Kako se zove ugalj. Gdje se koristi ugalj?

Poruka o uglju se može koristiti u pripremi za čas. Priča o uglju za djecu može se dopuniti zanimljivim činjenicama.

Izvještaj o kamenom uglju

Ugalj ječvrsti, iscrpljivi, neobnovljivi minerali koji osoba koristi za dobijanje toplote sagorevanjem. Prema klasifikaciji pripada sedimentnim stijenama. Ugalj kao izvor energije, ljudi su počeli koristiti u antici zajedno s drvima za ogrjev.

Kako nastaje ugalj?

Ugalj se pojavio na Zemlji prije otprilike 300-350 miliona godina, kada su drveće paprati procvjetale na praiskonskim močvarama i kada su se počele pojavljivati ​​prve golosjemenke.

Vjeruje se da je ugalj nastao kao rezultat taloženja drveta. Postojale su drevne šume čije se drveće nakupilo u močvarama, gdje se, bez pristupa kisiku, aktivnost bakterija koje razgrađuju biljne ostatke svodi na nulu, formira se treset, a zatim se u procesu zakopavanja tih ostataka ugalj nastaje pod visokim pritiskom i temperaturom.
Dakle, za formiranje uglja potrebna je pojava treseta na dubini od tri kilometra. Na ovoj dubini dvadesetmetarski sloj treseta pretvorit će se u ugalj sa debljinom sloja od dva metra.

Vrste uglja

Sve vrste uglja leže u slojevima i njihove lokacije se nazivaju ugljeni bazeni. Danas se kopaju različite vrste uglja.

• Antraciti su najtvrđe vrste sa velikom dubinom i maksimalnom temperaturom sagorevanja.
• Ugalj - mnoge vrste koje se kopaju u rudnicima i otvorenim kopovima. Široko se koristi u mnogim područjima ljudske aktivnosti.
• Mrki ugalj - nastao od ostataka treseta, najmlađe vrste uglja. Ima najnižu temperaturu sagorevanja.

Kako se kopa ugalj?

Ranije se kameni ugalj jednostavno skupljao na mjestima gdje je sloj isplivao na površinu. To se moglo dogoditi kao rezultat pomicanja slojeva zemljine kore.
Često su, nakon klizišta u planinskim područjima, takvi izdanci ležišta bili izloženi, a ljudi su imali priliku da dođu do komada „zapaljivog kamena“.
Kasnije, kada se pojavila prva tehnika, ugalj se počeo razvijati na otvoren način. Neki rudnici uglja potonuli su na dubinu veću od 300 metara.
Danas se, zahvaljujući modernoj tehnologiji, ljudi spuštaju na dubinu veću od 1000 m, gdje se kopa visokokvalitetni ugalj.

Za proizvodnju topline mogu se koristiti različite vrste uglja. Kada se sagori, oslobađa mnogo više nego što se može dobiti iz drveta ili drugih čvrstih goriva. Najtoplije vrste uglja koriste se u metalurgiji, gdje su potrebne visoke temperature.
Osim toga, ugalj je vrijedna sirovina za hemijsku industriju. Iz njega se izvlači puno potrebnih i korisnih tvari.

Nadamo se da su vam gore navedene informacije o uglju pomogle. Svoj izvještaj o uglju možete ostaviti putem obrasca za komentare.

fosilni ugalj- prva vrsta mineralnog goriva koju koristi čovjek. Njegovo prikupljanje sa površine u blizini obala mora i rijeka, gdje su erodirani izdanci ugljenih slojeva, započelo je u paleolitu i nastavilo se sve do 16. stoljeća. Razvijene su male naslage koje leže plitko od površine zemlje. Sakupljen ili iskopavan na primitivan ručni način u malim rudnicima, ugalj se koristio za grijanje stanova i kovački rad.

Fosilni ugalj: Iz istorije rudarstva

Unatoč činjenici da je rudarstvo već u srednjem vijeku postalo relativno visoko razvijena industrija, a rudnici su dosegli značajne dubine, smatralo se neprikladnim za rudarstvo uglja izvođenje radno intenzivnih radova na izgradnji rudnika. Ali tokom vremena, potražnja za ugljem je rasla, a kako su pogodna ležišta presušila, otvoreno kopanje postepeno je zamijenjeno podzemnim. U vrlo rijetkim slučajevima, na onim mjestima gdje je bilo izdanaka debelih slojeva uglja (Poljska, Pensilvanija u SAD), njihovo otvoreno kopanje vršilo se do 19. stoljeća.

Šahtovi prvih rudnika bili su plitki i široki bunari. Kasnije su se produbili na nekoliko desetina metara i proširili u svom donjem dijelu. Više nije bilo isplativo napustiti ih nakon što je sav ugalj iskopan i položiti novi u blizini. Počeli su se izvoditi horizontalni i kosi radovi. Od podnožja debla u različitim smjerovima položene su uzdužne grane, između kojih su ostavljeni stubovi stijene za pričvršćivanje svodova. U srednjem vijeku rudnici su postali višespratni: radovi su polagani iz vertikalnog okna na različitim dubinama. Neposredno nakon vađenja uglja, radi sprječavanja urušavanja, radni prostor je ojačan drvenim stupovima, a kasnije i kavezima u obliku četverokutnika od poprečno presavijenih drvenih greda.

Razvoj i unapređenje rudarstva bilo je u direktnoj vezi sa početkom industrijske revolucije. Potreba za jeftinim fosilnim gorivima dramatično se povećala nakon što je James Watt otkrio parni stroj, koji je omogućio zamjenu ručnog rada strojnim radom. Povećanje broja mašina u raznim industrijama izazvalo je povećanu potražnju za metalom. A brzi rast metalurgije, zauzvrat, doveo je do sredine XVIII vijeka. do masovnog krčenja šuma. Dakle, u Engleskoj je metalurška proizvodnja bila u opasnosti da se smanji zbog nedostatka resursa goriva, jer su šumske površine bile gotovo potpuno uništene. Teška ekonomska nužda prisilila je da se vratim na već zaboravljene ideje hemičara Johanna Bechera, koji je 1681. otkrio novu metodu za proizvodnju koksa i katrana od treseta i uglja:

« Holandija ima treset, Engleska ima ugalj, ali oba se gotovo nikada ne koriste za sagorevanje u domaćim pećima ili za topljenje. Našao sam način da oboje pretvorim u dobro gorivo, koje ne samo da ne dimi i ne smrdi, već daje i vatru jaku kao ćumur za topljenje.».

Do 18. vijeka Razvoj kamenog uglja započet je na izdancima u basenu Ruhr (najveći ugljeni basen u zapadnoj Evropi, koji se nalazi na teritoriji moderne Nemačke), Saarbrücken (Francuska), blizu Plauena (na granici moderne Nemačke i Češke Republike). ).

Prve informacije o potrazi i istraživanju fosilnog uglja u Rusiji datiraju iz vladavine Petra I, kada su organizovane posebne ekspedicije. Godine 1721. otkrivena su ležišta uglja na teritoriji modernog Donbasa, basena Moskovske oblasti, na rijeci Tom (Kuzbas). Po prvi put su se nalazišta počela razvijati rudarskom metodom na području grada Kizela na Uralu, grada Tule (podmoskovski basen). Izgrađen na području modernog Lisičanska (Ukrajina), rudnik je počeo proizvoditi ugalj 1796. godine, ostajući glavno rudarsko preduzeće Ruskog carstva više od jednog stoljeća.

U 19. vijeku rudarska industrija se brzo razvijala. Ekstrakcija svih minerala, posebno uglja, stalno se povećavala. U protekle tri decenije - šest puta. A do kraja veka ugalj je osvojio svetsko liderstvo po vrednosti iskopanog proizvoda (prema nemačkim stručnjacima - više od 5 milijardi maraka).Na drugom mestu su gvožđe i čelik (nešto više od 2 milijarde maraka) , na trećem mjestu je zlato (oko 800 miliona maraka).

Vađenje uglja u pojedinim zemljama na prijelazu iz XIX-XX stoljeća. raspoređeno na sljedeći način:

Rudnika uglja

Uprkos brzom tempu razvoja rudarske industrije u Rusiji (prvenstveno u Donbasu), ona nije pokrivala sve potrebe domaće industrije i železničkog saobraćaja. Uoči Prvog svetskog rata oko 15% uglja se uvozilo iz inostranstva. Gotovo svi procesi vađenja uglja odvijali su se ručno, iako je, na primjer, nekoliko desetina mašina za rezanje uglja uspješno radilo u rudnicima Donbasa.

Akademik Akademije nauka SSSR-a A.M. Terpigorev (1873-1959) - najveći specijalista u oblasti eksploatacije ležišta uglja, podsjetio je na stanje rudarstva na prijelazu iz 19. u 20. vijek. na sljedeći način:

« Rudnik antracita je bio malo preduzeće koje se nije moglo vidjeti iz daljine. Niski toranj sa rotirajućim koturima, mala drvena nadzemna zgrada, u blizini koje se nalazila kancelarija».

Od nadzemne zgrade niz okno, rudari su dopremani sandukom. Dole u dvorištu pored stabla nije bilo rasvjete, ponekad je bila okačena mala pušnica koja se zvala "Pomaže Bog". Punjen je mineralnim uljem ili sirovom naftom. Fitilj je pri gorenju davao mali plamen i puno čađi, svjetlo je bilo slabo, jedva vidljivo. Dvorište uz stablo je manje-više široko radno mjesto, visoko kao čovjek. Kako se udaljavate od centra, visina se smanjuje na oko metar. Od njega je počeo uzdužni zanos - dugačak uski hodnik, sa položenim šinama i žlijebom po kojem je tekla voda. Dužina koridora, na čijem se kraju nalazilo lice, povećavala se s razvojem uglja i mogla je dostići kilometar. Visina lukova s ​​povećanjem udaljenosti, naprotiv, smanjivala se.

I V.V. Veresajev je u svom eseju "Podzemlje" napisao:

« Hodaš nisko savijen, leđa bole, koljena ti drhte... Moraš da puziš duž rupe visoke tri četvrtine aršina [aršina – nešto više od 70 cm]. Pokušavate da se krećete na sve četiri - boli vas nepodnošljivo, udarate leđima o grubi luk; kreneš da puziš - kamenje razbacano po putu kida ti kolena i ruke. Ispred je malo svjetlo. Pritisnuli smo se uza zidove; radnik je brzo puzao duž prolaza, kao mačka, na sve četiri, vukući za sobom sanke natovarene ugljem na užetu. Ovo je luger; kroz dvanaestočasovnu ekipu puzi naprijed-nazad, noseći ugalj od lave do uzdužne, gdje vagoni utovaruju ovaj ugalj u vagone. Čovjek se pretvara u četveronožca».

Da bi otkinuli ugalj, radnici su koristili kiseli krastavčić - šiljastu čeličnu oštricu, stavljenu na drvenu dršku. Kylo s utičnim izmjenjivim vrhom (zub) zvao se kundak i omogućio je promjenu tupog dijela bez podizanja s lica na površinu. Za svakog rudara (ili rezača), radnik artela je odredio količinu posla, dijeleći prednju stranu rada duž dužine na sažene. Radnici su sjeli duž ugljenog sloja na određenoj udaljenosti jedan od drugog, kao što su obično sjedili na dugačkoj drvenoj seoskoj klupi. Odatle dolazi pojam lava. Za 12 sati neprekidnog rada, rezač je morao napraviti rezove u obliku širokog proreza za zadanu dužinu (2-3 hvata) i zadatu dubinu, koja obično ne prelazi dužinu drvene ručke kundaka. To je učinjeno kako bi se olakšalo naknadno razbijanje ugljenog sloja i iznosilo je otprilike 120-140 funti (oko 2 tone). Pričvršćivanje čela bila je i odgovornost rezača, bilo je dodatno opterećenje i nije plaćeno.

Nakon rudara, rudari su ušli u lavu. Meki ugljevi su otkucani istim kundakom, jači - pajserom, klinovima i teškim čekićem (oko 5 kg), koji se zvao "kopile". Razbijeni ugalj su drugi radnici - grabuljari (ili šipovi) utovarivali u drvene sanke na klizačima. A onda je sankama (ili crtačima) iznešena na šinu, po kojoj je već dopremljena do podiznog postolja. Saonice sa željezom omotanom kutijom bile su teške oko 3 pude, sadržavale su do deset puda uglja (ukupna težina bila je veća od 200 kg).

« Tegljači, uglavnom tinejdžeri, pričvršćeni za sanduke gvozdenim lancima, brzo su na sve četiri, kao pitomi medvjedi, dotrčali do šava i sjeli, čekajući da utovarivači napune sanduke. I na prvi povik "kreni!", žurno su se digli na sve četiri i polako, teškom mukom, odvukli sanduke do glavne aleje, gdje su ih već čekali tegljači sa četvrtastim vagonima, koji su plijen odvozili na podiznu platformu. . Sav ovaj rad odvijao se u mraku, u blizini i vrućini, dostizavši i do 30 stepeni. Rudari, posebno crtači, bili su bukvalno okupani vlastitim znojem. Da im noge ne bi skliznule po mokrom kamenu, teške čizme crtača bile su potkovane. A kada su na sve četiri trčali duž rudnika, zvoneći lancima, njihove potkovane noge su proizvele karakterističan željezni udarac, koji je podsjećao na topot konja po kamenom pločniku.»

A.I. Svirsky. "u mraku" .

Na izlazu iz lave pomoćnici tegljača, tinejdžeri od 13-14 godina, pretovarili su iskopani ugalj iz saonica u kolica. Svaka kolica nosivosti 30-35 funti (oko pola tone) je kotrljala po šinama do podiznog postolja od strane jedne osobe - tegljača. Neki rudnici su koristili konjsku vuču. Štala je uređena pod zemljom. Konji koji su u njemu živjeli vrlo brzo su izgubili vid, prilagođavajući se životu u gotovo potpunom mraku, poput krtica. U dvorištu bačve, prikolica je zabijena u kavez, koji je uz pomoć parne mašine podignut na površinu. Isti kavez na kraju smjene dizao je radnike iz rudnika

Uslovi rada u velikim i malim rudnicima bili su skoro isti. Razlike su bile samo u dubini razvoja, broju radnika i obima proizvodnje. Krajem 19. veka, u jednom od najvećih rudnika na svetu - Queen Louise (Gornja Šlezija), krajem 19. veka slojevi uglja dostizali su debljinu od 10-15 metara, bilo je zaposleno najmanje 8.400 ljudi u radu, a godišnja proizvodnja je bila oko 2 miliona 700 hiljada tona. Ako uzmemo u obzir nosivost željezničkog vagona tog vremena (10 tona), onda možemo izračunati da će za utovar cijele ove mase uglja biti potrebno 270.000 vagona. Sa dužinom jednog vagona od oko 8 metara, voz bi se protezao 2160 kilometara. Što je otprilike jednako tri udaljenosti između Sankt Peterburga i Moskve.

Svaki rudnik počinjao je činjenicom da je sloj uglja bio povezan sa dnevnom površinom vertikalnom razradom - rudarskim oknom - promjera nekoliko metara i dubine od nekoliko stotina metara, a drugi - ventilacijski šaht probijao se, horizontalno. Položeni su koridori koji povezuju ugljeni sloj sa oba okna, po kojima su se kretali rudari, prevozila drvna građa, iskopani ugalj. Po cijeloj visini prtljažnika postavljene su posebne police, poput skele, na kojima je stajao radnik. Sa dna lica, kamen je podignut, bacajući ga s police na policu. Izdignuta na površinu, stijena je kolicima transportovana do deponije. Nešto kasnije počeli su koristiti ručnu kapiju sa kadom na užetu. Korištena je i konjska vuča.

Sam izuzetno dugotrajan posao bio je još složeniji ako bi radovi padali u vodonosnik - živi pijesak. Podzemne vode predstavljale su ozbiljnu prijetnju. Dok su curele u malim količinama, ručno su sakupljane u kante, ispumpane posebnim mehanizmima, odvođene kroz posebne žljebove do dijela gdje je već odabran ugalj. Ako bi voda probila snažnim potokom, više nije bilo moguće spasiti rudnik i rudare.

Što je šaht dublje ulazio u podzemlje, to je problem postajao sve veći. Na dubini je nepomičan i zasićen vodenim parama i raznim gasovima. Dakle, da bi osoba mogla raditi u rudniku, mora se stalno dopremati svježi zrak. U davna vremena svi napori su bili usmjereni na stvaranje i održavanje prirodne ventilacije. Mlazevi vazduha su se usmeravali u rudnik pomoću drvenog štita postavljenog na ulazu ili (kasnije) sistema vremenskih lopatica zvanih "vetrogoni", čija su se krila rotirala pod dejstvom sile vetra i tako pumpala vazduh. Korištene su specijalne peći, postavljene u gornjem nanosu rudnika, u kojima je vatra stalno održavana. Zagrijani zrak dizao se u okno rudnika, umjesto njega dolazio je iz nižih iskopa hladnijeg.

S vremenom je povećan broj ljudi koji rade u rudniku, upotreba konja, široka upotreba miniranja, zahtijevali su uređaj za prisilnu ventilaciju. U srednjem vijeku, zrak se pumpao uz pomoć mijehova, pokretanih najjednostavnijim ručnim vratima, koji su zamijenjeni konjskim pogonom. I kasnije su se pojavile klipne pumpe i ventilatori. Potonji se, postepeno poboljšavajući, pretvorio u dvadeseti vijek. u centrifugalnom i propelerskom.

