Combustibili Solizi

Notiuni introductive …………………………………………………………………… ……………………………..3

Impactul ecologic al termocentralelor asupra naturii …………………….………………………..3

Principalele centrale termoelectrice ……………………………………………………………….4

Clasificarea combustibililor solizi….…………………………………….…………………………5

Prezentatea celor mai importante combustibili

Lemnul

.

1. Noțiuni introductive

Protecția naturii a diversităților biologice și a structurilor ecologice care o definesc reprezintă o preocupare de interes național, economic și social-uman, cu rol determinant în strategia de dezvoltare durabilă a societății. Deși fiecare țară are propriile concepții și legislații privind protecția mediului, există trăsături comune în ceea ce privește focalizarea direcțiilor prioritare, principala fiind, pe lista multor țări, îmbunătățirea eficienței energetice. Dintre toate realizările omului, instalațiile energetice se află, prin întinderea lor fizică foarte mare, într-o strânsă intercondiționare cu mediul înconjurător. Instalațiile energetice, în special termocentralele care folosesc drept combustibil cărbunele, pot influența mediul înconjurător, conducând uneori chiar la afectarea echilibrului ecologic din zonele în care sunt amplasate, ele prezentând un impact complex asupra tuturor factorilor de mediu din zona învecinată acestora (atmosferă, apă, sol, floră și faună), astfel încât sectorul energetic este considerat ca principala sursă de poluare.

2. Impactul ecologic al termocentralelor asupra naturii

Transformarea energiei combustibililor fosili în energie utilă este însoțită întotdeauna de modificarea stării materiei, cu eliberarea de componente nocive având efect negativ asupra mediului.

Studiul privind efectul noxelor asupra mediului a apărut foarte târziu, după 1980. Din păcate, unele dintre aceste noxe au acționat asupra solului, apelor și pădurilor. La început nu s-a pus problema reducerii noxelor ci numai problema producției haotice de energie electrică.

Ca urmare a arderii combustibililor sunt posibile următoarele efecte negative:

– poluarea aerului

– poluarea apei

– poluarea solului datorită reziduurilor solide

– poluarea sonică a împrejurărilor

Combustibilul cel mai poluant este cărbunele, urmat de păcură și apoi gazul natural.Combustibilii fosili conțin multe impurități care sunt transformate în reziduuri gazoase și solide și eliberate ulterior în mediul înconjurător.

Poluarea produsă de termocentralele care folosesc ca și combustibil cărbunele provoacă anual in România 2979 de decese, mai mult decât accidentele rutiere, cu 2976 de morți, conform unui raport realizat de Universitatea din Stuttgart și comandat de către Greenpeace International.

La nivel european, poluarea produsă de cele mai mari 300 de termocentrale bazate pe cărbune provoacă 22300 de decese premature în fiecare an, la care se adaugă pierderi de miliarde de euro pentru tratamente in sectorul de sănătate si pierderea de productivitate.

În Germania și Marea Britanie, centralele provoacă aproape același număr de decese, în vreme ce în Polonia au fost cuantificate numai în 2010 peste 5000 de morți din cauza poluării excesive. Alte 2700 de decese suplimentare sunt așteptate pe langă numărul inițial dacă 50 de termocentrale de generatie noua sunt construite in Europa.

În tabelul 1 sunt principalii paremetrii care influențeaza mediul în urma arderii combustibililor si consecințele asupra acestuia.

Tabelul 1

3. Principalele centrale termoelectrice

Companiile de utilități cu cel mai mare impact negativ asupra sănătății umane din Uniunea Europeana sunt : PGE (Polonia), RWE (Polonia), Vattenfall (Suedia), Bulgarian Energy Holding si CEZ (Cehia).

În România companiați de utilități care are un impact semnificativ asupra mediului este Complexul Energetic Oltenia.

Complexului Energetic Oltenia (CEO) este o companie energetică din România, înființată în anul 2012 prin fuziunea Societății Naționale a Lignitului Oltenia (SNLO) cu complexele energetice Turceni, Rovinari și Craiova.

Complexul energetic Turceni se află în județul Gorj, asigurând o putere de 2310 MW (10 % din consumul anual de electricitate).

Complexul Turceni (are in componență : Termocentrala Turceni, Carierele Jilț Sud și Jilț Nord și mina Tehormir) împreună cu celelalte două complexuri energetice, acoperind circa o treime din producția de electricitate a României, fiind, după Hidroelectrica si Nuclearelectrica, producătorii celei mai ieftine energii din țară.

Complexul Energetic Rovinari este este o companie   de stat producătoare de energie electrică și termică, pe bază de lignit. Compania a fost înființată la 1 aprilie 2004,  prin fuziunea unității de producere a energiei Electrocentrale Rovinari (pe atunci parte a Termoelectrica)  cu minele de lignit Rovinari, Tismana și Pinoasa, deținute anterior de Compania Națională a Lignitului Oltenia.  Termocentrala Rovinari are o putere instalată de 1320 MW, formată din blocurile energetice nr. 3, 4, 5 și 6, puse in funcțiune în perioada 1976 – 1979. Acționarul majoritar al companiei este Ministerul Economie.  Cele trei complexuri energetice din Oltenia (CE Turceni, CE Rovinari și CE Craiova) acoperă circa o treime din producția de electricitate a României, fiind, după Hidroelectrica și Nuclearelectrica , producătorii celei mai ieftine energii din țară.

S.C. Complexul Energetic Craiova S.A. este deținută de Ministerul Economiei având o putere de 930 MW, fiind a treia termocentrală ca mărime din zonă. Spre deosebire de termocentralele de la CE Turceni sau CE Rovinari, CE Craiova nu se află în apropierea unor zăcăminte de cărbune, acestea înregistrând cheltuieli suplimentare cu transportul cărbunelui.CE Craiova deține trei sucursale: Sucursala Electrocentrale (SE) Isalnița, SE Craiova II și Sucursala Minieră Prigoria.

CE Craiova se numără printre cei mai mari poluatori din România, ca de altfel toate termocentralele din țară. În prezent există în plan realizarea unui proiect de captare a emisiilor de dioxid de carbon, primul de acest fel din România. Cel mai probabil, acest proiect de captare a emisiilor de dioxid de carbon va fi făcut împreună cu cea mai mare companie energetică din Norvegia, Statkraft, și ar putea costa până la 500 milioane euro. Participarea norvegienilor va fi de 200 milioane euro, iar România va participa cu restul de până la 400-500 milioane euro.

Societatea Națională a Lignitului Oltenia Târgu-Jiu a fost înființată ca și o entitate comercială a guvernului României în 1997. Compania își are sediul principal înTârgu-Jiu, Județul Gorj.
Compania își are rezervele în Județul Gorj, Județul Vâlcea și Județul Mehedinți cu rezerve totale de de 20 miliarde de tone de cărbuni.

Producția anuală este în jur de 35 milioane de tone de lignit si 4 milioane de tone de antracit. În jur de 85 % din producția totală provine din Județul Gorj, în special din nordul județului unde cărbunele este extras în bazinele Motru și Rovinari.

Este unul dintre cei doi mari jucători pe piața de cărbune din România (celălalt fiind Compania Națională a Huilei).

Județul Gorj este  cel mai mare producător de electricitate din România furnizând în jur de 36 % din totalul național.

Alte regiuni în care mai sunt zăcaminte de cărbuni sunt: Bazinul Arges (zona de exploatare Ainoasa-Godeni), Bazinul Barcău-Crașna, Bazinul Petroșani (exploatări de huilă), Munții Banatului (exploatări de la 1790).

4

4. Clasificarea combustibililor solizi

În funcție de modul în care se obțin conbustibilii aceștia sunt:

Tabelul 2

În funcție de calitate aceștia sunt:

– combustibili inferiori    (Q < 12,6 MJ/Kg)

– combustibili medii    (12,6 < Q < 21 MJ/Kg)

– combustibili superiori    (Q > 12,6 MJ/Kg)

În funcție de scopul utilizării aceștia sunt :

-combustibili energetici (folositi pentru ardere, in scopul producerii energiei termice, mecanice sau electrice)

– combustibili tehnologici (folositi in diverse procese tehnologice, in scopul producerii de materii prime pentru industrie – petrochimica, cocsochimica etc.)

Principalii combustibili solizi sunt carbunii care, dupa natura resturilor organice, modul de acumulare si conditiile de carbonificare, se impart in trei mari grupe :

4.1 Lemnul

Lemnul de foc (fig. 1) este o sursă comună de energie pentru încalzire prin ardere în sobe, șeminee, centrale termice sau pentru utilizare la prepararea mâncării in cuptoare de restaurante/pizzerii sau la grătar.

