Hiili on yksi tunnetuimmista polttoainevaroista. Muinaiset kreikkalaiset tiesivät ensimmäisinä tämän mineraalin palavista ominaisuuksista. Kuinka hiilen louhinta on nykymaailmassa? Mitkä maat johtavat tuotannossaan? Ja mitkä ovat hiiliteollisuuden näkymät lähitulevaisuudessa?
Mikä on hiili ja miten sitä käytetään?
Hiili on kiinteä ja palava mineraali, tummanharmaan tai mustanvärinen kivi, jolla on vähäinen metallinen kiilto. "Tämä aine syttyy ja palaa kuten puuhiili", - kuvaili rodua Theophrastus of Eres, Aristoteleen oppilas. Muinaiset roomalaiset käyttivät aktiivisesti hiiltä kotiensa lämmittämiseen. Ja kiinalaiset oppivat 1. vuosisadalla eKr. Valmistamaan siitä koksia.
Kuinka hiili muodostui? Muinaisissa geologisissa aikakausina suuret maanpinnan alueet peitettiin tiheillä metsillä. Ajan myötä ilmasto muuttui, ja kaikki tämä puumassa haudattiin maanpaksuuteen. Korkean lämpötilan ja paineen ollessa kuollut kasvillisuus muuttui ensin turpeeksi ja sitten hiileksi. Siten voimakkaat hiilellä rikastetut kerrokset ilmestyivät maan alle. Hiili muodostui aktiivisimmin hiili-, permi- ja juura-aikoina.
Hiiltä käytetään energiapolttoaineena. Juuri tällä resurssilla suurin osa lämpövoimalaitoksista toimii. Aktiivisesta hiilen louhinnasta tuli 18-18-vuosisadalla yksi Euroopassa tapahtuneen teollisen vallankumouksen ratkaisevista tekijöistä. Nykyään hiiltä käytetään laajasti rautametallurgiassa, samoin kuin ns. Nestemäisten polttoaineiden tuotannossa (nesteyttämällä).
Kivihiilen määrän perusteella on olemassa kolme päätyyppiä olevaa hiiltä:
- ruskohiili (65 - 75% hiiltä);
- kivihiili (75 - 95%);
- antrasiitti (yli 95%).
Hiilen louhinta
Nykyään planeettamme teollisuushiilen kokonaisvarastot ovat biljoonaa tonnia. Siksi ihmiskunnalla on tarpeeksi tätä polttoainevarantoa vielä monien vuosien ajan (toisin kuin sama öljy tai maakaasu).
Hiilen louhinta suoritetaan kahdella menetelmällä:
- avata;
- suljetut.
Ensimmäinen menetelmä käsittää kivien uuttamisen maan suolistosta louhoksissa (hiilikaivoksissa) ja toinen - suljetuissa kaivoksissa. Viimeksi mainitun syvyys vaihtelee suuresti useasta sadasta metristä puolitoista kilometriin. Jokaisella näistä hiilen louhintamenetelmistä on omat edut ja haitat. Joten, avoin menetelmä on paljon halvempi ja turvallisempi kuin metro. Toisaalta kaivokset vahingoittavat ympäristöä ja luonnonmaisemaa paljon vähemmän kuin louhokset.
On syytä huomata, että hiilen kaivostekniikat eivät ole yhdessä paikassa. Jos sata vuotta sitten primitiivisiä telit, hakutulostimet ja lapiot käytettiin kivihiilisaumojen kehittämiseen, nyt uusimpia teknisiä koneita ja laitteita (jakkivasarat, yhdistelmälaitteet, jyrät jne.) Käytetään samoihin tarkoituksiin. Lisäksi kehitetään ja parannetaan täysin uutta tuotantomenetelmää - hydraulista. Sen ydin on seuraava: voimakas vesisuihku murskaa kivihiilisauman ja kuljettaa sen erityiseen kammioon. Sieltä rodut toimitetaan suoraan tehtaalle rikastamista ja jatkokäsittelyä varten.
Maailman hiilikaivostoiminnan maantiede
Hiiliesiintymät sijaitsevat maailmassa suunnilleen tasaisesti. Tämän resurssin talletukset ovat läsnä kaikilla planeetan mantereilla. Siitä huolimatta noin 80% kaikista talletuksista on Pohjois-Amerikassa ja Neuvostoliiton jälkeisissä maissa.Samanaikaisesti kuudesosa maailman hiilivarastoista sisältää Venäjän suoliston.
Maapallon suurimpia hiilialueita ovat Pennsylvania ja Appalachian (Yhdysvallat), Henshui ja Fushun (Kiina), Karaganda (Kazakstan), Donetsk (Ukraina), Ylä-Sleesia (Puola), Ruhr (Saksa).
Vuodesta 2014 alkaen hiilen louhinnan johtavista maista viisi ensimmäistä maailmassa on seuraava (suluissa on prosenttiosuus maailman hiilentuotannosta):
- Kiina (46%).
- Yhdysvallat (11%).
- Intia (7,6%).
- Australia (6,0%).
- Indonesia (5,3%).
Hiiliteollisuuden ongelmat ja näkymät
Hiiliteollisuuden pääongelma on luonnollisesti ympäristöluonto. Fossiilinen hiili sisältää elohopeaa, kadmiumia ja muita raskasmetalleja. Uuttaessa kiviä maasta, kaikki tämä pääsee maaperään, ilmailmaan, pintaan ja pohjaveteen.
Ympäristölle aiheutuneiden vahinkojen lisäksi hiiliteollisuus on myös suuria riskejä ihmisten elämälle ja terveydelle. Ensinnäkin, tämä koskee kaivostyöläisiä. Liiallinen pöly suljetuissa kaivoksissa voi johtaa vakaviin sairauksiin, kuten silikoosiin tai pneumokonioosiin. Meidän ei pidä unohtaa suurta määrää tragedioita, jotka vievät vuosittain satojen hiiliteollisuuden työntekijöiden elämän ympäri maailmaa.
Mutta kaikista ongelmista ja vaaroista huolimatta ihmiskunta ei todennäköisesti pysty luopumaan tästä polttoaineresurssista lähitulevaisuudessa. Erityisesti öljy- ja kaasuvarantojen nopean laskun taustalla maailmassa. Nykyään hiilen kaivosteollisuudessa hallitsee antrasiitin tuotannon lisääntyminen. Joissakin maissa (erityisesti Venäjällä, Turkissa ja Romaniassa) ruskohiilen tuotanto kasvaa.
Hiilen louhinta Venäjällä
Pietari Suuri esitteli Venäjän ensimmäisen kerran Pietarille Suurelle. Kun hän lepää Kalmiusjoen rannoilla, kuninkaalle näytettiin pala mustaa kiviä, joka palasi täydellisesti. "Jos ei meille, niin tämä mineraali on hyödyllinen jälkeläisillemme", suvereeni summitti perustellusti. Venäjän hiiliteollisuuden muodostuminen tapahtui 1800-luvun alkupuolella.
Nykyään hiilentuotanto Venäjällä on yli 300 miljoonaa tonnia vuodessa. Yleensä maan suolet sisältävät noin 5% tämän polttoainevarannon globaaleista varannoista. Venäjän suurimmat hiilialueet ovat Kansk-Achinsky, Pechora, Tunguska ja Kuzbass. Yli 90% maan kaikista talletuksista sijaitsee Siperiassa.