и, прежде всего, каменным углем. В ее южной части располагается самое крупное месторождение – Кузнецкое. Благодаря ему вся Кемеровская область именуется Кузбассом – это ее второе официальное название. Месторождение находится в небольшой котловине, между Алтайским хребтом, Кузнецким нагорьем Алатау и горно-таежным регионом Горная Шория.

Угольный бассейн расположен в зоне с резким континентальным климатом, который характеризуется частыми колебаниями температур, из-за чего осложняется добыча природных ископаемых. Регион разрабатывается уже не одно десятилетие, вследствие чего был сильно изменен ландшафт.

• дата открытия – 1721 год;
• протяженность – 800 км вдоль Транссибирской магистрали;
• площадь бассейна – 26 тысяч км 2 ;
• количество шахт – 50 и 33 разреза;
• балансовые запасы – 600 млрд тонн;
• объемы залежей коксующих углей – 643 млрд тонн;
• доля некачественных углей (не соответствующих мировым критериям) – около 50%;
• средняя мощность пластов – 14 м;
• средняя глубина шахт – 315 м;
• доля объема добычи – 40%;

Распределение балансовых запасов углей Кузнецкого угольного бассейна

• зональность – невысокая – 4–6%;
• содержание серы – до 0,65% (низкое);
• калорийность – 8,6 ккал (высокая);
• удельная теплота сгорания – до 8500 ккал/кг.

Как работает угольный разрез

Как добывается уголь на Кузбассе

На Кузнецком месторождении разработка пластов угля осуществляется двумя основными способами:

Подземный способ предполагает строительство шахт, глубина некоторых доходит до 400 метров. Это самый затратный вариант, но при глубоком залегании нет альтернативы. Около 70% всех углей добывается в шахтах. Остальные – открытым, карьерным способом. На той территории бассейна, где угольные пласты залегают неглубоко, открываются разрезы.

Угольные разрезы Кузбасса

Снимаются верхние слои почвы, а с помощью техники вывозится угольная порода. Если слой рыхлый и его толщина небольшая, то используются только бульдозеры для вскрышных работ. Если порода залегает толстым слоем и имеет высокую плотность, то используют экскаваторы, драглайны, предварительно могут проводиться взрывные работы. Грузовые автомобили, вагоны и прочая автотехника используется для транспортировки добытого твердого топлива.

Сегодня в обслуживание разрезов вовлечены:

Работа техники на Кузнецком угольном бассейне

• 450 экскаваторов;
• 80 электровозов;
• 300 бульдозеров;
• 900 думпкаров;
• 120 подъемных кранов;
• более сотни буровых станков и большегрузных автомобилей.

Открытый способ довольно экономный, а добытое сырье имеет низкую стоимость. Но разработка карьеров наносит значительный урон окружающей среде, изменяет ландшафт и загрязняет воздух – пыль разносится на несколько километров. Самые крупные угольные разрезы кузбасского бассейна:

• Сибиргинский;
• Красногорский;
• Черниговец;
• Кедровский.

Гидравлическая добыча угля подземным способом

Более прогрессивный способ добычи – гидравлический. Но его можно применять только при наличии значительного количества подземных вод. Порода разрушается и поднимает на поверхность под воздействием струй воды. Технологии такой разработки шахт постоянно совершенствуются и сегодня используются следующие виды подачи воды:

Самый распространенный способ добычи твердого топлива – подземный. Шахты, дающие миллионы тонн угля:

• им. Кирова;
• Распадская;
• Капитальная.

Техника для добычи угля

Для добычи используются следующие виды техники:

• комбайны для очистных работ – 365 единиц техники;
• скребковые и ленточные конвейеры – более 12000 единиц;
• проходческие комбайны – 200 единиц;
• электровозы – 1740 единиц;
• механизированные комплексы – 180 штук;
• 450 погрузочных машин.

Большинство процессов полностью автоматизированы. Но, тем не менее, доля ручного труда остается высокой. Шахты отличаются высокими показателями травматизма, а также нередки случаи обвалов. Поэтому подземный способ считается самым небезопасным.

Основные экономические показатели добычи угля на Кузбассе

Угольная промышленность Кузбасса дает России 12% национального продукта. Оказывает положительное воздействие, как на экономику региона, так и на страны в целом.

Добыча угля в Кузбассе

Основные экономические показатели Кузнецкого угольного бассейна:

• доля залежей в общих объемах страны – 60%;
• доля объема добычи – 40%;
• количество добытого угля – 215,2 миллион тонн в 2015 году;
• динамика прироста – с 1998 года наблюдается стабильный рост: в среднем на 5–8 миллион тон в год;
• экспорт – в 2015 году увеличился на 41%;
• собственное потребление (Кемеровской области и Западной Сибири) – 86 миллиона тонн.

Качество углей в Кузбасском бассейне разное – более 50% имеют неоднородный состав и в таком виде непригодны для дальнейшего потребления. Для переработки такого сырья созданы высокотехнологичные заводы, которые позволили увеличить объем обогащенного сырья с 40% (в 2000 году) до 73% (в 2015). Самый прогрессивный перерабатывающий завод – Кузбассразрезуголь – дает 90% обогащенного угля. Использование современных технологий и механизация процессов влияет на стоимость конечного продукта – снижает ее.

Прогноз добычи угля в РФ

Экспорт кузбасского твердого топлива и других полезных ископаемых Западной Сибири осуществляется в 85 стран мира. При этом значительная часть (90%) всех перевозок производится железнодорожным транспортом. Это дает широкие возможности развития для еще одной сферы экономики – транспортной. Инвестиции, вложенные сегодня на модернизацию основных фондов, принесут снижение стоимости и повышение эффективности использования ресурсов в долгосрочной перспективе.

Чем обусловлены низкие затраты на добычу кузбасского угля

Стоимость горной продукции складывается из множества показателей. Учитываются не только текущие затраты, но и прошлые. К прошлым можно отнести:

• затраты на геолого-разведывательные мероприятия;
• опытные испытания;
• строительство шахт, перерабатывающих заводов;
• организация инфраструктуры – строительство дорог, создание условий для жизни работникам.

Добыча угля по акционерным обществам и компаниям Кузбасса

Текущие затраты включают в себя следующие группы:

• содержание и эксплуатация основных фондов – зданий, сооружений, машин и механизмов;
• модернизация машинного парка;
• заработная плата работникам;
• социальные отчисления на страхование;
• организация сбыта продукции;
• приведение земель, на которых осуществлялась выработка, в пригодное состояние для хозяйственного использования;
• инвестиции в геолого-разведывательные мероприятия, а также подготовительные работы по освоению новых месторождений;
• мероприятия по охране труда и создание безопасных условий работы для сотрудников.

Процентное соотношение по добыче угля на месторождениях РФ

Кузбасский уголь имеет низкую себестоимость за счет разработки карьеров бассейна открытым способом. Он не предусматривает строительство и обслуживание шахт. Первоначальная стоимость карьерного угля на 35% ниже, чем добытого подземным способом.

Добыча угля в России (по способам добычи)

Открытый способ предусматривает использование труда меньшего количества работников. На 33 разрезах занято на 50% меньше людей, чем для обслуживания 50 шахт. Это автоматически сокращает и отчисления на социальное страхование.

Для открытого способа используется меньшее количество машин и механизмов – это также сокращает затраты примерно в два раза. Снижается потребление топлива, электричества, амортизационные расходы.

На стоимость одной тонны каменного угля влияет и общий объем производства. Чем он больше, тем меньшие будут затраты. Поскольку общие капитальные вложения распределяется на большее количество конечного продукта.

Видео: Угольная промышленность

Источник