Kivihiili: ominaisuudet. Kivihiili: alkuperä, louhinta, hinta

fossiilinen kivihiili- ensimmäinen ihmisen käyttämä mineraalipolttoaine. Sen kerääntyminen pinnalta merten ja jokien rannikoiden läheltä, missä kivihiilisaumojen paljastumat eroosiivat, alkoi paleoliittista ja jatkui 1500-luvulle asti. Pieniä kerrostumia muodostui, jotka olivat matalalla maan pinnasta. Hiiltä kerättiin tai louhittiin alkeellisella tavalla pienissä kaivoksissa, ja sitä käytettiin asuntojen lämmitykseen ja seppätöihin.

Fossiilinen kivihiili: kivihiilen louhinnan historiasta

Huolimatta siitä, että kaivostoiminnasta oli jo keskiajalla tullut suhteellisen pitkälle kehittynyt toimiala ja kaivokset saavuttivat huomattavia syvyyksiä, pidettiin kivihiilen louhinnassa sopimattomana työvoimavaltaista kaivosten rakentamista. Mutta ajan myötä hiilen kysyntä kasvoi, ja kun käteviä esiintymiä kuivui, avolouhos korvattiin vähitellen maanalaisella. Hyvin harvinaisia ​​tapauksia, niissä paikoissa, joissa oli uloskäynnit paksujen hiilisaumojen pinnalle (Puola, Pennsylvania Yhdysvalloissa), niiden avointa kehitystä tehtiin 1800-luvulle asti.

Ensimmäisten kaivosten kuilut olivat matalia ja leveitä kaivoja. Myöhemmin ne syvenivät useisiin kymmeniin metriin ja laajenivat alaosassaan. Niistä ei ollut enää kannattavaa luopua sen jälkeen, kun kaikki kivihiili oli louhittu ja laitettu lähelle uusia. Vaaka- ja vinotyöskentelyä alettiin tehdä. Tavaratilan pohjasta asti eri suuntiin laitettiin pitkittäisiä oksia, joiden väliin jätettiin kalliopilareita holvien kiinnitystä varten. Keskiajalla kaivoksista tuli monikerroksisia: kaivokset laskettiin pystysuorasta kuilusta eri syvyyksiin. Välittömästi hiilen louhinnan jälkeen työskentelytilaa vahvistettiin romahdusten estämiseksi puupylväillä ja myöhemmin ristikkäin taitetuista puupalkeista valmistetuilla nelikulmioilla.

Kaivostoiminnan kehittäminen ja parantaminen liittyi suoraan teollisen vallankumouksen alkamiseen. Halpojen fossiilisten polttoaineiden kysyntä nousi pilviin sen jälkeen, kun James Watt keksi höyrykoneen, joka korvasi ruumiillinen työ kone. Koneiden määrän kasvu eri toimialoilla on lisännyt metallin kysyntää. Ja metallurgian nopea kasvu puolestaan ​​johti XVIII vuosisadan puoliväliin. massiiviseen metsien hävittämiseen. Joten Englannissa metallurginen tuotanto oli vaarassa supistua polttoaineresurssien puutteen vuoksi, koska metsäalueet tuhoutuivat lähes kokonaan. Vakava taloudellinen välttämättömyys pakotti palaamaan vuonna 1681 keksineen kemisti Johann Becherin jo unohdettujen ajatusten pariin. uusi menetelmä koksin ja tervan saaminen turpeesta ja kivihiilestä:

« Hollannissa on turvetta, Englannissa on hiiltä, ​​mutta kumpaakaan ei käytetä melkein koskaan kotitalouksien uuneissa polttamiseen tai sulatukseen. Olen löytänyt tavan muuttaa molemmat hyväksi polttoaineeksi, joka ei vain savua eikä haise, vaan antaa myös sulamisvahvan tulen puuhiili ».

1700-luvulle mennessä Kivihiilen kehittäminen aloitettiin Ruhrin altaan (Länsi-Euroopan suurin hiiliallas, joka sijaitsee nykyisen Saksan alueella), Saarbrückenissä (Ranska), Plauenin lähellä (nykyisen Saksan ja Tšekin rajalla). ).

Ensimmäiset tiedot fossiilisten hiilen etsinnästä ja etsinnästä Venäjällä juontavat Pietari I:n hallituskaudelta, jolloin järjestettiin erityisiä tutkimusmatkoja. Vuonna 1721 löydettiin kivihiiliesiintymiä nykyaikaisen Donbassin, Moskovan alueen altaan alueelta, Tom-joen (Kuzbass) varrelta. Ensimmäistä kertaa esiintymiä alettiin kehittää kaivosmenetelmällä Kizelin kaupungin alueella Uralissa, Tulan kaupungissa (Podmoskovskaja-allas). Nykyaikaisen Lisichanskin (Ukraina) alueelle rakennettu kaivos alkoi tuottaa hiiltä vuonna 1796, pysyen Venäjän valtakunnan tärkeimpänä hiilikaivosyrityksenä yli vuosisadan ajan.

1800-luvulla kaivosteollisuus kehittyi nopeasti. Kaikkien mineraalien, erityisesti hiilen, louhinta on tasaisesti lisääntynyt. Viimeisten kolmen vuosikymmenen aikana - kuusi kertaa. Ja vuosisadan loppuun mennessä kivihiili voitti maailman johtajuuden louhitun tuotteen arvon suhteen (saksalaisten asiantuntijoiden mukaan yli 5 miljardia markkaa). Toisella sijalla ovat rauta ja teräs (hieman yli 2 miljardia markkaa), kolmannella sijalla on kulta (noin 800 miljoonaa markkaa). postimerkit).

Hiilen louhinta yksittäisissä maissa XIX-XX vuosisatojen vaihteessa. jaetaan seuraavasti:

Hiilikaivostoiminta

Huolimatta Venäjän (ensisijaisesti Donbassin) hiilikaivosteollisuuden nopeasta kehitysvauhdista, se ei kattanut kaikkia kotimaisen teollisuuden ja rautatieliikenteen tarpeita. Ensimmäisen maailmansodan aattona noin 15 % hiilestä tuotiin ulkomailta. Lähes kaikki kivihiilen louhintaprosessit suoritettiin manuaalisesti, vaikka esimerkiksi Donbassin kaivoksissa toimi onnistuneesti useita kymmeniä hiilenleikkuukoneita.

Neuvostoliiton tiedeakatemian akateemikko A.M. Terpigorev (1873-1959) - suurin kivihiiliesiintymien hyödyntämisen asiantuntija - muisteli kaivostoiminnan tilaa 1800-2000-luvun vaihteessa. seuraavalla tavalla:

« Antrasiittikaivos oli pieni yritys, jota ei näkynyt kaukaa. Matala torni pyörivillä hihnapyörillä, pieni puinen kattorakennus, jonka lähellä sijaitsi toimisto».

Ylärakennuksesta kuilua pitkin kaivostyöläiset kuljetettiin laatikolla. Alakerrassa runkopihalla ei ollut valaistusta, joskus ripustettiin pieni savuhuone, jota kutsuttiin "Jumala auttakoon". Se oli täytetty mineraaliöljyllä tai raakaöljyllä. Sydänsydän palaessaan antoi pienen liekin ja paljon nokea, valo oli hämärää, tuskin näkyvissä. Varren lähellä oleva piha on enemmän tai vähemmän leveä työskentely, yhtä pitkä kuin mies. Kun siirryt pois keskustasta, korkeus laski noin metriin. Siitä alkoi pitkittäinen ajautuminen - pitkä kapea käytävä, jossa oli asetetut kiskot ja ura, jota pitkin vesi virtasi. Käytävän pituus, jonka päässä kasvot sijaitsi suoraan, kasvoi hiilen kehittyessä ja se voi nousta kilometriin. Kaarien korkeus etäisyyden kasvaessa päinvastoin laski.

