Все о полезном ископаемом сланцы его применение

Способы добычи

Существуют два способы добычи сланцевой или керогеновой нефти из горючих сланцев, связанные с использованием наземной и подземной перегонки. Керогены – это органические материалы, содержащие нетрадиционную нефть. Тот и другой имеют свои достоинства и недостатки, а поэтому требуют дальнейшего усовершенствования, чем собственно говоря, и занимаются сегодня разработчики месторождений.

Для справки: Есть и третий способ добычи сланцевой нефти (традиционной лёгкой некерогеновой нефти), но уже не из непосредственно самих сланцев, а из коллекторов низкой проницаемости, присутствующих в месторождениях горючих сланцев.

Карьерный

Традиционный, шахтный способ разработки сланцевых месторождений известен достаточно давно и не составляет больших проблем. Однако, его применение уместно только в тех случаях, когда залежи располагаются вблизи поверхности земли.

В данном случае происходит прокладка штреков с организацией больших пролётов без крепления в высокопрочных породах. Также применяется разработка залежей камерно-столбовым или коридорно-столбовым способами. Необходимость диктуется соображениями безопасности. Для загрузки и перемещения породы используются экскаваторы, рудовозы и иное оборудование открытых карьеров.

Недостатками данного способа являются значительное воздействие на рельеф окружающей территории и выделение огромного количества углекислого газа при дальнейшей перегонке сырья методом пиролиза. Хотя сейчас и существуют и новые методы, позволяющие улавливать CO2в значительных количествах, но в целом проблема остаётся пока нерешённой.

Подземный

Второй способ значительно дороже и сложнее, так как предполагает бурение многочисленных скважин, гидравлические разрывы пластов, температурное и химическое воздействие. Кроме того, требуется привлечение огромного количества специалистов и оборудования, а также проведение множества исследований.

И при этом он не гарантирует длительную высокопродуктивную работу скважины. Как правило, после года работы происходит значительное снижение нефтедобычи. Приходится или повторять всю процедуру сначала, или прекращать эксплуатацию.

Естественно, что столь губительное воздействие на природу, вызывает противодействие со стороны природоохранных организаций и приводит к законодательному запрету на подобные методы добычи сланцевой нефти. Однако, несмотря на все возникающие трудности, данный метод постоянно совершенствуется и достаточно широко применяется на территории США.

Процессы переработки

Добыча газа из сланцев

Извлечение газа из горючих сланцев методом наклонно-горизонтального бурения, рентабельно лишь в том случае, если имеются большие площади залегания этого полезного ископаемого. Преимущество данного метода заключается в проведении глубинных гидравлических разрывов, создании трещин и дальнейшей откачкой газа, что наиболее удобно при расположении месторождений вблизи густонаселённых пунктов, не имеющих иных энергетических ресурсов.

Тем не менее, большой комплекс экологических проблем и высокая стоимость данного метода создают значительные трудности на пути его реализации. В настоящее время сланцевый газ не представляет достойной альтернативы традиционному голубому топливу – природному газу.

Добыча нефти из сланцев

Очень дорогой способ добычи нефти непосредственно из керогена горючих сланцев, залегающих на достаточно большой глубине. Мало того, при этом применяются четыре достаточно дорогих и сложных метода, оказывающих сильнейшее воздействие на окружающую среду:

• Пиролиз, то есть нагрев пласта до 90000C.
• Гидрирование – насыщение водородом при температуре в 40000C, под воздействием катализатора.
• Термическое воздействие, приводящее к образованию смолы.
• Фрекинг – закачивание специальных химикатов. Метод настолько вреден, то подвергнут запрету в целом ряде стран мира.

Применение в народном хозяйстве

Использование горючих сланцев в качестве топлива малоэффективно: тепла выделяется немного, зато копоти – чрезмерное количество. Гораздо резоннее получать из них топливо в виде масел и смолы.

Страны Прибалтики активно используют сланцевое топливо для производства электроэнергии на своих электростанциях, а США и Канада широко освоили выпуск сланцевого газа и нефти.

