Bryła węgla kamiennego.

Węgiel kamienny – skała osadowa pochodzenia roślinnego, zawierająca 75-97% pierwiastka węgla , powstała głównie w karbonie ( era paleozoiczna ) ze szczątków roślinnych, które bez dostępu tlenu uległy uwęgleniu . Ma czarną barwę, matowy połysk, czarną rysę.

Węgiel kamienny stosowany jest powszechnie jako paliwo . Jego wartość opałowa waha się od 16,7 do 29,3  MJ / kg i silnie zależy od jego składu (zawartości popiołu , siarki , wilgotności). Wartość opałowa czystego pierwiastka węgla wynosi ok. 33,2 MJ/kg. Węgiel kamienny jest nieodnawialnym źródłem energii.

Typy węgla kamiennego

Wg Polskiej Normy węgiel kamienny został podzielony na typy zgodnie z naturalnymi cechami, charakteryzującymi jego przydatność technologiczną, określoną następującymi wskaźnikami:

• zawartość części lotnych w węglu (V) w przeliczeniu na substancję bezpopiołową i suchą,
• zdolność spiekania ( spiekalność węgla )
• dylatacja
• ciepło spalania węgla w przeliczeniu na substancję bezpopiołową i suchą

Sortymenty węgla kamiennego

Dla węgla kamiennego wszystkich typów i klas oraz celów przeznaczenia, rozróżnia się zależnie od wymiarów ziarn 11 sortymentów zasadniczych oraz 13 sortymentów połączonych

Sortymenty zasadnicze

Sortymenty połączone

Wydobycie węgla w Polsce

Pierwsza kopalnia węgla kamiennego w Polsce powstała w Szczakowej (obecnie dzielnica Jaworzna ) w 1767 roku.

Węgiel jest w Polsce surowcem strategicznym, bo zaspokaja 60% zapotrzebowania energetycznego kraju (2008). Polskie zasoby tej skały należą do jednych z największych na świecie; przez wiele lat Polska zajmowała miejsca w pierwszej piątce krajów o największym wydobyciu węgla kamiennego . Najwięcej węgla kamiennego wydobyto w 1979 roku (blisko 180 mln ton). Od tego czasu tendencja wydobycia jest spadkowa, tak że od 2002 r. było to już poniżej 100 mln ton. Według danych z 2007 roku, Polska spadła na 9 miejsce, dostarczając ogólnie 1,60% światowego wydobycia tej kopaliny. W roku 2007 w Polsce wydobyto 88 mln ton tego surowca energetycznego^[1].

Przyczyny zmniejszania wydobycia:

• zamykanie nierentownych kopalń ( Dolny Śląsk – Wałbrzych , Nowa Ruda )
• stosowanie technologii energooszczędnych i surowcooszczędnych oraz przechodzenie na inne źródła energii
• przyczyny polityczno-populistyczne
• względy ekologiczne (redukcja emisji dwutlenku węgla )
• wyczerpywanie złóż

Miejsca wydobycia:

• Województwo małopolskie : Libiąż – KWK "Janina", Brzeszcze – KWK "Brzeszcze", Trzebinia – KWK "Siersza" – zamknięta, Krzeszowice – KWK "Krystyna" – zamknięta
• Województwo śląskie : Górnośląski Okręg Przemysłowy , Rybnicki Okręg Węglowy i Zagłębie Dąbrowskie .
• Zagłębie Dolnośląskie (zaprzestano wydobycia)
• Zagłębie lubelskie (KWK Bogdanka, woj. lubelskie)

Wydobycie węgla kamiennego na świecie

Największe złoża węgla kamiennego znajdują się we wschodnich i południowych Chinach , w USA , a także w Indiach , RPA oraz w Australii i na Ukrainie .

W 2007 r. światowe wydobycie węgla kamiennego przekroczyło 5,52 mld ton, z czego najwięcej wydobyły Chiny (2479,2 mln ton), USA (967,9 mln ton), Indie (451,6 mln ton), Australia (323,0 mln ton), RPA (243,6 mln ton), Rosja (ok. 241 mln ton), Indonezja (ok. 231 mln ton), Kazachstan (ok. 90 mln ton), Polska (ok. 88 mln ton), Kolumbia (ok. 78 mln ton), Ukraina (75 mln ton, 2001), Kanada (ok. 59 mln ton) i Wietnam (ok. 45 mln ton)^[1].

Metody wydobycia

Na świecie węgiel kamienny wydobywa się dwiema metodami:

• metodą odkrywkową
• metodą głębinową

Metoda odkrywkowa

Wydobywają głównie węgiel w USA i Australii. Jej zaletą jest bardzo niski koszt wydobycia: 5-6 euro za tonę (kopalnie głębinowe nawet 170 euro za tonę). Wadą jest wielka degradacja środowiska. Kopalnie odkrywkowe mogą wydobywać węgiel zlokalizowany stosunkowo płytko. Zdarzają się, co prawda, zakłady – np. w USA – które wydobywają węgiel z głębokości nawet 300 metrów, tyle że sięgnęły tak głęboko po wyczerpaniu płytszych złóż.

Metoda głębinowa

Pochodzi z nich około połowy światowej produkcji węgla. Zakłady tego typu dominują w Europie, Azji oraz Afryce. Zaletą takich zakładów jest to, że mogą wydobywać surowiec nawet w silnie zurbanizowanych regionach. Nie potrzebują bowiem zbyt wiele miejsca na powierzchni. Oczywiście wydobycie w rejonach miejskich powoduje rozliczne problemy, wśród nich najpoważniejszym są tzw. szkody górnicze . Między innymi konieczność zabezpieczania miast przed skutkami wydobycia powoduje stosowanie kosztowniejszych metod wydobywczych, co podraża produkcję. Czasem kopalnia zmuszona jest pozostawić część złoża na tzw. filar ochronny, by nie zniszczyć budynków na powierzchni.

Kopalnie głębinowe umożliwiają sięgnięcie do złóż leżących nawet ponad kilometr pod powierzchnią.

Przetwarzanie węgla

Przy odgazowaniu 1000 kg (1 tona) węgla otrzymuje się:

• Gaz koksowniczy 330m³ (20%) o przeciętnym składzie: 50% H2 , 34% CH4 , 8% CO , 4% olefin , 4% N2 , 1% CO2
• Koks 650 kg (65%)
• Smoła węglowa 42 kg (5%)
• Woda pogazowa (ok. 10%) (NH₃ + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄ ) – zawierająca amoniak powstały z rozkładu związków azotowych. Wykorzystywana jest do produkcji soli amonowych stosowanych jako nawozy sztuczne.

Zobacz też

• węgle kopalne ,
• węgiel brunatny ,
• antracyt ,
• pył węglowy ,
• synteza Fischera-Tropscha ,
• spiekalność węgla .

Przypisy