ΚΑΙ Ο Ο ΕΛΛΗΝΙΚΟΣ ΕΛΛΗΝΙΚΟΣ ΛΙΓΝΙΤΗΣ

Transcript

1 ΣΤΕΡΕΑ ΚΑΥΣΙΜΑ ΚΑΙ Ο ΕΛΛΗΝΙΚΟΣ ΛΙΓΝΙΤΗΣ

2 Η παρουσία του λιγνίτη τα τελευταία 40 χρόνια στο ηλεκτροενεργειακό ισοζύγιο της χώρας υπήρξε συνεχώς αύξουσα. Το πρόγραμμα εξηλεκτρισμού της χώρας καθώς και ο ασφαλής εφοδιασμός με φθηνή ηλεκτρική ενέργεια στηρίχθηκε σχεδόν αποκλειστικά στο λιγνίτη. Το 2009 η ποσοστιαία συμμετοχή του λιγνίτη στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στο διασυνδεδεμένο δίκτυο ανήλθε σε 52% (71,2% το 1998). Ο λιγνίτης αποτελεί για την Ελλάδα τη σημαντικότερη και ασφαλέστερη ενεργειακή πηγή, συμβάλλει στην περιφερειακή ανάπτυξη της χώρας, είναι σε αφθονία και το κόστος του είναι ανταγωνιστικό σε σχέση με τα άλλα εισαγόμενα καύσιμα. Το συγκριτικό πλεονέκτημα του λιγνίτη προβλέπεται να συνεχιστεί και στο μέλλον.

3 Τι είναι ο άνθρακας; Ο άνθρακας αποτελεί ένα άμεσα καύσιμο υλικό, που περιέχει πάνω από 50% άνθρακα και που σχηματίστηκε από συμπίεση και σκλήρυνση ποικιλοτρόπως μεταβληθέντων φυτικών υπολειμμάτων. Οι περισσότεροι εροι άνθρακες προέρχονται ον από τύρφη. Η τύρφη είναι μια ασύνδετη απόθεση φυτικών κατάλοιπων σε ένα κορεσμένο με νερό περιβάλλον, όπως ένα έλος. Ητύρφη, όταν χάσει την υγρασία της, επίσης καίγεται ελεύθερα.

4

5

6

7

8 Coalification (Ενανθράκωση)

9 Όσο περνά ο χρόνος, τα φυτικά υπολείμματα (μικρά κλαδάκια, μεγάλα κλαδιά, φύλλα, ρίζες κ.λ.π.) συσσωρεύονται στον πυθμένα του βάλτου. Αυτή η τύρφη υφίσταται ενανθράκωση σε τρία βασικά στάδια: Αερόβια διάσπαση Στα πρώτα λίγα εκατοστά, μια ενεργός αερόβια βακτηριακή αποσύνθεση οδηγεί σε μείωση του όγκου, συχνά ίση με 50%. Επειδή το νερό είναι στάσιμο και η τύρφη είναι σχεδόν αδιαπέρατη, τα βακτήρια σύντομα χρησιμοποιούν το σύνολο του διαθέσιμου οξυγόνου και πεθαίνουν τελειώνοντας το πρώτο στάδιο. Η αναερόβια αποσύνθεση Ένα δεύτερο είδος βακτηρίων, που δεν απαιτούν οξυγόνο, υπάρχει στο βάλτο. Αυτά τα αναερόβια βακτήρια συνεχίζουν τη διαδικασία αποσύνθεσης με ακόμα μεγαλύτερη μείωση του όγκου. Η αποδόμηση αυτή παράγει οξέα και σε όλη τη διάρκεια του πρώτου και δεύτερου σταδίου, η οξύτητα αυξάνεται. Όταν το ph φθάνει περίπου στο 4,0, σκοτώνει τα αναερόβια βακτήρια. Σε αυτό το σημείο η τύρφη έχει μετατραπεί σε ένα μαύρο, «τυρώδες», ζελέ υλικό που ονομάζεται «Gytta». Το ποσοστό του αδρανούς αυτού υλικού - gytta - συνεχίζει να συσσωρεύεται, καθώς τα βακτήρια δρούν στα ανώτερα στρώματα. Είναι αυτό το υλικό που τελικά θα μετατραπεί σε ένα στρώμα άνθρακα. Αν ο άνθρακας έχει 30 πόδια πάχος πρέπει και το gytta να είναι πάχους τουλάχιστον 30 πόδια.

10 Bituminization (Βιτουμενοποίηση)

11 Ενώ κατά τα στάδια ένα και δύο η κύρια διαδικασία είναι η βακτηριακή αποσύνθεση, κατά την τελική φάση τον σημαντικότερο ρόλο παίζουν οι θερμικές διεργασίες. Αυτό απαιτεί μια ταφή της τύρφης (gytta) από τουλάχιστον δύο ή τρεις χιλιάδες πόδια ιζημάτων, ανάλογα με τη γεωθερμική βαθμίδα. Αυτή η μονωτική «κουβέρτα» διατηρεί την φυσική θερμότητα που ανεβαίνει στην επιφάνεια όλης της γης. Μόλις η θερμοκρασία φτάνει τους 100ºC αρχίζει η διαδικασία βιτουμενοποίησης (bituminization). Χημικές αντιδράσεις εκδιώκουν το νερό, το οξυγόνο και το υδρογόνο, και έτσι ανεβαίνει το ποσοστό του άνθρακα. Οβαθμόςστον οποίο φθάνει αυτή η βιτουμενοποίηση (bituminization) καθορίζει και τον βαθμό [Rank] του άνθρακα. Όταν το ποσοστό του άνθρακα φθάνει το 85% έχουμε τους υπο- βιτουμενούχους άνθρακες. Στο 90% έχουμε τους βιτουμενούχους άνθρακες και στο 95% τον ανθρακίτη. Κατά τη διάρκεια αυτής της φάσης, τα διακριτά φυτικά κατάλοιπα έχουν χαθεί (εκτόςό από τα μικροσκοπικά) και παράγονται τα γυαλιστερά macerals.

12 Η φάση της ενανθράκωσης των συστημάτων άνθρακα (μετατροπή της τύρφης σε άνθρακα), οδηγεί σε σημαντική φυσική μείωση του όγκου και την απώλεια νερού και οργανικής ύλης. Σύγχρονες αποθέσεις τύρφης που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε εμπορικά εκμεταλλεύσιμους άνθρακες, γενικά σχηματίζονται σε ολιγοτροφικά (φτωχάά σε θρεπτικές ουσίες) ) περιβάλλοντα που είναι απαλλαγμένα από οποιαδήποτε εισροή ιζημάτων. Τα ολιγοτροφικά αυτά τυρφογενετικά περιβάλλοντα είναι κυρίως όξινα (ph<5) και ως εκ τούτου, ημικροβιακήαποικοδόμησηείναι εξαιρετικά περιορισμένη. Η ολιγοτροφική τύρφη (OP) διατηρείται πολύ καλά και αποτελείται από 90% υγρασία, 9%οργανική ύλη, και έως 1% ανόργανα (κατά βάρος). Καλά διατηρημένα ξύλα, επίσης μπορούν νααποτελούν ένα σημαντικό συστατικό.

13 Τα αλκάλια και οι αλκαλικές σπάνιες γαίες, οσίδηρος(fe) και το θείο (S), συνήθως απαντώνται μόνο σε μικρές ποσότητες ή σε ίχνη λόγωτηςαπουσίαςοποιασδήποτεσημαντικήςπηγήςτροφοδοσίας στα στοιχεία αυτά. Η όξινη έκπλυση [acid leaching] μπορεί να μειώσει περαιτέρω τις διαθέσιμες ποσότητες αυτών των στοιχείων ήενώσεων. Τα ανόργανα συστατικά της ολιγοτροφικής τύρφης, ως εκ τούτου, αποτελούνται κατά κύριο λόγο από σχετικά αδιάλυτες ενώσεις του Si και Al, που είναι πρόδρομες του χαλαζία και του καολινίτη. Σημαντικές ποσότητες Fe και S μπορούν επίσης να ενσωματωθούν στους άνθρακες ως σιδηροπυρίτης κατά τη διάρκεια αλλά και μετά την ταφή.

14 Ημετατροπήτηςολιγοτροφικήςτύρφηςσελιγνίτη(~30% υγρασία) είναι κυρίως αποτέλεσμα της συμπίεσης λόγω ταφής και της απομάκρυνσης του νερού των πόρων, που έχει ως αποτέλεσμα απώλεια όγκου της τάξεως του 70%. Πειραματικά δεδομένα δείχνουν ότι περαιτέρω συμπίεση και θερμικές διεργασίες, οδηγούν σε πρόσθετη απώλεια νερού των πόρων καθώς και σε απώλεια της οργανικής ύλης με τη μορφή CO 2, CH 4, H 2 O και N 2. Υπολογισμοί με βάση τη χημική σύσταση της ολιγοτροφικής τύρφης και βιτουμενούχων ανθράκων μέσης περιεκτικότητας ικό σε πτητικά (medium volatile bituminous coal - MVBC), δείχνουν ότι το 50% της αρχικής οργανικής ύλης και πάνω από το 99% του αρχικού ενδο-πορικού νερού, χάνεται κατά τη διάρκεια της μετατροπής της ολιγοτροφικής τύρφης (OP) σε βιτουμενούχους άνθρακες μέσης περιεκτικότητας σε πτητικά (medium volatile bituminous coal MVBC).

15 Οι διαδικασίες ενανθράκωσης οδηγούν σε ένα συντελεστή συμπίεσης της ολιγοτροφικής τύρφης της τάξεως του 20:1. Ως αποτέλεσμα της συμπίεσης και της ενανθράκωσης, μια περιεκτικότητα σε ανόργανα συστατικά της τάξεως του 10% στην ολιγοτροφική τύρφη (επί ξηρού), θα αυξηθεί σε 18% στους βιτουμενούχους άνθρακες μέσης περιεκτικότητας σε πτητικά (medium volatile bituminous coal MVBC), αν υποτεθεί ότι πυριτικά άλατα και άλλα ανόργανα συστατικά ούτε προστίθενται αλλά και ούτε χάνονται. Τα πειραματικά αποτελέσματα και οι υπολογισμοί δείχνουν ότι τα περισσότερα από τα είδη βιτουμενούχου άνθρακα που εξορύσσεται σήμερα στονκόσμο,, έχουν υποστεί συμπίεση της τάξεως του 20:1 και προέρχονται από τύρφη με περιεκτικότητα σε ορυκτά <10% (επί ξηρού).

