Použití geoscience Austrálie nejdůležitějších úkolů

Úvod

uhlí je klasifikováno jako sedimentární hornina. Jedná se o běžné neobnovitelné palivo používané hlavně při výrobě elektřiny. Je to fosilní palivo, protože se tvoří z mrtvé rostlinné hmoty. Kvalita uhlí závisí na tom, jak se tvoří; protože organická hmota je vystavena většímu teplu a tlaku, zvyšuje se obsah uhlíku.

Vlastnosti

Uhlí je hořlavá hornina skládá hlavně z uhlíku spolu s proměnlivým množstvím dalších prvků, především vodíku, síry, kyslíku a dusíku. Uhlí se vyskytuje jako vrstvy, nazývané uhelná lůžka nebo uhelné sloje, které se nacházejí mezi jinými sedimentárními horninami. Uhlí je o něco hustší než voda, ale méně husté než většina hornin zemské kůry. Hustota se liší v závislosti na tom, jak porézní (plné děr) je uhlí. Někdy póry obsahují plyn zvaný metan.

vlastnosti uhlí se liší v závislosti na tom, kolik uhlíku je v uhlí (uhlí). Černé uhlí se nazývá kvůli své barvě; liší se od jasného, lesklého lesku až po velmi matný, a od relativně tvrdého po měkký. Termín „černé uhlí“ se v Austrálii používá k označení antracitu, stejně jako asfaltové a subbitumní uhlí. Hnědé uhlí se také nazývá lignit; obsahuje méně uhlíku, a tak má nižší chemický potenciál energie než černé uhlí a má více vlhkosti.

Typ uhlí / materiál		Další jména	Vlastnosti	Přibližný obsah uhlíku (suché, bez popela)
Rašeliny,			organický sediment. Je považován za předchůdce uhlí.	Méně než 60%
Hnědého uhlí		Lignit	Obvykle žluté až po tmavě hnědou barvu a může mít woody vzhled nebo rozpoznatelné rostlinné struktury.	60 až 70%
Černé uhlí	Sub-bituminózní uhlí	Černý lignit	Tmavě hnědé až černé barvy. Nemá dřevěný vzhled a často má střídavé pásy matného a jasného materiálu.	70 až 76%
	bitumenové uhlí	měkké uhlí, parní uhlí nebo skalní uhlí.	hustá, obvykle černá, ale někdy tmavě hnědá skála, často s dobře definovanými pásy jasného a matného materiálu. Tupé pásy mohou obsahovat sedimentární minerální zrna.	76 až 86%
	antracit	černé uhlí	tvrdší, lesklé černé uhlí. Je to nejvyšší hodnost uhlí, což znamená, že obsah uhlíku je nejvyšší.	86%

Použití

hnědé a černé uhlí se většinou používá jako zdroj paliva pro elektrárny. Spalování uhlí produkuje teplo, které se používá k výrobě páry, takže uhlí se někdy nazývá tepelné nebo parní uhlí. Pára točí turbíny k výrobě elektřiny. V Austrálii v roce 2017 bylo uhlí použito k výrobě asi 60% požadavků na elektřinu v zemi. Použití hnědého uhlí pro výrobu energie je problematické kvůli vysokému obsahu vody. Při vystavení vzduchu se snadno rozpadá, což snižuje jeho hodnotu jako paliva a vyžaduje specializované skladování. Bylo také známo, že spontánně spaluje. Od 70. let se množství zemního plynu používaného k výrobě elektřiny zvýšilo a došlo k postupnému poklesu využívání uhlí k výrobě energie. Množství skleníkových plynů generovaných spalováním plynu pro energii je mnohem menší než objem produkovaný spalováním uhlí.

některé druhy asfaltového uhlí se používají k výrobě základní suroviny pro výrobu oceli-koksu. Tento typ uhlí se také nazývá metalurgické (ocelářské) uhlí a zpracovává se za účelem výroby koksu. Koks je tvrdá porézní látka složená z asi 90% uhlíku, je nezbytná pro výrobu oceli, která se používá v milionech položek, jako jsou automobily, nákladní automobily, hasičské vozy, ledničky a mosty.

uhlí a rašelina se v některých částech světa (např. v Irsku a Finsku) stále používají pro vytápění obytných a komerčních prostor. Ve své dehydratované formě je rašelina vysoce účinným absorbentem pro únik paliva a oleje na zemi a vodu. Používá se také jako kondicionér pro půdu, aby byla schopna zadržovat a pomalu uvolňovat vodu.

uhlí je také důležitým zdrojem lehkých aromatických uhlovodíků pro průmysl chemické syntézy. Pokud uhlí se zahřívá plyny a zbytků, vyrobené mohou být použity při výrobě plastů, výbušnin, barviv, dehet, amoniak, léky, aspirin, mýdla, dezinfekční, čistící prostředky, silonky, kosmetika, šampony, zubní pasty, syntetický kaučuk, hnojiva, cement, cihly a dlaždice. Je to důležitá složka používaná ve filtrech pro čištění vody a vzduchu a ve strojích na dialýzu ledvin. Kromě uhlí se používá k výrobě uhlíkových vláken, velmi silný, lehký materiál používaný ve stavebnictví, horská kola a tenisové rakety.

