Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Каменный уголь: образование, использование

2. Исторические аспекты освоения Черемховского каменноугольного месторождения

3. Экологические проблемы, связанные с разработкой Черемховского каменноугольного месторождения

4. Перспективы развития угольной промышленности в г. Черемхово

Заключение

Литература

Введение

Еще в каменном веке и до середины XX столетия человек искал, разведывал и добывал полезные ископаемые, которые он находил на поверхности и в глубине Земли. Угли Донбасса, Кузбасса и Караганды, железные руды Кривого Рога и Нижнего Тагила, золотые россыпи Урала и Колымы, полиметаллические руды Алтая и Забайкалья - все эти полезные ископаемые были найдены геологами, крестьянами, пастухами, охотниками, рабочими горных заводов. Геологи же изучали и оценивали сделанные открытия.

Научно-технический прогресс позволяет нам открывать, разведывать и разрабатывать новые месторождения, залегающие в глубине земной коры и на дне наших акваторий, а при необходимости и синтезировать нужные российской экономике минералы. Разработка угля, железа, золота и слюды имеют общероссийское значение.

Угольная промышленность - одна из старейших отраслей экономики г. Черемхово Иркутской области, именно она обеспечила нормальное функционирование до Великой Отечественной войны Восточно-Сибирской, Забайкальской, Амурской и позже Транссибирской железных дорог. Во время Великой Отечественной войны черемховский уголь облегчал напряжённое положение в топливном балансе Сибири, стимулировал рост производства многих видов промышленной продукции. Свыше 100 лет черемховские горняки добывают каменный уголь.

Но сегодня в пределы Иркутской области завозятся канско-ачинский и якутский угли, в основном в западные и северные районы. Это определяется экономической целесообразностью (более низкими ценами) и сложившейся транспортной схемой доставки, в незначительной степени - технологическими особенностями котельных. Прежде всего, это относится к более дешевому бурому углю, добываемому на Ирша-Бородинском месторождении в Красноярском крае (Канско-Ачинский угленосный бассейн), который уже сейчас составляет конкуренцию черемховскому каменному энергетическому углю. Вытеснить канско-ачинский уголь с энергетического рынка области можно путем снижения себестоимости добычи на месторождениях Черемховского бассейна. В этой связи целесообразно сокращать производственные и непроизводственные затраты за счет сосредоточения добычи угля на лучших участках и месторождениях. Немаловажную роль будет играть и проведение новой технической и ценовой политики. Всё это свидетельствует об актуальности темы «Черемховское каменноугольное месторождение: история, проблемы, перспективы развития».

Объект исследования: угольная промышленность России.

Предмет исследования: освоение Черемховского каменноугольного месторождения.

Цель работы: показать значение каменного угля в экономике г.Черемхово и Иркутской области.

Задачи исследовательской работы:

1. Дать понятие каменного угля, показать направления его использования;

2. Представить исторические аспекты освоения Черемховского каменноугольного месторождения;

3. Рассмотреть экологические проблемы, связанные с разработкой Черемховского каменноугольного месторождения;

4. Рассмотреть Перспективы развития угольной промышленности в г. Черемхово.

Методы исследования: теоретические (анализ и синтез, конкретизация) и практические (изучение научной литературы и документов, находящихся в Централизованной библиотечной системе, библиотеке и минералогическом музее Черемховского горнотехнического колледжа, минералогическом музее ИрГТУ, Музее истории Черембасса; просмотр архивных подшивок газеты «Черемховский рабочий»; беседы с зав. краеведческим отделом ЦГБС И.В.Воронцовой, директором Музея истории Черембасса М.А.Геринг, ветераном педагогического труда преподавателем геологии ЧГТК А.В.Шиверновским, писателем-краеведом Т.В.Ковальской; анкетирование.