Ja V.V. Veresaev kirjoitti esseessään "Alamaailma":

« Kävelet alas kumartuneena, selkäsi sattuu, polvet vapisevat... Sinun täytyy ryömiä pitkin reikää, jonka korkeus on kolme neljäsosaa arshin [arshin - hieman yli 70 cm]. Yrität liikkua neljällä kädellä - se sattuu sietämättömästi, lyöt selkääsi karkeaa kaaria vasten; alat ryömimään - matkalla hajallaan olevat kivet repeävät polviasi ja käsiäsi. Edessä on pieni valo. Painosimme seiniä vasten; työntekijä ryömi käytävää pitkin nopeasti, kuin kissa, nelijalkain, vetäen hiilellä ladattua kelkkaa perässään köydellä. Tämä on luger; koko kahdentoista tunnin tiimin ajan hän ryömi edestakaisin kantaen hiiltä laavasta pitkittäiseen, jossa vaunut lastaavat tämän hiilen vaunuihin. Ihminen muuttuu nelijalkaiseksi».

Hiilen katkaisemiseksi työntekijät käyttivät suolakurkkua - terävää terästä, joka asetettiin puiseen kahvaan. Kyloa, jossa oli vaihdettava kärki (hammas), kutsuttiin takamukseksi ja se mahdollisti tylpän osan vaihtamisen ilman, että se nousi kasvoilta pintaan. Jokaiselle kaivostyöläiselle (tai leikkurille) artellityöntekijä määritti työn määrän jakamalla työn etuosan pituudelta sazhensiksi. Työläiset istuivat alas hiilisauman varrella jonkin matkan päässä toisistaan, koska he yleensä istuivat pitkälle puiselle kyläpenkille. Tästä tulee termi laava. 12 tunnin jatkuvaa työtä varten leikkurin piti tehdä leveitä leikkauksia tietylle pituudelle (2-3 sylaa) ja määrätylle syvyydelle, joka ei yleensä ylittänyt takaosan puisen kahvan pituutta. Tämä tehtiin hiilisauman myöhemmän rikkoutumisen helpottamiseksi ja se oli noin 120-140 puntaa (noin 2 tonnia). Myös kasvojen kiinnitys oli leikkurien vastuulla, se oli lisätaakka eikä siitä maksettu.

Kaivostyöläisten jälkeen kaivostyöläiset tulivat laavaan. Pehmeät hiilet lyötiin pois samalla perseellä, vahvemmat - sorkkaraudalla, kiiloilla ja raskaalla vasaralla (noin 5 kg), jota kutsuttiin "paskaksi". Muut työntekijät - haravoijat (tai paaluttajat) - lastasivat rikkoutuneen hiilen puukelkoihin. Ja sitten kelkkaajat (tai vedot) veivät sen ulos kiskoradalle, jota pitkin se jo toimitettiin nostotelineelle. Reki, jossa oli rautakääreinen laatikko, painoi noin 3 puuta, niissä oli jopa kymmenen puuta hiiltä (kokonaispaino oli yli 200 kg).

« Kuljettajat, enimmäkseen teini-ikäiset, kiinnitettyinä laatikoihin rautaketjuilla, nopeasti, neljällä kädellä, kuin kesyjä karhuja, juoksivat sauman luokse ja istuutuivat odottamaan, että kuormaajat täyttäisivät laatikot. Ja ensimmäisellä "mene!"-huutolla he nousivat kiireesti neljälle jaloille ja raahasivat laatikot hitaasti, suurella vaivalla pääkadulle, jossa kuljettimet nelikulmaisilla vaunuilla jo odottivat heitä viemässä saaliin nostolavalle. . Kaikki tämä työ tapahtui pimeässä, läheisyydessä ja kuumuudessa, jopa 30 astetta. Kaivostyöläiset, varsinkin piirtäjät, kylpettiin kirjaimellisesti omassa hikissaan. Jotta heidän jalkojaan ei liukastuisi märällä kivellä, vetäjien raskaat saappaat kenkittiin. Ja kun he juoksivat nelijalkain pitkin kaivosta ketjuilla soittaen, heidän kengät jalat tuottivat tyypillisen rautaiskun, joka muistutti hevosten polkemista kivijalkakäytävällä.»

A.I. Svirsky. "Pimeydessä" .

Laavasta uloskäynnissä kuljettajien avustajat, 13-14-vuotiaat teini-ikäiset, lastasivat louhittua hiiltä kelkoista vaunuihin. Jokainen 30-35 paunaa (noin puoli tonnia) painava vaunu rullasi kiskoja pitkin nostotelineelle yksi henkilö - kuljetusliike. Jotkut kaivokset käyttivät hevosvetoisia kuljetuksia. Talli oli järjestetty aivan maan alle. Siinä eläneet hevoset menettivät hyvin pian näkönsä ja sopeutuivat elämään melkein täydellisessä pimeydessä, kuten myyrät. Tynnyripihalla perävaunu ajettiin häkkiin, joka nostettiin pintaan höyrykoneen avulla. Sama häkki työvuoron lopussa nosti työntekijöitä kaivoksesta

Työolosuhteet suurissa ja pienissä kaivoksissa olivat lähes samat. Erot olivat vain kehityksen syvyydessä, työntekijöiden määrässä ja tuotantomäärissä. 1800-luvun lopulla yhdellä maailman suurimmista kaivoksista, Queen Louisessa (Ylä-Sleesia), hiilisaumojen paksuus oli 10-15 metriä, työllisti vähintään 8 400 henkilöä ja vuosituotanto oli noin 2 miljoonaa 700. tuhat tonnia. Jos otamme huomioon tuon ajan junavaunun kantokyvyn (10 tonnia), voidaan laskea, että kaiken tämän kivihiilimassan lastaamiseen tarvitaan 270 000 autoa. Yhden auton pituudella noin 8 metriä, juna ulottuisi 2160 kilometriä. Mikä on suunnilleen sama kuin kolme etäisyyttä Pietarin ja Moskovan välillä.

Mikä tahansa kaivos alkoi siitä, että hiilisauma yhdistettiin päivän pintaan pystysuoralla työskentelyllä - kaivoskuilulla - jonka halkaisija oli useita metrejä ja syvyys useita satoja metrejä, toinen - tuuletus - kuilu pääsi tiensä, vaakasuoraan. käytävät, jotka yhdistävät hiilisauman molempiin kuiluihin, joita pitkin kaivostyöläiset liikkuivat, puutavaraa, louhittua hiiltä kuljetettiin. Koko tavaratilan korkeudelle asennettiin erikoishyllyt, kuten rakennustelineet, joissa jokaisessa seisoi työntekijä. Kasvojen pohjasta kallio nostettiin ylös, heittäen sitä hyllyltä hyllylle. Pintaan nostettu kivi kuljetettiin kaatopaikalle kottikärryillä. Hieman myöhemmin he alkoivat käyttää manuaalista porttia, jossa oli köysi amme. Myös hevosvetoa käytettiin.

Äärimmäisen aikaa vievä työ itsessään oli vielä monimutkaisempaa, jos työt putosivat pohjaveteen - juoksuhiekkaan. Pohjavesi oli vakava uhka. Samalla kun niitä vuoti pieniä määriä, ne kerättiin käsin ämpäriin, pumpattiin pois erityisillä mekanismeilla, vietiin erityisten urien kautta siihen kohtaan, jossa kivihiili oli jo valittu. Jos vesi pääsi läpi voimakkaalla virralla, kaivosta ja kaivostyöläisiä ei enää voitu pelastaa.

Mitä syvemmälle kuilu meni maan alle, sitä isompi ongelma tarjosi pääsyn ilmaan. Syvyydessä se on liikkumaton ja kyllästetty vesihöyryillä ja erilaisilla kaasuilla. Siksi, jotta henkilö voisi työskennellä kaivoksessa, on välttämätöntä toimittaa jatkuvasti Raikas ilma. Muinaisina aikoina kaikki ponnistelut kohdistuivat luonnollisen ilmanvaihdon luomiseen ja ylläpitämiseen. Ilmasuihkut ohjattiin kaivokseen sisäänkäynnille asennetun puukilven tai (myöhemmin) "vetrogoneiksi" kutsutun tuuliviirijärjestelmän avulla, jonka siivet pyörivät tuulen voiman vaikutuksesta ja pumppasivat siten ilmaa. Käytettiin erityisiä uuneja, jotka oli asennettu kaivoksen ylempään ajokerrokseen, jossa tulta pidettiin jatkuvasti yllä. Lämmitetty ilma nousi ylös kaivoksen kuilua pitkin, tilalle tuli kylmemmän alempana.

Kaivoksella työskentelevien ihmisten määrän lisääntyminen ajan myötä, hevosten käyttö, laaja sovellus räjäytystyöt vaativat pakkotuuletuslaitteen. Keskiajalla ilmaa pumpattiin palkeen avulla, jota ohjattiin yksinkertaisimmalla manuaalisella portilla, joka korvattiin hevosvetolaitteella. Jo myöhemmin mäntäpumput ja tuulettimet ilmestyivät. Jälkimmäinen, vähitellen paraneva, muuttui 1900-luvulle. keskipako- ja potkureissa.

Lisäksi jotkut hiilisaumat päästävät jatkuvasti myrkyllisiä kaasuja. Rikkivety tunnistaa sen pistävästä hajusta, joka muistuttaa mädäntien munien hajua. Rikkidioksidi vaikuttaa silmien limakalvoon aiheuttaen kyynelnestettä, josta se sai lempinimen "silmänsyöjä". Hiilidioksidia vapautuu räjähdysten aikana, hiilisaumoista, kiinnityspuun lahoamisen aikana, ihmisten hengityksen aikana. Jotkut hiilet päästävät metaania. Yhdessä ilman kanssa se on räjähtävä seos, joka on valmis räjähtämään mistä tahansa kipinästä. Metaani on kaksi kertaa ilmaa kevyempää, joten se kerääntyy yläosaan, sillä ei ole hajua ja siksi sen läsnäolo voidaan havaita vain erikoisinstrumenttien avulla. Kaikki nämä kaasuepäpuhtaudet tietyssä pitoisuudessa tekevät ilmasta hengittämättömän. M.V. Lomonosov totesi tuolloin sen syvissä kaivoksissa, jotka ovat monessa suunnassa kauempana maan alla ja kaivoksia on vähän, kaivetun alueen pinnalta kerätään yleensä höyryä, joka on haitallista ihmisten terveydelle. Se tulee rasvaisesta kiviöljystä, rikistä ja arseenista, ja kaivaessaan ja murtaessaan vuoria kiven ja savipölyn painolla, se hajoaa adiittien läpi ja niissä uurastavat ihmiset vahingoittavat rintaa myrkkyllään. Tämän huomasivat kaivostyöläiset myös kaivoksissa vaeltavan, hengen miehittävän, kynttilöitä sammuttavan voimakkaan hajun perusteella, ja tämä haihtuva myrkky osoittautuu erityisen sellaiseksi, että se syttyy joskus kaivoksissa tuleen.».

Hiilipölyllä on myös kyky räjähtää. Syynä voi olla paitsi avoin tuli, myös räjähdys. Pölyä, joka muodostuu sauman tuhoutumisen, hiilen louhinnan ja kuljetuksen aikana, kerääntyy kaivoksen kaikkiin haaroihin. Jos kaasuräjähdys tapahtui, sitä ei enää rajoitettu tietylle alueelle, kuten se tapahtuisi hyvin tuuletetussa huoneessa - sen räjähdys aiheutti pölyräjähdyksen koko kaivoksessa. Pitkään aikaan ainoa tapa Taistelu oli kostuttaa maanalaisia ​​työstöjä, koska märästä pölystä tuli vaaratonta. Suuria alueita ei kuitenkaan ollut mahdollista kastella jatkuvasti, varsinkin kun vesi haihtui nopeasti. Löysäys osoittautui jonkin verran tehokkaammaksi - hiilipölyn kerääntymispaikkojen ripotteleminen murskatulla inertillä massalla. Sopivin tähän on hieno liuskepöly, joka hiilen kanssa sekoitettuna teki siitä palamattoman ja räjähdyssuojatun. Myös inertin pölyn estoesteet oikeuttivat itsensä täysin: katon alle ajelehtien poikki ripustettiin hyllyt, joihin oli kaadettu samaa murskattua saviliuskea, joka räjähdysmäisen aallon vaikutuksesta pyyhkäisi pois kaatuneilta hyllyiltä, ​​sekoittui hiilipölyyn ja esti räjähdyksen leviäminen. Näillä menetelmillä oli kuitenkin myös merkittävä haittapuoli: pölysuspensio tukkii ilman, mikä entisestään pahensi ilmanvaihtoongelmia.

Vaarallisempi tapa estää räjähdyksiä oli polttaa räjähtävä kaasu pois. Vuoron päätyttyä, kun kaivostyöläiset nousivat pintaan, tyhjään kaivokseen laskeutui kaasupoltin. Pukeutuneena märkään lampaannahkaiseen takkiin hän ryömi maanalaisten gallerioiden läpi pitäen avointa lamppua tai taskulamppua ojennetussa kädessään. Jos kaarien alle ilmestyi räjähtävää kaasua, se räjähti, tulinen aalto pyyhkäisi pitkin ajelehtia, kaikki kertynyt kaasu paloi. Aamulla työtilat tuuletettiin, ja uusi kaivostyöntekijöiden vuoro laskeutui kaivokselle. Työn suhteellinen turvallisuus saavutettiin usein kaasupolttimen käyttöiän kustannuksella.

Räjähdykset kaivoksissa johtivat kaivostyöläisten joukkokuolemiin romahduksista, tulipalosta, vedestä, myrkyllisistä kaasuista ja tukehtumisesta. Uhrien määrä voi nousta useisiin satoihin. Pelastustyöt alkoivat luonnollisen ilmankierron palautuessa, ja vasta sen jälkeen, kun räjähdyksen seurauksena muodostuneet vaaralliset kaasut oli poistettu kasvoilta, alettiin pelastaa eloonjääneitä ja evakuoida ruumiita. Voimakkaan tulipalon sattuessa, jotta tuli ei levinnyt kulkureittejä pitkin, he sulkivat ilmanvaihdon, asensivat tiilistä tehdyt seinät savella ja estivät siten pääsyn happisytytyslähteeseen.

Usein tulipaloja ja räjähdyksiä aiheuttivat valaistukseen käytetyt taskulamput ja savulamput - tavalliset kotitalouslamput, jotka eivät sovellu maanalaisiin töihin. Itse asiassa kaivostyön valaisimet ilmestyivät vasta 1700-luvulla. Ne olivat taskulamppu- ja lyhtytyyppisiä, öljyllä täytettyjä ja kaivoksen tukien puupylväisiin kiinnitettyjä tai syvennyksiin asennettuja. Tämän tyyppiset kaivoslamput olivat paljon mukavampia käyttää, mutta ne sytyttivät helposti ilmassa olevan hiilipölyn. Jos tämä tapahtui halkeaman lähellä, josta vapautui kaasua, se räjähti aiheuttaen merkittävää tuhoa, mikä lisäsi entisestään kaasun virtausta vanhoista toiminnoista ja aiheutti uusia räjähdyksiä. Samaan aikaan imeytyi valtava määrä happea, ja räjähdyksestä selvinneet työntekijät kuolivat tukehtumiseen.

Rivin jälkeen suuria katastrofeja Newcastlen kaivoksilla vuosina 1809, 1812 ja 1815, jotka aiheuttivat räjähdysmäiset kaasuräjähdykset, englantilainen kemisti G. Davy keksi pohjimmiltaan uudenlaisen kaivoslampun, jonka turvallisuusvaikutus saavutettiin käyttämällä erityistä ohutmetallia. verkko, joka asennettiin tavalliseen öljylamppuun. Joissakin malleissa käytettiin lisäksi erilaisten palamistuotteista vapautuvien neutraalien kaasujen (typpi, hiilidioksidi) syöttämistä lamppuun virtaavaan räjähdysaineseokseen. Tällaiset lamput sammuivat räjähdysvaarallisessa ilmakehässä.

XIX vuosisadan puolivälissä. Wolfin bensiinilamput, Chenotin alkoholi- ja asetyleenilamput ilmestyivät. He vastaanottivat laaja käyttö ei vain niiden suhteellisen turvallisuuden vuoksi, vaan myös siksi, että niitä voidaan käyttää räjähtävän kaasun läsnäolon määrittämiseen kaivoksen ilmakehässä ja jopa sen prosenttiosuuden mittaamiseen liekin korkeudella. Akselilamppujen suunnittelussa otettiin käyttöön lukot, poissulkien niiden spontaania purkamista ja avaamista. Sammunut lamppu tuli mahdolliseksi sytyttää sitä avaamatta - sisäänrakennetun sytyttimen avulla. Venäjällä susilamppuja kutsuttiin "konogoniksi" ja niitä valmistettiin Etelä-Venäjän Jekaterinoslavin kaivos- ja teollisuusyhteiskunnan tehtaissa ja työpajoissa. Niitä käytettiin kaivoksissa, joissa oli runsaasti räjähtäviä kaasuja 1940-luvulle asti. indikaattoreina sähköisten kanssa. Jälkimmäinen ilmestyi 70-luvulla. 1800-luvulla venäläisten tiedemiesten työn tuloksena P.N. Yablochkova, A.N. Lodygin, V.N. Chikolev. Vuonna 1886 ensimmäiset varastolamput ilmestyivät Belgiaan, Ranskaan ja Yhdysvaltoihin. Mutta korkeiden kustannusten ja merkittävän painon vuoksi niiden laaja käyttö alkoi vasta vuonna 1912. Venäjällä sähkövarastointilamppuja ei käytännössä käytetty. Niiden tuotanto aloitettiin vasta vuonna 1932 Harkovissa. Neuvostoliitossa ei-kaasukaivoksissa käytettiin asetyleenilamppuja (niin sanottuja "karbideja"), korkean kaasupitoisuuden omaaville kaivoksille vuonna 1950 otettiin käyttöön käsi- ja päävarastolamput. 1960-luvulta lähtien Hehkulamput on korvattu loistelampuilla. 1980-luvun lopulla aloitettiin SGG-tyyppisten räjähdyssuojattujen kaivoslamppujen sarjatuotanto ladattavilla akuilla. Maanalaisten töiden valaistukseen käytetään myös kiinteitä, luotettavimpia kaivoslamppuja.

Hiilisaumojen spontaani palaminen maan suolistossa, jonka seurauksena suuri määrä palava kaasu, tulipalot kaivoksissa, jotka tuhosivat valtavia kivihiilivarantoja, joita ei voitu sammuttaa vuosiin, johtivat ajatukseen hiilen maanalaisesta kaasutuksesta. Lisäksi on ehdottoman kannattamatonta kehittää jopa puolen metrin paksuisia saumoja. D.I. kirjoitti tästä ensimmäistä kertaa. Mendelejev vuonna 1888:

« Todennäköisesti aikanaan tulee sellainenkin aikakausi, jolloin he eivät poista hiiltä maasta, mutta siellä, maassa, he pystyvät muuttamaan sen palaviksi kaasuiksi ja ne jaetaan putkien kautta pitkiä matkoja».

Maanalaisen kaasutuksen käytännön toteutus aloitettiin jo Neuvostoliiton aikana Donetskin ja Moskovan alueen hiilialtaissa. Rikkaiden öljy- ja maakaasuesiintymien löytäminen sekä niiden tuotannon ja jalostuksen suhteellisen halpa, korkea lämpöarvo, painolastin puute, hyvä kuljetettavuus johti kuitenkin ensin (1960-luvulle mennessä) siihen, että öljyn osuus hiilestä oli vallitsevampi vuonna maailman polttoaine- ja energiatase, ja hieman myöhemmin - useiden esiintymien nopeaan ehtymiseen ja kehittymiseen. Vaikeasti saavutettavien esiintymien käyttöönotto merten ja valtamerten suurilla syvyyksillä ja syrjäisillä asumattomilla alueilla aiheutti merkittävän öljyn, kaasun ja öljytuotteiden hintojen nousun sekä 1970-luvun alun energiakriisin. Tuloksena on ollut fossiilisten hiilen merkityksen kasvu maailmantaloudessa.

Johdatus kaivosteollisuuteen 1900-luvulla. korkean suorituskyvyn koneet mahdollistivat toisaalta maanalaisen kaivostoiminnan nykyaikaistamisen ja toisaalta avolouhintaan palaamisen. Täysin koneellistamalla työskentely pinnalla on yksinkertaisempaa, kätevämpää ja taloudellisempaa kuin maanalainen työskentely. Hiilen louhinta suoritetaan syvillä kivien läpi leikkaavilla kaivoilla, joiden alla on hiilisauma. Siksi tuloksena olevaa louhosta kutsutaan leikkaukseksi. Hae töihin erilaisia ​​tyyppejä kaivinkoneet. Jätekiveä kuljetettiin aluksi höyry- tai sähköveturilla varustetuilla junilla, myöhemmin otettiin käyttöön kuljetus- ja kaatosiltoja, joiden hihnakuljettimet kuljettivat poistetun jätekiven louhoksen vastakkaisella puolella olevalle kaatopaikalle. Samalla tavalla itse kivihiili toimitetaan louhoksesta maanpinnalle lastausastioihin.

Kolmen kivihiilen louhinnan teknologisen suunnan (maanalainen mekaaninen louhinta, maanalainen kaasutus, avolouhinta) lisäksi on vielä yksi. Hydraulinen kivihiilen louhinta on maanalaista kivihiilen louhintaa, jossa kivihiilen louhinta-, kuljetus- ja nostoprosessit suoritetaan veden virtauksen energialla. Veden lähde on useimmiten sivujoki pohjavesi kaivokseen.

Valinta kivihiilen louhintamenetelmä riippuu useista ehdoista ja määräytyy tutkimustyökokonaisuuden tulosten perusteella, jotka sisältävät seuraavat vaiheet:

Selvitystyöt, jotka mahdollistavat hiilipitoisten muodostumien olemassaolon osoittavien tiettyjen merkkien (suoran ja epäsuoran) avulla löytää uusia esiintymiä tai arvioida ennakoivasti alueita, joilla teollisen hiilen esiintyminen on jo tiedossa. Voit antaa ennakkoarvion yleistä) tunnistettujen esiintymien geologinen ja teollinen arviointi.

Alustava tiedustelu. Järjestetään positiivinen tulos hakutyötä. Se antaa yksityiskohtaisemman kuvan ja määrittää yleiset mallit kivihiilen morfologian ja hiilen laadun muutoksissa, esiintymän tektoniikan monimutkaisuusasteessa ja esiintymän yksittäisten osien vertailussa. Päätavoitteena on selvittää ajoissa etsintätyön jatkamisen kannattavuus.

Yksityiskohtainen älykkyys. Vaaditaan, jos talletus on todettu teolliseen kehittämiseen sopivaksi. Tarkastellaan hiilen mahdollisia kuluttajia, perusvaatimuksia sen laadulle, esiintymän avaamistapaa, teknisiä rajoja, kaivoksen tai louhinnan tuotantokapasiteettia, sijaintia, likimääräisiä ehtoja kaivosalueille seuraaville 10-15 vuodelle. Esiintymän geologisesta rakenteesta, sen rakenteellisista ominaisuuksista, morfologiasta, pohjaolosuhteista, hiilen laadusta, kaivostoiminnasta ja geologisista kehitysolosuhteista on tarkempia tietoja.

Lisätutkimus. Se suoritetaan aiemmin yksityiskohtaisesti tutkituilla, mutta ei kaupallisesti kehitetyillä tai jo kehitetyillä esiintymillä. Uudet hiilivarannot lasketaan ja hyväksytään, ja aiemmin hyväksytyt hiilivarat arvioidaan uudelleen.

Olennainen osa malminetsintäprosessia on pääetsintätyön rinnalla tehtävä hydrogeologinen tutkimus: kartoitetaan mahdolliset pinta- ja pohjavesivarat, jotka osallistuvat kaivoksen kasteluun tai joita käytetään vesihuollon lähteinä.

Teknisiä geologisia tutkimuksia suoritettaessa todetaan ikiroudan esiintyminen, maanvyörymien, mutavirtojen, lumivyöryjen mahdollisuus, kattokivien vakausaste, päätyökerrokset, rakenteellisten heikkenemisalueiden sijainti, laaditaan suosituksia kaivostoimintaa vaikeuttavien ilmiöiden estämiseksi. Avolouhintaan lasketaan kuormituskertoimet ja -tilavuudet, osuuden sivujen kaltevuuskulmat, arvioidaan luonnollisten rinteiden tasapainoolosuhteet niiden horjuessa ja kaatokivien aiheuttaman lisäkuormituksen aikana.