Кроме того из этого класса минералов получают бензин, бытовой газ, целый ряд веществ химической промышленности. Ароматические углеводороды, бензол, кокс, клей, пластмассы, синтетический дубитель, гербициды, битумы и даже лекарства содержат в своей основе вещества, полученные из горючих сланцев. Сланцевая смола отлично защищает от коррозии, имеет хорошие изолирующие свойства, обеспечивает надёжное соединение материалов, а также применяется в качестве химического удобрения почвы.

Месторождения в России и мире

Пространства нашего государства в достаточной степени обеспечены сланцевыми месторождениями. Крупнейшим из них является знаменитая Баженовская свита – группа горных пород. Также имеются залежи в Ленинградской области, Среднем Поволжье, в ряде районов Сибири и на Дальнем Востоке. На севере европейской части страны выделяются Вычегодское и Печоро-Тиманское сланцевые месторождения.

Из зарубежных стран, обладающих значительными запасами этого природного ископаемого можно выделить:

• США, Канаду, Мексику;
• Аргентину, Бразилию, Венесуэлу;
• Италию;
• Конго, Ливию;
• Бирму, Китай и Индонезию.

Мировые запасы

Хотя, по оценкам специалистов мировые запасы этого вида топлива оцениваются в 650 трлн. тонн, из которых предполагается извлечь 26 трлн. тонн сланцевой нефти, что на порядок превосходит запасы обычной нефти, добыча столь дорого вида энергетического сырья малорентабельна.

70% процентов этого богатства сосредоточено в Вайоминге, Колорадо и Юте – штатах США.

Лидерами по запасам сланцевой нефти являются:

• Россия – 10,23 млрд. тонн.
• США – 7,911 млрд. тонн.
• Китай – 4,365 млрд. тонн.

По запасам сланцевого газа места распределены следующим образом:

• Китай – 31,55 трлн. м3.
• Аргентина – 22,7 трлн. м3.
• Алжир – 20,0 трлн. м3.

Страны, добывающие горючие сланцы

Разработка сланцевых месторождений в настоящее ведётся в США, Канаде, Бразилии; Эстонии, России, Германии; Китае и Израиле.

Коммерческая добыча сланцевого газа широко распространена на территории: США (Луизиана, Пенсильвания, Техас), Канады (Альберт, Саскачеван), Китай (река Сычуань).

Безусловным мировым лидером по производству сланцевой нефти являются США. Некоторые перспективы в этом направлении имеют Канада, Аргентина, Бразилия и Китай. Однако, целый ряд проблем экологического, экономического и политического плана сильно ограничивают возможности стран-производителей в развитии этого направления добычи топливных ресурсов.

Можно с полной уверенностью утверждать, что сланцевая революция совершилась пока только на территории Соединённых Штатов Америки, позволив им на некоторое время занять лидирующее положение в мире по нефтедобыче и выпуску газа. Но, с учётом очень высоких цен на этот вид углеводородов, такое положение дел остаётся крайне нестабильным и с финансовой точки зрения.

Развитие сланцевой отрасли в России

Перспективы развития сланцевой отрасли в нашей стране являются достаточно благоприятными. Этому способствует огромный исторический опыт, плюс гигантские запасы российских сланцев, оцениваемые в 75 миллиардов баррелей.

С учётом того, что залежи традиционной нефти и газа постепенно истощаются, а других альтернативных источников топливных и химических углеводородов пока не найдено, в долгосрочной перспективе сланцевые залежи страны представляют значительный интерес.

Россия обладает гигантскими запасами природного газа – более 50 трлн. м3, что делает пока что крайне нецелесообразной добычу сланцевого газа, обладающего достаточно высокой себестоимостью (125 долларов за тысячу м3). Другое дело сланцевая нефть. Особенно высоко насыщенные месторождения в Западной Сибири, залегающие на гигантских площадях (более 1 млн. км2), но при этом находящиеся на значительных глубинах и обладающие весьма низкой проницаемостью.

Понятно, что разработка столь сложных месторождений потребует разработки новых ультрасовременных технологий, а также – значительных инвестиций и принятия мер по экологическому сопровождению проведения работ. Тем не менее, совместными усилиями SalymPetroleumDevelopment, Shell, «Газпром нефть» разработана дорожная карта освоения Баженовской свиты, определяющая сроки осуществления проекта.

Также, значительный интерес представляют редкостные мергелиевые сланцы, обнаруженные на территории Саратовской области. Нефтяные запасы в них оценены в 40 млрд. тонн. Методика извлечения нефти, газа и кокса разработана. Возможно, в ближайшем будущем этот регион сможет обеспечить атомную промышленность России сланцевым коксом и редкоземельным рением, пока что закупаемым в США, Чили и Казахстане. Что немаловажно в плане развития сланцевой отрасли России.

Сланец – камень, сформировавшийся еще во времена активных вулканических процессов. Сегодня особенности химико-физического строения минерала позволяют использовать его во многих промышленных сферах.

Основные характеристики сланца

Натуральные сланцы нельзя назвать самостоятельной минералогической единицей. В составе камня содержится множество других горных пород. Он состоит из минеральных пластов, образованных под высоким давлением и перепадами температур.

Главными достоинствами породы считаются:

• огнеупорность;
• устойчивость к влаге;
• невосприимчивость к природным факторам.

За основу природных сланцев выступают камни темных тонов с кварцевыми частицами, вкраплениями полевого шпата. В некоторых разновидностях состав разбавляет слюда.

К просмотру передача про камень:

Виды и цвета

Породу классифицируют в зависимости от химического состава и строения. Вместе со свойствами разнятся сферы, в которых камни находят применение. Основные разновидности сланца:

1. Слюдяные камни с преобладанием слюды и кварца в составе. Сюда же относится биотитовый сланец, в основе которого черная разновидность слюды – биотит.
2. Кремнистая порода из плотных пластин и пылеватых кварцевых зерен, включающая халцедон. Имеет разные цвета, зависящие от примесей.
3. Горючий сланец – легковоспламеняющийся минерал со средним показателем плотности. Внешне схож с застывшей глиной.
4. Глинистый минерал темных оттенков. Включает частицы глиняных пород, среди которых хлорит и гидрослюда. Нерастворим в воде.
5. Хлоритовый сланец – блестящий камень зеленого оттенка, цвет которого обусловлен содержанием хлора.
6. Грифельный сланец – серый минерал мягкой структуры. Легко слоится столбцами.
7. Серый кровельный и черный аспидный сланец – разновидности с прочной слоящейся текстурой. Активно применяются в технических сферах.

Помимо разновидностей природного происхождения, выделяют искусственный сланец.

Также смотрите видео с полезной информацией о камне:

Месторождения в России и мире

В недрах земли, морских глубинах миллионы лет формировались минеральные залежи. Сопровождаемые высокими температурами и давлением, вулканические процессы воздействовали на горные породы, сдавливая их в пласты. Под гнетом воды или горных массивов зарождались минералы.

Сегодня месторождения камней рассредоточены по разным уголкам планеты. Крупнейшие из них находятся:

• в США;
• Бразилии;
• Монголии;
• Центральной Европе;
• Белоруссии;
• Украине;
• Казахстане;
• Эстонии;
• странах Средней Азии.

В России добыча полезного ископаемого приходится в основном на:

• города Сибири;
• Урал, около Екатеринбурга;
• Ленинградскую, Костромскую, Кировскую области;
• Чувашию;
• Мордовию;
• Республику Коми;
• Северный Кавказ.

Способы добычи и обработки камня

Сланцевую породу добывают двумя способами:

• карьерным (открытым);
• подземным.

Открытый метод добычи заключается в раскопках залежей минералов, располагающихся близко к поверхности земли. Такой способ считается наименее вредным для окружающей среды.