Ca putere calorica, esențele tari sunt cele care au randamentul cel mai bun. In ordinea descrescatoare a utilizării lor si a puterii calorice tipurile de lemn utilizate pentru ardere convenționale sunt:

Fag, stejar, carpen – 4,1 kWh/kg sau 2100 kW/mc

Arțar, Mesteacăn – 4,2 kWh/kg sau 1900 kW/mc

Plop, Salcie – 4,1 kWh/kgsau 1200 kW/mc

Pin – 4,4 kWh/kg sau 1700 Kw/mc

Molid, Brad 4,5 kWh/kg sau 1500 kW/mc

Puterea calorica depinde mult de umiditatea lemnului, cel uscat având o putere mai mare.În funcție de umiditatea lemnului acesta poate fi:

35% – ( lemnul de esență tare pierde pană la 40 % din randament)

20% – 35 %

<20 %

Fig. 1 – Stivă de lemne paletat [1]

4.2 Deșeuri combustibile

Reziduurile vegetale din sectorul agrar reprezintă și ele o parte componentă a deșeurilor biodegradabile. Ele apar în urma recoltării și procesării materiei prime și pot rezulta practic de la fiecare produs agricol. Cele mai semnificative reziduuri provenite din sectorul

agrar sunt:

frunzele verzi sau uscate de la diverși copaci, sfeclă de zahăr,

floarea soarelui, sfeclă furajeră;

pleavă de diferite boabe cerealiere (orz, ovăz, grîu);

diferite semințe;

coji de nuci, de alune, de semințe de floarea soarelui;

coceni și știuleți de porumb;

lujeri de roșii, cartofi, soia, fasole etc.;

resturi de trifoi, lucernă verde sau uscată;

resturi de teasc,etc.;

coardă de viță de vie de la curățirea viei;

ramuri de la curățirea pomilor fructiferi, etc.

Mai mult ca atât, reziduurile vegetale reprezintă o sursă energetică foarte ieftină deoarece, pentru obținerea lor este necesar de efectuat doar cheltuieli de colectare, transport și depozitare. Cheltuielile mici vor genera un preț mai mic pentru utilizatori și respectiv, venituri mai mari pentru producători.

4.3 Deșeuri menajere

Deșeurilor biodegradabile reprezintă o sursă importantă a sectorului energetic bazânduse pe fermentarea anaeroba* resturilor pentru obținerea biogazului.

Deșeurile date pot fi sub formă de apă reziduală (zerul din producerea lactatelor, producerea înghețatei, berii) sau resturi de materie primă (de la abatoare, prelucrarea fructelor și a legumelor, producerea zahărului, fabricarea hîrtiei etc.).

4.4 Deșeuri din domeniul zootehnic

Sursele generatoare de deșeuri biodegradabile din domeniul zootehnic reprezintă cel mai înalt potențial de producere a biogazului, care,cu regret, nu este utilizată în practica autohtonă.

Problema depozitării și stocării dejecțiilor animaliere este mereu una foarte acută deoarece trebuie să se țină cont de mai mulți factori, precum: poluarea mediului, mirosul neplăcut sau dezvoltarea diverșilor agenți patogeni etc. Din aceste considerente, mii de tone de dejecții animaliere sunt stocate în acumulatoare de zeci de ani, fără a fi extrase și utilizate.

Biomasa este partea biodegradabilă a produselor, deșeurilor și reziduurilor din industrie, silvicultură și agricultură, inclusiv substanțe vegetale și animale.

Biogazul este un produs obținut prin fermentația anaerobă a dejecțiilor animaliere, a biomasei și a apelor reziduale care au un conținut ridicat de substanțe organice. Resursa energetică a biogazului este variabilă

și ea depinde de conținutul în metan al biogazului. S-a convenit, pentru unificarea modului de exprimare, ca biogazul etalon să fie considerat cel care are un conținut de 60% metan.

