WĘGIEL KAMIENNY - jest to skała osadowa pochodzenia roślinnego, zawierająca 75-97% pierwiastka węgla, powstała w karbonie (era paleozoiczna) ze szczątków roślinnych, które bez dostępu tlenu uległy uwęgleniu. Ma czarną barwę, matowy połysk, żółto-brunatną 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 należy do węgli humusowych, niejednorodnych w swej strukturze, stanowiących mieszaninę kilku odmian petrograficznych (różniących się twardością i połyskiem), tworzących pojedyncze pasma. Należą do nich:

fuzyn - węgiel włóknisty
duryn - węgiel matowy
klaryn - węgiel półbłyszczący
witryn - węgiel błyszczący

Ze względu na zastosowanie rozróżnia się kilka typów technologicznych węgla kamiennego, określanych poprzez takie właściwości jak: spiekalność, zawartość składników lotnych, ciśnienie rozprężania i ciepło spalania.
Węgiel kamienny jest na świecie szeroko rozpowszechniony. Występuje głównie w utworach paleozoicznych (karbon, perm) i mezozoicznych.

Największe złoża: Rosja (Zagłębia: Peczorskie, Kuźnieckie, Tunguskie, Leńskie), Ukraina (Zagłębie Donieckie), Wielka Brytania (Zagłębia: Yorkshire, Durham, Derbyshire), Niemcy (Zagłębia Ruhry i Saary), USA, Kanada, Chiny, Australia, Indie i RPA. Wydobywany jest obecnie w 58 krajach.

KOKS - paliwo uzyskiwane poprzez przemysłowe wygrzewanie węgla kamiennego w temperaturze 600-1200 °C w specjalnie w tym celu skonstruowanym piecu koksowniczym za pomocą gazów spalinowych (bez dostępu tlenu). Jest to paliwo o wyższej kaloryczności od zwykłego węgla kopalnego, gdyż zawiera co najmniej 90-95% czystego pierwiastka węgla, zaś specjalne gatunki węgla przy odpowiedniej technologii mogą dawać nawet czystość rzędu 98%. W procesie koksowania z surowego węgla usuwane są gazy, ciecze, substancje łatwotopliwe (np. siarka), oraz inne substancje (głównie organiczne) ulegające rozkładowi w tych temperaturach.
Koks jest substancją szaro-czarną, porowatą, o charakterystycznym zapachu gazów koksowniczych. Wtórnie jest zanieczyszczony częścią tych gazów oraz niewielką ilością produktów rozkładu substancji towarzyszących węglowi kamiennemu.
Zastosowanie koksu to przede wszystkim ruszt i opał dla wielkich pieców w hutach, także wysokiej jakości paliwo do opalania kotłów grzewczych (zarówno w kotłowniach, jak i warsztatach oraz gospodarstwach indywidualnych). Zaletą koksu w porównaniu z węglem kamiennym jest jego wyższa kaloryczność a jednocześnie spokojniejsze spalanie, co daje rzadszą częstość uzupełniania opału w piecu.

ZASOBY WĘGLA KAMIENNEGO W POLSCE

Węgiel kamienny występuje w utworach górnokarbońskich w trzech regionach Polski. Są to Zagłębia: Górnośląskie, Dolnośląskie, Lubelskie. Największe znaczenie ma Górnośląskie Zagłębie Węglowe. Zasoby dzielone są na bilansowe i pozabilansowe. Największy udział w całości węgla kamiennego mają węgle energetyczne typu 31-33.

GÓRNOŚLĄSKIE ZAGŁĘBIE WĘGLOWE jest największym ośrodkiem górnictwa węglowego w kraju. W granicach zakładów górniczych znajdują się najbardziej węglozasobne i wydajne złoża węgla kamiennego. W wyniku prowadzonej ponad 300-letniej działalności górniczej wyeksploatowano już w znacznej mierze pokłady węgla o najdogodniejszych grubościach. GZW obejmuje obszar krakowski i górnośląski oraz tworzy jednorodną całość z obszarem ostrawsko-karwińskim. Powierzchnia zajęta przez utwory produktywne wynosi około 5.4 tys. km2. Z tego obszaru do Polski należy około 4.45 tys km2. W serii produktywnej występują ogółem 232 pokłady węgla o miąższości najczęściej 1-1.5 m.