Osim toga, neki slojevi uglja neprestano emituju otrovne plinove. Vodonik sulfid se prepoznaje po oštrom mirisu, koji podsjeća na miris pokvarenih jaja. Sumpor dioksid djeluje na sluzokožu očiju, izazivajući suzenje, zbog čega je i dobio nadimak "žderač očiju". Ugljični dioksid se oslobađa prilikom eksplozija, iz ugljenih slojeva, prilikom truljenja drva za pričvršćivanje, prilikom disanja ljudi. Neki ugalj emituje metan. U kombinaciji sa vazduhom, to je eksplozivna mešavina, spremna da detonira od bilo koje varnice. Metan je duplo lakši od vazduha, stoga se akumulira na vrhu, nema miris, pa se njegovo prisustvo može detektovati samo uz pomoć posebnih instrumenata. Sve te plinske nečistoće u određenoj koncentraciji čine zrak nemogućim za disanje. M.V. Lomonosov je tada primetio da u dubokim rudnicima, koji su dalje pod zemljom u mnogo pravaca, a rudnika je malo, sa same površine kopa se obično skuplja para, štetna po zdravlje ljudi. Potiče od masnog kamenog ulja, od sumpora i arsena, a kopajući i razbijajući planine težinom kamene i zemljane prašine, razilazi se kroz jame i u njima trudbenici svojim otrovom ranjavaju grudi. To su rudari primijetili i po teškom mirisu koji luta rudnicima, obuzima duh, gasi svijeće, a taj hlapljivi otrov ispada posebno da se ponekad zapali u rudnicima.».

Ugljena prašina takođe ima sposobnost da eksplodira. Uzrok može biti ne samo otvorena vatra, već i detonacija. Prašina, nastala prilikom razaranja sloja, prilikom vađenja i transporta uglja, akumulira se u svim granama rudarskih radova. Ako je došlo do eksplozije plina, ona više nije bila ograničena na određeno područje, kao što bi bila u dobro prozračenoj prostoriji – detonacija iz nje izazvala je eksploziju prašine u cijelom rudniku. Dugo vremena jedini način borbe bio je vlaženje podzemnih radova, jer je mokra prašina postala bezopasna. Međutim, nije bilo moguće kontinuirano zalijevati ogromne površine, pogotovo jer je voda brzo isparila. Popuštanje se pokazalo nešto efikasnijim - posipanje mjesta nakupljanja ugljene prašine nekom smrvljenom inertnom masom. Za to je najpogodnija prašina finog škriljevca, koja ga je, pomiješana s ugljem, učinila nezapaljivim i otpornim na eksploziju. Baraži inertne prašine su se takođe u potpunosti opravdali: ispod krova preko nanosa, police su bile okačene sa istim izlomljenim glinenim škriljcem koji je na njih izliven, koji je eksplozivni talas odneo sa prevrnutih polica, pomešan sa ugljenom prašinom i sprečio širenje. od eksplozije. Međutim, ove metode su imale i značajan nedostatak: suspenzija prašine začepila je zrak, dodatno pogoršavajući problem ventilacije.

Opasniji način da se spriječi eksplozija bilo je spaljivanje eksplozivnog plina. Nakon završetka smjene, kada su rudari izašli na površinu, plinski gorionik se spustio u prazan rudnik. Odjeven u mokri kaput od ovčje kože, puzao je kroz podzemne galerije, držeći otvorenu lampu ili baklju u ispruženoj ruci. Ako bi se ispod lukova pojavio eksplozivni plin, eksplodirao je, vatreni val zapljusnuo je nanose, sav nakupljeni plin je izgorio. Do jutra su radovi ventilirani, a nova smjena rudara sišla je u rudnik. Relativna sigurnost rada je često bila obezbeđena po cenu životnog veka gasnog gorionika.

Eksplozije u rudnicima dovele su do masovne smrti rudara od urušavanja, požara, vode, otrovnih gasova i gušenja. Broj žrtava mogao bi dostići nekoliko stotina ljudi. Spasilački radovi započeli su ponovnim uspostavljanjem prirodne cirkulacije zraka, a tek nakon što su opasni plinovi nastali kao posljedica eksplozije uklonjeni sa lica, počeli su spašavati preživjele i evakuirati leševe. U slučaju jakog požara, kako se vatra ne bi širila po nanocima, zatvorili su ventilaciju, postavili zidove od cigle sa glinom, čime su blokirali pristup izvoru paljenja kiseonika.

Često su požare i eksplozije izazivale baklje i dimne lampe koje se koriste za rasvjetu - obične kućne lampe koje nisu bile pogodne za podzemne radove. U stvari, rudarske lampe su se pojavile tek u 18. veku. Bile su tipa baklje i fenjera, punjene uljem i pričvršćene za drvene stupove minskih nosača ili ugrađene u niše. Ova vrsta rudničkih lampi bila je mnogo prikladnija za upotrebu, ali je lako zapalila ugljenu prašinu sadržanu u zraku. Ako se to dogodilo u blizini pukotine iz koje je ispuštan gas, eksplodirala je i izazvala značajna razaranja, što je dodatno povećalo protok gasa iz starih pogona i izazvalo nove eksplozije. U isto vrijeme apsorbirana je ogromna količina kisika, a oni radnici koji su preživjeli eksploziju umrli su od gušenja.

Nakon niza velikih katastrofa u rudnicima Newcastlea 1809., 1812. i 1815. uzrokovanih eksplozivnim eksplozijama plina, engleski hemičar G. Davy izumio je fundamentalno novi dizajn minske lampe, čiji je sigurnosni efekat postignut upotrebom specijalna fina metalna mreža, koja je ugrađena na konvencionalnu uljnu lampu. U nekim projektima, osim toga, korišteno je dovod različitih neutralnih plinova koji se oslobađaju iz produkata izgaranja (dušik, ugljični dioksid) u eksplozivnu smjesu koja teče do svjetiljke. Takve lampe su se ugasile u eksplozivnom okruženju.

Sredinom XIX veka. Pojavile su se Volfove benzinske lampe, Šenoove alkoholne i acetilenske lampe. Oni su postali široko rasprostranjeni ne samo zbog svoje relativne sigurnosti, već i zbog mogućnosti da ih koriste za određivanje prisutnosti eksplozivnog plina u atmosferi rudnika, pa čak i mjerenje njegovog postotka prema visini plamena. Brave su uvedene u dizajn osovinskih lampi, isključujući njihovo spontano odmotavanje i otvaranje. Postalo je moguće zapaliti ugašenu lampu bez otvaranja - uz pomoć ugrađenog upaljača. Volf lampe u Rusiji su se zvale "konogonki" i proizvodile su se u fabrikama i radionicama Jekaterinoslavskog rudarskog i industrijskog društva u južnoj Rusiji. Korišćeni su u rudnicima sa visokim sadržajem eksplozivnih gasova do 1940-ih. kao indikatori u rangu sa električnim. Potonji se pojavio 70-ih godina. 19. vek kao rezultat rada ruskih naučnika P.N. Yablochkova, A.N. Lodygin, V.N. Chikolev. 1886. godine pojavile su se prve lampe za skladištenje u Belgiji, Francuskoj i SAD. Ali zbog visoke cijene i značajne težine, njihova široka upotreba počela je tek 1912. U Rusiji se električne svjetiljke za skladištenje praktički nisu koristile. Njihova proizvodnja je počela tek 1932. godine u Harkovu. U SSSR-u su rudnici bez gasa koristili acetilenske lampe (tzv. "karbidne lampe"), za rudnike sa visokim sadržajem gasa 1950. godine uvedene su ručne i glavne lampe za skladištenje. Od 1960-ih Žarulje sa žarnom niti zamijenjene su fluorescentnim. Krajem 1980-ih pokrenuta je serijska proizvodnja čelnih protueksplozivnih minskih lampi tipa SGG sa punjivim baterijama. Za rasvjetu podzemnih radova koriste se i stacionarne rudarske lampe povećane pouzdanosti.

Spontano sagorijevanje ugljenih slojeva u utrobi zemlje, uslijed čega se na površinu ispušta velika količina zapaljivog plina, požari u rudnicima, koji su uništili ogromne rezerve uglja koje se godinama nisu mogle ugasiti, dovele su do ideja ​podzemne gasifikacije uglja. Štoviše, apsolutno je neisplativo razvijati šavove debljine do pola metra. O tome je prvi put pisao D.I. Mendeljejev 1888.

« Vjerovatno će s vremenom doći čak i takva era kada neće uklanjati ugalj iz zemlje, ali će tamo, u zemlji, moći da ga pretvore u zapaljive plinove i oni će se cijevima distribuirati na velike udaljenosti».

Praktična implementacija podzemne gasifikacije počela je još u sovjetsko vrijeme u ugljenim bazenima Donjecke i Moskovske regije. Međutim, otkriće bogatih nalazišta nafte i prirodnog gasa sa relativnom jeftinošću njihovog vađenja i prerade, visokom kaloričnom vrednošću, nedostatkom balasta, dobrom transportabilnošću najpre (do 1960-ih) dovelo je do prevlasti udela nafte u odnosu na ugalj u svjetski bilans goriva i energije, a nešto kasnije - do brzog iscrpljivanja i razvoja niza nalazišta. Puštanje u rad teško dostupnih ležišta na velikim dubinama mora i okeana i udaljenim nenaseljenim područjima izazvalo je značajno povećanje cijena nafte, plina i naftnih derivata i energetsku krizu ranih 1970-ih. Rezultat je bio povećanje značaja fosilnog uglja u globalnoj ekonomiji.