16

17

18

19

20 Η ΚΑΤΑΤΑΞΗ ΤΩΝ ΑΝΘΡΑΚΩΝ ΚΑΤΑ ΒΑΘΜΟ [Classification and Rank of Coal]

21

22

23

24 Ο λιγνίτης, που συχνά αναφέρεται και ως brown coal, είναι ένα μαλακό, χρώματος μαύρου-καφέ καύσιμο, με χαρακτηριστικά μεταξύ του άνθρακα και της τύρφης. Θεωρείται ως ο χαμηλότερου βαθμού άνθρακας. Εξορύσσεται στη Γερμανία, τη Ρωσία, τις Ηνωμένες Πολιτείες, την Ινδία,, την Αυστραλία και πολλές Ευρωπαϊκές χώρες, και χρησιμοποιείται σχεδόν αποκλειστικά ως καύσιμο για την παραγωγή ατμού, για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Έως 50% της ηλεκτρικής ενέργειας στην Ελλάδα και 24,6% της Γερμανίας προέρχεται από λιγνιτικούς σταθμούς. Ο λιγνίτης έχει καφέ-μαύρο χρώμα και έχει μια περιεκτικότητα σε άνθρακα της τάξης του 25-35%, υψηλή εγγενή περιεκτικότητα σε υγρασία - μερικές φορές υψηλή μέχρι και 66% - και περιεκτικότητα σε τέφρα που κυμαίνεται από 6% μέχρι 19%, σε σύγκριση με το 6% μέχρι 12% για τους βιτουμενούχους ο άνθρακες. Το ενεργειακό περιεχόμενο του λιγνίτη κυμαίνεται από 10 έως 20 MJ/kg (9 17 εκατομ. BTU ανά τόνο), επί ξηρού, απαλλαγμένου ανοργάνων ουσιών δείγματος. Το ενεργειακό περιεχόμενο του λιγνίτη που καταναλώνεται στις Ηνωμένες Πολιτείες είναι κατά μέσο όρο 13 εκατομμύρια Btu / τόνο (15 MJ/kg), σε δείγμα «ως έχει» (δηλαδή, που περιέχει τόσο την υγρασία όσο και τις ανόργανες ενώσεις.

25 Ο λιγνίτης έχει υψηλή περιεκτικότητα σε πτητικές ενώσεις. Ωστόσο, η υψηλή περιεκτικότητα σε υγρασία και η «ευαισθησία» του στην αυτόματη ανάφλεξη, μπορεί να προκαλέσει προβλήματα στη μεταφορά και αποθήκευση του. Λόγω της χαμηλής ενεργειακής απόδοσής του, ο λιγνίτης δεν μεταφέρεται για να καταναλωθεί μακριά από τα σημεία εξόρυξής του και δεν είναι αντικείμενο διαπραγμάτευσης σε μεγάλο βαθμό στην παγκόσμια αγορά σε σύγκριση με τους υψηλότερου βαθμού άνθρακες. Έτσι συχνά καίγεται σε σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που κατασκευάστηκαν πολύ κοντά σε ορυχεία, όπως στη Latrobe Valley της Αυστραλίας, το Λιγνιτικό Κέντρο Δυτικής Μακεδονίας στην Ελλάδα και τα εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής Luminant s Monticello στο Τέξας. Οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα από καύση λιγνίτη σε σταθμούς ηλεκτρο-παραγωγής είναι γενικά πολύ υψηλότερες από ό, τι οι ανάλογες των εργοστασίων καύσης άνθρακα, με τις χειρότερες και πλέον ρυπογόνες στον κόσμο να θεωρούνται οι εκπομπές των μονάδων Hazelwood, στη Βικτώρια των Η.Π.Α. Ο λιγνίτης είναι γεωλογικά νεότερος από τους ανώτερης ποιότητας άνθρακες, που δημιουργήθηκαν κυρίως στο Τριτογενές.

26 Ο ΕΛΛΗΝΙΚΟΣ ΛΙΓΝΙΤΗΣ

27 Ιστορική ανασκόπηση της αξιοποίησης των Ελληνικών λιγνιτικών κοιτασμάτων Η πρώτη σοβαρή προσπάθεια για την εκμετάλλευση λιγνιτικών κοιτασμάτων στη χώρα μας άρχισε στο Αλιβέρι (Εύβοια) το Δυστυχώς μια φοβερή πλημμύρα το 1897 κατέστρεψε όλες τις επιφανειακές και υπόγειες εγκαταστάσεις εξόρυξης. Η εκμετάλλευση ξανάρχισε μετά τον πρώτο Παγκόσμιο πόλεμο. Το 1922 η ετήσια παραγωγή έφθασε τους τόνους και διατηρήθηκε μέχρι το Το επόμενο έτος η εκμετάλλευση σταμάτησε για οικονομικούς λόγους. Μετά το δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο η ανάγκη εξηλεκτρισμού της χώρας οδήγησε στην απόφαση κατασκευής ατμοηλεκτρικού σταθμού στο Αλιβέρι, που θα λειτουργούσε αποκλειστικά με λιγνίτη. Το 1951 ανέλαβε η ΔΕΗ την υπόγεια εκμετάλλευση των Ορυχείων στο Αλιβέρι, κατορθώνοντας να αυξήσει την παραγωγή σε 750 χιλιάδες τόνους το χρόνο και να τροφοδοτήσει μονάδες συνολικής ισχύος 230 MW. Στις αρχές της δεκαετίας του 1980 σταμάτησε η λειτουργία του λιγνιτωρυχείου Αλιβερίου.

28 Οι πρώτες συστηματικές έρευνες για την εντόπιση και αξιολόγηση των λιγνιτών της ευρύτερης περιοχής Πτολεμαϊδας άρχισαν μετά το Το 1955 συστάθηκε η εταιρία ΛΙΠΤΟΛ που είχε ως αντικείμενο την εκμετάλλευση του λιγνίτη και την χρησιμοποίησή του για παραγωγή μπρικετών, αζωτούχων λιπασμάτων, ημικώκ και ηλεκτρικής ενέργειας. Το 1959 το 90% των μετοχών της ΛΙΠΤΟΛ περιήλθαν στη ΔΕΗ. Το 1975 συγχωνεύθηκε η ΛΙΠΤΟΛ στη ΔΕΗ. Η παραγωγή λιγνίτη που ήταν το ,3 εκ. τόνους, αυξήθηκε το 1975 σε 11,7 εκ. τόνους, το 1985 σε 27,3 εκ. τόνους και το 2006 σε 49 εκ. τόνους (συμπεριλαμβανομένου και του ορυχείου στη Φλώρινα). Το λιγνιτικό κοίτασμα Μεγαλόπολης μελετήθηκε επιστημονικά για πρώτη φορά το 1957 και τα αποτελέσματα ήταν ενθαρρυντικά. Το 1969 άρχισε από τη ΔΕΗ η εκμετάλλευση του λιγνίτη. Το γεγονός αυτό ήταν μία ιδιαίτερη περίπτωση σε παγκόσμιο επίπεδο, επειδή για πρώτη φορά τόσο φτωχός λιγνίτης εξορύσσεται και χρησιμοποιείται για την παραγωγή γή ηλεκτρικής ενέργειας. Το λιγνιτωρυχείο Μεγαλόπολης ξεκίνησε με μία ετήσια παραγωγή 1 εκ. τόνους και έφθασε το 2006 τους 13,5 εκ. τόνους.

29 Σήμερα η ΔΕΗ παράγει συνολικά περίπου 63 εκ. τόνους λιγνίτη σε ετήσια βάση. Η εντυπωσιακή ανάπτυξη των Λιγνιτωρυχείων της ΔΕΗ επιτρέπει στη χώρα μας να κατέχει τη δεύτερη θέση στην παραγωγή λιγνίτη στην Ευρωπαϊκή Ένωση, και την πέμπτη στον Κόσμο.

30 ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΛΙΓΝΙΤΗ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ (σε mtn) m.tn.) 52% ΣΥΜΜΕΤΟΧΗ ΣΤΗΝ ΗΛΕΚΤΡΟΠΑΡΑΓΩΓΗ (2009)

31 Κοιτασματολογία του λιγνίτη Οι λιγνίτες ανήκουν στις στερεές ορυκτές καύσιμες ύλες με τη γενική ονομασία γαιάνθρακες και προήλθαν από φυτικά υπολείμματα μέσω μιας σειράς διεργασιών ενανθράκωσης. Οι διεργασίες αυτές είχαν ως αποτέλεσμα τον εμπλουτισμό των φυτικών υπολειμμάτων σε άνθρακα. Η μετατροπή των φυτών σε τύρφη και η μετάβαση από την τύρφη (αρχικό στάδιο ενανθράκωσης) στον ανθρακίτη (τελικό στάδιο ενανθράκωσης) είναι συνάρτηση της επίδρασης του χρόνου, της θερμοκρασίας και της πίεσης. Η αύξηση του βαθμού ενανθράκωσης επηρεάζει τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά των γαιανθράκων. Οι λιγνίτες σχηματίστηκαν κατά τα πρώτα στάδια της ενανθράκωσης αμέσως μετά την τύρφη. Για το σχηματισμό μ ενός κυβικού μέτρου λιγνίτη, έχει υπολογισθεί ότι απαιτείται χρονικό διάστημα 1000 έως 4000 ετών. Το θερμιδικό περιεχόμενο των λιγνιτών είναι από 3 εως 7 φορές μικρότερο από το θερμιδικό περιεχόμενο του λιθάνθρακα και 5 έως 10 φορές μικρότερο από αυτό του πετρελαίου. Κατάλληλες λ συνθήκες για τον σχηματισμό λιγνιτών στον Ελλαδικό χώρο συνέτρεξαν, κατά περιόδους και κατά περιοχές, από τις αρχές του Καινοζωϊκού αιώνα μέχρι τους πρόσφατους γεωλογικούς γ χρόνους. Η κύρια φάση λιγνιτογένεσης συμπίπτει με την Νεοτριτογενή και Τεταρτογενή γεωλογική περίοδο. Τα σημαντικότερα κοιτάσματα λιγνίτη αναπτύχθηκαν σε αβαθείς λίμνες και έλη κλειστών ενδοηπειρωτικών λεκανών. Κύριο χαρακτηριστικό των κοιτασμάτων είναι ο έντονος τεκτονισμός.

