§ 20. Паливні корисні копалини

В Україні є всі основні види палива. Проте за запасами серед паливних ресурсів найбільше кам’яного вугілля, яким Україна може повністю себе забезпечити впродовж декількох сотень років. Натомість запаси природного газу і нафти значно менші, а забезпеченість ними господарства недостатня. У надрах України є також буре вугілля, торф і горючі сланці.

Рекорди України

Із 200 видів відомих людству копалин воно використовує для своїх потреб 120 видів. В Україні розвідано 97 видів копалин, що зосереджені майже у 8 тис. родовищ, половину з яких розробляють.

КАМ’ЯНЕ І БУРЕ ВУГІЛЛЯ. За розвіданими запасами вугілля (близько 50 млрд тонн) Україна посідає 2-ге місце в Європі та 7-ме у світі. Основні запаси кам’яного вугілля сконцентровані у Донецькому басейні (Донбасі), що розташований на сході країни (мал. 74 на с. 104). Там є різні види кам’яного вугілля: енергетичне (що його використовують як паливо на теплоелектростанціях (ТЕС) для одержання електроенергії), антрацит (що має найбільшу теплотворну здатність), коксівне (що слугує паливом для металургійної промисловості). Вугілля в басейні залягає сотнями пластів. Однак унаслідок тривалої експлуатації (з кінця XVIII ст.) найбільш потужні й доступні вугільні пласти вже вироблено. Нині пласти залягають на великій глибині (до 1200 м), мають малу потужність (0,5-2,0 м), великий кут похилу і велику газоносність. Через це видобуток вугілля в багатьох частинах Донбасу (здебільшого в Донецькій і Луганській областях) стає невигідним і небезпечним. Нині, в умовах збройного протистояння, що виникло на сході України, видобуток кам’яного вугілля різко скоротився, чимало шахт занедбано чи знищено, їхні вирубки затоплено підземними водами. Певні перспективи розвитку вуглевидобутку має Західний Донбас (Дніпропетровська область).

Мал. 73. Паливні корисні копалини України

РОБОТА З КАРТОЮ

• 1. Покажіть вугільні басейни України. Який з них займає найбільшу площу?
• 2. Де в Україні видобувають нафту і природний газ?
• 3. Назвіть нафтові родовища Західного нафтогазоносного регіону.
• 4. Які нафтогазові і газові родовища є в межах Східного нафтогазоносного регіону?

Порівняно невеликі запаси кам’яного вугілля зосереджено у Львівсько-Волинському басейні, який розташований на заході України на межі Львівської і Волинської областей. Вуглевидобуток там почали в середині XX ст. Вугілля залягає на глибині 300-700 м у нечисленних і малопотужних пластах, має підвищені зольність і вологість. Його використовують здебільшого в західному регіоні країни як енергетичне і побутове паливо.

Мал. 74. Видобуток кам’‎яного вугілля в шахті (Донбас)

Поклади бурого вугілля зосереджені в основному в Дніпровському басейні, родовища якого розкидано в Житомирській, Черкаській, Кіровоградській і Дніпропетровській областях. Найбільшим є Олександрійське родовище (мал. 75). Вугілля там залягає близько до поверхні, а тому видобувається відкритим способом. Його як паливо використовують ТЕС і місцеве населення. Невеликі родовища бурого вугілля є в Придністров’ї, Передкарпатті і Закарпатті, однак розробку їх припинено.

Мал. 75. Видобуток бурого вугілля відкритим способом (Олескандрійське родовище, Кіровоградська область)

НАФТА І ПРИРОДНИЙ ГАЗ. В Україні існує понад 300 родовищ нафти і природного газу, які зосереджені у трьох нафтогазоносних регіонах на заході, сході та півдні країни. Однак їх сумарні запаси відносно невеликі.

Основні ресурси нафти й газу зосереджені в Східному нафтогазоносному регіоні. Його активна розробка розпочалася із середини XX ст. Родовища нафти і попутного газу виявлено в Чернігівській, Сумській і Полтавській областях, а природного газу – в Харківській області. Найбільшими нафтовими і нафтогазовими родовищами є Леляківське, Гнідинцівське (Чернігівська область), Глинсько-Розбишівське (Полтавська область), газовими – Західнохрестищенське (Полтавська область), Шебелинське, Єфремівське (Харківська область).

Нафтова вишка в Східному нафтогазоносному регіоні

Західний нафтогазоносний регіон належить до найдавніших за освоєнням у Європі: видобуток нафти у Передкарпатті (Бориславське родовище) ведеться ще з початку XIX ст., а природного газу (Дашавське родовище) – з 1924 р. Тривала експлуатація родовищ виснажила їх запаси, на багатьох з них видобуток нафти і газу припинено. Найбільшими діючими є родовища в Івано-Франківській області: нафтове – Долинське, нафтогазове – Битків-Бабчинське, газове – Богородчанське.