Uvod u rudarstvo u dvadesetom veku. Strojevi visokih performansi omogućili su, s jedne strane, modernizaciju podzemnog rudarstva, as druge strane, povratak na površinsku eksploataciju. Uz potpunu mehanizaciju, rad na površini je jednostavniji, praktičniji i ekonomičniji od rada pod zemljom. Iskopavanje uglja vrši se dubokim rovovima koji seku kroz stijene, ispod kojih se nalazi ugljeni sloj. Stoga se nastali kamenolom naziva rez. Za rad se koriste razne vrste bagera. Otpadni kamen u početku se prevozio vozovima sa vučom parnih ili električnih lokomotiva, a kasnije su pušteni u rad transportni i deponijski mostovi, čije su pokretne trake prenosile uklonjenu otpadnu stijenu do deponije na suprotnoj strani kamenoloma. Na sličan način se i sam ugalj iz kamenoloma doprema na površinu u utovarne kante.

Pored tri tehnološka pravca eksploatacije uglja (podzemna mašinska eksploatacija, podzemna gasifikacija, površinska eksploatacija), postoji još jedan. Hidraulično otkopavanje uglja je podzemno otkopavanje ležišta uglja, u kojem se procesi otkopavanja, transporta i podizanja uglja na površinu izvode energijom protoka vode. Izvor vode najčešće je dotok podzemnih voda u rudnik.

Izbor metoda vađenja uglja zavisi od niza uslova i utvrđuje se na osnovu rezultata kompleksa istražnih radova koji obuhvataju sledeće faze:

Istražni radovi koji omogućavaju da se pomoću određenog skupa znakova (direktnih i indirektnih), koji ukazuju na prisustvo ugljenosnih formacija, otkriju nova ležišta ili perspektivno procijene područja na kojima je već poznato prisustvo industrijskog uglja. Oni omogućavaju preliminarnu (opću) geološku i industrijsku procjenu identifikovanih ležišta.

Prethodno izviđanje. Izvršava se s pozitivnim rezultatom rada pretraživanja. Daje detaljniju sliku i utvrđuje opšte obrasce u promeni morfologije ugljenih slojeva i kvaliteta uglja, stepena složenosti tektonike ležišta, uporedne vrednosti pojedinih delova ležišta. Osnovni cilj je da se blagovremeno utvrdi izvodljivost nastavka istražnih radova.

Detaljni obavještajni podaci. Obavezno ako je ležište priznato kao pogodno za industrijski razvoj. Razmatraju se mogući potrošači uglja, osnovni uslovi za njegov kvalitet, način otvaranja ležišta, tehničke granice, proizvodni kapacitet rudnika ili kopa, lokacija, okvirni rokovi za rudarska područja za narednih 10-15 godina. Preciziraju se detalji o geološkoj građi ležišta, njegovim strukturnim karakteristikama, morfologiji, uslovima ležišta, kvalitetu uglja, rudarskim i geološkim razvojnim uslovima.

Dodatna istraživanja. Izvodi se na ležištima koja su prethodno detaljno istražena, ali nisu komercijalno razvijena, ili na već razvijenim. Novoutvrđene rezerve uglja se obračunavaju i odobravaju, a prethodno odobrene rezerve se ponovo procjenjuju.

Sastavni dio procesa istraživanja su hidrogeološka istraživanja koja se izvode paralelno sa glavnim istražnim radovima: utvrđuju se potencijalni resursi površinskih i podzemnih voda koji će učestvovati u navodnjavanju rudarskih radova ili se koristiti kao izvori vodosnabdijevanja.

Prilikom izvođenja inženjersko-geoloških studija utvrđuje se prisustvo permafrosta, mogućnost klizišta, muljnih tokova, lavina, predviđa se stepen stabilnosti krovnih stijena, glavni radni slojevi, lokacija područja slabljenja konstrukcije, izrađuju se preporuke. kako bi se spriječile pojave koje otežavaju rudarske operacije. Za površinsku eksploataciju izračunavaju se koeficijenti i zapremine otkrivke, uglovi nagiba stranica presjeka, procjenjuju se ravnotežni uslovi prirodnih kosina prilikom njihovog potkopavanja i dodatnog opterećenja odlagalištima.

Industrija i tehnologija. V.5: Rudarstvo i metalurgija. - Sankt Peterburg: Tip. t-va "Prosvjeta", 1904. - S. 252

Glushkov A.I., Kondyrev B.I. Zaštita životne sredine tokom podzemne gasifikacije uglja. Analitički pregled. - Novosibirsk, 1993. P 3-4

Ugalj je sedimentna stijena koja se formira u zemljinom sloju. Ugalj je odlično gorivo. Vjeruje se da je ovo najstarija vrsta goriva koju su koristili naši daleki preci.

Kako nastaje ugalj

Za stvaranje uglja potrebna je ogromna količina biljne materije. I bolje je ako se biljke nakupljaju na jednom mjestu i nemaju vremena da se potpuno raspadnu. Idealno mjesto za to su močvare. Voda u njima je siromašna kiseonikom, što sprečava vitalnu aktivnost bakterija.

U močvarama se nakuplja vegetacijska masa. Nema vremena da potpuno istrune, stisnut je sljedećim naslagama tla. Tako se dobija treset - izvorni materijal za ugalj. Sljedeći slojevi tla, takoreći, zatvaraju treset u zemlju. Kao rezultat toga, potpuno je lišen pristupa kisiku i vodi i pretvara se u sloj ugljena. Ovaj proces je dugotrajan. Dakle, većina modernih rezervi uglja nastala je u paleozoičkoj eri, odnosno prije više od 300 miliona godina.

Karakteristike i vrste uglja

(Mrki ugalj)

Hemijski sastav uglja zavisi od njegove starosti.

Najmlađa vrsta je mrki ugalj. Leži na dubini od oko 1 km. U njemu još uvijek ima dosta vode - oko 43%. Sadrži veliku količinu isparljivih materija. Dobro se pali i gori, ali daje malo topline.

Kameni ugalj je svojevrsna "srednja" u ovoj klasifikaciji. Javlja se na dubinama do 3 km. Pošto je pritisak gornjih slojeva veći, sadržaj vode u uglju je manji - oko 12%, isparljivih materija - do 32%, ali ugljenika sadrži od 75% do 95%. Takođe je vrlo zapaljiv, ali bolje gori. A zbog male količine vlage daje više topline.

Antracit je starija rasa. Javlja se na dubinama od oko 5 km. Ima više ugljika i skoro da nema vlage. Antracit je čvrsto gorivo, slabo se pali, ali je specifična toplina sagorijevanja najveća - do 7400 kcal / kg.

(Antracit ugalj)

Međutim, antracit nije završna faza u transformaciji organske materije. Kada je izložen težim uslovima, ugalj se pretvara u šantit. Na višim temperaturama dobija se grafit. A kada je podvrgnut ultra-visokom pritisku, ugalj se pretvara u dijamant. Sve te tvari - od biljke do dijamanta - napravljene su od ugljika, samo je molekularna struktura drugačija.

Pored glavnih "sastojaka", sastav uglja često uključuje razne "kamene". To su nečistoće koje ne sagorevaju, već stvaraju šljaku. Sadrži u uglju i sumporu, a njegov sadržaj je određen mjestom nastanka uglja. Kada sagorijeva, reagira s kisikom i stvara sumpornu kiselinu. Što je manje nečistoća u sastavu uglja, to se vrednuje veća njegova kvaliteta.

Depozit uglja

Mjesto nastanka uglja naziva se ugljeni basen. U svijetu je poznato preko 3,6 hiljada ugljenih basena. Njihova površina zauzima oko 15% površine zemlje. Najveći procenat depozita svetskih rezervi uglja u Sjedinjenim Državama - 23%, a na drugom mestu - Rusija, 13%. Kina zatvara prve tri vodeće zemlje - 11%. Najveća nalazišta uglja na svijetu nalaze se u SAD-u. Riječ je o bazenu uglja Appalachian, čije rezerve premašuju 1600 milijardi tona.

U Rusiji, najveći basen uglja je Kuznjeck, u regionu Kemerovo. Rezerve Kuzbasa iznose 640 milijardi tona.

Razvoj ležišta u Jakutiji (Elginskoye) i u Tyvi (Elegestskoye) obećava.

Rudnika uglja

Ovisno o dubini uglja, koristi se zatvorena ili otvorena metoda vađenja.

Zatvoreni ili podzemni način rudarenja. Za ovu metodu grade se rudnička okna i jame. Rudnička okna se grade ako je dubina uglja 45 metara ili više. Od nje vodi horizontalni tunel - jama.

Postoje 2 zatvorena rudarska sistema: sobno i stubno rudarenje i dugovađenje. Prvi sistem je manje ekonomičan. Koristi se samo u slučajevima kada su otkriveni slojevi debeli. Drugi sistem je mnogo sigurniji i praktičniji. Omogućava vam da izvučete do 80% stijene i ravnomjerno isporučite ugalj na površinu.

Otvorena metoda se koristi kada je ugalj plitak. Za početak se vrši analiza tvrdoće tla, utvrđuje se stepen istrošenosti tla i slojevitost pokrivnog sloja. Ako je tlo iznad ugljenih slojeva mekano, dovoljna je upotreba buldožera i strugača. Ako je gornji sloj debeo, onda se dovode bageri i draglajni. Debeo sloj tvrdog kamena koji leži iznad uglja je dignut u vazduh.

Upotreba uglja

Područje upotrebe uglja je jednostavno ogromno.

