Węgiel jest jednym z najbardziej znanych zasobów paliwowych. Starożytni Grecy jako pierwsi dowiedzieli się o właściwościach palnych tego minerału. Jak wygląda wydobycie węgla we współczesnym świecie? Które kraje przodują w produkcji? Jakie są perspektywy dla przemysłu węglowego w najbliższej przyszłości?
Co to jest węgiel i jak się go stosuje?
Węgiel jest stałym i palnym minerałem, skałą o ciemnoszarym lub czarnym kolorze z lekkim metalicznym połyskiem. „Substancja ta pali się i pali jak węgiel” - opisał rasę Theophrastus z Eres, ucznia Arystotelesa. Starożytni Rzymianie aktywnie używali węgla do ogrzewania swoich domów. A Chińczycy w 1. wieku pne nauczyli się z niego produkować koks.
Jak powstał węgiel? W starożytnych epokach geologicznych duże obszary powierzchni ziemi były pokryte gęstymi lasami. Z czasem klimat się zmienił, a cała ta miazga drzewna została pochowana pod grubością ziemi. W warunkach wysokiej temperatury i ciśnienia martwa roślinność zamieniała się najpierw w torf, a następnie w węgiel. Tak więc potężne warstwy wzbogacone w węgiel pojawiły się pod ziemią. Węgiel był najbardziej aktywnie formowany w okresach karbońskich, permskich i jurajskich.
Węgiel jest wykorzystywany jako paliwo energetyczne. Na tym zasobie działają przede wszystkim elektrownie cieplne. W XVIII-XIX wieku aktywne wydobycie węgla stało się jednym z decydujących czynników rewolucji przemysłowej w Europie. Obecnie węgiel jest szeroko stosowany w hutnictwie żelaza i stali, a także w produkcji tzw. Paliw płynnych (przez skraplanie).
W zależności od ilości węgla w skale istnieją trzy główne rodzaje węgla:
- węgiel brunatny (65–75% węgla);
- węgiel (75–95%);
- antracyt (ponad 95%).
Wydobycie węgla
Dziś łączne zasoby węgla przemysłowego na naszej planecie sięgają jednego biliona ton. W ten sposób ludzkość będzie miała wystarczającą ilość tego paliwa przez wiele kolejnych lat (w przeciwieństwie do tej samej ropy lub gazu ziemnego).
Wydobycie węgla odbywa się dwiema metodami:
- otwarte
- zamknięte.
Pierwsza metoda polega na wydobyciu skał z trzewi ziemi w kamieniołomach (kopalnie węgla), a druga - w kopalniach zamkniętych. Głębokość tego ostatniego waha się szeroko od kilkuset metrów do półtora kilometra. Każda z tych metod wydobycia węgla ma swoje zalety i wady. Tak więc metoda otwarta jest znacznie tańsza i bezpieczniejsza niż podziemia. Z drugiej strony kopalnie wyrządzają znacznie mniej szkody środowisku i krajobrazowi niż kamieniołomy.
Warto zauważyć, że technologie wydobycia węgla nie stoją w jednym miejscu. Jeśli sto lat temu prymitywne wózki, kilofy i łopaty były używane do opracowania pokładów węgla, teraz do tych samych celów wykorzystywane są najnowsze maszyny i urządzenia techniczne (młoty podnośnikowe, kombajny, ślimaki itp.). Ponadto opracowywana i ulepszana jest całkowicie nowa metoda produkcji - hydrauliczna. Jego istotą jest to, że silny strumień wody rozbija pokład węgla i przenosi go do specjalnej komory. Stamtąd rasa jest dostarczana bezpośrednio do fabryki w celu dalszego wzbogacenia i przetworzenia.
Geografia światowego wydobycia węgla
Złoża węgla są rozmieszczone na świecie mniej więcej równomiernie. Złoża tego surowca są obecne na wszystkich kontynentach planety. Niemniej jednak około 80% wszystkich depozytów znajduje się w Ameryce Północnej i krajach poradzieckich.Jednocześnie jedna szósta światowych zasobów węgla zawiera wnętrzności Rosji.
Największe zagłębia węglowe na tej planecie to Pensylwania i Appalachów (USA), Henshui i Fushun (Chiny), Karaganda (Kazachstan), Donieck (Ukraina), Górny Śląsk (Polska), Ruhr (Niemcy).
W 2014 r. Pierwsze pięć wiodących krajów pod względem wydobycia węgla na świecie przedstawia się następująco (w nawiasach procentowy udział światowej produkcji węgla):
- Chiny (46%).
- Stany Zjednoczone (11%).
- Indie (7,6%).
- Australia (6,0%).
- Indonezja (5,3%).
Problemy i perspektywy przemysłu węglowego
Główny problem przemysłu węglowego ma oczywiście charakter środowiskowy. Węgiel kopalny zawiera rtęć, kadm i inne metale ciężkie. Podczas wydobywania skał z ziemi wszystko to dostaje się do gleby, powietrza atmosferycznego, wód powierzchniowych i gruntowych.
Oprócz szkód wyrządzonych środowisku, przemysł węglowy jest również obarczony ogromnymi zagrożeniami dla życia i zdrowia ludzi. Przede wszystkim dotyczy to górników. Nadmiar pyłu w zamkniętych kopalniach może prowadzić do poważnych chorób, takich jak krzemica lub pylica płuc. Nie powinniśmy zapominać o dużej liczbie tragedii, które co roku zabijają setki pracowników przemysłu węglowego na całym świecie.
Ale pomimo wszystkich problemów i niebezpieczeństw, ludzkość prawdopodobnie nie będzie w stanie porzucić tego paliwa w najbliższej przyszłości. Zwłaszcza na tle szybkiego spadku zasobów ropy i gazu na świecie. Dziś w górnictwie węgla dominuje wzrost produkcji antracytu. W niektórych krajach (w szczególności w Rosji, Turcji, Rumunii) produkcja węgla brunatnego rośnie.
Wydobycie węgla w Rosji
Rosja została po raz pierwszy przedstawiona Piotrowi Wielkiemu przez Piotra Wielkiego. Odpoczywając na brzegu rzeki Kalmius, królowi ukazał się kawałek czarnej skały, która płonęła idealnie. „Jeśli nie dla nas, ten minerał będzie użyteczny dla naszych potomków”, słusznie zatem podsumował władca. Powstanie rosyjskiego przemysłu węglowego miało miejsce w pierwszej połowie XIX wieku.
Dziś produkcja węgla w Rosji wynosi ponad 300 milionów ton rocznie. Ogólnie rzecz biorąc, wnętrzności tego kraju zawierają około 5% globalnych rezerw tego surowca paliwowego. Największe zagłębia węglowe w Rosji to Kansk-Achinsky, Pechora, Tunguska i Kuzbass. Ponad 90% wszystkich depozytów w kraju znajduje się na Syberii.