Нафтова качалка в Західному нафтогазоносному регіоні

У Південному регіоні досліджено промислові родовища газу – Джанкойське, Глібівське (АР Крим), нафти – на Керченському півострові й півдні Одеської області. Геологи високо оцінюють поклади нафти й газу на шельфі Чорного й Азовського морів. Нафтогазоносні пласти залягають там на глибині 5 км при глибині моря 500 м. Нині відкрито більш як 10 родовищ, найбільшими з яких є Голіцинське, Штормове, Казантипське. Унаслідок окупації Криму Росія відторгнула від України не тільки сам півострів, а й значну частину шельфу й економічної зони в Чорному та Азовському морях і захопила газові розвідувальні та бурові платформи на них. Тому Україна не контролює значну частину запасів і видобутку природного газу в цьому нафтогазоносному регіоні.

Морська бурова платформа в Чорному морі (Південний регіон)

Подальша перспектива розвитку нафтогазоносних регіонів України пов’язана із дослідженням глибших пластів та пошуками родовищ на нових площах на сході країни, на Закарпатті й Волині.

Окрім природного газу, що залягає в надрах у газуватому стані, у різних гірських породах на великій глибині «законсервовано» запаси «нетрадиційного» газу. На території України виявлено значні запаси горючого газу у вугільних пластах кам’яновугільних басейнів. Досліджують його поклади в пісковиках (Юзівське родовище в Донецькій і Харківській областях) і сланцевого газу в глинистих породах (Олеське родовище у Львівській та Івано-Франківській областях). За оцінками геологів, Україна за перспективними запасами сланцевого газу посідає одне з провідних місць в Європі. За умов розвитку цієї галузі Україна може перетворитися на експортера газу. Водночас його пошуки, розвідка і видобуток не здійснюються через економічну недоцільність. Також необхідно враховувати, що його видобуток може негативно вплинути на навколишнє середовище, тому що для цього використовують значну кількість хімічних речовин, які можуть проникати у водоносні шари, річки та атмосферу.

Рекорди України

Нафта і природний газ в Україні залягають у породах, вік яких – десятки мільйонів років, а подекуди у Прикарпатті сягає 500 млн років. Вік кам’яного вугілля становить 350 млн років, а бурого – лише 30-60 млн років. Наймолодшим із паливних ресурсів є торф, що утворився протягом останніх 10 тис. років.

ГОРЮЧІ СЛАНЦІ ТА ТОРФ. Горючі сланці використовують як паливо для ТЕС, сировину для виробництва пластмас, цегли і цементу, стимулятор росту сільськогосподарських рослин. В Україні розвідано їх запаси у Придніпров’ї – Бовтишське родовище (Кіровоградська область), Карпатах і на Поділлі. Однак промислову розробку горючих сланців в Україні поки що не проводять.

Торф використовують у сільському господарстві і лише незначну його частину – як паливо. Поклади цієї копалини є здебільшого у північних областях України, річкових долинах на Поліссі і в лісостепу. Загалом налічують понад 2 500 переважно невеликих родовищ.

ЗАПАМ’‎ЯТАЙТЕ

• Україна вирізняється серед європейських країн запасами кам’яного вугілля, залізних, марганцевих, титанових і уранових руд, сірки, графіту, облицювального каміння, мінеральних вод.

• На території України є кам’яновугільні басейни (Донецький і Львівсько-Волинський), буровугільний басейн (Дніпровський), нафтогазоносні регіони (Західний, Східний, Південний).

ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ

• 1. Чим пояснюється різноманітний видовий склад корисних копалин України?
• 2. За запасами яких копалин Україна входить до числа провідних країн Європи?
• 3. Як розрізняють корисні копалини за господарським призначенням?
• 4. Розкажіть про особливості вуглевидобутку в Донбасі.
• 5. Які регіони в Україні є перспективними щодо видобутку нафти й газу?
• 6. Чому Україна належить до країн, що слабо забезпечені нафтою та газом?
• 7*. Чи є у вашій місцевості (області) паливні корисні копалини? Якщо є, то де їх видобувають? Якщо немає, то звідки їх доставляють для забезпечення потреб населення і виробництва?

Корисні копалини: кам’яне вугілля

Кам’яне вугілля – це осадова порода, яка утворюється в земній пласті. Вугілля – чудове паливо. Вважається, що це найдавніший вид палива, який використовували наші далекі предки.

Як утворюється кам’яне вугілля

Для утворення вугілля необхідна величезна кількість рослинної маси. І краще, якщо рослини накопичуються в одному місці і не встигають розкладатися повністю. Ідеальне місце для цього – болота. Вода в них бідна киснем, що перешкоджає життєдіяльності бактерій.

