مقاله در مورد منابع زغالسنگ و معادن زیرزمینی

word قابل ویرایش
44 صفحه
9700 تومان

منابع زغالسنگ و معادن زیرزمینی

پیشگفتار
تمام معدنهای زیرزمینی باید بطور مؤثری تهویه شوند اولاً برای تأمین اکسیژن کافی برای تنفس افراد، ثانیاً برای ایجاد شرایط کاری راحت برای کارکنان تا با حداکثر کارایی فعالیت کنند. ثالثاً برای رقیق کردن و خارج کردن گازها و گرد و غبار از معدن که در غیر این صورت جو معدن را آلوده می کنند.

در اصل با عبور دادن حجم کافی از هوای کثیف که از چاه خروج هوا خارج می شود به تمام اهداف بالا می توان رسید. برای ایجاد چنین جریان هوایی یک اختلاف فشار برای غلبه بر مقاومت معدن در برابر جریان هوا باید ایجاد شود. در معدنهای کوچک کاهی این امر به کمک تهویه طبیعی انجام می شود

.
اما در بیشتر معدنهای امروزی اختلاف فشار کافی به صورت مؤثری با نصب یک پنکه مکنده در بالای دهانه چاه خروج هوا ایجاد می شود که بوسیله پنکه‌های کمکی نصب شده در مدار اصلی تهوی و در نقاط پیش بینی شده تقویت می شود. در تمام این حالتها حفاریهای

معدنی باید چنان طراحی شوند که حداقل مقاومت را در برابر جریان هوا بوجود بیاورند.
علاوه بر مشکلات حرارت و رطوبت زیاد، گازها و گرد و غبار زیان آور مختلفی نیز در معدن تولید می شود. آنها شامل گازهای منوکسید کربن، متان، اکسید نیتروژن و سولفید هیدروژن برای هر کدام از این گارها حدود مجازی برای حداکثر سطوح تعیین شده است.
به این ترتیب هم از بروز مشکلات فیزیولوژیکی خطرناک و هم از تشکی

ل مخلوط های انفجار آور در هوا مانند متان در بیشتر معدنهای زیرزمینی دیگر جلوگیری می شود. وقتی تمرکز متان در هوا بین ۵ تا ۱۴ باشد در اثر یک شعله باز یک انفجار شدید می تواند رخ دهد. تمرکز بیش از یک درصد متان در عمل مجاز نیست.

مقدمه:
قبل از دهه ۱۹۹۰ ذغال سنگ مهمترین منبع سوختی اکثر کشورهای صنعتی جهان به ویژه آمریکا را تشکیل می داده و در حدود ۹۰ درصد از نیاز انرژی آنها را تأمین نموده است. بعد از آن به دلیل تغییراتی که در وضعیت نفت خام و گاز طبیعی در بازارهای بین المللی صورت گرفت اهمیت ذغال سنگ کاهش یافت. با این وجود در حال حاضر ذغال سنگ منبع اولیه سوخت جهت تولید الکتریسیته می باشد زیرا بسیار ارزانتر از سوختهای فسیلی دیگر و در بسیاری از کشورها فراوانتر از آنهاست. در آمریکا، به عنوان مهمترین کشور صنعتی جهان، در سال ۲۰۰۰ میزان مصرف ذغال سنگ برای تولید برق حدود ۸۳ میلیون تن (۹۱ درصد از کل مصرف آن) بوده است که با این میزان بیش از نصف برق مصرفی آمذیکا تولید گریدید.

قبل از دهه ۱۹۷۰ گاز طبیعی ارزانترین سوخت مصرفی برای تولید الکتریسیته بوده است. در سال ۱۹۷۰ میانگین قیمت تمام شده برای هر میلیون Btu انرژی از گاز طبیعی ۲۸ سنت، از ذغال سنگ ۳۱ سنت و از نفت ۴۲ سنت بوده است. از سال ۱۹۷۶ ذغالسنگ به ارزانترین سوخت برای تولید الکتریسته تبدیل شد. در حالیکه در همین سال نفت با ۵۶/۲ و ذغال سنگ با۲۲/۱ در درجات بعدی بوده اند. اگرچه هزینه تولید برق از ذغال سنگ افزایش یافته است با این وجود بسیار پایین تر از گاز طبیعی و نفت است.

قیمت میانگین ذغالسنگ تحویل شده برای تولید الکتریسیته در سال ۲۰۰۰ به ازاء هر تن (Short tonne) 28/24 دلار بوده است. نوسانات قیمت ذغال سنگ در بازار آمریکا از سال ۱۹۹۰ تا ۱۹۹۹ به صورت جدول شماره (۱) بوده است. سیر نزولی قیمت آن به خوبی مشخص است.

