§ 17. ВИДОБУВАННЯ КАМ’ЯНОГО ВУГІЛЛЯ, НАФТИ ТА ПРИРОДНОГО ГАЗУ В УКРАЇНІ

• До змісту відповідей

ПРИГАДАЙТЕ

1. Як відбувається шахтний та кар’єрний видобуток мінеральних ресурсів? Порівняйте їх за собівартістю, безпечністю та екологічністю.

Шахтний спосіб ведуть глибоко під землею за допомогою підземних виробок і коридорів (штреків). Кар’єрний (відкритий) спосіб здійснюють просто неба у великих котлованах за допомогою екскаваторів і самоскидів.

2. Які басейни видобутку горючих ресурсів в Україні вам відомі з попереднього року навчання?

• Вугільні: Донецький і Львівсько-Волинський кам’яновугільні басейни, Дніпровський буровугільний басейн.
• Нафтогазоносні: Східний (Дніпровсько-Донецький), