Як виглядає l; видобуток вугілля; Жан-Марк Янчовічі

Як ви видобуваєте вугілля? Ось просте запитання: вугільна шахта - це велика діра в землі, робітники, що збирають лопати та кирки, маленькі вагони для вивезення вугілля, і престо, вуаля. Можливо, за часів Золі, але зараз це часом складніше !

Поверхневе вугілля або підземне вугілля

На планеті існує дві основні категорії вугільних шахт:

підземні операції, які передбачають копання галерей для доступу до вугільних пластів, галереї, які, отже, потрібно викопати, підкріпити, очистити, осушити (іноді в вугільній шахті багато води!), провітрювати, освітлювати тощо.

відкриті роботи, де вугілля знаходиться на одному рівні з поверхнею. У цьому випадку перші кілька метрів землі видаляються, а потім вугілля викопується з поверхні, що вимагає набагато менш складної технології.

Оскільки найдавніше вугілля і, отже, найбагатше на вуглець, є також найбільш глибоко заглибленим, буре вугілля видобувають більше на відкритих шарах, а вугілля типу "кам'яне вугілля" більше в підземних галереях.

Видобути пару або коксівне вугілля

Видобувати - значить копати, а потім мити. Копати легко зрозуміти. На кустарних шахтах, які залишаються широко поширеними в деяких країнах, таких як Китай, робітники все ще працюють з лопатами та кирками або неподалік. З іншого боку, у західних країнах механізація сильна. Як результат, продуктивність праці працівника вугільної шахти коливається від кількох сотень тонн на рік (або трохи більше тонни на день) до понад 10 000 (в Австралії або близько 30 тонн на день). При поточному видобутку вугілля 7 мільярдів тонн, більше половини якого надходить з низькопродуктивних країн (Індія, Китай), у видобутку вугілля зайнято близько 6 мільйонів людей у всьому світі, з них приблизно 3/4 у Китаї.

І вмийся, чому біса? Тому що те, що видобувається, насправді є сумішшю власного вугілля та різних шансів та кінців, таких як пил, каміння тощо. Видаляючи ці домішки водою під тиском, також втрачаються дрібні шматочки вугілля, що спричиняє втрату від 10 до 50% вугілля, виведеного з надр, залежно від якості та компактності видобутого вугілля. Ці мінеральні залишки є джерелом утворення шахтних шлакових відвалів. Тільки після цієї операції миття деревне вугілля готове до продажу або використання.

Для "кам'яного вугілля" витрати на видобуток становлять близько декількох десятків доларів за тонну; деталі наведені нижче для деяких країн-експортерів (дані за 2001 рік).

Вартість видобутку ($/т) Австралія RSAUSA Індонезія Колумбія

Витрати без урахування амортизації (хв)	10	12	10	15	17
Витрати без урахування амортизації (макс.)	30	17	31	30	25
Витрати без урахування амортизації (в середньому)	22	15	22	22	21
Знос	5	4	4	4	4
Середня сума	27	19	26	26	25

25 доларів за тонну за вугільне паливо при 6500 ккал/кг (або 0,65 пальця за тонну), що призводить нас до водних витрат на видобуток іншого викопного палива. З іншого боку, із вартістю транспорту на "репрезентативну" відстань, вугілля стає дорожчим, ніж нафта, за рівну енергію, що постачається.

Орієнтовні витрати на видобуток та транспортування різних видів викопного палива, у центах ($) за кВт-год.

Значення "транспорт 4000 км" для вугілля передбачає міжнародні вантажні перевезення морським транспортом, а значення "сухопутного вантажу 2000 км" - для залізничних вантажів. Витрати на транспортування вугілля можуть також включати портові або судноплавні роботи, про які тут не йдеться.

Ми бачимо, що нафта - це найдешевша енергія для транспортування (і для видобутку для старих гігантських родовищ Перської затоки).

Екстракт бурого вугілля

На шахтах з бурого вугілля, як правило, розташованих на підлозі електростанції, або навпаки, видобуток часто здійснюється на відкритих шахтах, з величезними "копальними машинами"

Видобуток лігніту в Німеччині.

Лігніт, паливо в середньому "молодше" вугілля, часто виявляється в шарах, не глибоко заглиблених під поверхню, і його експлуатація тоді складається з:

експропріювати будь-яких мешканців, що проживають над шаром (у густонаселених країнах, таких як Німеччина, це не плод уяви), площа якого може становити десятки квадратних кілометрів,

видалити поверхневий шар, який може становити від декількох метрів до декількох десятків метрів землі,

передайте машину, показану праворуч, для видобування бурого вугілля, яке потім буде розміщено на наборі конвеєрних стрічок, а потім поїзд до сусідньої електростанції (економічно не вигідно перевозити буре вугілля далеко, у якого енергетичний вміст занадто низький за одиницю ваги),

коли шахта закриється, оскільки шар видобутого бурого вугілля мав товщину в кілька десятків метрів, ми не збираємося прокладати нічого ззовні, щоб заповнити западину, крім можливо золи з електростанції, якщо вона знаходиться поруч з нею. Стара шахта іноді перетворюється на штучне озеро.