Iz uglja se ekstrahuju sumpor, vanadijum, germanijum, cink i olovo.

Sam ugalj je odlično gorivo.

Koristi se u metalurgiji za topljenje željeza, u proizvodnji željeza, čelika.

Pepeo dobijen sagorevanjem uglja koristi se u proizvodnji građevinskog materijala.

Od uglja se nakon njegove posebne obrade dobijaju benzol i ksilen koji se koriste u proizvodnji lakova, boja, otapala, linoleuma.

Ukapljivanjem uglja dobija se prvoklasno tečno gorivo.

Ugalj je sirovina za proizvodnju grafita. Kao i naftalin i niz drugih aromatičnih jedinjenja.

Kao rezultat hemijske obrade uglja, trenutno se dobija više od 400 vrsta industrijskih proizvoda.

Potrebno je dosta vremena da se treset pretvori u ugalj. Slojevi treseta postepeno su se akumulirali u tresetnim močvarama i zarasli u sve više biljaka odozgo. Na dubini se složena jedinjenja koja se nalaze u biljkama u raspadanju raspadaju na sve jednostavnija. Djelomično se otapaju i odnesu vodom, a neki od njih prelaze u plinovito stanje, stvarajući metan i ugljični dioksid. Važnu ulogu u stvaranju uglja imaju i bakterije i razne gljive koje naseljavaju sve močvare i tresetišta, jer doprinose brzoj razgradnji biljnih tkiva. S vremenom, u procesu takvih promjena, ugljik se počinje akumulirati u tresetu, kao najstabilnijoj tvari. Vremenom, ugljenika u tresetu postaje sve više i više.

Važan uvjet za akumulaciju ugljika u tresetu je nedostatak pristupa kisiku. Inače bi se ugljik, spojivši se s kisikom, pretvorio u ugljični dioksid i pobjegao. Slojevi treseta koji se pretvaraju u ugalj najprije se izoliraju od zraka i kisika sadržanog u njemu vodom koja ih prekriva, a odozgo novonastalim slojevima treseta iz raspadnutog sloja biljaka i novim šikarama koje rastu na njima.

Faze uglja

Prva faza je lignit, rastresiti mrki ugalj, najsličniji tresetu, nije najstarijeg porijekla. U njemu su jasno vidljivi ostaci biljaka, posebno drveta, jer je potrebno duže da se razgradi. Lignit se formira u savremenim tresetnim močvarama srednjeg pojasa, a sastoji se od trske, šaša, tresetne mahovine. Drvenasti treset koji se formira u suptropskoj zoni, kao što su močvare Floride u Sjedinjenim Državama, vrlo je sličan fosilnom lignitu.

Mrki ugalj nastaje snažnijom razgradnjom i promjenom biljnih ostataka. Boja mu je crna ili tamno smeđa, rjeđi su ostaci drveta, a biljnih ostataka nema, jači je od lignita. Prilikom sagorijevanja mrki ugalj emituje mnogo više topline, jer u njemu ima više ugljičnih spojeva. S vremenom se mrki ugalj pretvara u bitumenski ugalj, ali ne uvijek. Proces transformacije se dešava samo ako sloj mrkog uglja potone u dublje slojeve zemljine kore kada dođe do izgradnje planina. Da biste mrki ugalj pretvorili u kameni ugalj ili antracit, potrebna vam je vrlo visoka temperatura unutrašnjosti zemlje i veliki pritisak.

U uglju se ostaci biljaka i drveta mogu naći samo pod mikroskopom, sjajan je, težak i čvrst skoro kao kamen. Crni i ugalj koji se nazivaju antracit sadrže najveću količinu ugljika. Ovaj ugalj je cijenjen iznad svega, jer kada se sagorijeva daje najviše topline.

Periodi akumulacije i aktivne upotrebe fosilnog uglja su neuporedivi sa periodom ljudskog postojanja. Starost naslaga uglja akumuliranih tokom miliona godina je desetine i stotine miliona godina; aktivna upotreba uglja počela je prije manje od 270 godina. Sa sadašnjim tempom eksploatacije uglja, istražene rezerve uglja bit će dovoljne za oko 500 godina.

Zapaljivi kamen - fosilni ugalj - bio je poznat u antici. Njegovo primitivno rudarenje vršeno je u staroj Kini i staroj Grčkoj, gdje je korišteno kao gorivo. Antičke rimske vile grijale su se nalazištima uglja u Grčkoj i Italiji. Iako je starogrčki filozof Aristotel upoređivao neka svojstva drvenog i fosilnog uglja, stoljećima je postojalo mišljenje o mineralnom porijeklu fosilnog uglja. Dakle, 315. godine prije nove ere, Aristotelov učenik Teofrast ih je nazvao "gorućim kamenjem" - "antraksom" (otuda naziv "antracit"). U 16. veku nove ere, lekar i alhemičar Paracelzus smatrao je prirodni ugalj kao „kamenje izmenjeno dejstvom vulkanske vatre“, a prirodnjak Agrikola (slika 7.1) je rekao da je ugalj očvrsnulo ulje.

Ruski naučnik M.V. Lomonosov je u svojoj raspravi O slojevima zemlje (1763.) iznio hipotezu o poreklu fosilnog uglja iz treseta, a treseta iz nakupina biljnih ostataka na dnu močvara. Organsko porijeklo fosilnog uglja konačno je dokazano tek u 19. stoljeću mikroskopskim istraživanjima, koja su u strukturi ugljene tvari pronašla ugljenisane ili djelomično raspadnute ostatke biljnog tkiva, zrna smole, sjemenke i spore.

Nalazišta uglja nalaze se na svim kontinentima Zemlje i na većini ostrva Svjetskog okeana. Otkriće svakog od njih ima svoju istoriju.

Postoje razne informacije o vađenju i upotrebi uglja u Ukrajini. Dakle, tokom geoloških istraživanja otkrivena su deponija drevnog rudarstva uglja na području grada Bakhmuta (danas grad Artemovsk), što ukazuje da je već u 9.-10. lokalno stanovništvo ga je kopalo i koristilo kao gorivo u proizvodnji raznih predmeta za domaćinstvo.

U zapadnoj Evropi ugalj je ušao u upotrebu kasnije. Do 17. vijeka za topljenje metala koristio se samo drveni ugalj. Brzi razvoj metalurgije u

Georg Agricola (1494–1555), pravim imenom Bauer, bio je njemački naučnik iz oblasti geologije, rudarstva i metalurgije, prirodnjak. Godine 1527–1530 radio je u St. Joachimsthalu (Bohemija) kao ljekar i farmaceut. Ovdje se upoznao sa rudarskom analizom i tehnikama topljenja, stekao opsežna znanja iz mineralogije, geologije, rudarstva i metalurgije. Godine 1530. G. Agricola je objavio svoju prvu knjigu napisanu na latinskom, Bermannus. Mining Talk, koji se prvenstveno bavio iskopavanjem srebra i "iskustvom sa mineralima". Sljedeći Agrikolin naučni rad govori uglavnom o razvoju rudnih ležišta, topljenju metala, rudarstvu soli i rudarskim mašinama. Ova monografija, koja se sastoji od 12 knjiga, pojavila se 1556. godine, nekoliko mjeseci nakon njegove smrti, pod naslovom O rudarstvu i metalurgiji (De re metallica, libri XII). Više od dvije stotine godina, ovaj rad o rudarstvu, bogato ilustrovan prekrasnim crtežima (vidi, na primjer, sliku 7.2) - skoro tri stotine drvoreza - bio je glavni udžbenik za rudare i metalurge.

18. vijek zahtijevao je veliku količinu goriva, pa su zalihe industrijskog drveta naglo smanjene. Fosilni ugalj bi mogao biti zamjena za drveni ugalj.

U to vrijeme spadaju intenzivne potrage za fosilnim nalazištima uglja u raznim zemljama. Zanimljiva je povijest početka potrošnje uglja u Velom.

Početak razvoja Donbasa povezan je s predviđanjem Petra I, koji je skrenuo pažnju na uzorke lokalnog uglja tokom Azovske kampanje 1696. Prema legendi, Petar I je rekao: „Ovaj mineral, ako ne za nas, onda za našim potomcima, biće od velike koristi.” Godine 1722. potpisao je dekret o osnivanju Donjeckog ugljenog basena. Zanimljivo je da se do kraja 17. stoljeća ugalj praktično nije koristio u evropskoj industriji, a u cijelom engleskom rudarstvu nije bilo zaposleno više od 150 ljudi, pa je Petrova odluka bila sjajna pretpostavka.

UK. Kako je pre sto godina pisalo jedan od engleskih listova: „Bilo je to početkom XIV veka. Londonski pivari, kovači i bravari, uvidjevši sve veću cijenu drva za ogrjev, pokušali su umjesto toga zapaliti ugalj, što se pokazalo i vrlo zgodnim i vrlo isplativim. Ali praznovjerni građani smatrali su spaljivanje uglja nesvetim činom. Kralju je podneta posebna molba, a upotreba uglja je bila zabranjena zakonom. Međutim, zbog visoke cijene drva za ogrjev, mnogi su potajno nastavili da krše zakon, pa su građani zahtijevali drakonske mjere. Poznato je da je jedan prestupnik u Londonu pogubljen, ali se navodi da je takvih slučajeva bilo mnogo. Tada su strogi zakoni ukinuti, ali su dugo postojale jake predrasude prema uglju zbog "smrada ove vrste goriva".