32 Αποθέματα - Ποιότητα λιγνίτη Τα συνολικά βεβαιωμένα γεωλογικά αποθέματα λιγνίτη στη χώρα ανέρχονται σε περίπου 5 δις. τόνους. Τα κοιτάσματα αυτά παρουσιάζουν αξιοσημείωτη γεωγραφική εξάπλωση στον ελληνικό χώρο. Με τα σημερινά τεχνικο-οικονομικά δεδομένα τα κοιτάσματα που είναι κατάλληλα για ενεργειακή εκμετάλλευση, ανέρχονται σε περίπου 3,2 δις τόνους και ισοδυναμούν με 450 εκ. τόνους πετρελαίου. Τα κυριότερα εκμεταλλεύσιμα κοιτάσματα λιγνίτη βρίσκονται στις περιοχές Πτολεμαϊδας, Αμυνταίου και Φλώρινας με υπολογισμένο απόθεμα 1,8 δις τόνους, στην περιοχή της Δράμας με απόθεμα 900 εκ. τόνους και στην περιοχή Ελασσόνας με 169 εκ. τόνους. Επίσης στην Πελοπόννησο, περιοχή Μεγαλόπολης, υπάρχει λιγνιτικό κοίτασμα με απόθεμα περίπου 223 εκ. τόνους.

33 BULGARIA F.Y.R.O.M. Thrace ALBANIA Macedonia Thessaloniki TURKEY Epirus Thessaly A E G E A N S E A The Greek Mainland Euboea I Athens I O N I A N S E A Peloponnesus Dodecanese Crete Paralic basins (estuarial or deltaic- related coals) Intermontane basins (fluvial and iacustrine - related coals)

34 AVAILABLE RESERVES 3,2 b.tn. MINED OUT 1,6 M.tn. ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗ ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΤΩΝ ΛΙΓΝΙΤΙΚΩΝ ΚΟΙΤΑΣΜΑΤΩΝ

35 Με βάση τα συνολικά εκμεταλλεύσιμα αποθέματα λιγνίτη της χώρας και τον προγραμματιζόμενο ο ρυθμό κατανάλωσης στο μέλλον, υπολογίζεται ότι τα αποθέματα αυτά επαρκούν για περισσότερο από 45 χρόνια. Μέχρι σήμερα οι εξορυχθείσες ποσότητες λιγνίτη φτάνουν περίπου στο 29% των συνολικών αποθεμάτων. Εκτός από λιγνίτη η Ελλάδα διαθέτει και ένα μεγάλο κοίτασμα Τύρφης στην περιοχή των Φιλίππων (Ανατολική Μακεδονία). Τα εκμεταλλεύσιμα αποθέματα στο κοίτασμα αυτό εκτιμώνται σε 4 δις κυβικά μέτρα και ισοδυναμούν περίπου με 125 εκατ. τόνους πετρελαίου. Γενικά, η ποιότητα των Ελληνικών λιγνιτών είναι χαμηλή. Η θερμογόνος δύναμη κυμαίνεται από kcal/kg στις περιοχές Μεγαλόπολης, Αμυνταίου και Δράμας, από kcal/kg στην περιοχή Πτολεμαϊδας και στις περιοχές Φλώρινας και Ελασσόνας. Σημαντικό συγκριτικό πλεονέκτημα των λιγνιτών της χώρας μας είναι η χαμηλή περιεκτικότητα σε καύσιμο θείο.

36 Πτολεμαϊδα/Αμύνταιο Ο λιγνίτης Πτολεμαϊδας σχηματίστηκε κατά τη διάρκεια μιας μεγάλης χρονικής περιόδου (10 εκατομμύρια χρόνια περίπου) και εκτιμάται ότι οι διεργασίες τελείωσαν πριν 1 εκατομμύριο χρόνια. Η ευρύτερη λεκάνη Μοναστηρίου, Φλώρινας, Αμυνταίου, Πτολεμαϊδας, Κοζάνης και Σερβίων καλύπτονταν τα την εποχή εκείνη από αβαθείς λίμνες και έλη. Οι κλιματολογικές συνθήκες ευνόησαν τη μεγάλη βλάστηση υδροχαρών φυτών (βρύα, καλάμια,, κ.λ.π.) ) σε διάφορες θέσεις της λεκάνης. Με το χρόνο τα φυτά αυτά συγκεντρώθηκαν σε μεγάλες ποσότητες στον πυθμένα των λιμνών. Στη συνέχεια η βλάστηση καλύφθηκε από γαιώδη υλικά. Έτσι, οι οργανικές ύλες των φυτών, ευρισκόμενες υπό πίεση και με την επίδραση διαφόρων μικροοργανισμών, μετατράπηκαν με τον χρόνο σε στρώματα λιγνίτη. Αυτό επαναλήφθηκε πολλές φορές και τέλος πάνω από τα νεώτερα στρώματα λιγνίτη επικάθισαν άλλα γαιώδη υλικά, τα λεγόμενα «υπερκείμενα». Έτσι προέκυψαν λιγνιτικά κοιτάσματα μορφής Zebra.

37 Το πάχος των υπερκειμένων υλικών κυμαίνεται από 12 μέχρι 230 μέτρα για τα Ορυχεία που βρίσκονται σε λειτουργία στην περιοχή Πτολεμαϊδας. Τα υλικά αυτά είναι συνήθως άμμος, αμμοχάλικα, μαλακός ασβεστόλιθος και άργιλος. Αλλά και το κοίτασμα του λιγνίτη δεν είναι ενιαίο διότι μέσα στο κοίτασμα αυτό υπάρχουν λεπτά στρώματα από τα γαιώδη υλικά και τα οποία επειδή βρίσκονται μεταξύ των λιγνιτικών στρωμάτων, ονομάζονται «ενδιάμεσα». Το μέσο πάχος των απολείψιμων στρωμάτων λιγνίτη ανέρχεται σε 2 μέτρα περίπου, ο αριθμός των οποίων κυμαίνεται από 20 έως 30.

38 Το μεγαλύτερο λιγνιτικό δυναμικό της χώρας είναι συγκεντρωμένο σε τρεις περιοχές - λεκάνες κατά μήκος του άξονα Φλώρινα - Αμύνταιο - Πτολεμαϊδα - Κοζάνη - Σέρβια. Σταδιακά, στην περιοχή Πτολεμαϊδας - Αμυνταίου δημιουργήθηκε ένα από τα μεγαλύτερα Λιγνιτικά Κέντρα στον κόσμο. Στο Λιγνιτικό Κέντρο Πτολεμαϊδας - Αμυνταίου λειτουργούν σήμερα τέσσερα λιγνιτωρυχεία: Το Ορυχείο Νοτίου Πεδίου, το Ορυχείο Καρδιάς, το Ορυχείο Κυρίου Πεδίου και το Ορυχείο Αμυνταίου (συμπεριλαμβανομένου μ ρ μβ μ και του ορυχείου στη Φλώρινα). Επίσης, στο Λιγνιτικό Κέντρο ανήκουν το Εργοστάσιο Λιγνιτοπλίνθων και ο ατμοηλεκτρικός σταθμός ΛΙΠΤΟΛ. Η παραγωγή λιγνίτη ανήλθε το 2006 σε 49εκ. τόνους. Για την επίτευξη του έργου αυτού χρησιμοποιούνται 42 καδοφόροι εκσκαφείς, 16 αποθέτες, 225 km περίπου ταινιόδρομοι (με πλάτος 1,0-2,4 μέτρα) και περίπου ντηζελοκίνητα μηχανήματα.

39 Οι ενεργειακές μονάδες που τροφοδοτούνται με λιγνίτη από το Λιγνιτικό Κέντρο Πτολεμαϊδας Αμυνταίου είναι: ΣΤΑΘΜΟΣ - ΕΓΚΑΤΕΣΤΗΜΕΝΗ ΙΣΧΥΣ (MW) ΑΗΣ ΛΙΠΤΟΛ = 43 ΑΗΣ ΠΤΟΛΕΜΑΪΔΑΣ x = 620 ΑΗΣ ΚΑΡΔΙΑΣ 2x x325 = ΑΗΣ ΑΓ. ΔΗΜΗΤΡΙΟΥ 2x300+2x = ΑΗΣ ΑΜΥΝΤΑΙΟΥ 2x300 = 600 ΑΗΣ ΜΕΛΙΤΗΣ-ΑΧΛΑΔΑΣ 1x330 = 330 ΣΥΝΟΛΟ Με λιγνίτη τροφοδοτείται και το Εργοστάσιο Λιγνιτοπλίνθων. Στο Λιγνιτικό Κέντρο Πτολεμαϊδας - Αμυνταίου απασχολούνται σήμερα περίπου άτομα.

40 ΟΡΥΧΕΙΑ ΚΑΙ ΑΤΜΟ- ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΙ ΣΤΑΘΜΟΙ ΤΗΣ ΒΟΡΕΙΟΥ ΕΛΛΑΔΟΣ

41

42 Λιγνιτικό Κέντρο Μεγαλόπολης Στην Πελοπόννησο, στο Νομό Αρκαδίας, έχει δημιουργηθεί το Λιγνιτικό Κέντρο Μεγαλόπολης. Σήμερα λειτουργούν εκεί τα Ορυχεία Χωρεμίου,, Μαραθούσας και Κυπαρισσίων. Στη λεκάνη της Μεγαλόπολης η λιγνιτογένεση έγινε όπως και στη Δυτική Μακεδονία. Η ανάπτυξη πλούσιας βλάστησης έγινε σε τέλματα ή αβαθείς λίμνες στις θερμές περιόδους του Πλειστόκαινου, γεγονός που είχε ως αποτέλεσμα τον ασυνεχή σχηματισμό λιγνιτικών στρωμάτων, που καλύπτοταν από φερτά γαιώδη υλικά του ποταμού Αλφειού. Συνολικά δημιουργήθηκαν τρεις λιγνιτικοί ορίζοντες με ιζήματα μεταξύ τους. Στη λεκάνη διακρίνονται τρία λιγνιτικά κοιτάσματα, πιθανόν λόγω της ύπαρξης τριών ανεξάρτητων λιμνών, με διαφορετικά φυσικοχημικά χαρακτηριστικά. Τα κοιτάσματα αυτά είναι: Χωρέμι - Μαραθούσα (ολικό βάθος 140μ.), μ Θωκνία - Κυπαρίσσια (ολικό βάθος μ.) ) και Καρύταινας (ολικό βάθος 45 μ.). Το πάχος των λιγνιτικών στρωμάτων κυμαίνεται απο λίγα εκατοστά έως 5 μέτρα. Στο Λιγνιτωρυχείο υπάρχουν σήμερα 10 καδοφόροι εκσκαφείς, 6 αποθέτες αγόνων, 3 αποθέτες λιγνίτη, 43 km ταινιόδρομοι (με πλάτος 1,2-1,6 μέτρα) και περίπου 330 δηζελοκίνητα μηχανήματα. Η μέση θερμογόνος δύναμη του λιγνίτη ανέρχεται σε kcal/kg. Το 2008 η παραγωγή λιγνίτη ανήλθε σε 13,207 εκ. τόνους. Το Λιγνιτωρυχείο τροφοδοτεί με λιγνίτη τον ΑΗΣ Μεγαλόπολης Α με εγκατεστημένη ισχύ 550MW (2 μονάδες x 125MW + 1 μονάδα 300MW) και τον ΑΗΣ Μεγαλόπολης λ Β ισχύος 300 MW. Στο Λιγνιτικό Κέντρο Μεγαλόπολης απασχολούνται σήμερα περίπου άτομα.