În tabelul de mai jos pentru o cantitate de 0,3 tone de dejecții sunt valorile volumului de biogaz obținut, respectiv a energiei electrice și energiei termice obținute prin arderea acestuia :

Tabelul 3

4.5 Combustibili pentru rachete

De la primele rachete test lansate în anii 1920, sateliții de comunicații din anii 1950 și până la naveta spațială reutilizabilă (Space Shuttle) din anii 1980, expansiunea omului în spațiu a reprezentat o uimitoare dovadă de pricepere inginerească. Succesul călătoriilor în spațiu depinde de capacitatea rachetelor de a avea o viteză de propulsie care să fie suficient de mare încât să le permită să depășească forța de gravitație a Pământului. Prima rachetă a fost lansată în 1926 folosind un combusitbil lichid (benzină) și un oxidant (oxigen lichid). Ulterior, s-au folosit diferiți combustibili și oxidanți fie în stare solidă, fie în stare lichidă.

Navetele spațiale folosesc hidrogenul lichid drept combustibil, dar motoarele de lansare folosesc combustibil solid sub formă de aluminiu și perclorat de amoniu ca agent oxidant cu dispersant.

În ultimii ani, NASA a derulat experimente cu un combustibil sigur pentru rachete format din pudră de aluminiu și gheață (ALICE) și care își obține energia din reacția chimică dintre aceste elemente. Avantajele lui includ un caracter mai ecologic decât oricare dintre carburanții anteriori folosiți pentru rachete, precum și faptul că le oferă rachetelor posibilitatea de a fi încărcate în cele mai izolate locuri de pe Pământ.

4.5 Cărbunele

4.5.1 Istoria cărbunelui

Una din resursele care se află sub formă solidă, având cea mai mare importanță este cărbunele. Acesta este un mineral care este cunoscut încă din antichitate, dar care a început sa fie exploatat abia în secolul al XI-lea. Prima încercare serioasă de folosire a huilei ca sursă energetică pentru topirea fierului a fost facută în secolul al XVII-lea de un fierar englez Dudly.

Un progres foarte important în folosirea industrială a cărbunelui l-a constituit descoperirea avantajelor căldurii degajate la arderea huilei și construirea primului cuptor înalt, în 1760, de John Smeaton. Crearea mașinii cu abur, în 1769, de către James Watt și a foalelor de suflat pentru cuptoarele înalte a condus la folosirea masivă a cărbunelui în metalurgia feroaselor și în transportul feroviar și maritim acționat de mașina de abur. Pentru acest lucru era nevoie de o puternica industrie de extracție și prelucrare a acestuia. Începând cu secolul al XIX-lea, cărbunele s-a transformat într-o sursă de energie de mare importanță vitală, pe care s-a axat dezvoltarea industrială și progresul social și economic al epocii. Cărbunele a stat la baza dezvoltării unui șir întreg de țări ca Rusia, S.U.A, Marea Britanie, Franța și Germania, țări care au dezvoltat tehnologii de conversie a energiei

Valorificarea cărbunelui ca resursă energetică în termocentrale și îndeosebi ca materie primă în siderurgie și industria chimică a făcut ca la începutul secolului al XX-lea ponderea cărbunelui în balanța energetică globală să constituie cca 90 %.

A doua jumătate a secolului al XX-lea a fost marcat de creșterea importanței hidrocarburilor și a hidroenergeticii, iar în anii 60-80 și a energeticii nucleare, fapt ce a redus treptat importanța cărbunelui în balanța energetică, fără a se diminua însă volumul producției. În prezent, cărbunele deține un rol dominant în siderurgie ca element principal la obținerea cocsului necesar fabricării fontei și oțelului și în producerea energiei electrice, prin ardere în centrale termoelectrice. Cărbunele este folosit astăzi pe larg la obținerea unor produse petrochimice ca gudronul și derivații săi – uleiuri de antracen, benzenul, toluenul și xilenul, – care stau la baza industriei solvenților, cauciucului sintetic, explozivelor, produselor farmaceutice, detergenților etc.

Criza petrolului, declanșată în anii 1973-1974, continuată apoi în perioada 1978-1979, și rezervele lui limitate au impus desfășurarea unor acțiuni de recuperare pentru cărbune a pozițiilor pierdute și chiar dobândirea de noi utilizări, îndeosebi, prin gazeificarea și lichefierea lor în condiții mai eficiente decât a procedeelor din trecut. Noile tehnologii de gazeificare a cărbunilor fie în reactoare speciale, fie chiar în propriile straturi ale zăcământului, vor contribui la o reducere esențială a impactului pe care-l are cărbunele aupra mediului ambiant. Deci, se poate afirma cu certitudine : există premise economice și tehnice că în următoarele decenii cărbunele va redeveni combustibilul de bază.