Dame su se posebno pobunile protiv uglja; mnoge londonske dame odbijale su da uđu u kuće koje se nisu grejale na drva, i nisu dotakle nijedno jelo ako se kuvalo na uglju, smatrajući takvo posuđe nečistim.

A sada je ugalj snaga i bogatstvo Engleske, neophodan uslov same sadašnje civilizacije.

Vremena su se promijenila i odnos Britanaca prema uglju se promijenio, zbog čega se pojavila sljedeća tradicija. Englezi (posebno Škoti) u novogodišnjoj noći, prvi koji će preći prag kuće trebao bi biti visoki crnokosi muškarac sa srebrnim novčićem i komadom uglja. A onda u kući u novoj godini nikada neće nedostajati hrane, uvijek će biti toplo i ugodno.

U Rusiji je industrijska upotreba uglja umjesto drva nastala početkom 18. stoljeća. Prvi pouzdani podaci o traženju i istraživanju fosilnog uglja u Rusiji također datiraju s početka 18. stoljeća.

Pod Petrom I, koji je posvetio veliku pažnju razvoju rudarstva, organizirane su posebne ekspedicije u različite regije zemlje.

U Donjeckom basenu, nalazišta uglja otkrivena su 1721. godine u oblastima Bakhmut, Lisichansk, Shakhty.

Postoji spor između istoričara oko pronalazača uglja u Donbasu. Dugo se vjerovalo da je Grigorij Kapustin (sl. 7.3) pronalazač uglja u basenu Donjeca (slika 7.3), koji je 1721. godine otkrio naslage na području rijeka Don, Kurdyuchey i Osered.

Međutim, kao što svjedoče arhivski materijali, iste 1721. godine bakhmutski solari Nikita Vekreisky i Semyon Chirkov pronašli su ugalj u jarku Skelevataya, 25 km od Bakhmuta, i počeli ga koristiti u kovačnicama. A u Lisichya Balki, gde je kasnije 1796. godine počeo da radi prvi rudnik u Donbasu, otkrio je ležište uglja u decembru 1722. Nikolaj Avramov, jedan od vođa crnomorske rudarske ekspedicije.

Grigorij Grigorijevič Kapustin - službenik sela Danilovskog, bivšeg Kostromskog okruga. Nakon što je ispitao regione Gornjeg i Srednjeg Dona, Kapustin je potom izvršio istraživanje uglja u obalnom pojasu Severskog Donjeca (slika 7.4). Lokalni doseljenici, uglavnom iz Zaporoških kozaka, rekli su mu da već duže vreme koriste zapaljivi kamen u kovačnicama i pokazali su svoje rudnike uglja. Početkom januara 1722. Grigorij Kapustin izvještava o rezultatima ekspedicije:

„Činovnik Grigorij Kapustin vas obaveštava o rudarskim poslovima da sam izvadio ugalj iz Donjecke zemlje blizu reke Kundrjučje. Prihvatite i testirajte u laboratoriji.

Kolegijum Berg, po čijem je uputstvu ekspedicija izvedena i koji su se sastojali uglavnom od stranaca, Kapustinovo otkriće nije svrstao u kategoriju industrijskog značaja.

Ali u januaru 1724. Petar Veliki je primio prijavu od bakhmutskog upravitelja Nikite Veprejskog i kapetana Semjona Čirkova, u kojem su izvijestili da na uglju iskopanom u blizini Lisya Balke, bakhmutski zanatlije kuhaju sol i prave razne kovačke kovanice, a stanovnici obližnjih naselja koriste zapaljivi kamen za grijanje stanova.

Tada je, u potrazi za Grigorijem Kapustinom, Bergovski kolegijum poslao hitnu depešu u kojoj je promijenjena sljedeća ruta ekspedicije i naložena da posjeti obale rijeka Severski Donec i Gornja Belenkaja.

Osjećajući nestašicu hrane i novca, ekspedicija Grigorija Kapustina u jesen 1724. godine, savladavajući sve poteškoće, proučavala je blizu rijeke Belenkaya, u Lisya Balki, neviđeni sloj uglja visok 1,14 metara. Upravo je "eureka" u rudarstvu uglja iznenadila strane rudarske inženjere.

Izveštaj Grigorija Kapustina o nalazištima uglja koje je pronašao u Donbasu u uslovima aristokratske Rusije nije odmah postao osnova za industrijski razvoj bogatih ležišta na jugu zemlje, iako se on uporno borio za što brže korišćenje svojih otkrića. .

Samo sedamdeset godina kasnije, prvi rudnik uglja u Donbasu postavljen je u Lisya Balka. Ovdje, u Lisichansku, prvi put je započeo industrijski razvoj uglja.

Ekspedicije poslane u druge regije Rusije također su napravile niz otkrića. Godine 1721. otkriveno je ležište uglja na rijeci Tom (Kuzbas). Iste godine su otkriveni Moskovski basen, kao i nalazišta na području grada Kizela na Uralu. Godine 1722–1723 Berg kolegijum iz Sankt Peterburga primio je mnogo izvještaja o slojevima uglja na području rijeka Dona i Dnjepra.

Razvoj metalurške industrije u mnogim zemljama imao je ogroman uticaj na intenzivno traženje i razvoj nalazišta uglja. Konkretno, razvoj Donjeckog basena usko je povezan sa izgradnjom Luganske livnice gvožđa za preradu lokalnih ruda, koja je puštena u rad 1799. Istovremeno sa početkom izgradnje fabrike postavljeni su rudnici uglja, prvenstveno u blizini selo Beloje, a zatim na bogatiji depozit na desnoj obali Severskog Donca u Lisičij Balki (Lisičansk). Rudnik Lisichansky ostao je glavno rudarsko preduzeće u Donbasu do kraja 60-ih godina XIX vijeka, tj. prije početka izgradnje većih rudnika u svojim centralnim regijama.

Sačuvan je dekret Petra I od 7. decembra 1722. godine: „Da se kopa ugalj i rude, što je činovnik Kapustin najavio, pošalji glasnika iz Bergovog kolegijuma i na tim mestima tog uglja i rude da se kopa tri ili više kopna duboko. i, sakupivši pud do pet, odnesite ga u Bergcollegium i isprobajte.

Slično, nalazišta uglja su počela da se razvijaju u drugim zemljama proizvođačima uglja.

Drevni prirodnjaci su sposobnost sagorevanja smatrali glavnom razlikovnom karakteristikom fosilnog uglja. Stoga je hronologija otkrića uglja od strane čovječanstva povezana s hronologijom razvoja tehnoloških procesa u kojima se ugalj prvenstveno koristi kao gorivo. Vjerovatno su stari Kinezi prvi koristili ugalj kao gorivo: prema nekim informacijama, u jednom od najvećih regiona uglja u Kini, Fongshui, korišten je za topljenje bakra prije 3.000 godina. Poznati su kineski traktati iz 2. veka p.n.e., u kojima se pominje upotreba uglja u proizvodnji porculana, za isparavanje rastvora soli itd. Prema rečima poznatog putnika Marka Pola, koji je posetio Kinu 1310. godine, ugalj je imao široku upotrebu u industriji i za grijanje. Otprilike u isto vrijeme spominje se korištenje uglja kao goriva u Engleskoj i Njemačkoj i postavljanje prvih rudnika uglja u Engleskoj.

Međutim, čak i na kraju 17. stoljeća, veličina proizvodnje i korištenja uglja u Europi bila je zanemarljiva. Dakle, u rudarskoj regiji Engleske (Bristol) samo 123 ljudi radilo je u 70 rudnika. To je bilo zbog činjenice da je ugalj, iako znatno superiorniji u odnosu na ogrjevno drvo u smislu ogrjevne vrijednosti i razvijene temperature, ipak inferiorniji od njih po nizu tehnoloških karakteristika - temperaturi paljenja, sadržaju sumpora - i, za razliku od suhog drva za ogrjev, dimovima. Stoga, iako je u Evropi bilo dovoljno šuma, a gustina naseljenosti i stepen industrijskog razvoja niski, radije su se snalazili sa drvima za ogrjev, drvenim katranom i katranom kao vezivom, te drvenim ugljem kao gorivom i redukcijom za rude u metalurgiji.

Smatra se da je početak upotrebe uglja u hemijsko-tehnološkom pravcu postavio hemičar I. Becher, koji je 1681. godine dobio patent za „novu metodu proizvodnje koksa i katrana od treseta i ugalj, koji nikada ranije niko nije otkrio ili primenio." To je bila toplinska obrada uglja bez pristupa zraku destilacijom hlapljivih tvari i sumpora, pretvarajući ga u koks. I. Becher ovako opisuje svoj izum: „U Holandiji ima treseta, u Engleskoj uglja, ali se oba gotovo nikada ne koriste za sagorevanje u visokim pećima i za topljenje. Našao sam način da oboje pretvorim u dobro gorivo, koje ne samo da ne dimi i ne smrdi, već daje istu jaku vatru neophodnu za topljenje kao drveni ugalj... I vredi pažnje: kako Šveđani dobijaju svoje smola od bora, tako da sam svoju smolu u Engleskoj dobio od uglja, koji je po kvaliteti isti kao švedski, a čak i sa nekim ugljem je veći od njega. Napravio sam uzorke i na drvetu i na užadima, a smola se pokazala prilično dobrom... ”U istom 17. stoljeću, Englez D. Dodley je izvršio eksperimentalno topljenje visoke peći na fosilnom uglju, ali je zadržao detalje o obradio tajnu i odnio je sa sobom u grob.

Otkrića I. Bechera i D. Dodleya nisu postala široko rasprostranjena za vrijeme njihovog života. U međuvremenu, da bi se visoke peći i kovačnice snabdile drvenim ugljem, šume su grabežljivo istrebljene. Kako bi ih sačuvao, engleski parlament je 1558-1584. izdao niz uredbi kojima se ograničava rast i plasman metalurških preduzeća. Ipak, potražnja za metalom je brzo rasla, a do početka 17. stoljeća mnoge šume u Evropi bile su potpuno uništene. U industrijaliziranijim zemljama - Engleskoj, Njemačkoj, Holandiji, Francuskoj - drva za ogrjev i drveni ugalj postali su bukvalno vrijedni zlata, što je naglo kočilo razvoj industrije i natjeralo ih da intenzivno traže alternativna goriva.

Prvi pouzdani podaci o organizovanom traženju i istraživanju minerala, posebno uglja, u Rusiji datiraju iz vladavine Petra I.

Dekretom Petra I 1719. godine organizovan je Berški kolegijum (Berg privilege) kojem je povjereno upravljanje rudarskom industrijom zemlje i istraživanje minerala. Kolegij Berg je privlačio stanovništvo "kako na svojoj tako i na stranim zemljama da traže, kopaju, tope, kuhaju i čiste sve vrste metala... i sve vrste ruda zemlje i kamenja."

Prvi statistički podaci o kopanju uglja za 1796–1801 svedoče da je tokom ovih godina iskopano 2,4 hiljade tona, 1810. godine - 2,5 i 1820. godine - 4,1 hiljada tona uglja.

Davne 1757. godine M.V. Lomonosov je u svojoj "Riječi o rađanju metala" iznio hipotezu o biljnom porijeklu uglja i prvi je iznio ideju da je ugalj nastao od treseta. Ova ideja je kasnije bila osnova sada opšteprihvaćene "teorije transformacija". Prvi rad o proučavanju uglja pod mikroskopom pripada rudarskom inženjeru-kapetanu Ivanickom (1842), koji je napisao: „Biltno porijeklo uglja je nesumnjivo i gotovo se može smatrati dokazanim. Zasnovan je na postepenom prelasku sa treseta i mrkog uglja na najkristaliničnije vrste uglja i antracita.

Početak industrijske revolucije u Evropi sasvim je opravdano povezan sa "otkrićem" fosilnog uglja za upotrebu u industriji, koje se dogodilo 50-80 godina nakon otkrića I. Bechera. Godine 1735. u Engleskoj, A. Derby koristi ugalj, odnosno koks, dobijen sagorijevanjem uglja u takozvanim "gomilama", gdje je oko trećine uglja spaljeno, a dvije trećine pretvoreno u koks, kao gorivo i redukciono sredstvo za topljenje metala u visokim pećima. Godine 1763. J. Watt u Engleskoj, a 20 godina nakon toga I. Polzunov u Rusiji, izumio je parnu mašinu, u kojoj se kao gorivo koristi fosilni ugalj. Iste 1763. godine francuski metalurzi Zhara u Luttichu (Belgija) i Janzen u Saarlandu izgradili su prve koksne baterije za proizvodnju metalurškog koksa i hvatanje katrana za koks. Konačno, 1792. godine, Englez W. Murdoch ne samo da je ponovio 180 godina stare eksperimente holandskog prirodnjaka Ya.B. van Galmonta da dobije zapaljivi plin iz uglja, ali i opremio svoju kuću u Redruthu plinskom rasvjetom. Tako su određeni glavni pravci upotrebe fosilnog uglja: gorivo (za parne kotlove i domaće potrebe); gorivo i redukciono sredstvo (koks za topljenje metala); sirovine za proizvodnju tečnih i gasovitih proizvoda, koji se zauzvrat koriste kao gorivo ili hemijske sirovine.

Vodeću ulogu u uvođenju plinske rasvjete u gradovima imao je početkom 19. stoljeća Englez F.-A. Vanzor. Možda mu je bilo lakše riješiti tehničke probleme nego prevladati predrasude društva. Tako je poznati engleski pisac W. Scott pisao o Vanzoru: „Jedan luđak predlaže da osvetli London – šta mislite? Zamislite - dim... ”Novine su bile pune izjava da je vještačko osvjetljenje prekršilo božanske zakone, prema kojima noću treba biti mrak; da bi osvijetljene ulice doprinijele rastu pijanstva, izopačenosti stanovništva i prehlade (misli se na noćne veseljake); da će se pod novom rasvjetom konji uplašiti, a lopovi drski... Unatoč tome, engleski parlament je 1812. godine odobrio osnivanje prve u svijetu "London and Westminster Company for gas lighting and cox production", 1816. godine prve plinske fabrike u SAD je otvoren, 1820. - u Francuskoj, 1835. - u Rusiji. Godine 1885. u Engleskoj je potrošeno oko 2,5 milijardi m 3 plina za rasvjetu i ne mnogo manje od plina uglja kao domaćeg goriva za kuhanje.

Početkom 19. stoljeća razvoj proizvodnje koksa za metalurgiju, s jedne strane, i rasvjetnog plina, s druge, dodatno je povećao količinu dobivenog ugljenog katrana i intenzivirao istraživanje mogućnosti njegove upotrebe. Godine 1815. engleski hemičar Akkum je počeo da dobija laka ulja od smole - esencije koje su se koristile kao rastvarači i zamena za drveni terpentin. Godine 1822. u Engleskoj je prva destilerija katrana počela proizvoditi lagani katran od ugljena - naftu - za impregnaciju vodootpornih tkanina i kabanica. Godine 1825. veliki engleski fizičar i hemičar M. Faraday izolovao je benzen iz proizvoda prerade uglja, čime je postavljen temelj za hemiju aromatičnih jedinjenja. Godine 1842. ruski hemičar N.N. Zinin je otkrio metode za industrijsku proizvodnju ugljenog anilina, važnog međuproizvoda u sintezi umjetnih boja. Ovo otkriće je praktično iskorišteno tek 1856. godine, kada je engleski student V. Perkin, prerađujući anilin, primio prvu umjetnu organsku boju - movein - i brzo organizirao proizvodnju niza sintetičkih boja u svojoj domovini.

Čini se, kakav uticaj na hemiju uglja može imati pronalazak užarene mreže u gasnim lampama? Ali činjenica je da se prije toga benzen nije izdvajao iz sirovog plina: samo je njegovo prisustvo davalo zadovoljavajuću svjetlinu osvjetljenja. A nakon ovog izuma, koji je omogućio korištenje plina "osiromašenog" benzenom za rasvjetu, postalo je moguće industrijski ekstrahirati sirovi benzen iz plina uglja. "Ocem" industrijskog sirovog benzena smatra se njemački Brunck. U velikoj meri zahvaljujući njemu, Nemačka je tokom poslednje decenije 19. veka povećala proizvodnju sirovog benzola iz prerade uglja za 50 puta.

U ovom trenutku svjetska potražnja za sirovim benzolom i drugim tekućim proizvodima kemije uglja nije pokrivena njihovom proizvodnjom od koksnog i polukoksnog uglja. Stoga ih brojne zemlje (Austrija, Estonija, Izrael itd.) dobijaju iz svojih uljnih škriljaca. Cijena kemijskih proizvoda uglja dobivenih iz uljnih škriljaca nekoliko je puta veća od cijene sirovine. Ulje iz škriljaca sadrži benzinsko-kerozinsku frakciju čak i u većem omjeru od katrana ugljena, s tim u vezi, na primjer, Australija planira u budućnosti potpuno zamijeniti uvoznu naftu lokalnim uljnim škriljcima.

Kao gorivo za elektrane, ugalj je vladao sve do izuma motora sa unutrašnjim sagorevanjem koji koriste rafinisane naftne derivate i koji su mnogo pogodniji za mobilni rad. Krajem prve trećine 20. stoljeća ugalj je ne samo u potpunosti zamijenjen naftnim derivatima iz cestovnog i zračnog saobraćaja, već je i značajno izgubio svoje pozicije u vodnom i željezničkom saobraćaju. Međutim, u uslovima naftne blokade kojoj je Nemačka bila izložena tokom Drugog svetskog rata, a Južna Afrika u posleratnim godinama, ugalj se pokazao kao sirovina sposobna da zameni tečna motorna goriva. Sintetička tečna goriva dobivena su iz uglja hidrogenacijom (direktno ukapljivanje), pirolizom, gasifikacijom uglja, nakon čega slijedi katalitička Fischer-Tropsch sinteza. Iako su po ekonomskim pokazateljima sintetička goriva bila skuplja od naftnih i, po pravilu, njihova proizvodnja je prestala ukidanjem blokade, postepeno iscrpljivanje rezervi nafte i stalni rast cijena naftnih derivata tjeraju nas da nastaviti razvoj u ovom pravcu. Konkretno, u Ukrajini su najpovoljniji za proizvodnju goriva za sintezu dnjeparski mrki ugalj, Lviv-Volyn sapropeliti i Boltysh uljni škriljac.

