Питтсбургский угольный пласт

Протяженность угольного пласта Питтсбург в Пенсильвании, Огайо и Западной Вирджинии, за исключением месторождения в Мэриленде. Следует отметить, что юго-западная часть пласта имеет незначительное хозяйственное значение.

Угольный пласт Питтсбурга — самый мощный и обширный угольный пласт в Аппалачском бассейне; следовательно, это самый экономически важный угольный пласт на востоке Соединенных Штатов . Угольный пласт Питтсбурга в Верхней Пенсильвании группы Мононгахела обширен и непрерывен, простираясь на 11 000 миль. ² через 53 округа. Он простирается от округа Аллегани, штат Мэриленд , до округа Белмонт, штат Огайо , и от округа Аллегейни, штат Пенсильвания, на юго-запад до округа Патнэм, Западная Вирджиния .

Этот угольный пласт назван в честь его обнажения высоко на отвесном северном склоне горы Вашингтон в Питтсбурге, штат Пенсильвания . и считается, что он составляет основу верхних угольных пластов плато Аллегейни , теперь известная как Группа Мононгахела. Первое упоминание об угольном пласте Питтсбурга, названном Х.Д. Роджерсом из Первой геологической службы Пенсильвании. был на карте 1751 года.

Участок Питтсбургского пласта под долиной Джорджес-Крик в Западном Мэриленде известен как Большая жила . Он изолирован от остальной части Питтсбургского пласта горой Сэвидж (часть антиклинали Дир-Парк), антиклиналью Негро-Маунтин , антиклиналью Лорел-Хилл и антиклиналью Честнат-Ридж . Между этими антиклиналями пласты, содержащие питтсбургский уголь, были почти уничтожены эрозией. Исключением является небольшой остаток в округе Сомерсет, штат Пенсильвания , в Берлинской синклинали между горой Негро и дикой горой .

Формирование

Питтсбургский уголь — один из многих пригодных для добычи угольных пластов, которые отлагались в пенсильванскую (поздний каменноугольный период ) и пермскую (330–265 млн лет назад) эпохи в опускающемся бассейне форленда, заполненном отложениями, размытыми с древнего массива суши, расположенного к востоку. Группа Мононгахела и другие отложения пенсильванского бассейна северной и центральной части Аппалачей (рис. 1) отлагались на аградирующей и проградирующей прибрежной равнине в пределах прибрежного бассейна, примыкающего к складчатому и надвиговому поясу Аллегана.

Угольный пласт Питтсбурга образовался во время перерыва в активном обломочном отложении, что привело к образованию огромного торфяного болота. Обширным торфяным месторождениям суждено было стать одним из самых ценных энергетических ресурсов в мире. Распределение некоторых отложений, особенно русловых песков, возможно, частично контролировалось глубокими раннекембрийскими разломами фундамента, которые были реактивированы во время складчатости Аллегани (Root and Hoskins, 1977; Root, 1995).

Значительные части слоя глины непосредственно под углем Питтсбурга покоятся на несогласии , то есть на старой эродированной поверхности. По этой причине в качестве базального члена группы Мононгахела принят Питтсбургский пласт. Подстилающая поверхность эрозии считается верхней частью группы Конемо, ранее известной как Нижние бесплодные меры, поскольку в этой формации мало угольных пластов.

Мононгахела состоит в основном из песчаника, известняка, доломита и угля. и состоит из серии, насчитывающей до десяти циклотем . Во время каждого циклотема земля была затоплена, что позволило накопить морские отложения, такие как сланец , известняк и песчаник . Когда уровень моря упал, из остатков болот образовался уголь. Некоторые угольные пласты в группе Мононгахела имеют беспорядочный характер, иногда представляют собой не более чем черную полосу в скале, тогда как другие имеют коммерческое значение.

Угольный пласт Питтсбурга имеет обширную латеральную протяженность. Обычно он встречается на юго-западе Пенсильвании на двух уступах, причем толщина нижнего уступа может превышать шесть футов. Угольный пласт Питтсбурга, перекрывающий нижний уступ, может иметь толщину от 0 до 3 футов.