Среди губительных последствий для природной среды значатся:

• загрязнение воздуха, почвы ядовитыми веществами, которые содержатся в составе раствора для гидроразрыва пластов;
• проседание почвы из-за разломов в породе;
• разрушительные процессы для почвы, грунта;
• загрязнение подземных вод.

К просмотру видеоряд, как выглядит обработанный камень:

Свойства и области применения сланца

Порода используется в различных промышленных сферах. Это связано с большим количеством разновидностей, физическими и химическими особенностями камня. Главные области применения:

• строительство;
• декорирование интерьера;
• кровельные работы;
• изготовление посуды;
• ландшафтный дизайн;
• использование в качестве топлива.

В ремонте и отделке

Камень в первозданном виде является готовым строительным материалом. В строительной сфере сланец имеет определенные преимущества:

1. Крыши из сланца отличаются долговечностью. Они никогда не протекают, не выцветают на солнце.
2. Камни невосприимчивы к холодам. Они прекрасно удерживают тепло, что позволяет использовать их для возведения стен домов на местности с суровым климатом.
3. Дизайнеры нередко используют сланец в обустройстве интерьера. Минералом облицовывают камины, стены, колонны, полы.

Хорошо подходит для строительных работ искусственный камень. Он обладает разнообразной цветовой палитрой, внешне почти неотличим от природного, доступен по цене, но менее надежен.

Физико-химические свойства

Сланец отличают от других камней особенности его строения и химического состава:

1. Химический состав обусловлен соотношением оксидов: SiO2 от 15 до 25 %, Al2O3 от 55 до 75 %, Fe2O3 до 4 %, CaO до 6 %, TiO2 до 1 %, MgO до 6 %.
2. Твердость: 3–6 по шкале Мооса.
3. Плотность – 2,71 г/см куб.
4. В природе встречается в самых разных оттенках: желтого, красного, коричневого, бордового, зеленого. Но самые распространенные экземпляры встречаются в черном и сером цветах.
5. Устойчив к коррозии, эрозиям.
6. Маслянистый или матовый блеск, в зависимости от разновидности.

Лечебные свойства

Природная энергетика сланца обладает некоторым целебным воздействием на человека. Минерал положительно влияет на общее состояние здоровья, позволяет почувствовать себя бодрее и энергичнее. Литотерапевты отмечают другие полезные свойства камня:

1. Камень благотворно влияет на нервную систему, снимает стресс и напряжение. Помогает побороть раздражение и гнев.
2. Вода, заряженная камнем, способна очистить организм, предотвратить различные заболевания, настроить на позитивное мышление.
3. Если нагреть минерал и приложить к больному месту или ранке, боль, воспаление уйдут, а заживление будет протекать скорее.

Полезно находиться в здании со стенами, облицованными сланцем. Жизнь в таком доме позволит никогда не испытывать трудностей со здоровьем, эмоциональным состоянием.

Магические свойства

Порода нередко применяется в магических ритуалах шаманов и колдунов. Они используют ее, чтобы предсказать судьбу или связаться с духами загробного мира.

В обыденной жизни аура камня может помочь человеку в его делах, преобразить жизнь в лучшую сторону.

Среди мистических качеств сланца можно выделить:

1. Камень помогает душевным ранам затянуться.
2. Работает как оберег, отводя зло, неудачи от владельца.
3. Подходит любому знаку зодиака, кроме Овнов и Козерогов, в качестве амулета. Минерал натолкнет на верное решение, поможет в скором времени добиться намеченных целей.
4. Талисманы привлекают удачу и деньги.

Стоимость материала

Натуральная сланцевая порода в качестве строительного материала отличается высокой стоимостью. На квадратный метр приходится цена от 1800 рублей. Средний ценник на такие плиты 3000–4000 рублей.

А предметы со сланцевыми вставками оказывают положительный эффект на здоровье и жизнь человека.

Хотели бы вы жить в доме, облицованном сланцевыми породами? Делитесь мыслями в комментариях и делайте репост на странички социальных сетей.