1. Каменный уголь: образование, использование

Много богатств находится в недрах Иркутской области, но только каменный уголь называют «солнечным камнем». Уголь был первым из используемых человеком видов ископаемого топлива. Он позволил совершить промышленную революцию, которая в свою очередь способствовала развитию угольной промышленности, обеспечив её более современной технологией. В 1960 году уголь давал около половины мирового производства энергии.

Уголь - это остатки растений (древовидных папоротников , хвощей и плаунов, а также первых голосеменных растений), погибших многие миллионы лет назад, гниение которых было прервано в результате прекращения доступа воздуха. (1) Поэтому они не смогли отдать в атмосферу отобранный у нее углерод. Доступ воздуха прекращался особенно резко там, где болота и заболоченные леса опускались в результате подвижек и изменения климатических условий и покрывались сверху другими веществами. При этом растительные останки превращались под воздействием бактерий и грибов в торф и дальше в бурый уголь, каменный уголь, антрацит и графит.

Большинство залежей каменного угля было образовано в палеозое, преимущественно в каменноугольном периоде , примерно 300-350 миллионов лет тому назад. Бурый уголь - твердый ископаемый уголь, образовавшийся из торфа , содержит 65-70% углерода , имеет бурый цвет, наиболее молодой из ископаемых углей. Используется как местное топливо и как химическое сырье. Торф - исходный продукт для образования угля. Если затем происходит его захоронение под другими наносами, то торф испытывает сжатие и, теряя воду и газы, преобразуется в уголь. Под давлением толщи осадков мощностью в 1 километр из 20-метрового слоя торфа получается пласт бурого угля толщиной 4 метра. Если глубина погребения растительного материала достигает 3 километров, то такой же слой торфа превратится в пласт каменного угля толщиной 2 метра. На большей глубине, порядка 6 километров, и при более высокой температуре 20-метровый слой торфа становится пластом антрацита толщиной в 1,5 метра.

В результатах движения земной коры угольные пласты испытывали поднятие и складкообразование. С течением времени приподнятые части разрушались за счет эрозии , а опущенные сохранялись в широких неглубоких бассейнах, где уголь находится на уровне не менее 900 метров от земной поверхности. (2)

Способ добычи угля зависит от глубины его залегания. Разработка ведется открытым способом, если глубина залегания угольного пласта не превышает 100 метров. При большом углублении угольного карьера выгодно вести разработку угольного месторождения подземным способом. Для извлечения угля с больших глубин используются шахты . Самые глубокие шахты на территории Российской Федерации добывают уголь с уровня чуть более 1200 метров. В России различают: бурые угли , каменные угли , антрациты и графиты.

1. Бурые угли. Содержат много воды (43%), и поэтому имеют низкую теплоту сгорания, содержат большое количество летучих веществ (до 50%). Образуются из отмерших органических остатков под давлением нагрузки и под действием повышенной температуры на глубинах порядка 1 километра.

2. Каменные угли. Содержат до 12% влаги (3-4% внутренней), поэтому имеют более высокую теплоту сгорания. Содержат до 32% летучих веществ, за счёт чего неплохо воспламеняются. Образуются из бурого угля на глубинах порядка 3 километров.

3. Антрациты. Почти целиком (96%) состоят из углерода. Имеют наибольшую теплоту сгорания, но плохо воспламеняются. Образуются из каменного угля при повышении давления и температуры на глубинах порядка 6 километров. Используются в основном в химической промышленности.

По составу основного компонента - органического вещества угли подразделяются на три генетические группы: гумолиты, сапропелиты, сапрогумолиты. Преобладают гумолиты, исходным материалом которых явились остатки высших наземных растений. Отложение их произошло преимущественно в болотах, занимавших низменное побережье морей, заливов, лагун, пресноводных бассейнов. Накапливающийся растительный материал в результате биохимического разложения перерабатывался в торф, при этом значительное влияние оказывали обводнённость и химический состав водной среды. Содержание углерода в каменном угле колеблется от 75 до 90 процентов.

Каменный уголь - твердое горючее, полезное ископаемое растительного происхождения. Он представляет собой плотную породу черного, иногда темно-серого цвета с блестящей матовой поверхностью. Содержит 75-97% углерода, 1,5-5,7% водорода, 1,5-15% кислорода, 0,5-4% серы, до 1,5% азота, 2-45% летучих веществ, количество влаги колеблется от 4 до 14%. Состав минеральных примесей - кварц, глинистые минералы, полевые шпаты, пирит, марказит, карбонаты и другие соединения. Большая часть минеральных примесей при сжигании превращается в золу. Каменный уголь считается пригодным для технологического использования, если после сгорания зола составляет 30 или менее процентов. Начиная с 19 века, крупный потребитель угля - транспорт. Основные направления промышленного использования угля: производство электроэнергии, металлургического кокса, сжигание в энергетических целях, получение при химической переработке разнообразных (до 300 наименований) продуктов. Возрастает потребление углей для получения высокоуглеродистых углеграфитовых конструкционных материалов, горного воска, пластических масс, синтетического, жидкого и газообразного высококалорийного топлива, ароматических продуктов путём гидрогенизации, высоко азотистых кислот для удобрений. Получаемый из каменного угля кокс, необходим в больших количествах металлургической промышленности. По размеру получаемых при добыче кусков Каменный уголь классифицируется на: плитный (П) - более 100 мм, крупный (К) - 50-100 мм, орех (О) - 26-50 мм, мелкий (М) - 13-25 мм, семечко (С) - 6-13 мм, штыб (Ш) - менее 6 мм, рядовой (Р) - не ограниченный размерами.

Каменный уголь залегает в виде пластов различной мощности (от долей м и до нескольких десятков и более м). Глубина залегания углей различна до 2000-2500 м и глубже. При современном уровне горной техники добыча каменный уголь может производиться открытым способом до глубины 350 м.

При формировании Черемховского месторождения, в среднеюрский период накапливания растительной массы, в озере, в основном, развивались низшие растения (водоросли, мхи, лишайники). Из этих растений в результате процесса битуминизации образовался сапропель, а затем, при опускании участка на глубину, и сапропелевый уголь. По внешнему виду он похож на сланец. Мощность пачек сапропелевого угля достигала до 20см. Сапропелевый уголь имеет теплотворную способность значительно больше, чем любой каменный уголь и является ценным химическим сырьем, содержание водорода в нем составляет 11%. Черемховское каменноугольное месторождение расположено на Транссибирской железнодорожной магистрали вблизи Черемхово, в 130 км к северо-западу от Иркутска. (3) Отрабатываются два угольных пласта: Главный и Малый с междупластием до 3 м. Пласт Главный имеет мощность 0,6-8,8 м (при средней - 4,5 м), пласт Малый залегает выше Главного, мощность его от 0,1 до 6,3 м.110,() м /т. Угли - каменные марки Д, зольность - около 18%, средняя сернистость 1,2%, теплота сгорания - от27,3 до 36,0 МДж/кг.

По применяемой на шахтах и разрезах технологии механизации добытый уголь разделяется на 5 марок:

Угли марки ДР. Зольность колеблется в пределах 23 -24%. Широко применяются для нужд промышленности. Объём ДР в общем объёме добычи угля 50%.

Угли марки ДК. Зольность 17 -18%. Используется на транспорте в топках паровозов, в цементных печах. В общем объёме добычи угля ДК составляют 8%.

Угли ДМ. Зольность 25 - 26%. Используются как пылевидное топливо. Из общего объёма добычи 16% приходится на угли марки ДМ.

Концентрат. Получается на обогатительных фабриках. Зольность 16 -17%, предел 18 - 19%. Используется как полукокс на водном транспорте и как технологическое сырьё. По объёму составляет 12% от общей добычи.

Отсев. Получается на обогатительных фабриках. Зольность 27 -23%, применяется как пылевидное топливо. Процент отсева в общей добыче 11%.