Эксплуатация

Разминированные участки Питтсбургского пласта в Пенсильвании и Западной Вирджинии по состоянию на 1973 год.

В 1760 году капитан Томас Хатчинс посетил Форт Питт и сообщил, что на Угольном холме есть шахта, первоначальное название горы Вашингтон, расположенной через реку Мононгахела от форта. Уголь добывали из штреков шахты Питтсбургского угольного пласта на обнажении вдоль склона холма примерно в 200 футах над рекой. Уголь ссыпали в траншеи, вырытые на склоне холма, откатывали к берегу реки и доставляли на каноэ и лодках в военный гарнизон. Где-то около 1765 года в этой шахте вспыхнул пожар, который продолжал гореть в течение многих лет, что привело к обрушению части склона холма. Права на добычу полезных ископаемых были официально куплены у вождей Шести Наций в 1768 году, и с этого момента уголь способствовал взрывному росту промышленности в регионе Питтсбург.

К 1796 году угольные шахты простирались вдоль склона горы Вашингтон на 300 саженей (1800 футов), с центром через Мононгахелу от Вуд-стрит. 40 ° 25'55,74 дюйма с.ш. 80 ° 0'24,08 дюйма з.д. К 1814 году в районе Питтсбурга действовало не менее 40 угольных шахт, которые работали в штольнях в забое угольного пласта камерным и столбовым методами. К 1830 году город Питтсбург потреблял более 400 тонн каменного угля в день для бытовых нужд и легкой промышленности. В начале 19 века питтсбургский уголь стал источником дохода города. основной источник топлива: около 250 000 бушелей (около 400 коротких тонн) угля ежедневно потреблялось для бытовых нужд и легкой промышленности. Основной причиной перехода с древесины на уголь была экономическая причина. В 1809 году корд дров стоил 2 доллара, а бушель угля с доставкой стоил 0,06 доллара. Угля было много, и рабочие, работавшие на шахтах в миле от Питтсбурга, зарабатывали около 1,60 доллара в неделю и могли производить до 100 бушелей угля в день.

Питтсбургский пласт был основным пластом добычи угля в Америке в конце девятнадцатого и начале двадцатого века. Уголь Питтсбургского пласта идеально подходил для производства кокса , особенно для доменных печей. Это способствовало развитию большей части юго-западной Пенсильвании, особенно части Питтсбургского пласта, известной как район Коннеллсвилл.

Разработка каменного угля Питтсбургского пласта началась медленно. Первоначально кузнецы и литейщики превращали уголь в кокс для использования в своих очагах и небольших печах. В начале девятнадцатого века предприниматели западной Пенсильвании адаптировали британскую практику производства кокса для производства кокса для местных металлургических заводов. Чтобы получить кокс, уголь сжигают в контролируемых условиях, чтобы удалить летучие вещества (газы, выделяющиеся при сжигании угля), в результате чего углерод и зола из угля сплавляются вместе в форме кокса. Они производили кокс в покрытых дерном «курганах», в которых уголь горел медленно и без кислорода, удаляющего примеси. Появление ульевых коксовых печей в 1830-х годах стимулировало использование угля из питтсбургских пластов в железных печах, и в этих печах производился кокс более высокого качества, чем в насыпях.

Уголь Питтсбургского пласта, особенно уголь высочайшего качества, добываемый в районе Коннеллсвилл, был лучшим углем в Америке для производства кокса. При превращении в кокс он был достаточно прочным, чтобы выдержать вес железной руды, сложенной с коксом внутри железных печей. В нем высокая доля углерода, ускоряющего горение, и низкая доля примесей, в том числе золы и влаги, замедляющих горение. Питтсбургский уголь также имеет низкую долю серы, что имеет решающее значение для производства высококачественного железа. Кроме того, Питтсбургский пласт располагался недалеко от Питтсбурга, тогдашнего центра растущей американской черной металлургии. Кокс нужно было доставлять по воде или по железной дороге к металлургическим печам, а близость Питтсбургского пласта к железным печам давала этому пласту еще одно конкурентное преимущество перед более удаленными угольными пластами, из которых можно было производить кокс.