De consemnat că perioada carboniferă a început cu aproximativ 275 milioane de ani în urmă, în era paleozoică, când apele mărilor acopereau extensiuni mari ale uscatului. La început s-au produs sedimentări de origine animală, care ulterior au culminat cu formarea straturilor și depozitelor de calcar. Apoi, au urmat mișcări tectonice în scoarța Pământului, sub acțiunea cărora apele mărilor au avansat și s-au retras periodic, favorizând, împreună cu clima caldă, formarea unor întinsuri mari de pădure care acumulau materia organică în lacuri. Din cauza erodării suprafețelor terestre s-au produs acumulări și demolări sub presiunea straturilor superioare. După fazele de acumulare și depozitare a urmat acțiunea bacteriilor anaerobe care prin descompunerea hidraților de carbon, a celulozei și ligninei au îmbogățit depozitele cu cărbune, separând bioxidul de carbon și metanul. Dar, aceste depuneri au fost din nou inundate de apele mărilor, îngrămădindu-se între straturi de gresie, șisturi etc. și constituind baza zăcămintelor de cărbuni. Datorită mișcărilor tectonice are loc acoperirea straturilor, formându-se astfel actualele zăcăminte de cărbune. Calculele recente demonstrează că acumularea materialului necesar formării unui strat de huilă de 30 cm grosime se produce timp de 150 ani.

Cu toate că originea cărbunelui este una de origine vegetală, nu toate zăcămintele de acest combustibil fosil s-au format în același timp, în aceeași epocă și în condiții similare. Există, deci, mai multe tipuri de cărbune, în fincție de materia vegetală din care s-au constituit, de procesul acțiunii bacteriene, de presiunea și temperatura la care au fost expuse rocile sedimentare, precum și de mișcările tectonice ulterioare din scoarța Pământului.

4.5.2 Clasificare

După gradul de fosilizare la care a ajuns, se deosebesc următoarele tipuri de cărbune:

– grafitul – este formă cristalină de cărbune care din punct de vedere energetic nu are nicio importanță ;

– antracitul – are o mare căldură de ardere (Q =30 – 35) și un conținut ridicat de carbon (89,5…92,5 %).

– huila – are căldura de ardere Q = 20 – 25 și conținutul de carbon C =75…90 %.

– cărbunele brun – are căldura de ardere Q = 17-29 și conținutul de carbon C = 65…75 %. ;

– lignitul- are căldura de ardere Q = 11 – 17 și conținutul de carbon C = 30…65 %. Este considerat principala sursă de cărbune energetic.

– turba – este considerată fie biomasă cu o vechime foarte mare, fie cărbune foarte tânăr. Are căldura de ardere Q = 12,5.

4.5.3 Tehnica de exploatare

Pentru stabilirea unor valori energetice reale trebuie să se țină cont de posibilitațile de extragere și folosire, care depind de o serie de propietăți calitative : de zăcământ, petrografice, fizice, chimice, a căror varietate este mare, datorită heterogenității (heterogen = un compus format din elemnte diferite) cărbunilor.

Astfel, grosimea și adâncimea la care se gasesc straturile de cărbune influnțează exponențial activitatea de exploatare cărbunelui. Exploatarea la adâncimi mari necesită rezolvarea diverselor probleme tehnice determinate de presiunea rocilor, temperatura și umiditatea în spațiile de muncă, precum și afluența de metan, fiind nevoie în cele din urmă de investiții mari. Unele mine, cum sunt cele din bazinele Ruhr-ului și din Marea Britanie, sunt situate la adâncimi de 1000 m.

Evident, tehnica exploatării depinde de forma zăcământului. Zăcămintele ușor exploatabile, în care rocile sedimentare sunt dispuse orizontal la adâncimi mici, sunt valorificate prin metoda la zi. În caz contrar, se recurge la metoda de exploatare subterană.