کاربرد مهم دیگر ذغال سنگ تولید کک از آن است که برای ذوب کانه آهن و تولید فولاد به کار می رود قیمت میانگین ذغال سنگ های ویژه یای که برای ساختن کک استفاده می شود، در اوایل سال ۱۹۵۰ کاهش یافته است. از سال ۱۹۹۳ تا ۲۰۰۰ از ۴۴/۴۷ دلار در تن تا ۴۵/۴۴ دلار در تن کاهش یافته است. همانگونه که از جدول(۱) مشخص است قیمت ذغال سنگ استخراجی در معدن در سال ۱۹۹۵ حدود ۱ دلار پایین تر از سال ۱۹۹۸ بوده است. این در حالی است که این کاهش در ۱۷ سال متمادی ادامه داشته است.

از آنجائی که ذغال سنگ دارای فراوانی زیادی است . برای مدت های طولانی قیمت آن پایین مانده است، بنابراین در بسیاری از طرحهای تولید برق در آمریکا از آن استفاده می کنند(ارقامی که در بالا آنها اشاره گردید از اطلاعات موجود در پایگاه اینترنتی eia.doe.gov مربوط به اطلاعات انرژی (Energy information sheet) استخراج گردیده اند.
ار کاربردهای دیگر زغال سنگ، بویژه لیگنت، کاربرد ویژه آن جهت تولید نفت و گاز است. از این ذغال سنگ تا حدود ۳۸ گالن در تن نفت بدست آمده است. ذغال سنگهای نوغ لیگنیت به دلیل مقدار مواد فرار بالا، نسبت به ذغال سنگ های رده بالا دارای پتانسیل بیشتری در این زمینه هستند. ذغال سنگ دارای کاربردهای دیگری در صنایع دیگر از جمله نساجی، سیمان، قند و غیره است.

این مواد اگرچه عمدتاً در افقهای زمانی اواخر پالئوزوئیک و مزوزوئیک دیده می شوند، اما ذغال سنگهای ترشیاری نیز ذخایر عظیمی را در سرتا سر دنیا تشکیل می دهند و مزیت نسبی آنها وضعیت آنها برای فعالیتهای معدنکاری آسانتر است و ذغال سنگهای ترشیاری در بسیاری از کشورها دارای کاربردهای زیادی برای تولید الکتریسیته هستند.
بنابراین اجرای عملیات اکتشافی جهت پی جوئی ذغال سنگ در این منطقه نه تنها توجیه توسعه صنایع تولید برق و صنایع دیگر در منطقه می شود، محدودیت منابع نفت و گاز و دوری منطقه مورد مطالعه از این منابع توجیهی بر اکتشاف منابع دیگر انرژی در منطقه هستند.

مختصری در مورد ذخایر ذغال سنگ در حوزه کرمان:
رسوبات ذغال دار در حوزه کرمان با میانگین ضخامت ۴۸۷۰ متر از شمال خاوری(۲۵۲۰ متر) به جنوب باختری(۷۴۰۰ متر) تغییر ضخامت می دهند. تعداد لایه های ذغالی کارپذیر و غیرکارپذیر آن ۹۴ لایه است که ۶۳ لایه آن با ضخامت حداکثر ۳/۰ تا ۴/۰متر هستند. ذغال خیزی اصلی در

بخشهای دهرود، داربید خون، ظغراجه قرار دارد و بخشهای نیزار، باب نیزو و دشت خاک فاقد ذغالخیزی است و فقط در بعضی از مناطق آن لایه های نازک و عدسی ذغال سنگ وجود دارد. ضریب ذغالخیزی کلی این حوزه ۸/۰ درصد و ضریب ذغالخیزی کارپذیر آن ۲۴/۰ درصد است. برشهای ذغالدار حوزه کرمان به ۷ افق A،B، B1، ‍C، C1، D، E تفکیک شده اند. افق های ذغالدار بوسیله فواصل غیر ذغالی به ضخامت ۱۲۰ تا ۴۴۰ متر از همدیگر جدا می شوند و در داخل هر افق ذغالدار، لایه های ذغالی نزدیک به هم (با فاصله ۱۵ تا ۲۰ متر از همدیگر) هستند. ضخامت لایه

های ذغالی معمولاً کمتر از یک متر است، در بعضی مناطق ضخامت لایه ذغالی به ۸ تا ۹ متر می رسد. ذغالخیزی اصلی صنعتی در افق D قرار دارد و ضریب ذغالخیزی کلی آن ۲/۶ درصد و ذغالخیزی صنعتی آن ۶/۳ درصد است. لایه های ذغالی از جوانب محو می‌وند و در بعضی نقاط به آرژیلیت ذغالدار و آرژیلیت تبدیل می شوند.