Добыча каменного угля в Питтсбургском пласте резко возросла после 1860 года, когда быстро развивающаяся металлургическая промышленность начала использовать кокс. Производство черной металлургии резко возросло в конце девятнадцатого и начале двадцатого века, поскольку спрос на стальную продукцию резко возрос. Чтобы удовлетворить соответствующий спрос на кокс, питтсбургские пластовые шахты значительно увеличили добычу с 4,3 миллиона тонн угля в 1880 году до пика в сорок миллионов тонн в 1916 году. Большая часть роста добычи угля до 1900 года приходилась на район Коннеллсвилля. Однако спрос со стороны черной металлургии рос настолько быстро, что к 1900 году стало ясно, что этот район не может удовлетворить спрос сам по себе. В 1900-х и 1910-х годах горнодобывающие компании эксплуатировали район Нижний Коннеллсвилл Питтсбургского пласта, значительно увеличивая общий объем добычи. Рост добычи полезных ископаемых в Питтсбургских пластах был настолько масштабным и настолько переплетался с производством кокса для черной металлургии, что конец девятнадцатого и начало двадцатого века были названы «золотым веком King Coal, Queen Coke и Princess Steel».

Начиная с 1910-х годов важные технологические и промышленные изменения положили конец значению Питтсбургского пласта. Коксовые печи с побочным продуктом, которые давали больше кокса на тонну угля, заменили большинство ульевых коксовых печей с 1910 по 1940 год. В печах с побочным продуктом использовался уголь более низкого качества, чем уголь из питтсбургских пластов, что значительно снизило спрос на уголь из питтсбургских пластов. Великая депрессия также внесла значительный вклад в спад производства. Добыча в Питтсбургских пластах продолжала падать после резкого роста добычи во время Второй мировой войны , поскольку сталелитейные заводы перешли на альтернативные виды топлива, такие как природный газ и нефть, и повысили энергоэффективность чугунолитейных печей. Еще один серьезный удар пришелся на конец 1970-х и 1980-е годы, когда американская сталелитейная промышленность закрыла многие сталелитейные заводы в регионе Питтсбурга и других местах. Упадок добычи полезных ископаемых в Питтсбургском пласте привел к крупномасштабным социальным и экономическим изменениям на юго-западе Пенсильвании: выросла безработица, регион потерял население из-за оттока населения, предприятия, зависящие от доходов угольщиков, закрылись, а у муниципалитетов снизилась налоговая база.

Несмотря на два столетия добычи полезных ископаемых, осталось около 16 миллиардов тонн ресурсов, при этом самый крупный оставшийся блок находится на юго-западе Пенсильвании и прилегающих районах Западной Вирджинии. Большая часть оставшихся ресурсов к югу от округа Мэрион, штат Западная Вирджиния, и к западу от большей части штата Огайо содержит большое количество золы и серы, и вряд ли их масштабная добыча в ближайшем будущем вряд ли будет осуществляться, учитывая текущие экономические тенденции.

Большая Вена

Большая жила была обнаружена в 1804 году на обнажении к востоку от Фростбурга, штат Мэриленд . но только в 1824 году начались небольшие поставки в Джорджтаун . Первой шахтой была шахта Нефф, позже известная как шахта Экхарта. 39 ° 39'4,46 дюйма с.ш. 78 ° 54'1,59 дюйма з.д. . Первоначально добыча полезных ископаемых носила сезонный характер и ограничивалась в основном зимним временем. Уголь доставляли по суше в Камберленд, штат Мэриленд , а затем загружали на платформы для перевозки по реке Потомак во время весенних паводков. Экхарт Майнс, штат Мэриленд, начинался как город компании, поддерживающий этот город, и этот рудник был объединен с другими более поздними рудниками и стал тем, что сейчас называется Consol Energy .

В 1842 году железная дорога Балтимора и Огайо достигла Камберленда, а в 1850 году — канала Чесапик и Огайо . Это позволило широкомасштабную эксплуатацию.