Uz svu raznolikost pravaca upotrebe fosilnog uglja, njihovi glavni potrošači do danas su termoenergetika, metalurgija, au ruralnim područjima i zemljama u razvoju stambeni sektor. I što je više rasla potrošnja uglja u ovim sektorima, to je bila oštrija kontradikcija između odnosa traženih i primljenih kvaliteta uglja, kao i između proizvodnje tokom eksploatacije i potrošnje sortnih frakcija i neklasnih finoća uglja. Stoga se od kraja 19. vijeka intenzivno traga za metodama otklanjanja ovih kontradikcija, i to ne bez uspjeha.

Na primjer, od svih vrsta uglja, svojstva koksovanja, tj. sposobnost, kada se zagrijavaju bez pristupa zraka, ne samo da ispuštaju isparljive tvari i sumpor, već i da sinteruju u monolit sa datom poroznošću i mehaničkim svojstvima, samo Zh (masni) i K (koks) ugljevi imaju sposobnost, čiji je udio u ukupnom obimu proizvodnje relativno mali i ne zadovoljava potrebe proizvodnje koksa. Studije karaktera i prirode plastifikacije i naknadnog očvršćavanja uglja, koje je započeo 20-ih godina dvadesetog veka F. Fischer, a zatim su razvili G.L. Stadnikov, D. van Crevelen, N.S. Gryaznov, omogućio je ne samo stvaranje koherentne teorije plastifikacije, već i utvrđivanje mogućnosti dobijanja koksnih punjenja (smješa) iz uglja nižeg (gas, dugovamni plin) i višeg (bez sinterovanja) stupnja metamorfizma. , čime je gotovo udvostručena sirovinska baza za proizvodnju metalurškog koksa.

Od uglja su se dobijali otrovni gasovi, koji su se pokazali tako strašnim na ratištima Prvog svetskog rata. Ali na bazi uglja, međutim, u početku drva, napravljeno je sredstvo za zaštitu od njih. Ljekovite kvalitete drvenog uglja opisao je Hipokrat 400. godine prije Krista, ali je tek 1785. godine istaknuti ruski hemičar i farmaceut akademik T.E. Lovitz je pokazao da su one posljedica njegovih apsorpcionih, odnosno adsorpcionih svojstava. Lovitz ne samo da je postavio temelje za teoriju adsorpcije, već je i efikasno koristio drveni ugalj za pročišćavanje i dekolorizaciju šećernih sirupa i melase, vode za piće, sirove salitre, pa čak i alkohola.

Tokom Prvog svetskog rata ruski profesor N.D. Zelinsky je izumio načine za aktiviranje uglja vodenom parom i organskim tvarima i uspješno koristio aktivni ugalj u gas maskama. Trenutno, industrija troši hiljade tona industrijskog aktivnog uglja, uglavnom za tretman otpadnih voda. Ovi tehnički adsorbenti se dobijaju aktiviranjem ne drveta, već fosilnog uglja.

Slojeviti način sagorevanja uglja, koji je bio jedinstven za peći, kamine, parne mašine i rane parne kotlove, zahtevao je upotrebu grudvastog uglja (dozvoljen je veoma mali deo finoće). To je zbog činjenice da bi kod prirodnog promaja između čestica uglja u sloju trebalo biti dovoljno prostora za slobodan pristup oksidantu, a kod prisilnog promaja (puhanja) male čestice ne bi trebale biti iznesene iz sloja. U periodu kada se ugalj vadio ručno, potreban udio grudnog uglja prilikom vađenja obezbjeđivali su rudari. Istovremeno, šav nije u potpunosti iskopan, a produktivnost rudara je bila niska. Povećanje proizvodnje uzrokovano rastom potrošnje, koji je postao moguć tek mehanizacijom rudnika, naglo je povećao udio kazni u obimu iskopanog uglja. Ali sagorijevanje čvrstog goriva, koje po veličini ne zadovoljava optimalne zahtjeve, smanjuje efikasnost njegovog korištenja za 15-20%, au nekim slučajevima proces sagorijevanja potpuno prestaje. S tim u vezi, nastao je zadatak aglomeracije (briketiranja) sitnog uglja za tehnologije zasnovane na potrošnji grudvastog (sortiranog) uglja, a paralelno sa tim, zadatak razvoja tehnologija u kojima se ugljena fina i prašina mogu koristiti bez njihove aglomeracije.

Briketiranju se obično podvrgavaju treset, mrki ugalj, sijevi uglja i antracita, sitnozrni polukoks i koks. Glavni potrošači briketa su domaći sektor i koksna industrija. Istorijski, prve su se mehanički pojavile dvije metode za proizvodnju briketa: bez veziva (zbog svojstava svojstava vezivanja treseta i mrkog uglja) na temperaturi od 40–80°C i pritisku prešanja od 80 MPa ili više; sa dodatkom veziva (naftnog bitumena ili smole od katrana), neophodnog za osiguranje prianjanja između čestica uglja, antracita, polukoksa i koksnog povjetarca, na temperaturi od 80-100°C i pritisku pritiska od 15-25 MPa.

Istorija domaće proizvodnje briketa od uglja datira još od sredine 19. veka. Godine 1870. izgrađena je prva fabrika u Odesi koja je proizvodila antracitne brikete za brodove trgovačke flote. U 20. veku su u Donbasu puštene u rad fabrike za briketiranje antracitnih sitnih materijala (Mospinskaja, Donjeckskaja itd.), kao i velike fabrike lignitnih briketa na Aleksandrijskom nalazištu lignita.

Poslednjih decenija u svetu se aktivno razvija pravac briketiranja toplotnom obradom početnog finog uglja ili briketa na temperaturama od 400-500°C. Ove tehnologije omogućavaju dobijanje takozvanog "bezdimnog" goriva za domaćinstvo povećane ekološke čistoće (sa manjim sadržajem sumpora i manje dimljenja pri sagorevanju), kao i livenog koksa koji se dalje širi.

To je baza goriva koksne industrije.

Upotreba fosilnog uglja kao goriva nemjerljivo se povećala pojavom parnih strojeva, a posebno s pojavom strojeva sposobnih za pretvaranje toplinske energije sagorijevanja uglja u električnu energiju (prve termoelektrane - TE). U termoelektranama se toplinska energija uglja koristi za proizvodnju pare u kotlu, koji rotira rotor parne turbine spojen na rotor generatora električne energije - najpogodniji tip energije za potrošača. Prve termoelektrane pojavile su se krajem 19. veka (1882. - u Njujorku, 1883. - u Sankt Peterburgu, 1884. - u Berlinu, 1895. - u Kijevu). Opremljene su slojevitim pećima, koje su dugo vremena bile glavni uređaji za sagorevanje velikih količina goriva i bile su naširoko korišćene za kotlove snage pare od 20-30 t/h. Međutim, pored ograničenog razmjera i niske efikasnosti povezane s relativno niskom temperaturom dimnih plinova, njihov glavni nedostatak je bio zahtjev da se ugalj isporučuje u obliku grudvica i ograničenje frakcije finoće, što je dovelo do velikih prenosa. ugljenika iz zapremine peći.

Situacija se promijenila krajem 1920-ih, kada su brojne zemlje razvile i uvele peći za spaljivanje čvrstog goriva u prahu, što je omogućilo uključivanje sitnog uglja, uključujući visok sadržaj pepela (do 25-30% - za antracit i mršav, do 30-40% - za bitumenski ugalj), zemljani mrki ugalj, škriljevci, kao i za povećanje efikasnosti energetskih jedinica do 35-40%. Dakle, trenutno se u elektroprivredu šalju uglavnom niskokvalitetni ugalj i niskokvalitetne fine, što oslobađa klasificirani ugalj za druge namjene.

Iako su ugalj na prah ili komorne peći danas najčešće u termoenergetici, sve više ih zamjenjuju peći s cirkulirajućim fluidiziranim slojem (CFB) izumljene u Njemačkoj 60-ih godina 20. stoljeća, koje također koriste sitni ugalj, ali imaju niz tehnoloških i ekoloških prednosti.

imovine. Kotlovi s cirkulirajućim fluidiziranim slojem odlikuju se niskom emisijom dušikovih oksida (zbog niže temperature procesa i organizacije unutar peći redukcijske zone) i sumpora (zbog unutarlošnog vezivanja sumpora iz uglja krečnjakom), širokom opseg kontrole opterećenja, i što je najvažnije, smanjeni zahtjevi za sadržaj pepela, što omogućava korištenje ne samo visokopepelnih običnih uglja, već i pripreme otpadnog uglja. Prva energetska jedinica u Ukrajini sa cirkulacionim fluidizovanim slojem električne snage 210 MW, koja koristi antracitni mulj kao gorivo, pušta se u rad u TE Starobeševska.