افق A مربوط به تریاس بالا و با ضخامت ۶۰ تا ۸۰ متر است و دارای ۷ لایه ذغال می باشد. در قسمت های شمال باختری و مرکزی ناحیه ذغالدار برونزد دارند و ضریب ذغالخیزی کلی این افق ۶۷/۱ درصد است و در آن لایه های کارپذیر دیده نمی شود.
افق B مربوط به تریاس استو در ۱۵۰ متری بالای افق A قرار دارد ضخامت برش آن ۱۰۰ تا ۱۲۰ متر است و تا ۸ لایه ذغالی که ضخامت هر یک ۴/۰ متر است وجود دارند. لایه های و آن در مناطق باب نیزو جنوبی،اشکلی و اسدآباد دارای ضخامت کارپذیر هستدند. ضریب ذغالخیزی کلی افق B در ناحیه کرمان ۶۴/۲ درصد و بیشترین آن در منطقه باب نیزو ۱۶/۴ است. ضریب ذغالخیزی کارپذیر آن ۶/۰ تا ۸۴/۰ درصد است.

افق B1 در ۲۵۰ متری بالای افق B قرار دارد و در منطقه ذغالدار داربید خون شمالی دیده می شود. چهار لایه ذغالی در آن مشخص شده اند که تنها یک لایه آن با ضخامت ۵/۰ تا ۲/۱ متر کارپذیر است. ضریب ذغالخیزی کلی این افق در داربید خون شمالی ۲۱/۱ و ضریب ذغالخیزی صنعتی آن ۰۱/۰ درصد است.

افق C در زیر بخش طغراجه (ژوراسیک زیرین) و در ۱۶۰ متری بالای افق B1 قرار دارد. ضخامت این افق ۱۲۰ متر است و تا ۱۷ لایه ذغالسنگی دارد. لایه های ذغالی کارپذیر ، و در قسمت مرکزی برش بخش پایین طغراجه قرار گرفته اند. در بعضی نقاط لایه های ، ، ، و نیز کارپذیر هستند. ضریب ذغالخیزی کلی افق C، ۷۲/۳ درصد و ضریب ذغالخیزی صنعتی آن ۸۸/۱ درصداست.

افق C1 در ۳۱۰ متری بالای افق C قرار دارد و دارای ذغالخیزی ضعیف است. دارای ۷ لایه ذغالی با ضخامت کلی ۵/۱ متر و فاقد لایه ذغالی کارپذیر است. میانگین ضخامت این افق ۳۱۰ متر و ضریب دغالخیزی کلی آن ۵/۰ درصت است. ضخامت لایه های ذغال آن ۱/۰ تا ۳/۰ متر است.
افق D مربوط به ژوراسیک میانی بوده و ضخامت آن ۱۷۰ متر است و قسمت بزرگ ذغالخیزی

صنعتی ناحیه کرمان در افق D قرار دارد. در حدود ۳۰ لایه با مجموع ضخامت ۲۴/۱۱ متر وجود دارد که ضریب ذغالخیزی کلی آن ۹۴/۱ تا ۹۴/۷ درصد (میانگین ۲۸/۶) می باشد. بیشترین ذغالخیزی صنعتی در سه منطقه جنوب شرقی(هجدک باب نیزو)، مرکزی (دره گر سراپرده)، شمال باختری(پابدانا خمرود) وجود دارد.
افق E مربوط به ژوراسیک میانی است و در ۱۲۰ متری بالای افق D واقع است. ضخامت آن از ۱۱۰ تا ۲۳۰ متر با میانگین ۱۸۰ متر متغیر است. تا ۱۳ لایه ذغالی در آن مشخص شده است که ضخامت کلی آنها ۶/۴ متر است. ضریب ذغالخیزی کلی آن ۱۶/۳ درصد و ذغالخیزی صنعتی آن ۹۶/۱ درصد است. ۵ لایه آن کارپذیر هستند.

از نظر کیفی ذغالسنگ های ناحیه کرمان از نوع هومیک هستند و ذغالهای ساپروپلیک در آنها وجود ندارد و ترکیب پتروگرافی آنها از کلارین درخشان تا دورین مات متفاوت است. مارکهای گازی تا آنتراسیت بصورت پیاپی وجود دارد و در فاصله میان آنها مارکهای کک شو، کک شو چرب و گازی چرب و به مقدار کمتر چرب وجود دارد.
ذغالسنگ های ناحیه کرمان اغلب از ماسرالهای گروه ویترینت تشکیل شده‌اند (در افق C، ۴۵ تا ۵۵ درصد و در لایه های بالای افق D، ۹۶ تا ۹۸ درصد) مقدار سمی ویترینت از ۲ تا ۲۶ درصد در نوسان است و از افق C به افق E کاهش می یابد. مقدار فوزینیت ها از ۵ تا ۲۷ درصد متغیر است. کیپتینیت ها به مقدار کم (۱ تا ۲ درصد) وجود دارند.