Teollisuus ja teknologia. V.5: Kaivostoiminta ja metallurgia. - Pietari: Tyyppi. t-va "Valaistus", 1904. - S. 252

Glushkov A.I., Kondyrev B.I. Turvallisuus ympäristöön hiilen maanalainen kaasutus. Analyyttinen katsaus. - Novosibirsk, 1993. P 3-4

Hiili, kuten öljy ja kaasu, on orgaanista ainetta, joka on hitaasti hajotettu biologisten ja geologisten prosessien seurauksena. Hiilen muodostumisen perusta on kasvitähteet. Muutosasteesta ja hiilen erityisestä hiilen määrästä riippuen siitä erotetaan neljä tyyppiä: ruskohiilet (ruskohiilet), kivihiilet, antrasiitit ja grafiitit. AT läntiset maat Luokittelu on hieman erilainen - ruskohiilet, subbitumiset hiilet, bitumihiilet, antrasiitit ja grafiitit, vastaavasti.

Antrasiitti

Antrasiitti- fossiilisista hiileistä syvimmin lämmennyt, korkeimman kovettumisasteen kivihiili. Sille on ominaista korkea tiheys ja kiilto. Sisältää 95 % hiiltä. Sitä käytetään kiinteänä korkeakalorisena polttoaineena (lämpöarvo 6800-8350 kcal/kg). Niillä on korkein lämpöarvo, mutta ne syttyvät huonosti. Ne muodostuvat hiilestä, jonka paine ja lämpötila kohoavat noin 6 kilometrin syvyydessä.

Hiili

Hiili- sedimenttikivi, joka on kasvien jäännösten syvän hajoamisen tuote (saniaiset, korteet ja sammalet, samoin kuin ensimmäiset siemenkasvit). Kemiallisen koostumuksen mukaan kivihiili on seos suurimolekyylisiä polysyklisiä aromaattisia yhdisteitä, joissa on suuri hiilen massaosuus, sekä vettä ja haihtuvia aineita, joissa on pieniä määriä mineraaliepäpuhtauksia, jotka muodostavat tuhkaa hiiltä poltettaessa. Fossiiliset hiilet eroavat toisistaan ​​komponenttien suhteen, joka määrää niiden palamislämmön. Useilla orgaanisilla yhdisteillä, jotka muodostavat hiilen, on syöpää aiheuttavia ominaisuuksia.

Ruskohiili- turpeesta muodostunut kiinteä fossiilinen kivihiili, sisältää 65-70 % hiiltä, ​​väriltään ruskea, fossiilisista hiileistä nuorin. Sitä käytetään paikallisena polttoaineena sekä kemiallisena raaka-aineena. Ne sisältävät paljon vettä (43 %) ja siksi niillä on alhainen lämpöarvo. Lisäksi ne sisältävät suuren määrän haihtuvia aineita (jopa 50 %). Ne muodostuvat kuolleista orgaanisista jäännöksistä kuorman paineen ja kohonneen lämpötilan vaikutuksesta 1 kilometrin syvyydessä.

Hiilikaivostoiminta

Hiilen louhintamenetelmät riippuvat sen esiintymisen syvyydestä. Kehitys tehdään avoimella menetelmällä hiilikaivoksissa, jos hiilisauman syvyys ei ylitä 100 metriä. Usein esiintyy myös tapauksia, joissa kivihiilikaivon yhä syvenevän syventymisen myötä on edelleen edullista kehittää kivihiiliesiintymä maanalaisella menetelmällä. Kaivoksia käytetään kivihiilen louhintaan suurista syvyyksistä. Venäjän federaation syvimmät kaivokset louhivat hiiltä hieman yli 1200 metrin korkeudelta.

Hiilen ohella kivihiiltä sisältävät esiintymät sisältävät monenlaisia ​​georesursseja, joilla on kuluttajille merkitystä. Näitä ovat isäntäkivet rakennusteollisuuden raaka-aineena, pohjavesi, hiilikerrosmetaani, harvinaiset ja hivenaineet, mukaan lukien arvometallit ja niiden yhdisteet. Esimerkiksi jotkut hiilet on rikastettu germaniumilla.

/ Kivihiili

Kivihiili tarkoittaa maan kerroksissa muodostunutta sedimenttikiviä. Tämä on yksi vanhimmista polttoainetyypeistä, joita ihmiset käyttivät kymmeniä tuhansia vuosia sitten.

Miten se muodostuu

Hiili muodostuu paikkoihin, joissa puut ja muut kasvit kerääntyvät yhteen paikkaan, minkä jälkeen tällä suurella kasvimassalla ei ole aikaa täysin hajota. Ihanteellinen paikka tälle on happiköyhä suoalue. Suurin osa tämän mineraalin nykyaikaisista varoista muodostui noin kolmesataa miljoonaa vuotta sitten paleotsoisella aikakaudella.

Hiilen tyypit ja niiden koostumus

Tämän fossiilin koostumus ja ulkonäkö riippuu iästä ja esiintymisen syvyydestä. Antrasiitti voidaan katsoa vanhimmaksi kallioksi, jonka kerrostumat löytyvät jopa 5 km:n syvyydeltä. Siinä on paljon hiiltä, ​​vähintään kosteutta ja korkein (jopa 7400 kcal / kg) lämpöarvo.

Hiili on luokituksen keskellä. Sen esiintymiä löytyy jopa 3 km:n syvyydestä. Se sisältää noin 12 % vettä, 32 % haihtuvia aineita ja 75-95 % hiiltä. Helposti syttyvä, palaa hyvin ja antaa minimaalisen kosteusmäärän ansiosta tarpeeksi lämpöä.

Ruskohiili kuuluu tämän rodun nuorimpaan lajiin. Sen esiintymät löytyvät jopa 1000 metrin syvyydestä. Se sisältää yli 40 % vettä ja paljon haihtuvia aineita. Se on erittäin syttyvää, palaa hyvin, mutta antaa vähän lämpöä.

Hiiliesiintymät

Nykyään maailmassa on noin 3 700 hiiliallasta, jotka kattavat noin 15 prosenttia koko maa-alasta. Lähes ¼ maailman tämän luonnonvaraesiintymistä sijaitsee Yhdysvalloissa, Venäjä on toisella sijalla, ja sen esiintymät kattavat 13 prosenttia maailman esiintymistä. Kolmannella sijalla on Kiina 11 prosentilla. Venäjän suurin altaan on Kuznetsk, joka sijaitsee Kemerovon alueella, ja sen varastot ovat noin 640 miljardia tonnia.

Miten se saadaan

Uuttomenetelmä riippuu hiilen syvyydestä. Se voi olla avoin, kun kivihiilen yläpuolella oleva kiinteä kivikerros räjähtää, tai suljettu.

Missä käytetään

Kivihiili on laajalti käytetty mineraalityyppi, joka löytyy syvältä maan alla. Hiili muodostui miljoonia vuosia sitten eläin- ja kasvijäänteiden asteittaisen kovettumisen vuoksi olosuhteissa, joissa happipitoisuus on pieni (maanalainen). Se louhitaan käsin ja puolikoneistettuna syvällä maanalaisissa hiilikaivoksissa.

Hiilen polttoaineen käytön lisäksi sitä käytetään kansantaloudessa ja jokapäiväisessä elämässä:

• rikin, grafiitin, vanadiinin, naftaleenin, lyijyn ja sinkin saamiseksi;
• metallurgiassa raudan, teräksen ja valuraudan tuotannossa;
• nesteyttämisen jälkeen nestemäisen polttoaineen tai tuhkan tuottamiseksi;
• erikoiskäsittelyn jälkeen bentseenin ja ksyleenin saamiseksi, joita sitten käytetään maalien ja lakkojen, liuottimien ja linoleumin valmistukseen.

Yhteensä yli neljäsataa teollisuustuotetta saadaan kivihiilen kemiallisessa käsittelyssä.