Статистические данные свидетельствуют о том, что Черемховский уголь средней зольности, небольшой и средней сернистости, имеет высокую теплотворную способность, т е. полностью отвечают требованиям, предъявляемым к энергетическим углям. (4)

2. Исторические аспекты освоения Черемховского каменноугольного месторождения

Угледобывающая промышленность возникла в Иркутской губернии в конце XIX века в период строительства Транссибирской железной дороги, при разработке сначала (с 1896 г.) Черемховского месторождения, затем Забитуйского, Головинского, Владимирского и Нюринского. Данные месторождения относились к Черемховскому углепромышленному району.

О богатствах, таящихся в земле, местные жители знали давно. Первые сведения о Черемховском каменноугольном месторождении появились в 1868-1871 годах в геологических отчётах известных исследователей Восточной Сибири И. Черского и А. Чекановского.

«Угольная лихорадка» несколько лет сотрясала местное население. Страницы книги П.К. Щелкунова повествуют: «Вся прилегающая к селу Черемховскому площадь была занята заявками, и в 1897-1898 годах началась вакханалия купли - продажи, хищения явочных знаков в пользу другого».

Дальнейшее изучение месторождения было проведено академиком В.А.Обручёвым, а в 1892-1897 годах профессором К.М.Богдановичем и инженером Яворским. В 1895 году горный инженер Шейнцвит заложил первые разведочные шахты. Но уголь был признан негодным к употреблению. Вторую попытку сделал горный техник В.Цетнерович, заложивший четыре шахты. В июле 1896 года было добыто 440 пудов, а за год 4800 тонн каменного угля. Село превращается в промышленный центр Иркутской губернии.

В сентябре 1901 года была заложена первая шахта купца 1 гильдии Петра Карповича Щелкунова вблизи железнодорожной станции Черемхово. В период с 1901 по 1918 годы он создаёт на Черемховской земле промышленную и учебно-производственную базу для профессиональных кадров будущего. До сих пор сохранились в нашем городе постройки Петра Карповича: это - чугунно-литейный цех, каменное двухэтажное здание по улице Декабрьских Событий и др.

22 ноября 2006 года Постановлением мэра города Черемхово В.А. Семенова №798 одна из улиц города названа именем П. К. Щелкунова. (5)

Если в конце XIX в. вблизи Черемхово действовало всего одно угледобывающее предприятие (где работало 180 горнорабочих), дававшее 20 тыс. т угля в год, то уже к 1906 г. их насчитывалось 11 (5 тыс. горнорабочих), с ежегодным объемом добычи 1 млн.т. Выработка на одного рабочего достигала 200 т угля в год. Таких высоких темпов роста угледобычи не знал ни один угольный бассейн страны! За восемь лет она выросла в 53 раза! В 1907 году вокруг села и станции Черемхово располагались следующие угольные копи:

· Товарищество А.М. Маркевича, возникшее в 1898 году и объединившее 3 рудника (Самый первый рудник Натальинский был расположен в северо-западном направлении вдоль железной дороги в сторону нынешней станции Жаргон). Второй рудник Александровский занимал площадь на западной окраине села. Третий - Андреевский (располагался вдоль железной дороги);

· Товарищество В.А.Рассушина, находившееся к югу от западного переезда между железной дорогой и заимкой Шадрина;

· Русско-Азиатское Товарищество (владельцы И.В.Комаровский и И.И.Собещанский которого с 1900 года открыли 3 рудника, расположенные на одной площади к северо-востоку от железной дороги. Сегодня этот район вдоль улицы Маяковского;

· Гришевское акционерное общество (с 1903 года отрабатывало 6 рудников на территории в 116 верстах от Иркутска и в 6 верстах от станции Черемхово). Шахтные поля простирались от железной дороги на север до заимки Гришево, около 5 вёрст. Акционеры на собранные деньги построили разъезд Гришево Сибирской железной дороги, ветку до шахт, подъездные пути, эстакаду и сортировку при шахте №3.