Toate minele sunt formate, în general, din puțuri de aeraj și de acces la straturile de exploatare, abataje în care are loc exploatarea propriu-zisă, precum și din galerii, plane înclinate și căi de comunicație prin care se face transportul minerilor și extracția minereului. Exploatarea minei include lucrări de pregătire prin care se construiec căi de acces în subteran, se pregătesc mijloacele de transport și sistemele căilor de comunicație, puțurile de aeraj și de extracție, instalațiile de aeraj subteran și de evacuare a apelor de infiltrație, lucrări pentru extragerea la suprafață a minereului fie prin mijloace mecanice, fie cu ajutorul explozivelor, respectiv lucrări de protecție a abatajului sau a locului unde se efectuează procesul de exploatare.

Cărbunele extras la suprafață este supus unui proces de curățare de substanțele inerte și dăunătoare. Procesul de curățare a cărbunelui constă din mai multe operații succesive. În primă fază se desfășoară operațiile de cernere și de sortare a cărbunelui după mărime și în clase granulometrice. Urmează apoi spălarea și separarea sterilului de cărbune, care se execută grație diferenței dintre densitatea cărbunelui și cea a sterilului; cărbunele plutește în lichidele grele, pe când sterilii se cufundă. După aceea este supus concasării sau sfărâmării. Acum cărbunele este bun pentru a fi folosit fie ca combustibil, fie ca materie primă.

Mineritul este o ramură extractivă unde tehnica de securitate și igiena trebuie să aibă o importanță vitală. Caracterul periculos al activităților extractive se manifestă prin numeroase accidente (lovituri, căderi de pe teren înclinat), prăbușiri, inundații de galerii, explozii de gaze grizu (un amestec de metan și alte hidrocarburi gazoase care se degajă din pungile de gaz etanșate în stratul de cărbune și care venind în contact cu aerul, în proporție nu mai mică sau mai mare de 5 %, devine exploziv) etc., precum și prin boli ce atacă, în special, căile respiratorii (silicoza).

Principalele operații ale procesului tehnologic de extragere din abataje a cărbunilor cuprinde următoarele operații principale :

extragerea (tăierea) substanței minerale utile;

încărcarea și transportul acesteia din abataj ;

susținerea golului creat în urma tăierii în abataj ;

aerajul locului de muncă.

Fiecare din aceste operații de producție poate îmbrăca forme variate în timpul exploatării, dar rămîne în permanență într-o strinsă legătură cu celelalte.

4.5.3.1 Extragerea (tăierea) substanțelor minerale utile

Extragerea sau tăierea substanței minerale utile din zăcămînt se poate face prin diferite procedee : manual, mecanic și cu explozivi, în funcție de natura și tăria rocilor.

4.5.3.1.1. Extragerea manuală. Extragerea manuală constă în tăierea sau dislocarea rocilor cu ajutorul unor unelte manuale. Se practică astăzi pe o scară foarte mică, la exploatarea rocilor moi și friabile(roci care se fărâmițează ușor), sau când se exploatează filoane(zăcământ cu aspect de plăci format în crăpăturile scoarței pământului prin consolidarea magmei sau prin depunerea unor minerale aflate în soluție în apele termale) foarte subțiri, la care se urmărește înlăturarea amestecului de minereu cu steril.

4.5.3.1.2. Extragerea mecanică. Se folosește pe scară largă la exploatarea cărbunilor, a substanței friabile și semitari, utilizînd mașini acționate cu aer comprimat, electric sau hidraulic, ca : ciocanul de abataj, mașina de havat, combine și. pluguri de cărbune.

Ciocanul de abataj este folosit frecvent la exploatările carbonifere pentru tăiere, în cadrul metodelor de exploatare în trepte răsturnate.

Mașina de havat (fig. 4.1) se folosește la tăierea făgașului în strate, de regulă la baza frontului, creându-se astfel a doua față liberă. Dislocarea din front a stratului de cărbune rămas în consolă se face apoi cu ciocanul de abataj sau cu găuri de mină și explozivi. Adâncimea făgașului este de 1,5. . și înălțimea de 12. . . Mașina de havat este acționată electric sau pneumatic și execută făgașul cu ajutorul unui braț prevăzut cu lanț fără fine și cuțite tăietoare. Deplasarea mașinii de-a lungul frontului se face cu ajutorul unui cablu care, sub acțiunea motorului mașinii, se înfășoară pe toba acesteia, avînd celălalt capăt fixat la o distanță de 25. . de-a lungul frontului de un stâlp de ancorare. Viteza lanțului cu cuțite este de 1. . .2 m/s, iar viteza de înaintare a mașinii de havat de 0,2.. .1 m/min. Mai răspândite sunt havezele de tip KMP-1, KMP-3, MV-60 utilizate la exploatările carbonifere. Aplicarea havezelor este limitată în prezent la exploatarea unor zăcăminte de cărbuni și roci utile, locul lor ocupîndu-1 combinele.

