КАК ВЫДАТЬ УГОЛЬ "НА-ГОРА"?

Ну, а если все-таки нужные нам топливо и руда залегают глубоко? Тогда, ничего не поделаешь, приходится рыть шахты. Известно, что забираться под землю люди научились уже тогда, когда еще только пользовались каменными орудиями. Чтобы достать необходимый для них кремний, прорывали шахт глубиной до десяти метров с короткими боковыми ходами — штреками. Этот опыт в дальнейшем пригодился для добычи руды и угля.

За прошедшие с тех пор тысячелетия шахты неузнаваемо преобразились. Теперь это — целые подземные заводы. По широким вертикальным трубам — стволам — люди и механизмы могут передвигаться вверх и вниз, а также по ним поднимают наружу то, что добыто в забоях. Если для этого применяют лифты, то по горизонтальным ответвлениям ходят настоящие поезда — настолько они длинны.

В конце штреков, собственно, и ведется добыча. Например, отбойными молотками скалывают целые пласты угля. Или, если угленосный слой очень мощный, работает угледобывающий комбайн: машина, вырезающая из угольного массива бруски, дробящая их на части и транспортирующая на конвейер.

К сожалению, работа под землей до сих пор очень трудна и опасна. Как бы ни укрепляли стволы и штреки шахт, происходят обвалы. Либо в забоях накапливается горючий газ, временами взрывающийся. Все это требует от конструкторов шахт особого внимания к проблемам безопасности, скажем, к устройству вентиляции, а от шахтеров — четкого следования инструкциям о работе под землей. Выход может быть найден, если автоматизировать добычу, когда человека в забое полностью заменит машина. И такие агрегаты уже есть.

Даже если вы слышите о закрытии угольных шахт, это не говорит о том, что уголь нам уже не нужен. Да, сам по себе он — не лучшее на сегодня топливо, хотя люди научились и под землей превращать его в более ценное горючее — газ. Не только существуют проекты, но проведены и успешные исследования, показывающие, сколько полезного можно извлечь из угля его химической переработкой. А запасы этого ископаемого воистину огромны. Так что уголь еще скажет свое слово, и человеку все равно придется думать, как его легче и безопасней извлекать.

ЛЕГКО ЛИ ДОБРАТЬСЯ ДО НЕФТИ?

Какое же топливо на сегодня самое для нас выгодное? Это, безусловно, нефть. Может быть, вам покажется удивительным, но промышленная добыча ее началась всего лишь около ста пятидесяти лет назад. Еще в 1883 году практически всю нефть получали в одном из североамериканских штатов — Пенсильвании. "Королем" тогда был уголь, и казалось, что соперников у него нет. Однако довольно быстро люди убедились в преимуществах использования нефти, и поверхность земли стала обрастать нефтяными вышками.

А зачем нужны эти вышки? Дело в том, что нефть под давлением залегает в так называемых нефтеносных пластах на глубинах в 2—4 километра. Добираться до нее, роя шахты, невыгодно и опасно. Если же мы пробурим узенькое отверстие до нефтяного пласта, она сама вырвется наружу. Когда же давление спадет, откачивать нефть станут мощные насосы. Человеку при этом вовсе не обязательно забираться под землю, он сможет управлять всем процессом добычи, находясь на поверхности.

Вышка же нужна для того, чтобы длинную, в десятки метров, металлическую трубу можно было поднять и постепенно опускать в буровую скважину по мере ее углубления. Как только погрузится очередной отрезок трубы, к нему прикрепляют следующий. Так постепенно наращивается буровая колонна, достигая сотен, а порой и тысяч метров.

А как происходит само бурение? При небольших глубинах скважин вращается целиком вся колонна, к нижнему концу которой крепится буровое долото. Чем-то вся эта операция похожа на то, как сверлят зуб, когда вращение от двигателя передается к сверлу вдоль всей бормашины. А если скважина глубока, вращать огромную колонну становится очень трудно, и тогда на ее конце ставят небольшую турбину, которая и обеспечивает проходку.

Успехи в буровом деле таковы, что удалось добраться до глубин, превышающих двенадцать километров! Этого достигли на Кольской сверхглубокой скважине в России, построенной для исследовательских целей. Ее работа дала уникальные результаты по изучению земной коры. Например, убедила людей в том, что полезные ископаемые могут залегать значительно глубже, чем мы предполагали ранее.

ЧТО ЛЕЖИТ ПОД ОКЕАНСКИМ ДНОМ?

Там, где залегает нефть, как правило, можно обнаружить и газ. Трудно представить себе современную жизнь без такого удобного для использования вида топлива. Ведь это — и газовые плиты на наших кухнях, и газовые баллончики, которые возят на дачи, и огромное количество вещей и предметов, сделанных из газа с помощью химии. Достаточно сказать, что сейчас каждый год на всей земле сжигается до одного миллиарда тонн газа!

В прошлом веке больше всего нефти добывали в США и в России. Затем были открыты богатые ее залежи на Ближнем Востоке. Однако нефтяные и газовые месторождения из-за их чрезмерной эксплуатации в последние сто лет довольно быстро истощаются. Правда, в Северной Америке обнаружены залежи еще пятидесяти миллиардов (!) тонн нефти, но их очень трудно и дорого добывать. Постепенно становилось ясно, что необходимо искать нефть и газ не только на суше. И разведка двинулась... в океан. Действительно, под прибрежными водами, на так называемом континентальном шельфе, обнаружились казавшиеся неисчерпаемыми запасы нефти и газа.

Уже давно ведется добыча со дна Каспийского моря (знаменитые Нефтяные камни) и Персидского залива. Там, на не очень больших глубинах, можно было устанавливать вышки, подобные тем, что применяли на суше. Но, когда нефть обнаружили под океанским дном вдали от берегов, пришлось придумать новую технологию ее добычи. Для этого стали создавать морские нефтепромысловые платформы. Это циклопические сооружения, которые собирают частями на берегу, а затем отбуксировывают к месту добычи и укрепляют на морском дне. Затем с этих платформ начинают бурение, а добываемую нефть сразу заливают в подходящие танкеры или (как и газ) транспортируют по трубопроводу на сушу.

Для примера расскажем об одной такой платформе, установленной в Мексиканском заливе. По высоте она превосходит знаменитую Эйфелеву башню (300 метров) и весит несколько десятков тысяч тонн. Такие платформы получают сейчас все большее распространение, их стали активно использовать в Северном море — у берегов Европы. Всего в сорока странах со дна моря за год добывают около одного миллиарда тонн нефти — это одна треть ее мировой добычи!

Каких же гигантов придется изобрести и построить людям, когда нефть и газ обнаружат под дном океана на глубинах уже в несколько километров?

Вернуться в раздел: Энциклопедия Науки и техники

Обсудить эту статью на нашем форуме >>>

§ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ - НАУЧНЫЕ ОТКРЫТИЯ, ИЗОБРЕТЕНИЯ, ДОСТИЖЕНИЯ

Ключевые слова этой страницы: энциклопедия, научные, открытия, изобретения, достижения.

Скачать zip-архив: Энциклопедия - Научные открытия, изобретения, достижения - zip. Скачать mp3: Энциклопедия - Научные открытия, изобретения, достижения - mp3.