Millä kriteereillä hiilen laatu määritellään

Hiilen laatu määräytyy siinä olevien epäpuhtauksien prosenttiosuuden mukaan. Miten enemmän määrää vieraat epäpuhtaudet, sitä huonompi hiilen laatu. Vieraat epäpuhtaudet ovat palamattomia aineita, jotka jäävät hiilen polton jälkeen kuonaksi. Kivihiiliesiintymien esiintymisalueesta riippuen mineraalien prosenttiosuus siinä on hyvin erilainen. Hiilen laatu määräytyy sen kosteuspitoisuuden, mineraalien, tuhkayhdisteiden ja rikin prosenttiosuuden perusteella.

Rikki on yksi epäsuotuisimmista vieraista epäpuhtauksista. Kun poltetaan hiiltä, ​​jossa on suuri määrä rikkiyhdisteitä, ilmakehään vapautuu suuri määrä rikkihappoja. Tämä johtaa lopulta happosateeseen, joka tuhoaa kasvillisuuden. Kivihiili, jonka rikkipitoisuus on yli 4-8 %, ei sovellu käytettäväksi lämpö- ja sähköalalla.

ilmoita virheestä kuvauksessa

Kiven ominaisuudet

Mineraaliluettelo

Aiheeseen liittyvät artikkelit

• 
  

  Tämä materiaali muodostuu kasvien jäänteiden hajoamisen seurauksena, ja nykyään louhitut hiilivarat ovat noin 350 miljoonaa vuotta vanhoja, ja ne muodostuivat jo paleotsoisella kaudella.

• 
  

  Erilaisia ​​sovellettavia ja tunnetuilla tavoilla ja hiilen tuhoamiskeinot johtuvat, kuten voidaan nähdä niiden kehityshistoriasta, hiilen ominaisuuksien moninaisuudesta ja niiden esiintymisen luonnollisista olosuhteista sekä maanalaisista olosuhteista, joissa louhinta tapahtuu.

Puuta on käytetty pitkään talojen lämmittämiseen, mutta palamisen jatkumiseksi jatkuvasti on tarpeen laittaa puuta päälle kerta toisensa jälkeen. Hiilikaivosteollisuuden kehittyessä yhä useammat ihmiset alkoivat käyttää hiiltä: se antaa enemmän lämpöä, palaa pidempään. Uunin oikealla asennuksella osa hiiltä, ​​joka kaadetaan kattilaan illalla, säilyttää vakaan lämpötilan koko yön.

Hiilen muodostumisen historia ja sen tyypit

Koko hiilen muodostumisprosessi voidaan jakaa kahteen päävaiheeseen: turpeen muodostumiseen ja itse hiiltymisprosessiin - turpeen muuttumiseen hiileksi.

Turvetta muodostui laajoihin veden peittämiin tiloihin kasvitähteistä. vaihtelevassa määrin hajoaminen. Osa kasveista mätää kokonaan geelimäiseen tilaan, osa säilytti solurakenteensa. Heidän jäännöksensä kerääntyivät altaiden pohjalle, jotka muuttuivat vähitellen soiksi. Turpeen muodostumisen edellytys on hapen puute. Vesipatsaan alla oli vähän happea, jäännösten hajoamisen aikana vapautui rikkivetyä, metaania ja hiilidioksidia, jotka vaikuttivat jäänteiden kovettumiseen. Turvetta muodostui.

Mutta kaikkia turvemaita ei muutettu hiileksi. Hiiletysprosessi vaatii: korkeaa painetta, lämpöä ja pitkä aika. Näiden olosuhteiden esiintymisestä riippuen hiilen muodostuminen tapahtui tai ei. Ensin turvetta tuotiin sedimenttikivillä, mikä lisäsi painetta ja nosti lämpötilaa turvekerroksen sisällä. Tällaisissa olosuhteissa muodostui ruskohiili - ensimmäinen vaihe hiiltymisestä. Joillakin alueilla on tapahtunut sauman siirtymistä, mikä on aiheuttanut ruskohiilen vajoamisen (jotkut löydetyistä kerrostumista ovat yli 6 000 metrin syvyydessä). Paikoin näihin prosesseihin liittyi magman nousu ja tulivuorenpurkaukset. Korkea paine, hapenpuute ja korkeat lämpötilat vaikuttivat siihen, että ruskohiilessä oli yhä vähemmän kosteutta ja maakaasuja ja yhä enemmän hiiltä. Veden ja kaasujen syrjäyttämisen myötä ruskohiili muuttui bitumiksi, sitten korkeassa lämpötilassa antrasiitiksi. Suurin ero ruskohiilen ja kivihiilen välillä on se, että ruskohiili sisältää enemmän kosteutta ja maakaasuja sekä vähemmän hiiltä, ​​mikä vaikuttaa palamisen aikana vapautuvan lämmön määrään.

Nykyään hiiliesiintymien ikä määräytyy kasvien jäännösten perusteella. Vanhimmat ovat peräisin hiilikaudelta (345-280 miljoonaa vuotta sitten). Tänä aikana muodostui suurin osa Pohjois-Amerikan (USA:n itä- ja keskiosa), Euroopan keski- ja länsiosan, Etelä-Afrikan, Kiinan ja Intian hiilialtaista. Euraasiassa suurin osa hiiliesiintymistä muodostui permikaudella, osa Euroopan pienistä hiilialtaista on peräisin triasskaudelta. Hiilen muodostumisen aktiivisuus lisääntyy jurakauden loppua kohden ja liitukaudella. Tänä aikana esiintymiä muodostui Itä-Euroopassa, Amerikan Kalliovuorilla, Indokiinassa ja Aasian keskustassa. Myöhemmin muodostui pääasiassa ruskohiiltä ja turveesiintymiä.

Hiilen tyypit

Kivihiili luokitellaan sen kosteuspitoisuuden, maakaasujen ja hiilipitoisuuden mukaan. Hiilen määrän kasvaessa sen lämpöarvo kasvaa. Mitä vähemmän kosteutta ja haihtuvia aineita (kaasuja), sitä paremmin se sietää varastointia ja kuljetusta.

Ruskohiili- hiilen ensimmäisen vaiheen kivihiili. Se eroaa ruskohiilestä koostumukseltaan pienemmällä vesimäärällä (45 %) ja suurella lämmön vapautumisella. Rakenne on kuitumainen, väri on ruskeasta mustaan ​​(laadukkaampi). Sitä käytetään useimmiten energia-alalla (lämpövoimalaitoksissa) omakotitalojen lämmittämiseen, sitä käytetään harvoin, koska se varastoidaan huonosti ja sillä on alhainen lämpöarvo tavanomaisissa uuneissa.

Subbitominen kivihiili- musta väri, vähemmän korostunut kuiturakenne, korkeampi lämpöarvo verrattuna ruskohiileen, pienempi kosteuspitoisuus (30%). Se murenee kuljetuksen aikana ja kestää ulkona. Poltettaessa se vapauttaa 5-6 kW / kg. Sitä käytetään sekä energiatekniikassa että asunto- ja kunnallispalveluissa lämmitykseen.

bitumisista kivihiiltä on korkein lämpöarvo, ei menetä ominaisuuksiaan kuljetuksen ja varastoinnin aikana. Se päästää palaessaan lämpöä 7-9 kW / kg. Joitakin sen lajeista käytetään koksaukseen.

Antrasiitti- mustaa puuhiiltä. Erottaa eniten korkea sisältö hiilivety. Sitä on vaikea sytyttää, mutta se palaa pitkään ja ilman nokea vapauttaa suuren määrän lämpöä (yli 9 kW / kg). Antrasiittia käytetään useimmiten lämmitykseen.

Millaista hiiltä käytetään lämmitykseen

Venäjällä ja IVY-maissa on käytössä vuonna 1988 käyttöön otettu järjestelmä. Kivihiili luokitellaan GOST 25543-88:n mukaan, joka on jaettu 7 luokkaan. Vain muutamia käytetään lämmitykseen:

Pitkä liekkihiili (D). Se sai nimensä pitkästä palamisprosessista, jossa vapautuu suuri määrä lämpöä (5600-5800 kcal / kg). Sen sytyttämiseen ja palamiseen ei vaadita erityistä puhallusta, joten pitkäliekkeisiä hiiltä käytetään usein kotitalouksien kiinteän polttoaineen kattiloissa. Koosta riippuen se tapahtuu:

• WPC - iso laatta - kappaleiden koko on 50-200 mm;
• DPKO - laatan nyrkkimutteri - kappaleiden koot 25-100 mm;
• PO - pähkinä - 26-50 mm;
• DM - pieni - koot 13-25 mm;
• DS - siemen - 6-13 mm;
• DR - yksityinen - ei vakiokokoja.