Warunki eksploatacji wahają się od niezbyt trudnych do bardzo trudnych. Przeciętne warunki w GZW: duże zróżnicowanie miąższości pokładów, stosunkowo prosta tektonika, małe zawodnienie, duże zagrożenia naturalne: gazowe i tąpaniami, duża głębokość występowania maksimum zasobów, średnie zróżnicowanie typów węgla, trudne warunki geotermiczne, podrzędne występowanie kopalin towarzyszących.

Węgle eksploatowane w GZW są zróżnicowane pod względem stopnia uwęglenia. Największą część zasobów tworzą węgle energetyczne (typy 31-32), węgli koksujących jest znacznie mniej (typy 34-36), znane są również węgle chude i antracytowe ( typy 38 i 41) oraz antracyty ( typ 42),. Średnia zawartość popiołu w węglu waha się od paru do trzydziestu kilku procent.
Wartość opałowa węgla z poszczególnych pokładów bilansowych waha się w znacznym stopniu. Zróżnicowanie jest ogromne nawet w obrębie poszczególnych grup pokładów i waha się w poszczególnych warstwach w przedziałach:

· libiąskich 21.1-23.9 MJ/kg
· łziskich 17.0-25.6 MJ/kg
· orzeskich 17.6-32.3 MJ/kg
· rudzkich 18.9-34.4 MJ/kg
· siodłowych 17.7-34.3 MJ/kg
· porębskich 19.6-32.3 MJ/kg
· gruszowskich 23.7-33.2 MJ/kg

DOLNOŚLĄSKIE ZAGŁĘBIE WĘGLOWE. Utwory produktywne tworzą niesymetrycznie zabudowaną nieckę wydłużoną w kierunku N-W ---S-E. Długość zagłębi wynosi maksymalnie około 60 km, szerokość około 30 km. N-W i N-E część należy do Polski ( ok.530 km2) , natomiast S-W część do Republiki Czeskiej. W granicach Dolnośląskiego Zagłębia Węglowego stwierdzono maksymalnie 50 pokładów , z których 10 bywa rozszczepionych na kilka pokładów każdy. Warstwy zaclerskie obejmują maks. 35 udokumentowanych pokładów , w warstwach wałbrzyskich stwierdzono 15 pokładów . Tylko kilka pokładów przekracza średnią miąszość 2 m , przeważająca większość to pokłady od kilkudziesięciu cm do około 1.5 m. Węgiel eksploatowany był w 4 kopalniach. Ze względu na bardzo .trudne warunki eksploatacji i związane z tym wysokie koszty pozyskania węgla , zaniechano w ostatnich latach eksploatacji węgla w DZW. Obecnie wydobywa się tylko niewielkie ilości antracytu.

LUBELSKIE ZAGŁĘBIE WĘGLOWE. Basen Karboński LZW jest wydłużony w kierunku NW-SE. Długość wynosi około 180 km, szerokość około 20-40 km, powierzchnia zagłębia wynosi 4>63 tys.km2, a obszar występowania utworów karbońskich około 14 tys.km2. Miąszość nakładu nie przekracza 750m. Podstawową serią produktywną są warstwy lubelskie o miąszości do 450 m zawierające kilkanaście bilansowych pokładów węgla i do 4 pokładów pozabilansowych. Pokłady bilansowe mają miąszość od 0.8-2.5 m. W udokumentowanych złożach występują zarówno węgle energetyczne jak i węgle koksujące typu 34. Zawartość popiołu zmienia się od 9 do 30 %. Zawartość siarki waha się od 0.8-3.7%. Średnia wartość opałowa węgla z poszczególnych złóż waha się od 25.6 MJ/kg do28.4 MJ/kg. Węgiel w LZW należy uznać za węgiel dość dobrej jakości.