Fig. 4.1. Mașină de havat cu braț și lanț :

1 — braț cu lanț tăietor ; 2 — cutie cu angrenaje ; 3 — motor ; 4, — cutia tobei pentru cablu ; 5 — cablu.

Combinele spre deosebire de mașinile de havat, execută simultan trei operații : tăierea, încărcarea cărbunilor și transportul din abataj.

4.5.3.1.3 Extragerea eu explozivi. La exploatarea rocilor și a substanțelor minerale utile tari și foarte tari, procedeul de abataj cu explozivi este cel mai răspîndit. Se disting trei variante ale procedeului de abataj cu explozivi : cu găuri de mină obișnuite cu găuri lungi de mină și cu camere.de minare.

Abatajul cu găuri de mină obișnuite se aplică în general la exploatarea zăcămintelor de minereuri, cărbuni și alte substanțe minerale. În cazul exploatării prin felii orizontale cu trepte drepte, lungimea găurilor, ca și distanța dintre ele, variază după dimensiunile treptei și natura rocilor și a zăcămîntului. În roci și substanțe minerale utile moi distanța maximă dintre găurile de mină poate ajunge la 75.. .100% din lungimea găurii de mină. În rocile tari, distanța dintre găurile de mină este de 50% din lungimea găurii de mină

4.5.3.2 Încărcarea și transportul în abataj

Datorită mecanizării operației de tăiere în abataj, încărcarea ca și transportul reprezintă operații care necesită un volum mare de muncă. Modul de organizare ca și mijloacele pentru încărcarea și evacuarea materialului din front depind de condițiile de zăcămînt și de capacitatea de producție a abatajului.

Procedeele de încărcare și transport aplicate în abataj pot fi : manuale, gravitaționale și mecanizate.

4.5.3.2.1 Încărcarea și transportul manual.

Procedeul manual se folosește când volumul substanței minerale utile este redus și nu justifică mecanizarea în abataj. Se execută cu lopata, roaba sau cu vagonetul. Pentru distanțe mici se folosește lopata, distanța maximă de lopătare fiind de 4.. . La distante mai mari pînă la 10 -20 m, transportul se face cu roaba, iar peste se utilizează vagonetele de abataj cu capacitate pînă la 0,8 t, cu pereți mobili, sau vagonete basculante, pentru a se putea descărca ușor.

4.5.3.2 .2 Transportul gravitațional.

Transportul gravitațional este transportul cel mai economic. El se aplică în lucrările de abataj, cînd zăcămîntul are o înclinare de peste 40…45°, evacuarea făcîndu-se prin rostogoluri 1 înclinări mai mari de 45°, pe scocuri fixe la înclinări între 30 și 40c și pe plane înclinate automotoare la înclinări între 20 și 30°.

La transportul gravitațional prin rostogoluri, acestea se proiectează astfel ca dimensiunea lor minimă să fie de trei ori mai mare decît dimensiunea maximă a blocurilor ce se transportă prin rostogol.

De regulă rostogolurile în abataj au dimensiuni de 70×70 cm sau de 1 xl și numai în cazuri excepționale dimensiuni mai mari.

4.5.3.2.3 Încărcarea și transportul mecanizat.

Încărcarea și transportul mecanizat în abataj are o largă aplicare la exploatarea zăcămintelor carbonifere și mai restrânsă la minereuri, din cauza condițiilor de zăcămînt mai puțin favorabile.

La exploatările carbonifere, cînd stratele de cărbuni sînt orizontale sau cu înclinare mică, transportul se face cu ajutorul transportoarelor cu raclete al transportoarelor cu bandă, transportoarelor cu bandă din plăci metalice articulate sau al scocurilor fixe.

În exploatările de minereuri se folosește screperul, mașinile de încărcare cu siloz și autoîncărcătoarele.