Jet, kompaktní forma hnědého uhlí, je někdy leštěná a používá se jako okrasný kámen. Grafit, který je často spojován s uhlím, je téměř výhradně vyroben z uhlíku; většinou se používá v tužkách a v prášku jako mazivo.

historie

nejdříve uznávané použití uhlí pochází z oblasti Shenyang v Číně kolem roku 4000 , kde byl černý lignit vytesán do ozdob. Uhlí z dolu Fushun v severovýchodní Číně bylo používáno k tavení mědi již v roce 1000 . Marco Polo, Ital, který cestoval do Číny ve 13. století, popsal uhlí jako “ černé kameny … které hoří jako polena“, a řekl, že uhlí je tak hojné, lidé si mohli vzít tři horké koupele týdně.

uhlí bylo používáno v Británii během doby bronzové (3000-2000 ) v pohřebních hranicích (dřevěná konstrukce používaná k spálení těla).Římané těžili uhlí v Anglii a Walesu do konce druhého století našeho letopočtu. Důkazy o obchodu s uhlím (datované asi do roku 200 NL) byly nalezeny v Římské osadě poblíž Chesteru a ve východní Anglii. V Porýní byla ložiska asfaltového uhlí používána Římany k tavení železné rudy. V letech 1257-59 bylo uhlí z Newcastle upon Tyne odesláno do Londýna pro kováře a vápence, kteří stavěli Westminsterské opatství.

snadno dostupné zdroje uhlí se do 13. století, kdy byla vyvinuta podzemní těžba šachtovou těžbou, z velké části vyčerpaly (nebo nemohly uspokojit rostoucí poptávku). Alternativní název byl „pitcoal“, protože pocházel z dolů. Vzhledem k tomu, že parní stroje převzaly z vodních kol během průmyslové revoluce, rostla rozsáhlá těžba a využívání uhlí. V roce 1700 bylo v Británii těženo pět šestin světového uhlí.

v Austrálii bylo černé uhlí poprvé objeveno v Newcastlu v roce 1791 a těžba a vývoz uhlí byl zahájen v roce 1799. Tyto rané těžební činnosti významně přispěly k pokroku Evropského osídlení v Austrálii. Šíření osadníků na jiná místa v Austrálii vede k dalším objevům. Těžba černého uhlí nastala poblíž Ipswich Queensland v roce 1825; na Cape Paterson, Victoria v roce 1826; a Irwin River, Západní Austrálie v roce 1846. Znalost existence hnědého uhlí ve Victorii sahá až do roku 1857 a yallournská Severní otevřená výroba začala v roce 1889. V roce 1878 měla být Taronga Zoo místem podzemního uhelného dolu, dokud nebyla těžební společnost zastavena parlamentem. Místo toho se uhlí těžilo v Balmainu až do roku 1931.

formace

uhlí se tvoří v sedimentárních pánvích. Sedimentární pánve jsou oblasti, kde Země ustoupila nebo klesla. Voda a sedimenty pak proudí do pánve a vyplňují se vrstvami sedimentů. Australské zdroje černého uhlí se pohybují od Permu po Jurassic ve věku (299 až 145 milionů let), ačkoli většina z nich je Permian ve věku. Během této doby bylo klima v Austrálii teplé a východní Austrálie, včetně povodí Sydney, byla pokryta velkými meandrujícími řekami, bažinami, bažinami a bažinami. Sedimenty uložené v těchto prostředích nakonec vytvořily horniny, jako je břidlice, pískovec a uhlí. Hnědé uhlí v Austrálii tvořil více nedávno než černé uhlí. Jedná se většinou o Paleogenní Věk (66 až 23 milionů let).

Uhlí je sedimentární hornina vzniklá při hojné rostlinný materiál je pokryt sedimenty a materiál se hromadí rychleji, než to může kaz. Hmotnost nadložních sedimentů zhutňuje organické vrstvy, zvyšuje teplotu a tlak, což vede k fyzikálním a chemickým změnám rostlinného materiálu. Voda, oxid uhličitý a metan se vyrábějí a unikají, takže materiál se postupně obohacuje uhlíkem. Se zvyšujícím se časem a vyšším teplem a tlakem se rostlinný materiál nejprve formuje na rašelinu, poté se přemění na hnědé uhlí, pak sub-bitumenové uhlí, bitumenové uhlí a nakonec antracit.

zdroje

Austrálie má čtvrtý největší podíl zásob uhlí na světě. Od pozdních 1700s o 9100 milionů tun černého uhlí a o 2300 milionů tun hnědého uhlí byl vytěžen v Austrálii a průmysl stále nabízí významné pracovní, kapitálové investice a domácích a vývozních příjmů pro národní hospodářství.