Pitkä liekkihiili on optimaalinen lämmitykseen: liekki on pitkä (samanlainen kuin polttopuut), vapautuu paljon lämpöä, se syttyy ja palaa helposti - luonnollinen veto riittää normaaliin palamiseen. Sen suhteellisen alhaiset kustannukset yhdistettynä erinomaisiin ominaisuuksiin määrittelivät tämän kivihiilen suosion. Sitä ostetaan paitsi yksityistalojen lämmittämiseen, myös koulutus- ja lääketieteelliset laitokset. Lisäksi käytetään minkä tahansa jakeen polttoainetta: suuresta "K" pieneen "M".

Pitkän liekin kaasu (DG). Poikkeaa arvosta D suuremmalla lämpöarvolla. Kaikkia fraktioita käytetään yksityisten talojen lämmittämiseen: "suuresta" "tavalliseen". Vaativampi kuin pitkä liekki säilytysolosuhteille, tk. intensiivisemmin sääntynyt.

Antrasiitti (A). Se säteilee paljon kehoa, on alhainen tuhkapitoisuus (tuhkajäännös 10%), palaa pitkään ja tasaisesti, savu palamisen aikana on valkoista (kaikki muut merkit "antaa" mustaa savua). Korkeasta suorituskyvystä huolimatta on mahdotonta suositella sitä yksiselitteisesti yksityistalojen lämmittämiseen: antrasiitilla on korkea hinta ja sitä on vaikea sytyttää.

Joissakin tapauksissa he ostavat vähärasvaista hiiltä "T", rasvaa "G" tai hieman paakkuuntuvaa "SS". Muilla luokilla on pääasiassa teollista käyttöä. Niitä käytetään energiassa ja metallurgiassa, joitain laatuja koksaukseen ja rikastukseen. Kun valitset hiiltä, ​​sinun on kiinnitettävä huomiota paitsi sen ominaisuuksiin, myös toimituskustannuksiin. Jos alueellasi ei myydä pitkää liekkiä tai antrasiittia, joudut todennäköisesti tyytymään markkinoilla oleviin tuotteisiin. Sinun on myös kiinnitettävä huomiota kattilasi valmistajien suosituksiin: asiakirjat osoittavat yleensä merkit, joille laite on suunniteltu. Niitä on käytettävä.

Mukavuuden lisäämiseksi ja rahan säästämiseksi monet ihmiset haluavat käyttää useita fraktioita: on kätevämpää sulattaa "pähkinällä" tai "isolla" fraktiolla ja kaataa "siemen" pitkää polttamista varten. Kylmimpinä aikoina varastoidaan tietty määrä antrasiittia, joka, vaikka sitä on vaikea sytyttää, palaa pitkään ja kuumana lämmitetyssä kattilassa.

Koksatut ja rikastetut hiilet läpikäyvät erityiskäsittelyn niiden lämpöarvon nostamiseksi. Näitä lajeja käytetään metallurgiassa ja energiassa. Tällainen polttoaine ei sovellu kotitalouksien kattiloihin: liian korkean palamislämpötilan vuoksi uuni voi rikkoutua.

Jos kuuntelet ihmisiä, joilla on kokemusta, he sanovat paras vaikutus antaa seuraavan sekvenssin kaataa polttoainetta kattilaan: sulata pitkällä liekillä, täytä sitten "pähkinä"-fraktion antrasiitti - se palaa pitkään, annat paljon lämpöä ja lisää "siemeniä" yöllä, joka palaa aamuun asti.

Tiiliuunien sytytysjärjestystä suositellaan eri tavalla: uuni sytytetään polttopuutilla, kun se leimahtaa hyvin, nukahtaa ”siemenellä” tai (avaa puhallin ja pelti paremman hapensyötön saamiseksi). Jos siemenessä on paljon pölyä, se voidaan kostuttaa vedellä - näin se leimahtaa helpommin. Kun uunin lämpö on riittävä, voidaan käyttää "nyrkkiä".

Mikä on puuhiili ja mihin sitä käytetään

Ihmiset ovat käyttäneet hiiltä tuhansia vuosia: se löydettiin kaivauksissa luolamiesten asutuksista. On epätodennäköistä, että he tekivät sen itse, pikemminkin he keräsivät sen tulipaloilla tai säilyttivät tulipalojen jäänteitä, mutta ilmeisesti he tiesivät sen ominaisuuksista ja osasivat käyttää sitä.

Nykyään maassamme tämän tyyppistä polttoainetta käytetään pääasiassa ruoanlaittoon: sitä käytetään grilleihin ja grilleihin, laitetaan tuleen. Joskus niitä käytetään tulisijoihin: se palaa pitkään, säteilee paljon lämpöä (7800 KC / kg), eikä savua ja nokea juuri ole. Jäljelle jäänyt tuhka on erinomainen lannoite ja sitä käytetään metsämaan tai peltojen lannoittamiseen. Puuhiilen tuhkaa käytetään myös lannoitteiden valmistukseen.

Teollisuudessa puuhiiltä käytetään raudan sulattamiseen. Tätä polttoainetta kuluu vain 0,5 tonnia metalliseoksen valmistukseen. Samaan aikaan valurauta saa paremman korroosionkestävyyden ja lujuuden. Kivihiiltä käytetään sulatteena messingin, pronssin, kuparin, mangaanin, sinkin ja nikkelin sulatuksessa. Sitä käytetään kiinteän voiteluaineen valmistukseen konepajateollisuutta varten, sitä käytetään hiontaan instrumenttien valmistuksessa ja painatuksessa jne. Suodattimet eri tarkoituksiin valmistetaan hiilestä.

Nykyään puuhiiltä aletaan nähdä vaihtoehtona perinteisille polttoaineille: toisin kuin kivihiili, öljy ja kaasu, se on uusiutuva materiaali. Ja nykyaikaiset tekniikat mahdollistaa hiilen saamisen jopa teollisuusjätteistä: sahanpurusta, pölystä, pensaista jne. Briketit muodostetaan sellaisista murskatuista raaka-aineista, jotka antavat 1,5 kertaa enemmän lämpöä kuin tavallinen puuhiili. Tällöin lämpöä vapautuu pidemmäksi aikaa ja lämpö on tasaista.

Kuinka puuhiili valmistetaan

1900-luvulle asti puuhiiltä saatiin polttamalla puuta tai erikoismuotoiltuja paaluja. Niihin asetettiin puu, peitettiin maalla ja sytytettiin tuleen tehtyjen erityisten reikien kautta. Tämä tekniikka on julkisesti saatavilla ja sitä käytetään edelleen joissakin maissa. Mutta sillä on alhainen hyötysuhde: 1 kg hiiltä kulutetaan jopa 12 kg puuta, ja tuloksena olevan hiilen laatua on myös mahdotonta valvoa. Seuraava vaihe hiilenpolton kehittämisessä oli putkien käyttö maauuneissa. Tämä parannus lisäsi prosessin tehokkuutta: puuta kului 8 kg kiloa kohden.

Nykyaikaisissa hiilenpolttimissa raaka-aineita kuluu 3-4 kg tuotekiloa kohden. Samalla kiinnitetään suurta huomiota prosessin ympäristöystävällisyyteen: hiilen valmistuksen aikana ilmakehään vapautuu paljon savua, nokea ja haitallisia kaasuja. Nykyaikaisten laitosten päästöt otetaan talteen ja lähetetään erikoiskamerat jossa sitä käytetään uunin lämmittämiseen koksauslämpötilaan.

Puun muuttuminen hiileksi tapahtuu hapettomassa ilmakehässä korkeassa lämpötilassa (pyrolyysireaktio). Koko prosessi on jaettu kolmeen vaiheeseen:

• 150 ° C:ssa kosteus poistetaan puusta;
• noin 150-350 °C:ssa Kaasujen vapautuessa ja orgaanisten tuotteiden muodostumisessa;
• 350-550 °C:ssa hartsit ja kondensoitumattomat kaasut erotetaan.