43 Μελλοντική Ανάπτυξη της βιομηχανίας λιγνίτη Τον Ιούνιο του 2003 ετέθη σε εμπορική λειτουργία ο Ατμοηλεκτρικός Σταθμός Μελίτης Αχλάδας στην περιοχή της Φλώρινας. Ο νέος αυτός Σταθμός έχει συνολική ισχύ 330MW και χρησιμοποιεί ως καύσιμο το λιγνίτη. Για την αξιοποίηση των κοιτασμάτων στις περιοχές Δράμας και Ελασσόνας βρίσκονται σε εξέλιξη τεχνικο-οικονομικές μελέτες. Με βάση τα σημερινά εθνικά και διεθνή ενεργειακά δεδομένα και τα στοιχεία που αφορούν την ποσότητα και την ποιότητα του λιγνίτη των πιο πάνω κοιτασμάτων, προκύπτει ότι η εκμετάλλευσή των πιο πάνω κοιτασμάτων είναι οικονομικά συμφέρουσα. Τα υπάρχοντα αποθέματα επαρκούν για τη λειτουργία μέχρι πέντε μονάδων των 300 MW στη Δράμα και μίας μονάδας 500 MW στην Ελασσόνα. Η ΔΕΗ πιστεύει ότι στα πλαίσια του γενικότερου εθνικού συμφέροντος, θα πρέπει, σε συνεργασία με τη Νομαρχιακή και Τοπική Αυτοδιοίκηση, να εξεταστούν καινα διευκρινιστούν όλα τα προβλήματα που μπορούν να υπάρξουν από την ανάπτυξη της δραστηριότητας αυτής (κοινωνικά, περιβαλλοντικά, οικονομικά, πολιτιστικά) και να βρεθούν οι καταλληλότερες λό λύσεις.

44 ΟΙ ΛΙΓΝΙΤΟΦΟΡΕΣ ΠΕΡΙΟΧΕΣ ΤΗΣ ΚΡΗΤΗΣ

45 ΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΟΣ ΣΥΣΧΕΤΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΛΙΓΝΙΤΟΦΟΡΩΝ ΛΕΚΑΝΩΝ ΤΗΣ ΚΡΗΤΗΣ

46 (a) ΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΣΤΗΛΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΤΟΥ ΚΑΝΔΑΝΟΥ (b) ΓΕΩΛΟΓΙΚΟΣ ΧΑΡΤΗΣ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ (c) ΓΕΩΛΟΓΙΚΗ ΤΟΜΗ ΤΩΝ ΓΕΩΤΡΗΣΕΩΝ

47 (a) ΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΣΤΗΛΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΤΩΝ ΒΡΥΣΩΝ (b) ΓΕΩΛΟΓΙΚΗ ΤΟΜΗ ΤΩΝ ΓΕΩΤΡΗΣΕΩΝ, ΣΤΗΝ ΙΔΙΑ ΠΕΡΙΟΧΗ

48 (a) ΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΣΤΗΛΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΤΟΠΛΟΥ, ΚΡΗΤΗΣ (b) ΓΕΩΛΟΓΙΚΟΣ ΧΑΡΤΗΣ ΤΗΣ ΙΔΙΑΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ

49 ΧΑΡΤΗΣ ΤΩΝ ΛΕΚΑΝΩΝ ΦΛΩΡΙΝΑΣ, ΠΤΟΛΕΜΑΙΔΑΣ-ΑΜΥΝΤΑΙΟΥ, ΣΕΡΒΙΩΝ-ΚΟΖΑΝΗΣ ΚΑΙ ΣΑΡΑΝΤΑΠΟΡΟΥ (αριστερά). ΔΕΞΙΑ ΑΠΕΙΚΟΝΙΖΕΤΑΙ ΤΟ ΒΥΘΙΣΜΑ ΜΕ ΤΗΣ ΡΑΧΕΣ

50 ΣΥΝΘΕΤΗ ΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΣΤΗΛΗ ΤΟΥ ΒΥΘΙΣΜΑΤΟΣ ΦΛΩΡΙΝΑΣ, ΠΤΟΛΕΜΑΙΔΑΣ-ΑΜΥΝΤΑΙΟΥ, ΚΟΖΑΝΗΣ, ΣΑΡΑΝΤΑΠΟΡΟΥ

51 ΣΥΝΘΕΤΗ ΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΣΤΗΛΗ ΤΗΣ ΛΕΚΑΝΗΣ ΠΤΟΛΕΜΑΙΔΟΣ, ΜΕ ΕΜΦΑΣΗ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΠΡΟΑΣΤΙΟΥ

52 ΑΠΛΟΠΟΙΗΜΕΝΟΣ ΓΕΩΛΟΓΙΚΟΣ ΧΑΡΤΗΣ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΑΠΛΟΠΟΙΗΜΕΝΟΣ ΓΕΩΛΟΓΙΚΟΣ ΧΑΡΤΗΣ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΔΡΑΜΑΣ-ΦΙΛΙΠΠΩΝ ΚΑΒΑΛΑΣ

53 ΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΟΣ ΣΥΣΧΕΤΙΣΜΟΣ ΓΕΩΤΡΗΣΕΩΝ ΣΤΗ ΛΕΚΑΝΗ ΤΗΣ ΔΡΑΜΑΣ

54 Η ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΑΝΘΡΑΚΩΝ

55

56 Η ΕΡΕΥΝΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΝΑΖΗΤΗΣΗ ΚΟΙΤΑΣΜΑΤΩΝ ΑΝΘΡΑΚΑ Ο άνθρακας είναι ένας μοναδικός τύπος πετρώματος. Εχει ένα μεγάλο εύρος χημικών και φυσικών ιδιοτήτων, μπορεί να βρίσκεται στις περισσότερες γεωλογικές αλληλουχίες και είναι ευρύτατα διαδεδομένος γεωγραφικά. Για οποιοδήποτε πρόγραμμα αναζήτησης νέων κοιτασμάτων, περαιτέρω εξέλιξης ήδη ανακαλυφθέντων ή παρακολούθηση επιφανειακών ή υπόγειων εργασιών εξόρυξης απαιτείται συνεργασία γεωλόγων και μηχανικών. Πριν να τεθεί σε λειτουργία ένα ανθρακωρυχείο θα πρέπει να γίνεται καταγραφή όλων των υπαίθριων δεδομένων, από επιφανειακές εμφανίσεις και γεωτρήσεις, ερμηνεία των γεωφυσικών καταγραφών, δειγματοληψία του άνθρακα και υπολογισμός των αποθεμάτων και να εκπονούνται γεωτεχνικές, γεωφυσικές και υδρογεωλογικές μελέτες.

57 ΥΠΑΙΘΡΙΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ (FIELD TECHNIQUES) Σε πρόγραμμα αναζήτησης κοιτασμάτων άνθρακα πρέπει αρχικά να καθοριστεί η τοποθεσία, το μέγεθος και η ποιότητα των διαθέσιμων αποθεμάτων και να αναγνωριστούν εκείνοι οι γεωλογικοί παράγοντες που θα διευκολύνουν ή θα δυσχεράνουν την ανάπτυξη ορυχείων. Για τον σκοπό αυτό γίνεται εκτίμηση των ήδη υπαρχόντων δεδομένων, καθώς και γεωλογική χαρτογράφηση και δειγματοληψία, εφαρμόζονται μέθοδοι γεωφυσικής διασκόπησης και εκτελούνται γεωτρήσεις. Οταν έχουν αναγνωριστεί αποθέματα άνθρακα καλής ποιότητας, η γεωλογική συνεισφορά θα επικεντρωθείστοναυποστηρίξει τους μηχανικούς στον σχεδιασμό και την ανάπτυξη του ορυχείου. Στο στάδιο αυτό απαιτούνται πρόσθετες γεωτρήσεις και δειγματοληψίες που ακολουθούνται από γεωτεχνικές μελέτες.

58 Η υπαίθρια παρατήρηση των ανθρακοφόρων σειρών είναι ένα απαραίτητο στοιχείο οποιουδήποτε ερευνητικού προγράμματος, ιδιαίτερα για την αναγνώριση και τον προσδιορισμό ρ μιας νέας πιθανής ανθρακοφόρας περιοχής και αποτελεί το πρώτο στάδιο πριν από την εκπόνηση προγράμματος γεωτρήσεων με σκοπό την αναγνώριση των ανθράκων στο υπέδαφος. Κατά τη διάρκεια μιας έρευνας σε μια επιλεγμένη περιοχή αρχικά συγκεντρώνουμε όλες τις διαθέσιμες πληροφορίες για την περιοχή αυτή: ήδη εκδοθέντες χάρτες, τοπογραφικούς χάρτες, επιστημονικές εργασίες και εκθέσεις, αρχεία, αεροφωτογραφίες και δορυφορικές εικόνες. Ιδιαίτερη προσοχή θα πρέπει να δοθεί σε οποιαδήποτε στοιχεία αφορούν στηνποιότητα του άνθρακα και στα δεδομένα με βάση τα οποία γίνονται υπολογισμοί των αποθεμάτων και της παραγωγής.

