7 Тверді види палива
7.4 Викопні вугілля і їх транспортна характеристика
Викопні вугілля - тверді горючі корисні копалини осадоч-ного походження. До складу вугілля входять: органічна речовина (про-дукт перетворення вищих і нижчих рослин за участю мікроорга-низмов), планктон, мінеральні домішки і волога. Вугілля залягають в зем-ної корі у вигляді пластів, пластообразних і лінзових покладів, мають землисту, шарувату або зернисту структуру; колір вугілля від коричне-вого до чорного.
На першій стадії утворення вугілля рослинні рештки перетворена-ються в торф, а планктон - в сапропель.
На другій стадії вуглефікації, тобто збільшення вмісту вуглецю з одночасним зниженням вмісту кисню, утворюються копалини вугілля, які в залежності від ступеня угліфікаціі діляться на три групи: буре та антрацити.
Буре вугілля - це копалини вугілля, що мають високу питому теплоту згоряння вологої беззольной маси менш 23,8 МДж / кг. До їх складу входить значна кількість мінеральних домішок, вологи і сірки.
Кам'яне вугілля (вугілля середньої углефикации) містить в горючій масі 75-97% вуглецю, від 9 до 45% летких речовин; теплота згоряння 30,1-36,6 МДж / кг. По виходу летючих речовин і спікливості кам'яне вугілля і антрацит діляться на марки: довгополум'яне (Д), газове (Г), газово-жирні (ГР), жирні (Ж), коксовий-жирні (ЯЖ), коксові (К), отощенно- спекающиеся (ОС), пісне (Т), слабоспечуване (СС). Залежно від призначення кам'яне вугілля діляться на топкові і газові. Щільність кам'яного вугілля різних марок і родовищ неоднакова і змінюється в межах від 0,68 до 0,96 т / м 3.
Антрациту мають чорне забарвлення, часто з сіруватим відтінком і металевим блиском. Шматки антрациту відрізняються значною твердістю і крихкістю. Щільність антрацитів становить від 0,85 до 1,15т / м 3. Антрацити містять порівняно мало летючих речовин, вологи і золи. За своїми якісними показниками антрациту не придатні для хімічної переробки та коксування і використовуються як висококалорійне паливо.
Видобуток копалин вугілля виробляється закритим (в шахтах) та від-критим (в розрізах) способами. Розробка вугілля в шахтах осуществля-ється механічними і гідравлічними методами. При використанні останнього методу відбувається обводнення видобутого палива.
Здобуті копалини вугілля засмічені мінеральними домішками - порожній породою. Використання їх в такому вигляді малоефективно, поетів-тому після видобутку вугілля його збагачують шляхом видалення мінеральних домішок і сірки. Для збагачення копалин вугілля використовуються уг-лемоечние машини, процеси флотації, сепарації і інші способи.
Класифікація копалин вугілля за розміром шматків
* Верхня межа 300 мм в класах плитний і рядовий поширюється на підприємства з відкритим способом видобутку викопного вугілля.
Збільшення вмісту в складі палива дрібних фракцій погіршує якість вугілля, привід ит до збільшення інтенсивності окислення, зростання механічних втрат під час виконання вантажно-розвантажувальних опера-цій, збільшує розміри втрат через витяжний отвір і колосні-ковую грати, а також від видування і прокидання через нещільності кузов а вагона при перевезенні по залізницях.
Найбільші зміни в гранулометричному складі викопного вугілля відбуваються в процесі виконання вантажно-розвантажувальних операцій. Так, під час вивантаження вугілля на естакадах висотою 3,5 м утворюється до 15,5% дрібниці, відповідно на естакадах висотою 2,3 м - до 3%. При разовому використанні грейфера утворюється до 2,2% вугілля дрібних фракцій. Таким чином, зменшення числа вантажно-розвантажувальних операцій в процесі доставки палива споживачам дозволяє скоротити втрати від подрібнення викопного вугілля.
Смерзаемость. У зимовий період копалини вугілля схильні до змерзання, особливо після гідровидобутку і проходження мокрого збагачення. Глибина промерзання копалин вугілля залежить від вологості, тривалості перевезення, температури зовнішнього повітря і величини коефіцієнта теплопровідності. Встановлено, що вугілля з більшою щільністю володіють і великим коефіцієнтом теплопровідності. Для запобігання змерзання вантажовідправники зобов'язані знизити вологість вугілля до безпечних меж: кам'яне вугілля - 7%, буре вугілля - 30%. Якщо це неможливо, то вантажовідправник повинен застосувати профілактичні заходи, спрямовані на запобігання або зменшення ступеня змерзання.
Сипучість копалин вугілля характеризується кутом природного укосу рівним 40-45 °. При розформування штабелів сильно ущільнених вологих вугілля кут природного укосу може досягати 90 °, що створює небезпеку обвалів.
Схильність до поглинання кисню повітря, вивітрювання, пилення та інші особливості визначають граничні терміни і умови зберігання викопного вугілля.
Місця осередків самонагрівання можуть бути визначені за зовнішніми ознаками стану поверхонь штабелів вугілля. До них відносяться: поява вологих плям на поверхні штабеля або швидке висихання після дощу окремих місць з утворенням сухих плям; поява білих плям, що зникають в денний час або після дощу, поява над штабелем легкого туману з теплого повітря в ранкові та вечірні години, наявність не висихають вологих плям; поява таловин на сніговому покриві штабеля, поява запаху вуглеводню і сірчистих со-єднань, поява легкого білого або блакитного диму, іскріння в нічний час.
Однак контроль стану штабелів вугілля тільки за зовнішніми при-знаків недостатній. При терміни зберігання викопного вугілля більше 10 діб необхідно систематично вимірювати температуру вугілля всередині штабеля. Для цього застосовуються ртутні термометри. Термометр укладений в металеву оправу, а ртутна кулька занурений в машинне масло. Це дозволяє протягом деякого часу зберегти свідчення термометра після його вилучення з контрольної труби. Для вимірювання температури термометр опускають на шнурі в контрольну трубу на необхідну глибину і витримують протягом 30 хв. При досягненні температури вугілля в штабелі 45 ° С необхідно вжити заходів до ліквідації осередків самонагрівання.
Застосування кам'яного вугілля різноманітне. Вугілля використовується як побутове, енергетичне паливо, сировину для металургійної та хі-чеський промисловості, а також для вилучення з нього рідкісних і рас-сіяних елементів. Вугільна, коксохімічна промисловість, від-расли важкої промисловості здійснюють переробку кам'яного вугілля методом коксування.