К началу 20 века в Черемховском бассейне работало около 20 мелких шахт с общей производительностью 400 т. угля в сутки. Шахты были кустарными, подъём угля из шахт осуществлялся вручную или конным способом.

Выемка угля тоже велась ручным способом - обушком и последующим обрушением угольных пачек клиньями и кувалдами. (6) Затем уголь грузили на ленточные и скребковые конвейеры, установленные вдоль заборов. (7) Условия труда на первых шахтах были жуткие: темень, сырость тяжелый рудничный воздух, и связанные с этим профессиональные заболевания. В этот период основная масса (85%) добываемого угля потреблялась в качестве топлива для паровозов на Транссибирской железной дороге (Среднесибирский и Забайкальский участки), остальная часть (15%) использовалась для нужд промышленности, водного транспорта и местного населения Иркутской губернии и Забайкальской области. Использование же дров грозило превратить лесные просторы Сибири в степь. На шести предприятиях Черемхово-Касьяновской группы добывалось 80% угля.

С 1920 года начинается плановая разведка и детальное изучение месторождения. В период 1944-1946 года профессорами Ю.А.Жемчужным и А.И. Сердом был составлена геолого-химическая карта изученной части Черемховского месторождения.

Возрождение и дальнейшее развитие угольной промышленности в Черемхово происходит в годы первой, второй, а затем и третьей пятилеток. Послевоенные пятилетки отмечены бурным развитием добычи угля. В угольной промышленности свершалась техническая революция: в шахты пришли очистные и проходческие комбайны, механизированная крепь и очистные механизированные комплексы. Начиная с 1950 года, один за другим вступают в строй разрезы. Открытая добыча прочно заняла в Черемхово ведущее место. С 1977 г. уголь в Черембассе добывается только открытым способом.

Большой вклад в развитие угольной промышленности внёс Михаил Иванович Щадов в 1948 году выпускник Черемховского горного техникума получил распределение на шахту №5- бис треста «Черемховуголь» и был назначен механиком участка шахты, а через четыре месяца становится заместителем главного механика шахты…(8) Ныне он министр угольной промышленности СССР, Президент международного конгресса, Почётный житель Черемхово, Лауреат Государственной премии Советского Союза, дважды лауреат премии Совета Министров СССР - гордость города Черемхово - «кузницы горняцких кадров». (9)

В России сосредоточено 5,5% мировых запасов угля, что составляет более 200 млрд. тонн. Из них 70% приходится на запасы бурого угля.

3. Экологические проблемы, связанные с разработкой Черемховского каменноугольного месторождения

каменный уголь месторождение промышленность

При добыче угля открытым способом существенно изменяются первоначальные природные элементы ландшафта и создаются новые. Действующие карьеры образуются после снятия верхних, свободных от угля, пустых пород. Они лишены растительности и не обводнены, обычно окружены вскрышными отвалами высотой до нескольких десятков метров. В процессе добычи угля площадь карьера увеличивается, появляются неиспользуемые отвалы пустой породы, возраст которых может достигать пятидесяти лет и более. Со временем они зарастают травянистой растительностью с отдельными деревьями и кустарниками, разреженным древостоем и смешанным лесом. В большинстве случаев после завершения добычи угля карьеры подвергаются рекультивации, в основном сельскохозяйственной - отвалы разравниваются, засыпаются плодородным слоем для дальнейшего сельскохозяйственного использования. Восстановление лесов на отвалах часто происходит стихийно, при самозарастании вскрыши и отвалов пустой породы. После завершения разработок остаются брошенные карьеры, где в результате подъема грунтовых вод образуются водоемы с различно протекающими процессами зарастания и заболачивания. Загрязнение атмосферы происходит выбросами загрязняющих веществ от малых котельных, частных домовладений.

Концепция социально-экономического развития муниципального образования «город Черемхово» до 2017 года подтверждает, что экологическая напряженность обусловлена высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха и среднегодовая концентрация пыли превышает уровень ПДК в 3,3 раза.(11)