У болотах накопичується рослинна маса. Не встигаючи повністю згнити, вона спресовується наступними відкладеннями ґрунту. Так виходить торф – вихідний матеріал для вугілля. Наступні пласти ґрунту як би запечатують торф в землі. У результаті він повністю позбавляється доступу кисню і води і перетворюється на вугільний пласт. Процес цей тривалий. Так, більша частина сучасних запасів кам’яного вугілля утворилися в епоху палеозою, тобто більше 300 млн. років тому.

Характеристики та види кам’яного вугілля

Хімічний склад вугілля залежить від його віку.

Наймолодший вид – буре вугілля. Він залягає на глибині близько 1 км. Води в ньому ще багато – близько 43%. Містить велику кількість летючих речовин. Добре запалюється й горить, але тепла дає мало.

Кам’яне вугілля – отакий “середнячок” в цій класифікації. Залягає він на глибинах до 3 км. Так як тиск верхніх пластів більше, то й вміст води в кам’яному вугіллі менше – близько 12%, летючих речовин – до 32%, зате вуглецю міститься від 75% до 95%. Він також легко запалюється, але горить краще. А за рахунок малої кількості вологи дає більше тепла.

Антрацит – більш давня порода. Залягає на глибинах порядку 5 км. У ньому більше вуглецю і практично немає вологи. Антрацит – тверде паливо, погано запалюється, зате питома теплота згоряння найвища – до 7400 ккал / кг.

Втім, антрацит – це не кінцева стадія перетворення органічної речовини.

Потрапляючи в більш жорсткі умови, вугілля трансформується в шунт. При більш високих температурах виходить графіт. А відчуваючи надвисокий тиск, вугілля перетворюється на алмаз. Всі ці речовини – від рослини до алмазу – складаються з вуглецю, тільки молекулярна структура різна.

Крім основних “інгредієнтів” до складу вугілля часто входять різноманітні “породи”. Це домішки, що не згоряють, а утворюють шлак. Міститься у вугіллі і сірка, причому її зміст обумовлюється місцем утворення вугілля. При згорянні вона взаємодіє з киснем і утворює сірчану кислоту. Чим менше домішки у складі вугілля, тим вище цінується його сорт.

Родовище кам’яного вугілля

Місце залягання кам’яного вугілля називають вугільним басейном. У світі відомо понад 3600 вугільних басейнів. Їх площа займає близько 15% території земної суші. Найбільший відсоток покладів світового запасу вугілля в США – 23% .На другому місці – Росія, 13%. Замикає трійку країн-лідерів Китай – 11%. Найбільші поклади вугілля в світі знаходяться в США. Це Аппалачський кам’яновугільний басейн, чиї запаси перевищують позначку в 1600 млрд. тонн.

У Росії найбільший вугільної басейн – Кузнецький, який знаходиться в Кемеровській області. Запаси Кузбасу складають 640 млрд. тонн.

Перспективна розробка родовищ в Якутії (Ельгінське) і в Тиві (Елегестське).

Видобуток кам’яного вугілля

Залежно від глибини залягання вугілля застосовують або закритий спосіб видобутку, або відкритий.

• Закритий, або підземний спосіб видобутку. Для цього методу будують шахтні стволи і штольні. Шахтні стволи будують, якщо глибина залягання вугілля 45 метрів і вище. Від неї ведуть горизонтальний тунель – штольню.

Існують 2 системи закритого видобутку:

Перша система менш економічна. Її використовують лише в тих випадках, коли виявлені пласти потужні. Друга система набагато безпечніше і практичніше. Вона дозволяє витягати до 80% породи і рівномірно доставляти вугілля на поверхню.

• Відкритий метод застосовують , коли вугілля залягає неглибоко. Для початку проводять аналіз твердості ґрунту, з’ясовують ступінь вивітрюваності ґрунту і шаруватість покриваючого шару.

Якщо ґрунт над пластами вугілля м’який, достатньо використання бульдозерів і скреперів. Якщо верхній пласт товстий, то приганяють екскаватори та драглайни.

Застосування кам’яного вугілля

Область використання кам’яного вугілля просто величезна.

• З вугілля видобувають сірку, ванадій, германій, цинк, свинець.
• Саме вугілля – чудове паливо.
• Використовується в металургії для виплавки заліза, при виробництві чавуну, сталі.
• Отриману після спалювання вугілля золу використовують у виробництві будівельних матеріалів.
• З вугілля після його спеціальної обробки отримують бензол і ксилол, які використовують у виробництві лаків, фарб, розчинників, лінолеуму.
• Шляхом скраплення вугілля отримують першокласне рідке паливо.
• Вугілля – сировина для отримання графіту. А також нафталіну і ще ряду ароматичних сполук.

В результаті хімічної обробки кам’яного вугілля на сьогоднішній день отримують понад 400 видів промислових продуктів.