Закри "машини для видобутку бурого вугілля" (подібна до тієї, що видно в центрі попередньої фотографії).

Транспорт

У всіх випадках, коли вугілля не використовується на шахтному дні, його потрібно транспортувати від місця видобутку до місця споживання. Але наше вугілля, доки не буде доведено протилежне, міцне. Як наслідок, один із засобів, який часто використовується для транспортування газу або нафти, для нього недоступний: труба (звичайно, нафтопровід або газопровід). Теоретично вантажівка, літак, залізниця та човен залишаються.
Очевидно, що витрати на повітряний транспорт непомірні для товару настільки ж недорого на тонну, як вугілля (вантажні перевезення переважно використовуються для продуктів, що коштують чималих грошей: електроніка, предмети розкоші, квіти, екзотичні фрукти, іноді мармур), а на суші поїзд набагато ефективніше, ніж вантажівка для великих тонажів. Як результат, єдиними важливими режимами використання матеріалу для вугілля є:

взагалі нічого (!), якщо місце використання прилягає до місця виробництва (приклад електростанції на шахтному дні)

залізниця, коли місце виробництва та місце споживання знаходяться на одному континенті,

Тонна вугілля, що перевезена залізничним транспортом у США в 2002 році.

Основні райони виробництва - Вайомінг та Аппалачі.

Як не дивно, але перевезення вугілля залізничним транспортом є джерелом збереження модальної частки поїзда в Сполучених Штатах: можна задатися питанням, чи це перемога екологічного концерну !

Джерело: Гленн Гаррісон, Національна лабораторія Оук-Ридж

водний шлях у разі зміни континенту,

незначно водний шлях на каналах або річках,

У випадку транспортування на човні витрати на транспорт, зведені до одиниці енергії, знаходяться на рівні нафти (і набагато нижчі, ніж витрати на газ); вони, очевидно, є функцією відстані.

Порядки величини транспортних витрат різної енергії, у доларах на мільйон британських теплових одиниць (ах, ці англосакси!), Відповідно до довжини шляху в км (на осі х, будьте обережні, інтервали відстані не постійний).
Один мільйон BTU - один гігаджауль ≈ 290 кВт-год.

Труба = газопровід;
СПГ = скраплений природний газ, тобто зрідження газу в прибережній установці в країні виробника перед посадкою на носії СПГ та регазифікація на терміналі, розташованому в країні споживача.

Джерело: П’єр-Рене Бакі, загальний доцент, 2008 р. Та Жан Тейсі, 2001 р

Зрештою, наземний транспорт збільшує прямі витрати на шахти (тобто величину експлуатаційних витрат, за винятком амортизації) на 10% - 50%, а морські перевезення - на 20% - 80%. У середньому вартість CIF (CIF = оплата страхування та перевезення вантажів; повна вартість з обробкою, фрахтом та страхуванням) імпортованого вугілля становить 3 рази більше, ніж вартість видобутку: більша частина вартості вугілля в країнах-імпортерах, таким чином, є вартістю транспортування . Хто може сказати, як буде змінюватися ця вартість у разі тиску на ціну нафти? !

Однак слід пам’ятати, що більша частина вугілля не продається на міжнародному рівні, а використовується всередині країни, що чітко відображається у статистиці продажів 25 найкращих світових виробників.

Виробництво 25 найкращих світових виробників вугілля (що становить 35% світового виробництва та майже 100% експорту) з розподілом між експортом та внутрішніми продажами.

Чітко видно, що більшість виробників виробляють продукцію лише для свого внутрішнього ринку.

Джерело: IEA, World Energy Outlook, 2009

Доступ до вугілля, навіть не вивозячи його з шахти

На майбутнє дехто планує видобувати вугілля, навіть не вивозячи його з шахти. Принцип полягає в газифікації in situ: "водний газ" створюється в самому вугільному пласті шляхом впорскування кисню або водяної пари через першу свердловину, а потім повертає газ, створений другою свердловиною, який потім направляється в "газ до рідин ”одиниця. Цей процес розглядається для родовищ, розташованих глибоко під землею.

Зображення обкладинки:
Видобуток лігніту в Німеччині.