zdroje černého uhlí se vyskytují v Novém Jižním Walesu, Queenslandu, Jižní Austrálii, Tasmánii a západní Austrálii, ale Nový Jižní Wales a Queensland mají největší podíl na celkových identifikovaných zdrojích Austrálie. Tyto dva státy jsou také největšími producenty uhlí. Hlavní australské pánve produkující černé uhlí jsou Bowen Basin (Queensland) a Sydney Basin (Nový Jižní Wales). Mezi místně významné těžební operace černého uhlí patří také kolie v Západní Austrálii, a Fingal a Kimbolton v Tasmánii.

hnědé uhlí se vyskytuje v Jižní Austrálii, západní Austrálii, Tasmánii, Queenslandu a Victorii. V Gippsland Povodí v Victoria obsahuje značné world-class vklad, kde švy může být až 330 m tlusté. Významné zdroje hnědého uhlí obsahují také povodí Otway (Victoria), Murray Basin (Victoria a Jižní Austrálie), North St Vincents Basin (Jižní Austrálie) a Eucla Basin (Západní Austrálie). Menší zdroje se vyskytují v Tasmánii Longford Basin. V současné době se hnědé uhlí těží pouze ve Victorii, kde otevřené doly v Loy Yang a Yallournu dodávají uhlí do okolních elektráren. Hnědé uhlí se také těží v Maddingley na výrobu půdních kondicionérů a hnojiv. Dalšími produkty z viktoriánského hnědého uhlí jsou brikety pro průmyslové a domácí použití a výrobky s nízkým obsahem popela a nízkým obsahem sulfidů.

uhlí je jedním z největších australských komoditních vývozů s ročním vývozem. V roce 2016 vývoz uhlí z Austrálie směřoval hlavně do Japonska, Indie, Evropské unie, Korejské republiky a Tchaj-wanu; měly hodnotu asi 40 miliard dolarů.

Další informace o zdrojích a produkci uhlí a identifikované nerostné zdroje Austrálie.

těžba

v Austrálii se téměř 80% uhlí vyrábí z otevřených dolů, na rozdíl od zbytku světa, kde otevřená těžba představuje pouze 40% produkce uhlí. Otevřená těžba je možná, protože uhelné sloje jsou blízko povrchu. Tato těžba je levnější než podzemní těžba a umožňuje až 90% využití zdroje. Mnoho hnědouhelných lůžek leží blízko povrchu a může být tlusté stovky metrů, takže je lze snadno a levně vytěžit. Nejprve je ornice odstraněna a uložena pro pozdější použití při obnově narušené půdy. Povrchová hornina (zvaná overburden) pokrývající uhlí je poté odstřelena výbušninami a odstraněna Bagry. Odkryté uhlí je v pořadí pak odstřelil rozbít vrstev a vložen do velkých nákladních automobilů, které mohou pojmout až 300 tun materiálu. Uhlí se dopravuje do zpracovatelského závodu, kde se odstraňují nečistoty.

Uhlí, které je hlubší než několik set metrů pod povrchem musí být extrahovány pomocí příliš podzemní těžební metody. Některé uhlí se těží metodou Bord a Pillar. To je místo, kde stroj neustále řeže do uhlí. To tunely uhelných slojí odchodu pilíře podporován střešní šrouby drží střechu. Alternativou je těžba longwall, která používá velkou řezací čepel k rozřezání přes uhelnou vrstvu k odstranění uhelného švu. Uhlí se pak dopravuje na povrch na dopravním pásu. Po těžbě uhlí je stroj demontován a přemístěn do jiné části dolu, což umožňuje zřícení střechy za sebou.

pokroky v technologii vedly k zavedení automatizovaných systémů těžby longwall. Některé těžební společnosti navíc používají nákladní automobily, vlaky a drony bez řidiče ke zlepšení bezpečnosti a shromažďování informací.

zpracování

černé uhlí lze použít bez jakéhokoli zpracování, ale obvykle se drtí, třídí a třídí podle požadavků zákazníka. Někdy se také umyje, aby se odstranily všechny kousky odpadních minerálů, které nehoří. To zlepšuje kvalitu a snižuje produkci popela při spalování uhlí. Umýt uhlí je umístěn do nádrží s kapalinami a chemikáliemi, které pomáhají při získávání více uhlí, jak se vznáší na povrch. Uhlí se pak nechá vyschnout. Je uložen podle velikosti a může být smíchán, opět podle specifikací zákazníka. Odtud je skladován nebo uložen v koších připravených k přepravě po silnici nebo železnici.

uhlí nižší kvality, jako je sub-bitumenové nebo hnědé uhlí, může být rafinováno, aby se odstranila vlhkost a jiné nečistoty. To zvyšuje účinnost uhlí jako paliva a snižuje emise skleníkových plynů a dalších znečišťujících látek při spalování uhlí. Ve Victorii je hnědé uhlí modernizováno procesem Coldry. Mechanický smyk se používá k rozdrcení uhlí na malé částice a uvolnění vody, která byla držena v pórech (dírách) v uhlí. Proces produkuje hustší uhlí ve formě pelet.