GOST: n mukaan puuhiili jaetaan useisiin luokkiin käytetyn puutyypin mukaan:

• • A - lehtipuulajit;
  • B - kova ja pehmeä lehtipuu, havupuulajit (o).

Luokat B ja C - useimmiten nämä ovat puuhiilibrikettejä, joiden valmistukseen käytetään puunjalostusyritysten jätettä. Tämä on erinomainen biopolttoainetyyppi, jota on pitkään käytetty Euroopassa lämmitykseen ja jopa voimalaitoksissa: niitä poltettaessa ei muodostu rikkiyhdisteitä (hiilessä ei ole rikkiä), ja hiilivety sisältyy vähimmäismäärät. Esi-isien tekniikalla voit polttaa hiiltä omiin tarpeisiisi itse. .

Turpeen muuttuminen hiileksi kestää kauan. Turve kertyy vähitellen suoon. Suolla puolestaan ​​kasvaa yhä suurempia kasvikerroksia. Syvyydessä turve muuttuu koko ajan. Monimutkainen kemialliset yhdisteet, joita löytyy kasveista, hajoavat yksinkertaisempiin. Osittain ne liukenevat ja kulkeutuvat veden mukana, osittain ne siirtyvät kaasumaiseen tilaan: hiilidioksidi ja metaani. Tärkeä rooli hiilen muodostumisessa on bakteereilla ja kaikenlaisilla sienillä, jotka asuvat kaikessa. Ne edistävät kasvikudoksen hajoamista. Tällaisten turpeen muutosten prosessissa stabiilin aine, hiili, alkaa kertyä siihen ajan myötä. Ajan myötä turpeen hiilipitoisuus turpeessa lisääntyy.

Hiilen kerääntyminen turpeeseen tapahtuu ilman happea, muuten hiili hapettuessaan muuttuisi kokonaan hiilidioksidiksi ja haihtuisi. Muodostuvat turvekerrokset eristetään ensin ilman hapesta niitä peittävällä vedellä, sitten uudet turvekerrokset.

Joten vähitellen prosessi muuttuu turpeeksi. Fossiilisen kivihiilen päätyyppejä on useita: ruskohiili, ruskohiili, bitumikivihiili, antrasiitti, suonpää jne.

Lähinnä turvetta ruskohiili- irtonainen ruskohiili, ei kovin vanhaa alkuperää. Se näyttää selvästi kasvien jäännökset, pääasiassa puun (siis nimi "ruskohiili", joka tarkoittaa "puuta"). Ruskohiili on puuturvetta. Nykyaikaisissa lauhkeissa suoissa turvetta muodostuu pääasiassa turvesammaleista, sarasta, ruokosta, mutta maapallon subtrooppisella vyöhykkeellä, esimerkiksi USA:n Floridan metsäsoissa, muodostuu myös puumaista turvetta, joka on hyvin samanlaista kuin fossiilinen ruskohiili.

Kasvijätteiden voimakkaamman hajoamisen ja muutoksen myötä ruskohiili. Sen väri on tummanruskea tai musta; se on vahvempaa kuin ruskohiili, puun jäänteet ovat siinä vähemmän yleisiä ja niitä on vaikeampi nähdä. Poltettaessa ruskohiili luovuttaa enemmän lämpöä kuin ruskohiili, koska se on hiilirikkaampaa. Ruskea kivihiili ei aina muutu kivihiileksi ajan myötä. Tiedetään, että Moskovan altaan ruskohiili on samanikäistä kuin Uralin länsirinteellä (Kizelin altaalla) oleva kivihiili. Prosessi, jossa ruskohiili muuttuu kivihiileksi, tapahtuu vain, kun ruskohiilen kerrokset vajoavat maankuoren syvemmälle horisontille tai vuorenrakennusprosessit tapahtuvat. Ruskohiilen muuttamiseen kiveksi tai antrasiitiksi tarvitaan erittäin korkea lämpötila ja korkea paine maan suolistossa. AT hiiltä vain mikroskoopilla näkyvät kasvien jäännökset; se on raskas, kiiltävä ja usein hyvin vahva. Jotkut kivihiililajit itse tai yhdessä muiden lajien kanssa koksiksi, eli ne muuttuvat koksiksi.

Suurin määrä hiiltä sisältää mustaa kiiltävää hiiltä - antrasiitti. Löydät siitä kasvien jäänteet vain mikroskoopin alla. Poltettaessa antrasiitti vapauttaa enemmän lämpöä kuin kaikki muut kivihiililajit.

Boghead- tiheää mustaa hiiltä, ​​jossa on conchoidaalinen murtumapinta; kuivatislauksen aikana se antaa suuren määrän kivihiilitervaa - arvokasta raaka-ainetta kemianteollisuus. Suonpää muodostuu levistä ja sapropeelista.

Mitä kauemmin kivihiili on maan kerroksissa tai mitä enemmän se altistuu paineelle ja syvän lämmön vaikutukselle, sitä enemmän se sisältää hiiltä. Antrasiitti sisältää noin 95 % hiiltä, ​​ruskohiili - noin 70 % ja turve - 50-65 %. Suolla, johon turvetta kertyy alun perin, savi, hiekka ja erilaiset liuenneet aineet tulevat yleensä toimeen veden kanssa. Ne muodostavat turpeeseen mineraaliepäpuhtauksia, jotka jäävät sitten hiileen. Nämä epäpuhtaudet muodostavat usein välikerroksia, jotka erottavat hiilisauman useisiin kerroksiin. Seos saastuttaa hiilen ja vaikeuttaa sen kehittymistä.

Kivihiiltä poltettaessa kaikki mineraaliepäpuhtaudet jäävät tuhkan muodossa. Mitä parempi hiili, sitä vähemmän tuhkaa sen tulisi sisältää. AT hyviä lajikkeita kivihiiltä on vain muutama prosentti, mutta joskus tuhkan määrä saavuttaa 30-40%. Jos tuhka on yli 60%, kivihiili ei pala ollenkaan eikä sovellu polttoaineeksi.

Hiilisaumat eroavat paitsi koostumuksestaan ​​myös rakenteestaan. Joskus koko sauma koostuu puhtaasta hiilestä koko paksuudeltaan. Tämä tarkoittaa, että se muodostui turvesuossa, jonne savella ja hiekalla saastutettua vettä ei juurikaan päässyt. Tällainen kivihiili voidaan polttaa välittömästi. Useammin hiilisaumat vuorottelevat savi- tai hiekkaisten välikerrosten kanssa. Tällaisia ​​kivihiilen saumoja kutsutaan monimutkaisiksi. Niissä esimerkiksi 1 metrin paksuisessa saumassa on usein 10-15 savea, joista jokainen on useita senttejä paksu, ja puhdasta hiiltä on vain 60-70 cm; kun taas kivihiili voi olla erittäin hyvälaatuista. Hiiltä rikastetaan, jotta kivihiilestä saadaan vähän vieraita epäpuhtauksia sisältävää polttoainetta. Kaivoksesta kivi lähetetään välittömästi käsittelylaitokseen. Siellä kaivoksessa louhittu kivi murskataan pieniksi paloiksi erikoiskoneissa, minkä jälkeen kaikki savipalat erotetaan hiilestä. Savi on aina raskaampaa kuin kivihiili, joten hiilen ja saven seos pestään vesivirralla. Suihkun lujuus valitaan siten, että se vie hiiltä ja painavampi savi jäisi alle. Sitten vesi hiilen kanssa johdetaan usein arinan läpi. Vesi valuu pois ja kivihiili, joka on nyt puhdas ja vapaa savihiukkasista, kerääntyy arinan pinnalle. Tällaista hiiltä kutsutaan rikastetuksi. Siihen jää hyvin vähän tuhkaa jäljellä. Tapahtuu, että hiilen tuhka ei ole haitallinen epäpuhtaus, vaan mineraali. Siten esimerkiksi purojen ja jokien suoon tuoma ohut, savimainen sameus muodostaa usein arvokkaan tulenkestävän saven välikerroksia. Se kehitetään tai kerätään erityisesti hiilen polton jälkeen jäljelle jääneestä tuhkasta ja sitä käytetään sitten posliiniastioiden ja muiden tuotteiden valmistukseen. Joskus löytyy hiilen tuhkasta