PROBLEM JAKOŚCI WĘGLA KAMIENNEGO

Jak wiadomo, węgle kamienne dzielą się na węgle energetyczne i węgle koksujące w zależności od stopnia uwęglenia. Węgle typu 31,32 i 33 uważa się za węgle energetyczne, węgle typu 34,35 i37 są węglami koksowymi.
Poszczególni użytkownicy węgla kamiennego zainteresowani są rożnymi gatunkami węgla. Przez gatunek należy rozumieć węgle zagregowane w wąskie przedziały parametrów jakościowych. Węgle energetyczne dzieli się na tzw. klasy zbytu. Obecnie wydziela się poszczególne klasy agregując węgle według wartości opałowej co 1 MJ/kg, zawartości popiołu co 1%, zawartości siarki co 0.2%. Węgle koksowe dzięki się na typy według stopnia uwęglenia. Według typów komponuje się mieszanki wsadowe do procentu koksowania. Węgle koksowe dzieli się też według wąskich przedziałów parametrów jakościowych co 0.1% zawartości popiołu i siarki i co 1% zawartości wilgoci. Poszczególne parametry jakościowe mają określony wpływ na wartość użytkową węgla. Węgle energetyczne mogą być użytkowane w bardzo dużym przedziale jakościowym. Do jakości węgla dostosowywane są urządzenia przygotowujące węgiel do spalania, jak również dobierane są kotły. Jest sprawą oczywistą , że takie poszczególne parametry jakościowe wpływają na wartość użytkową węgla.

Kopalnie węgla od początku okresu przemian ustrojowych podlegają restrukturyzacji, a stan geologicznych zasobów bilansowych zmniejsza się corocznie nie tylko na skutek wydobycia i strat eksploatacyjnych, a przede wszystkim ze względu na weryfikację i przeklasyfikowanie zasobów w procesie przystosowania ich do warunków gospodarki rynkowej. Najbardziej znaczące zmiany bazy zasobowej w tym okresie dotyczą GZW i DZW. Wydobycie w latach 1990 - 2003 zmniejszyło się z ponad 150 do około 96 mln t.
Udokumentowane zasoby bilansowe złóż węgla kamiennego wg stanu na 31.XII.2005 roku wynoszą 43 321 mln ton. Około 2/3 zasobów, to węgle energetyczne, a pozostałe to węgle koksujące. Zasoby złóż zagospodarowanych stanowią obecnie około 37 % zasobów bilansowych i wynoszą 15 291 mln ton.
Geologiczne i przemysłowe zasoby węgla kamiennego, strukturę ich rozpoznania, a także stopień zagospodarowania złóż dla całego kraju przedstawiono w tabeli 1.

W ogólnym stanie zasobów geologicznych w stosunku do roku poprzedniego nastąpił przyrost zasobów bilansowych o 742 mln t wynikający głównie z udokumentowania nowego złoża Bzie Dębina 1 o zasobach 999 mln t. i wykonania dodatków do dokumentacji eksploatowanych złóż. Równocześnie nastąpiły ubytki z tytułu wydobycia (93 mln t), strat eksploatacyjnych (41 mln t) oraz przeklasyfikowaniu zasobów w nowej dokumentacji złoża Bzie Dębina (ubytek o 290 mln t).
Na poniższej tabeli pokazano zmiany wielkości zasobów i wydobycia węgla kamiennego w Polsce w latach 1989-2005.

Import węgla jest niewielki i wynosi około 2,6 mln ton. Jednak ze względu na brak inwestycji w kopalniach oraz stale rosnące koszty wydobycia w kolejnych latach będzie wzrastał. Kierunki importu węgla i wyrobów węglopochodnych przedstawiono w tabeli 2.

 

Kierunki eksportu polskiego węgla, koksu i produktów koksochemicznych przedstawia tabela 3.

 Sortymenty węgla kamiennego

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

Opracował Paweł Tarapata na podstawie materiałów :

Polskiej Akademii Nauk
"Gospodarka surowcami mineralnymi"
"Węgiel kamienny w Polsce na tle górnictwa w świecie"

Państwowy Instytut Geologiczny - Zakład Geologii Gospodarczej
Polski Komitet Normalizacyjny
Wikipedia

Informacje własne