59 Η κλίμακα των χαρτών είναι σημαντική. Για να γίνει μια αναγνωριστική χαρτογράφηση, χάρτες με κλίμακα 1: και 1: θα είναι επαρκείς. Όμως, για πιο λεπτομερή χαρτογράφηση, δειγματοληψία και για σχεδιασμό των θέσεων όπου θα γίνουν οι γεωτρήσεις είναι απαραίτητη μια κλίμακα της τάξης 1: (κάναβος γεωτρήσεων). Για τις εργασίες των ορυχείων χρειάζεται συνήθως ακόμη μεγαλύτερη κλίμακα. Η υπαίθρια εργασία είναι απαραίτητη σε όλα τα στάδια ανάπτυξης ενός ορυχείου. Είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι η υπαίθρια χαρτογράφηση, μαζί με τις γεωτρήσεις, είναι οι μόνες μέθοδοι με τις οποίες μπορούν να παρθούν βασικές πληροφορίες για τη γεωλογία μιας περιοχής.

60 Χαρτογράφηση η επιφανειακών εμφανίσεων Η χαρτογράφηση είναι εύκολη σε περιοχές όπου οι ανθρακοφόρες σειρές έχουν αποκαλυφθεί λόγω διάβρωσης, πτυχώσεων και ρηγματώσεων. Παρ όλα αυτά είναι πολύ σύνηθες να έχουμε να αξιολογήσουμε περιοχές όπου σπανίζουν οι επιφανειακές εμφανίσεις και όπου θα πρέπει να δώσει κανείς μερικά βασικά γεωλογικά δεδομένα. δ Σε αυτή την περίπτωση θα χρειαστεί να διευκρινιστεί η τοποθεσία, η τεκτονική συμπεριφορά και η έκταση των ανθράκων και των συνδεδεμένων με αυτούς στρωμάτων, μαζί με τεκτονικά στοιχεία όπως ρήγματα, πτυχωμένους άξονες και μαγματικές διεισδύσεις, που αν υπάρχουν, επηρεάζουν τις μελλοντικές συνθήκες εξόρυξης.

61 Η αναγνώριση και οριοθέτηση καθοδηγητικών οριζόντων είναι πολύ σημαντική. Αυτά μπορεί να είναι στρώματα συγκεκριμένης λιθολογίας όπως ηφαιστειακές αποθέσεις ή ασβεστόλιθος, ή στρώματα που περιέχουν απολιθώματα όπως τρηματοφόρα, δίθυρα και άλλους οργανισμούς ή στρώματα που περιέχουν φυτικές συγκεντρώσεις υπό τη μορφή υπολειμάτων φυτών, σπόρων και κόκκων γύρεως. Τέτοιοι διακριτοί ορίζοντες μπορούν να βοηθήσουν στη συσχέτιση στρωμάτων άνθρακα, στην αναγνώριση τεκτονικών παραμορφώσεων και στον συσχετισμό διαφόρων οριζόντων. Η λιθολογική περιγραφή του ίδιου του άνθρακα είναι επίσης απαραίτητη: οι περισσότεροι άνθρακες έχουν συστατικά λαμπερά και σκοτεινά (από τα πιο λαμπερά ως τα πιο σκοτεινά, με διάφορους συνδυασμούς). Το πόσο λαμπρός είναι ένας άνθρακας αποτελεί ένδειξη της περιεκτικότητας του σε τέφρα. Οσο φωτεινότερος είναι ο άνθρακας, τόσο λιγότερη τέφρα περιέχει. Επιπρόσθετα,, εκτός από την περιγραφή ργρ του άνθρακα,, είναι απαραίτητη και μια προσεκτική περιγραφή του υπερκείμενου και του υποκείμενου στρώματος, ώστε να προσδίδεται μια χρήσιμη πληροφορία για τις μετέπειτα γεωτεχνικές και εξορυκτικές μελέτες.

62 Η περιγραφή ενός στρώματος άνθρακα θα πρέπει να περιέχει τα ακόλουθα: 1) Τη σύνθεση του στρώματος άνθρακα και τον χαρακτηρισμό του υπερκείμενου και του υποκείμενου στρώματος: σχιστόλιθος, ψαμμίτης, ανθρακούχος σχιστόλιθος, 2) Τη δομή του στρώματος άνθρακα και των αμέσως υποκείμενων και υπερκείμενων: ρήγματα, διεύθυνση/κλίση, στρωματογραφική μετατόπιση, 3) Κατοπτρικές επιφάνειες ρήγματος (καθρέπτες): συχνότητα, συνοχή, 4) Διακλάσεις: διεύθυνση/κλίση, συχνότητα, συνοχή, 5) Χημική δομή: κόνδυλοι, σιδηρόλιθοι, σιδηροπυρίτης, συγκρηματικές δομές, 6) Δομή των χαλαρών ιζημάτων, 7) Βαθμός διάβρωσης: από τα πιο φρέσκα ως τα πιο διαβρωμένα, 8) Οροφή και βάση στρώματος άνθρακα και δομή αυτού: επίπεδα, μετακινήσεις, ασυνέχειες της στρωμάτωσης, διαχωρισμός, 9) Ορυκτοποίηση.

63 Τηλεπισκόπηση και αεροφωτογραφίες Η χρήση αεροφωτογραφιών, μαζί με εικόνες Landsat και Radar πλευρικής σαρώσεως, παρέχει ανεκτίμητες πληροφορίες για την τοπογραφία και τον τύπο δομής μιας περιοχής. Αυτές οι τεχνικές, που είναι γνωστές ως τηλεπισκόπηση, μπορούν να δώσουν γεωγραφικές και γεωλογικές πληροφορίες, γρήγορα και φθηνά. Αυτές οι πληροφορίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για περισσότερο λεπτομερή υπαίθρια εργασία. Οι εικόνες Landsat απεικονίζουν τοπικά ρήγματα καθώς και μια ποικιλία από λιθολογικές ακολουθίες εντός συγκεκριμένων περιοχών. Οι μοντέρνες μέθοδοι ερμηνείας περιλαμβάνουν ψηφιακή ανάλυση των εικόνων και τα δεδομένα αξιολογούνται σε κλίμακες ως 1: Οι εικόνες Landsat παρέχονται σε τέσσερις διαφορετικές ζώνες του ορατού φάσματος, από το μπλέ ως το υπέρυθρο. Σε τροπικά εδάφη με παχύ φυτικό κάλυμμα η ερυθρή και η υπέρυθρη ζώνη είναι οι πιο χρήσιμες για την ερμηνεία γεωλογικών εικόνων. Η δορυφορική ερμηνεία συνήθως χρησιμοποιείται σε συνδυασμό μαζί με γεωλογικούς και γεωφυσικούς χάρτες, εφόσον αυτοί υπάρχουν.

64 Η χρήση επικαλυπτόμενων αεροφωτογραφιών για την παροχή (λήψη) στερεοσκοπικής ερμηνείας περιοχών, θα δώσει μια περισσότερο λεπτομερή γεωλογική εικόνα. Η κλίμακα της φωτογραφικής κάλυψης, συνήθως 1: (ή 1:25.000), παρέχει μια βάση για τη φωτοερμηνεία χαρτών, με πιθανές ανθρακοφόρες αποθέσεις, με τον προσδιορισμό τοπικών γεωλογικώνφαινομένωνόπωςρηγμάτωνκαιζωνώνρηγμάτων, επαναλαμβανόμενων μ οριζόντων, ρζ, σημαντικών πτυχώσεων και αλλαγών της κλίσης και της διεύθυνσης. Ένα μειονέκτημα των αεροφωτογραφιών είναι ότι σε περιοχές με υψηλή βροχόπτωση, καιρικές συνθήκες χωρίς σύννεφα είναι σπάνιες και έτσι η καλή φωτογραφική κάλυψη της περιοχής δεν είναι δυνατή. Σε τέτοιες περιπτώσεις μπορεί να χρησιμοποιηθούν οι επισκοπήσεις με Radar πλευρικής σαρώσεως ώστε να αντισταθμίσουν την έλλειψη αεροφωτογραφιών, φ, ενώ μπορούν να υποδείξουν σχηματισμούς μ που δεν φαίνονται από την επιφάνεια. Επίσης βρίσκουν με ακρίβεια δομικά στοιχεία στην ύπαιθρο και παρέχουν μια εικόνα της περιοχής, που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον σχεδιασμό υπαίθριων τομών και δικτύου ερευνητικών γεωτρήσεων.

65 ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ (DRILLING) Γενικά Όταν ολοκληρωθεί η υπαίθρια διασκόπηση και εάν η κλίση, η δομή και τα αρχικά αποτελέσματα ποιότητας υποδεικνύουν ότι ο άνθρακας έχει οικονομικό ενδιαφέρον,, τότε το επόμενο στάδιο της έρευνας θα είναι η εύρεση θέσεων για γεωτρήσεις ώστε να ληφθούν περισσότερα δεδομένα. Για κάθε γεώτρηση πρέπει να καταγράφονται: 1. Ηθέση, 2. Ο αριθμός τηςγεωτρήσεως, 3. Πληροφορίες για γεωτρήσεις χωρίς σωλήνωση, 4. Η διάμετρος της οπής της γεώτρησης, 5. Πληροφορίες για το μέγεθος των σωληνώσεων επενδύσεως (casings) και το βάθος αυτών (αν χρησιμοποιούνται),

66 6. Πληροφορίες για κάθε πυρήνα ( καρότο ) που λήφθηκε καθώς και το μέγεθός του, 7. Πληροφορίες για τους υδροφόρους ορίζοντες, 8. Περιγραφή των στρωμάτων, 9. Πληροφορίες για τον χρόνο κάθε δραστηριότητας, 10. Πληροφορίες για απώλειες κυκλοφορίας και αλλαγές κοπτικού άκρου, 11. Πληροφορίες για τον πυρηνολήπτη και τον τύπο του κοπτικού άκρου. Η γεώτρηση θα πρέπει να ολοκληρωθεί με σωστό τρόπο, καταγράφοντας την παρουσία ή απουσία όλων των στρωμάτων άνθρακα που είχαν τεθεί σαν στόχος. Το βάθος της γεώτρησης πρέπει να φτάσει τουλάχιστον 5,0 m κάτω από το κατώτερο στρώμα άνθρακα, για να επιτρέψει έτσι στα όργανα των γεωφυσικών διαγραφιών να καταγράψουν ολόκληρο το ανθρακοφόρο τμήμα.

67 Γεωτρήσεις ανοικτής οπής (Openhole drilling) Οι ερευνητικές γεωτρήσεις έχουν σκοπό την εύρεση του βάθους όπου βρίσκεται το στρώμα άνθρακα,, τον προσδιορισμό ρ του πάχους του και της ποιότητάς του σε οποιοδήποτε σημείο καθώς και τη συλλογή πληροφοριών σχετικά με τα στρώματα που είναι συνδεδεμένα δ με αυτό. Στις περισσότερες γεωτρήσεις χρησιμοποιείται η μέθοδος της περιστροφικής διατρήσεως. Τα τρυπάνια αυτά έχουν υψηλό βαθμό διείσδυσης, σχετικά μικρό κόστος και μπορούν να μετακινηθούν εύκολα. Αποτελούν τον πιο οικονομικό τρόπο γεώτρησης μικρού βάθους (έως 400 m) καθώς και πυρηνοληψίας εντός των κοιτασμάτων άνθρακα. Οι ερευνητικές γεωτρήσεις είναι συνήθως κάθετες, αλλά σε περιοχές με υψηλές κλίσεις μπορεί να γίνουν γεωτρήσεις με κάποια κλίση, ιδιαίτερα σε υπόγειες εργασίες.

68 Κατά την περιστροφική διάτρηση τα γεωτρύπανα μπορούν να χρησιμοποιούν κύκλωμα αέρα υψηλής πίεσης (αντλία αέρα), νερό ή γεωτρητικά ρευστά (πολφό) και να κόβουν με τρυπάνια που έχουν βολφραμιούχα καρβίδια. Μια σειρά από μεταλλικά ελαφρά διατρητικά στελέχη περιστρέφεται αξονικά και ένα τρυπάνι στη βάση της διατρητικής στήλης πιέζεται προς τα κάτω, υπό ελεγχόμενη πίεση, τρυπώντας τα ιζήματα και αυξάνοντας το βάθος της οπής. Θρύμματα (cuttings) των πετρωμάτων, μέσω της κυκλοφορίας του πολφού, μεταφέρονται μακρυά από το κοπτικό άκρο και ανέρχονται στην επιφάνεια με την αναρρόφηση του πολφού της γεωτρήσεως ή του πεπιεσμένου αέρα.

69 Διάφοροι τύποι κοπτικών άκρων διατίθενται στο εμπόριο. Τα κοπτικά άκρα που είναι σαν λεπίδες δίνουν υψηλή ταχύτητα διάτρησης. Χρειάζονται μικρή συντήρηση η και οι λεπίδες μπορούν να ξαναγίνουν κοφτερές στο εργοτάξιο. Έχουν επίσης το πλεονέκτημα ότι παρέχουν μεγαλύτερα θρύμματα πετρωμάτων, διευκολύνοντας έτσι την αναγνώριση της λιθολογίας. Οι λεπίδες συχνά αντικαθιστώνται από καρβίδια όταν κατά τη γεώτρηση συναντηθούν σκληρά πετρώματα, όπως αβεστόλιθοι.

70 Τα γεωτρύπανα με αντλία αέρα έχουν μεγαλύτερες ταχύτητες διάτρησης για περιστροφική γεώτρηση χωρίς πυρηνοληψία, όπου πεπιεσμένος αέρας χρησιμοποιείται αντί για νερό για την ψύξη του κοπτικού άκρου και την έξοδο των θρυμμάτων από τη γεώτρηση. η Η αντλία αέρα φέρνει τα θρύμματα πιο γρήγορα στην επιφάνεια δίνοντας έτσι τη δυνατότητα για την πιο ακριβή αναγνώριση της θέσης των λιθολογικών αλλαγών. Η γεώτρηση με αντλία αέρα εμποδίζεται από την ταχεία εισροή μεγάλων ποσοτήτων υπόγειου νερού. Τότε οι μικροί συμπιεστές συναντούν δυσκολίες στο να κρατούν σταθερά υψηλή πίεση για να ανεβάσουν τα θρύμματα στην επιφάνεια. Παρ όλα αυτά, πάνω από τους υδροφόρους ορίζοντες, η γεώτρηση με αντλίες αέρα είναι ιδιαίτερα χρήσιμη, αν και υπάρχει το μειονέκτημα της παραγωγής μεγάλων ποσοτήτων σκόνης, γεγονός που σε ορισμένες περιοχές μπορεί να είναι περιβαλλοντικά μη αποδεκτό. Υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός περιστροφικών δειγματοληπτικών γεωτρυπάνων. Στη χώρα μας χρησιμοποιούνται γεωτρύπανα τύπου WIRTH, ACKER ή SIMCO.

71 Πυρηνοληπτικές γεωτρήσεις (Core drilling) Οι γεωτρήσεις με λήψη πυρήνων γίνονται για την απόκτηση φρέσκων δειγμάτων άνθρακα και μιας λεπτομερούς καταγραφής όλης της λιθολογικής σειράς που συνδέεται με τους άνθρακες. Η πυρηνοληπτική γεώτρηση εκτελείται με γεωτρύπανα τα οποία έχουν κοπτικά άκρα από βολφραμιούχα καρβίδια ή διαμάντια, συνδεδεμένα με μεταλλικά διατρητικά στελέχη, το κατώτερο των οποίων χαρακτηρίζεται ως πυρηνολήπτης (δειγματοσυλλέκτης έ της ή καροταρία). Τα γεωτρύπανα περιστρέφονται λόγω άσκησης καθοδικής πίεσης. Η γεώτρηση με διαμάντια απαιτεί την χρήση ρευστών διατρήσεως. Κατά την πυρηνοληπτική γεώτρηση το πέτρωμα τρώγεται κυκλικά, αφήνοντας ένα κυλινδρικό πυρήνα στο εσωτερικό μέρος του πυρηνολήπτη.

72 Υπάρχουν πυρηνολήπτες μονού χιτωνίου (μονή καροταρία) και πυρηνολήπτες διπλού χιτωνίου (διπλή ή καροταρία). ρ ) Στη διπλή καροταρία ρ η ανάκτηση του πυρήνα διευκολύνεται από ένα δεύτερο μη περιστρεφόμενο μεταλλικό σωλήνα, μέσα στον πυρηνολήπτη. Ο πυρήνας ( καρόττο ) περνάει μέσα σε αυτό το σωλήνα και προστατεύεται έτσι από καταστροφή. Ακόμη καλύτερα δείγματα πυρήνα μπορούν να ληφθούν τοποθετώντας ένα λείο μεταλλικό σωλήνα μέσα στο μη περιστρεφόμενο μέρος του πυρηνολήπτη με τα διπλά τοιχώματα. Αυτός ο τύπος εξοπλισμού καλείται πυρηνολήπτης με τριπλά τοιχώματα.

73

74 200 mm DIAMOND DRILL LIGNITE CORE

75 Όταν ο πυρήνας πρόκειται να μετακινηθεί ο εσωτερικός σωλήνας ανασύρεται με τον πυρήνα ακόμα μέσα του. Κατόπιν μπορεί να αφεθεί οριζόντια και το πάνω μισό του εσωτερικού σωλήνα αποχωρίζεται αποκαλύπτοντας έτσι τον πυρήνα για εξέταση. Έπειτα μεταφέρεται σε ένα χωρισμένο σε τμήματα κιβώτιο, ώστε να εξεταστεί αργότερα. Ορισμένα εξαρτήματα επιτρέπουν το κεντρικό μέρος του πυρηνολήπτη να ανασυρθεί στην επιφάνεια, μέσω της κυλινδρικής οπής που υπάρχει στα διατρητικά στελέχη με τη βοήθεια ενός συρματόσχοινου. Αυτή η τεχνική είναι γνωστή ως «wireline drilling» (γεώτρηση με συρματόσχοινο). Τα ίδια τα διατρητικά στελέχη ανασύρονται μόνο όταν πρέπει να αντικατασταθεί το κοπτικό άκρο. Οσο η διάμετρος του πυρήνα μικραίνει υπάρχει μια τάση αυτός να σπάζει και οι απώλειες να αυξάνονται.

76 Κατά τη λήψη πυρήνων σε άνθρακες ή ανθρακοφόρους ορίζοντες, η ανάκτηση δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 95% (δηλαδή οι απώλειες πρέπει να είναι <5%). Γεωτρήσεις που γίνονται σε μαλακά ιζήματα ή σε μη συμπαγείς αποθέσεις, συχνά έχουν ασταθείς πλευρές, ιδιαίτερα στο πάνω μέρος της γεώτρησης. Για τη σωστή γεώτρηση και περιστροφή των διατρητικών στελεχών η γεώτρηση σωληνώνεται (casing) για να υποστηριχθούν έτσι τα υπό κατάρρευση τμήματα. Οι σωλήνες μπορεί να είναι μεταλλικοί ή από PVC. Ο πυρήνας πρέπει να τοποθετείται πρώτα μέσα σε σωλήνα από πολυαιθυλένιο και κατόπιν μέσα στο κιβώτιο των πυρήνων. Αυτό εξασφαλίζει ότι δεν υπάρχει απώλεια υγρασίας και ότι ο άνθρακας δεν οξειδώνεται πριν από οποιαδήποτε ανάλυση. Ο πυρήνας θα πρέπει να φωτογραφηθεί πριν σφραγιστεί στο πολυαιθυλένιο, χρησιμοποιώντας και κάποια μετρητική ταινία για κλίμακα.

77 Ο πυρήνας πρέπει να σημειώνεται με τον αριθμό της γεώτρησης ης και το βάθος. Τα κιβώτια,, συνήθως από ξύλο, αποτελούνται από τρία ή τέσσερα τμήματα του ενός μέτρου, με καπάκια, αλλά μεταλλικά κιβώτια χρησιμοποιούνται σε ορισμένες περιοχές, για την αποφυγή κυρίως της δράσης βακτηριδίων. Είναι απαραίτητο ο πυρήνας να τοποθετηθεί στο κιβώτιο με τη σωστή στρωματογραφική σειρά. Ο γεωλόγος γ θα ανοίξει το πολυαιθυλενικό κάλυμμα για την εξέταση του πυρήνα και θα υπολογίσει τις τυχόν απώλειες του πυρήνα, θα μετρήσει την οροφή και το δάπεδο του στρώματος και θα καταγράψει τους λιθολογικούς τύπους με κάθε λεπτομέρεια, μαζί με οποιεσδήποτε ρωγμές και διαστάσεις αυτών. Επιπρόσθετα, θα καταγράψει το βαθμό της διάβρωσης και της ορυκτοποίησης ης στον άνθρακα και τα σχετικά με αυτόν στρώματα.

78 Κατά το στάδιο της αναζήτησης κοιτασμάτων άνθρακα η πλήρης απόληψη πυρήνων είναι σπάνια. Συνήθως πυρήνες λαμβάνονται μόνο στις ανθρακοφόρες στοιβάδες και στην επαφή με το υπερκείμενο και υποκείμενο στρώμα, τα βάθη των οποίων καθορίζονται από προηγούμενες γεωτρήσεις. Αυτές οι μερικώς πυρηνοληπτικές γεωτρήσεις τοποθετούνται ως πιλότοι δίπλα σε ολοκληρωμένες γεωτρήσεις για να προβλεφθούν με ακρίβεια το βάθος και το πάχος των στρωμάτων άνθρακα. Πλήρεις πυρηνοληπτικές γεωτρήσεις συνήθως γίνονται κατά τη διάρκεια του σταδίου των γεωτεχνικών ερευνών του προγράμματος, για την πλήρη εξέταση της αντοχής και του δομικού χαρακτήρα του στρώματος άνθρακα και των συνδεδεμένων με αυτό στρωμάτων.

79 Εξέταση πυρήνων Οι ανακτηθέντες πυρήνες θα πρέπει να εξετάζονται με τη μεγαλύτερη δυνατή προσοχή, ιδιαίτερα στα στρώματα άνθρακα και τα υπερκείμενα και υποκείμενά τους. Η εξέταση πραγματοποιείται συνήθως σε κάποια αποθήκη, όπου υπάρχουν πάγκοι, πάνω στους οποίους τοποθετούνται τα κιβώτια με τους πυρήνες στους οποίους θα γίνουν οι παρατηρήσεις. Στα κιβώτια των πυρήνων θα σημειωθούν τα βάθη στα οποία ξεκίνησαν και τελείωσαν οι πυρήνες. Μεγάλη προσοχή πρέπει να δοθεί στη συσχέτιση αυτών των βαθών με τα βάθη και το πάχος των λιθολογικών σχηματισμών που διατρήθηκαν στην πραγματικότητα. Μπορεί να εμφανιστούν απώλειες πυρήνων και αυτό πρέπει να σημειωθεί καθαρά. Οι αριθμοί του πάχους και του βάθους πρέπει να συσχετίζονται με αυτούς των διαγραφιών (loggings), οι οποίες έγιναν μετά την ολοκλήρωση της πυρηνοληψίας.

80 Όπου είναι δυνατό θα πρέπει να λαμβάνονται φωτογραφίες του πυρήνα με το πάνω μέρος και το βάθος σημειωμένα. Οποιοδήποτε στρώμα άνθρακα ή οποιαδήποτε επαφή του με τα υποκείμενα και υπερκείμενα στρώματα θα πρέπει να φωτογραφίζεται. Όταν οι μετρήσεις των υπερκείμενων και υποκείμενων στρωμάτων, των βασικών διακλάσεων, των απωλειών των πυρήνων και οπoιονδήποτε άλλων σημαντικών στοιχείων έχουν ολοκληρωθεί και κάθε ξεχωριστό τμήμα έχει αναγνωριστεί, τότε ο πυρήνας μπορεί να διαχωριστεί για περισσότερο λεπτομερείς λιθογραφικές εξετάσεις. Ο διαχωρισμός πετυχαίνεται χρησιμοποιώντας ένα πλατύ σκαρπέλο ή σφήνα και σφυρί για να χωρίσουμε τον πυρήνα κατά το μήκος του, σιγουρεύοντας ότι η επιφάνεια διαχωρισμού είναι φρέσκια και ότι δεν ακολουθεί κάποια σχισμή (διάκλαση).

81 Χαμηλού βαθμού άνθρακες όπως ο λιγνίτης, μπορούν να κοπούν κατά μήκος χρησιμοποιώντας ένα πριόνι. Έτσι μπορεί να εξετασθεί το ένα μισό για διαφορές στο χρώμα και τη λιθολογία, ενώ το άλλο αφήνεται έως ότου ο πυρήνας έχει αποξηρανθεί ικανοποιητικά, πριν την περιγραφή της υφής και του ιστού του λιγνίτη. Τα αποτελέσματα της λεπτομερούς εξέτασης των πυρήνων καταχωρούνται σε ηλεκτρονική μορφή, εύκολη για χρήση σε Η/Υ.

82 Γενικά, πρέπει να καταγράφονται τα ακόλουθα στοιχεία: 1. Λιθολογία: κυρίαρχος λιθολογικός τύπος, χρώμα και απόχρωση, μέγεθος κόκκων και ταξινόμιση, χαρακτηριστική ορυκτολογία και συγκολλητικό υλικό, λιθότυποι και αναλογίες αυτών, 2. Ιζηματολογικός χαρακτήρας: πάχος και τύπος στρωμάτωσης, σχιστότητα,, τύπος και διαστάσεις της διασταυρούμενης στρωμάτωσης, βιοανάμειξη, επαφές με υπερκείμενα και υποκείμενα στρώματα, περιεχόμενα απολιθώματα, 3. Μηχανικός χαρακτήρας: βαθμός διάβρωσης, βαθμός και τύπος ρηγμάτωσης, συχνότητα και προσανατολισμός, δυναμικά χαρακτηριστικά, ορυκτοποίηση. η

83 ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΕΣ ΜΕΛΕΤΕΣ Γενικά Πριν αρχίσουν οι τεχνικές μελέτες εξόρυξης λιγνιτών ή ανθράκων, οι οποίες περιλαμβάνουν τον σχεδιασμό του ορυχείου και τις μεθόδους εμπλουτισμού του άνθρακα ώστε να ικανοποιούνται οι απαιτήσεις της αγοράς, πρέπει να γίνει η τελική γεωτεχνική έκθεση στην οποία γίνεται η τελική αξιολόγηση όλων των δεδομένων που ελήφθησαν από τις εργασίες υπαίθρου,, τις γεωτρήσεις και τις εργαστηριακές δοκιμές και μετρήσεις. Οι επιφανειακές εμφανίσεις δίνουν περισσότερες πληροφορίες κατά την οριζόντια έννοια ενώ οι γεωτρήσεις κατά την κάθετη. Οι πλήρως πυρηνοληπτικές γεωτρήσεις, που γίνονται κατά το στάδιο της έρευνας και του υπολογισμού των αποθεμάτων των ανθράκων,, παρέχουν ένα μεγάλο αριθμό πληροφοριών χρήσιμων στο γεωτεχνικό μηχανικό.

84 Τα βασικά λιθολογικά δεδομένα και η λεπτομερής περιγραφή ργρ των ασυνεχειών (τύπος, ς συμπεριφορά, ρ αποστάσεις και πυκνότητα), θα δώσουν αξιόλογα δεδομένα για την ασφαλή σχεδίαση του ορυχείου και των μεθόδων εργασίας. Τοιστορικό κάθε γεώτρησης μπορεί να χρησιμεύσει για την πρόβλεψη δυσκολιών που θα συναντηθούν σε άλλες γεωτρήσεις, όπως απώλεια κυκλοφορίας και απώλεια πυρήνων, ή στη διαδικασία εξόρυξης του άνθρακα. Ηπεριγραφήτων πετρωμάτων μπορεί να περιλαμβάνει: την αντοχή (π.χ. μέτρια ασθενές), τη διάβρωση (π.χ. φρέσκο), την υφή και δομή (π.χ. λεπτά διασταυρωμένη σχιστότητα), ) το χρώμα (π.χ. φωτεινό γκρίζο), το μέγεθος των κόκκων (π.χ. μέτριο), το όνομα (π.χ. ψαμμίτης), άλλες ιδιότητες (π.χ. ελαφρά αργιλλώδες με ιλυώδεις λεπτές ενστρώσεις). Η ορολογία για τα διάφορα στάδια αντοχής, διαβρώσεως, υφής, δομής και μεγέθους κόκκων ποικίλλει.

85 Αντοχή Υπάρχουν διάφοροι τύποι αντοχής πετρωμάτων οι οποίοι μπορούν να καθοριστούν με ακρίβεια μόνο με δοκιμές στο εργαστήριο. Αυτές οι δοκιμές είναι σχεδιασμένες έτσι ώστε να μετρούν και την τάση που χρειάζεται για τη ρήξη ενός πετρώματος και την παραμόρφωση που παθαίνει αυτό κατά τη διάρκεια εφαρμογής της τάσης. Εφόσον στις εργασίες υπαίθρου δεν διαθέτουμε εξοπλισμένο εργαστήριο για τη μέτρηση της αντοχής, οι εκτιμήσεις για την αντοχή ενός υλικού είναι υποκειμενικές. Παρ όλα αυτά θα πρέπει πάντοτε να γίνονται μεταγενέστερες εργαστηριακές δοκιμές σε επιλεγμένα δείγματα για να διορθωθεί η αρχική εκτίμηση του εξεταστή στο ύπαιθρο για την αντοχή κάθε υλικού.

86 Διάβρωση (Weathering) Ο βαθμός της διάβρωσης είναι ένα σημαντικό στοιχείο της πλήρους περιγραφής ενός υλικού (πετρώματος). Η διάβρωση είναι σημαντική γιατί έχει ευθεία επίδραση στην αντοχή ενός πετρώματος. Μπορεί να υποδείξει την κίνηση και τη χημική δράση του υπόγειου ύδατος, είτε μέσω του ιστού του πετρώματος είτε κατά μήκος ανοιχτών ασυνεχειών. Η παρουσία διάβρωσης στις επιφανειακές εμφανίσεις των πετρωμάτων σημαίνει πιθανότητα οξείδωσης σε οποιοδήποτε στρώμα άνθρακα μέσα στην ακολουθία.

87 Υφή και δομή (Texture and Structure) Μια απλή αναφορά στα πάχη των στρωμάτων είναι αρκετή για την περιγραφή της υφής και δομής ενός πετρώματος (βλ. Πίνακα). Πίνακας: Ορολογία που χρησιμοποιείται για την περιγραφή ργρ του πάχους των στρωμάτων σε εργασίες υπαίθρου. Περιγραφή Spacing (m) Πολύ παχύ 2.0 Παχύ Μέτριο Λεπτό Πολύ λεπτό Ενστρώσεις (παχιές) Ενστρώσεις (λεπτές)

88 Χρώμα (Colour) Το χρώμα είναι η πιο υποκειμενική παρατήρηση από οποιαδήποτε άλλη που γίνεται κατά τη διάρκεια της περιγραφής των λιθοτύπων. Το χρώμα των πετρωμάτων μπορεί να χρησιμοποιηθεί μαζί με συμπληρωματικούς όρους, όπως φωτεινό, σκοτεινό ή ποικιλόχρωμο και με δευτερεύοντες περιγραφικούς όρους, όπως κοκκινόχρουν ή πρασινόχρουν. ρου Είναι σημαντικό να σημειώνεται το χρώμα γιατί μπορεί να αποτελέσει ένα βοήθημα για τη συσχέτιση των σχηματισμών, ενώ μπορεί να γίνει φανερό κατά τη διάρκεια των ερευνητικών εργασιών ότι ένας ξεχωριστά χρωματισμένος ορίζοντας έχει κάποια ιδιαίτερη σημασία.

89 Μέγεθος κόκκων (Grain size) Το μέγεθος των κόκκων είναι σημαντικό στη περιγραφή πετρωμάτων και εδαφών. Μπορεί να παραληφθεί μόνο όταν περιγράφονται ιλύες, άργιλοι, σχιστόλιθοι και πηλοί. Στα κροκαλοπαγή και λατυποπαγή πετρώματα το μέγεθος των κροκαλών πρέπει οπωσδήποτε να δίδεται. Τα μεγέθη των κόκκων είναι: σε κροκαλοπαγές πέτρωμα με μεγάλες κροκάλες μέσα σε ένα λεπτότερο υλικό πλήρωσης mm. σε ψαμμίτες mm. σε ιλυόλιθους mm. σε πηλούς / αργίλους mm. Η περιγραφή των κόκκων πρέπει επίσης να περιλαμβάνει τη γωνιότητα (π.χ. χ γωνιώδης, υπογωνιώδης, υποστρόγγυλος, στρόγγυλος) και τη μορφή (π.χ. ισοδιάστατος, επίπεδος, επιμηκυσμένος, μ επίπεδος και επιμηκυσμένος, ακανόνιστος).

90 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Η/Υ (COMPUTER APPLICATIONS) Σε ένα πρόγραμμα αναζήτησης κοιτασμάτων άνθρακα ή κατά τον σχεδιασμό νέων ορυχείων, η αποθήκευση και η επεξεργασία όλων των δεδομένων γίνεται με τη βοήθεια ειδικών προγραμμάτων Η/Υ. Κατ αρχάς αποθηκεύονται οι περιγραφές των πυρήνων και κωδικοποιούνται όλα τα σχετικά λιθολογικά και δομικά δεδομένα, μαζί με τα βάθη, πάχη και πληροφορίες για την περιοχή. Τα σύγχρονα προγράμματα προσφέρουν σημαντικές δυνατότητες καθόσον επιτρέπουν το χειρισμό μεγάλου όγκου δεδομένων και επιτρέπουν δεδομένα με πολλές μεταβλητές να συλλεχθούν γρήγορα.

91 Αυτή η ικανότητα αποθήκευσης και διαχείρισης μεγάλου όγκου δεδομένων είναι εξαιρετικάικά σημαντική για τους παρακάτω λόγους: 1) Ταχύτητα: ο Η/Υ/ μπορεί να επεξεργαστεί τα δεδομένα πολύ γρήγορα ειδικά όταν πρέπει να κατασκευστούν σειρές από χάρτες ή σχέδια. Η δημιουργία αρκετών χαρτών ή σχεδίων με Η/Υ απαιτεί μια μικρή επιπλέον προσπάθεια από αυτή που χρειάζεται για να κατασκευαστεί μόνο ένας χάρτης ή ένα σχέδιο. 2) Η ικανότητα της εύκολης διαχείρισης παλαιών χαρτών ή σχεδίων για την κατασκευή καινούργιων, π.χ. τα ενδιάμεσα πάχη ανάμεσα σε επιλεγμένα στρώματα, μπορούν να καθοριστούν γρήγορα.

92 3) Η ενημέρωση μπορεί να γίνει με μικρή προσπάθεια. Τα νέα δεδομένα που συλλέγονται μπορούν εύκολα και γρήγορα να προστεθούν στα αρχικά και να φτιαχτούν νέα σχέδια. 4) Οσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των δεδομένων που δίνονται στον Η/Υ, τόσο καλύτεροι είναι οι χάρτες ή τα σχέδια που μπορούν να παραχθούν. Οι πιο συνήθεις τύποι δεδομένων που επεξεργάζονται οι Η/Υ είναι η τοπογραφία, η δομική ανύψωση, το πάχος των στοιβάδων του άνθρακα και οι χημικές και φυσικές ιδιότητες των ανθρακοφόρων και των ενδιαμέσων στείρων σχηματισμών.

93 Ο κύριος όγκος των πληροφοριών προέρχεται από επιφανειακές εμφανίσεις και από γεωτρήσεις, οι οποίες σε μια περιοχή συνήθως οργανώνονται σε κάναβο ή πλέγμα (grid). Ο κάναβος είναι ένα εργαλείο που χρησιμοποιείται από τα περισσότερα σύγχρονα σχεδιαστικά προγράμματα. Ο σχεδιασμός του κανάβου βασίζεται στην κλίση της περιοχής, στη λιθολογία των στρωμάτων που θα χαρτογραφηθούν, στην επιλογή της απόστασης μεταξύ των γεωτρήσεων, στην καταγραφή όλων των παραμέτρων σε κάθε γεώτρηση και στην χρήση αυτών των τιμών για το σχεδιασμό των ορίων. Για την αποφυγή παραγωγής γής από τον Η/Υ μη αληθινών τιμών σε περιοχές με σποραδικά δεδομένα, μηδενικές ή μη αληθινές τιμές μπορούν να εισαχθούν στον κάναβο μέχρις ότου αποκτηθούν γιατις περιοχές αυτές πραγματικά δεδομένα. Το σχήμα των κανάβων που χρησιμοποιούνται ποικίλει: οι πλέον συνήθεις είναι τετραγωνικοί, τριγωνικοί ή πολυγωνικοί.

94 Ο υπολογισμός των αποθεμάτων ή άλλων παραμέτρων ποιότητας των ανθράκων καθώς και η αναπαράσταση τεκτονικών φαινομένων μπορούν να γίνουν με την ίδια μέθοδο, δηλαδή αυτή του κανάβου. Στα πλεονεκτήματα της τεχνικής αυτής περιλαμβάνεται και η δυνατότητα παραγωγής τομών (profiles) ενώ με την χρήση της προοπτικής ρ (perspective) p λαμβάνουμε μ εικόνες τηςπεριοχήςέρευναςσανστερεοδιάγραμμα(δηλαδή σε τρείς διαστάσεις), το οποίο μπορεί να παρατηρηθεί από οποιαδήποτε μεριά θέλουμε. Οι Η/Υ χρησιμοποιούνται επίσης και σε τεχνικές συσχετισμού των διαγραφιών (διαγραφίες ακτίνων-γ και πυκνότητας-gamma και density logs), οι οποίες μπορούν να διευκολύνουν αρκετά τις διασταυρούμενες συσχετίσεις σε μια ανθρακοφόρα σειρά. Εκτός από τις γεωλογικές εφαρμογές, οι Η/Υ κατέχουν εξέχουσα θέση στην εξόρυξη των ανθράκων, ιδιαίτερα στην προσομοίωση της εξόρυξης, στον προγραμματισμό, στην προετοιμασία και τον εμπλουτισμό του άνθρακα και στον έλεγχο της ποιότητας των προϊόντων.

95 ΑΜΕΣΗ (PROXIMATE) ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΩΝ ΑΝΘΡΑΚΩΝ Για τη σύγκριση των ανθράκων, χρησιμοποιείται πολύ συχνά η περιεκτικότητα σε υγρασία και σε ανόργανες ουσίες. Τα αποτελέσματα των αναλύσεων αναφέρονται σε ξηρό δί δείγμα ή σε ξηρό δί δείγμα απαλλαγμένο τέφρας. Φυσικά με αυτή τη μέθοδο γίνεται παράλληλα λ ο προσδιορισμός της υγρασίας και της τέφρας. Θα πρέπει να αναφερθεί θί ότι υπάρχουν πολλές γρήγορες και αυτόματες μέθοδοι άμεσης ανάλυσης, που βασίζονται σε διαφορετικές αρχές και έχουν σχεδιαστεί έτσι ώστε να υποδεικνύουν σχεδόν αμέσως τα χαρακτηριστικά των ανθράκων.

96 ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΥΓΡΑΣΙΑΣ Η υγρασία στους άνθρακες βρίσκεται με διαφορετικές μορφές στα στερεά συστατικά. Μπορεί να διακριθεί σε τρεις τύπους: Eλεύθερη υγρασία ή επιφανειακή υγρασία. Aυτή προέρχεται από λεπτή μεμβράνη νερού που βρίσκεται στην επιφάνεια του άνθρακα. Υδροσκοπική υγρασία: είναι αυτή που βρίσκεται στις μικρορωγμές της δομής του άνθρακα και συγκρατείται με τριχοειδείς δυνάμεις. Η υγρασία που προέρχεται από τα οργανικά συστατικά του άνθρακα. Η κρυσταλλική υγρασία των ορυκτών συστατικών των ανθράκων (π.χ. άργιλοι). ) Για κάθε εμπορεύσιμο είδος άνθρακα έχει μεγάλη σημασία η γνώση της ολικής υγρασίας που είναι το άθροισμα της εξωτερικής και της εσωτερικής υγρασίας του δείγματος.

97 Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι που προσδιορίζουν ταυτόχρονα την εξωτερική και εσωτερική υγρασία χωρίς ρς να επηρεάσουν τη σύσταση των ορυκτών. Αυτές οι μέθοδοι αναλύονται παρακάτω: α) ) Προσδιορισμός με ροή: Κατόπιν ξηράνσεως του δείγματος στους ο C η υγρασία συλλέγεται σε ξηραντήρες σε περιβάλλον αζώτου, των οποίων το βάρος τους μετράται. Είναι μία από τις πολύ καλές μεθόδους προσδιορισμού ρ της υγρασίας. β) Έμμεσος προσδιορισμός: Η απώλεια βάρους ενός δείγματος που θερμαίνεται στους 105 ο C, είναι η απώλεια υγρασίας. Σε χαμηλού βαθμού άνθρακες, οι οποίοι οξειδώνονται πολύ εύκολα, κατά τη διάρκεια της ξήρανσης μπορεί να έχουμε σταθεροποίηση του οξυγόνου και απώλεια αερίων όπως μεθάνιο και διοξείδιο του άνθρακα. Ο προσδιορισμός της ελεύθερης υγρασίας γίνεται με ξήρανση στον αέρα στους 45 ο C.