4.5.3.3 Susținerea abatajelor.

În urma extragerii substanței minerale utile dintr-un abataj, starea de echilibru inițială a tensiunilor existente în rocile înconjurătoare se modifică. În mod normal, înainte de începerea excavației presiunea asupra zăcămîntului se exercită în mod uniform (fig. 4.14, a) pe cînd după executarea abatajului,, liniile de tensiune din roci se concentrează în jurul excavației (fig. 4.14, b) și se răresc treptat pînă la limita normală din masivul nederanjat, pe distanțe de 30…50 m. Ca urmare a stabilirii noului echilibru, în jurul abatajului și în masivul înconjurător se produc unele deformații. Dacă rocile înconjurătoare sunt tari, deformațiile sunt mici și excavația poate rămîne nesusținută, iar dacă rocile sunt moi, deformațiile sînt mai importante (ruperi, fisuri, căderi de blocuri) și abatajul trebuie susținut. Susținerea în abataje trebuie să asigure securitatea muncitorilor, condiții bune de lucru din punctul de vedere al aerajului și al spațiului necesar desfășurării lucrului, condiții pentru mecanizarea operațiilor de exploatare și pentru transportul materialelor de susținere. În afară de aceste cerințe, susținerea trebuie să fie simplă, ușor de pontat, economică, rezistentă și stabilă.

Fig. 4.14. Distribuția liniilor presiunii litostatice :

a — în masivul neatacat; b — după executarea excavației

În practică se întîlnesc diferite moduri de susținere a abatajelor în funcție de natura materialelor de susținere folosite se poate face o clasificare largă a metodelor de susținere și anume :

susținere naturală cu stîlpi sau pilieri abandonați ;

susținere artificială ;

susținere mixtă.

Susținerea naturală constă în lăsarea unor porțiuni de zăcămînt sub formă de stîlpi, care sprijină tavanul abatajelor.

Susținerea artificială cuprinde toate metodele care folosesc materiale de susținere aduse din afară : lemn, metal, rambleuri etc.

Susținerea mixtă folosește simultan stilpi de protecție din minereu abandonați și susținerea artificială.

Din punctul de vedere al evoluției consumului mondial de cărbune se constată că țările producătoare sunt și cele mai mari consumatoare. , ponderea consumului mondial bazat pe schimbul internațional fiind scăzută. Conform estimărilor C.M.E. [1], în anul 2005, producția globală de cărbune a constituit 5901,5 milioane de tone, din care lignit 871,9 milioane de tone. Cu excepția Japoniei, principalii consumatori sunt și cei mai mari producători, primele 10 state fiind în ordine: China (37,1 % din producția mondială), S.U.A. (17,6 %), India (7,3 %), Australia (6,4 %), Federația Rusă (5,1 %), Republica Sud Africană (4,2 %), Germania (3,4 %), Polonia (2,7 %), Indonezia (2,6 %), Kazahstan (1,5 %).

Bibliografie

1. http://www.agir.ro/buletine/210.pdf

2. http://ro.wikipedia.org/wiki/Complexul_Energetic_Turceni

3. http://www.utgjiu.ro/conf/8th/S6/35.pdf

4. http://ro.wikipedia.org/wiki/Complexul_Energetic_Rovinari

5. http://www.ecomagazin.ro/poluarea-termocentralelor/

6. http://ro.wikipedia.org/wiki/Societatea_Na%C8%9Bional%C4%83_a_Lignitului_Oltenia

7. http://ro.wikipedia.org/wiki/Complexul_Energetic_Oltenia

8. http://ro.wikipedia.org/wiki/Complexul_Energetic_Craiova

9. http://ro.instalbiz.com/resources/94-resource-tipuri-de-combustibili_48.html

10. http://www.stejarmasiv.ro/incalzirea-locuintei-puterea-calorica-a-lemnului/

11. http://www.chemgeneration.com/ro/milestones/carburan%C5%A3ii-pentru-rachete.html

12. http://www.arhiconoradea.ro/Info%20Studenti/Note%20de%20curs/Ionescu%20Gh/2%20SISTEME%20ENERGETICE%20IN%20CONSTRUCTII/1%20Biomasa.pdf

13.

[1] – http://www.stejarmasiv.ro/incalzirea-locuintei-puterea-calorica-a-lemnului/