بخش بزرگی از مواد کانیایی ذغالسنگ کرمان از مواد رسی آواری(۶۷ تا ۹۰ درصد) و بعد از آن کربناتها، سولفورها، کوارتز و کلسدون هستند. شیوه تشکیل ذغال افقهای A،B، و C برجا (Authoctonous) و به ندرت نابرجا (Alloctonous) هستند و خاستگاه آنها با رخساره مردابی کنار دریا و بسته است.

از نظر کیفیت ذغالسنگ کرمان، مقدار رطوبت آنها در حدود ۱۴/۰ تا ۵/۱ درصد، مقدار خاکستر از ۲ تا ۴۰ درصد است از نظر مقدار خاکستر، آنها را به شش گروه دسته بندی کرده اند: ۱-با خاکستر ناچیز (۱۰%< A) با خاکستر کم (۱۵-۱/۱۰) ۳-با خاکستر متوسط (۲۵-۱/۱۵) ۴-با خاکستر نسبتاً زیاد (۳۱-۱) ۵- با خاکستر زیاد (۴۰-۱/۳۱) ۶-با خاکستر خیلی زیاد (۵۰-۱/۴۰) ترکیب شیمیایی خاکستر دارای سیلیس ۴۲ تا ۵۳ درصد و آلومین ۲۰ تا ۲۷ درصد و اکسیدهای بازیک ۱۲ تا ۲۸ درصد است.

مقدار گوگرد از تا ۴۴/۷ درصد متغیر است که از این نظر نیز به شش گروه تقسیم شده اند. مقدار فسفر آنها ۰۰۲/۰ تا ۲۲/۰ درصد است که به ۴ گروه تقسیم شده اند. مواد فرار آنها از ۳ تا ۵/۴۳ درصد متغیر است که بستگی به درجه متامورفیسم و ترکیب پتروگرافی آنها دارد. ارزش گرمایی آنها از تا ۹۴۱۰ کیلوکالری بر کیلوگرم است. قابلیت پخت آنها از ۶ تا ۴۳ میلیمتر است و وزن مخصوص آنها ۳/۱ تا ۸/۱ گرم بر سانتیمتر مکعب، از نظر خودسوزی در گروه ۱ و از نر گرد و غبار در زمره ذغالهای قابل انفجار تلقی می شوند.

در ذغالهای کرمان مارک (D) یا ذغال شعله ای وجود ندارد. مارگ(گ) یا گازی به صورت قطعات کوچک که به صورت دو گروه تکنولوژی (گ ۱۷) و (گ۶) دارای مواد فرار ۱/۳۷ تا ۵/۴۳، قابلیت پلاسیسیته ۷ تا ۲۱ میلیمتر، کربن ۲/۸۰ تا ۵/۸۳ و هیدروژن ۲/۵ تا ۳/۶ درصد، ارزش گرمایی ۸۰۳۳ هستند.
ذغالهای مارک (گ ژ) یا گازی چرب دارای گسترش زیاد است و ارزش گرمایی آن ۸۴۰۰ کیلوکاری بر کیلوگرم است. ذغالهای مارک چرب در ناحیه کرمان کم است. ذغال مارک کک شو در همان افقها دذر مناطقی که ذغالهای مارک گازی چرب وجود دارند بطور گسترده مشاهده می شوند. ذغالهای مارک کک شو چرب دارای گسترش و اهمیت قابل توجه هستند. ذغالهای مارک K نسبت به مارک کک شو چرب دارای گسترش محدودتر است و این ذغالها دارای بهترین خواص کک دهی هستند و از نظر صنعتی اهمیت فراوان دارند.
گسترش ذغالهای مارک کک شو لاغر (OC) در ناحیه کرمان محدود است. ذغالهای مارک غیر قابل پخت(HC) نیز دارای گسترش محدود هستند. ذغالهای مارک لاغر(T) در کناره باختری ناحیه کرمان دیده می شوند. ذغالهای مارک آنتراسیت (A) در ناحیه کرمان در افق C دهرود، دره گر و در افقهای A و B منطقه باب نیزوی جنوبی دیده می شوند. ارزش گرمایی آنها ۹۰۰۰ کیلوکالری بر کیلوگرم است.

بیشتر ذخایر ذغالسنگ کرمان دارای مارک کک شو است. ذخایر ممکن است گروه تخمینی ( ) تا عمق ۱۸۰۰ متر در مناطق ذغالدار کرمان ۷۴۸ میلیون تن و ذخایر حوزه بادامویه که بیشتر از مارکهای لاغر است در گروه ذخایر احتمالی ( )، ۲۲۰ میلیون تن ارزیابی شده است

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 9700 تومان در 44 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد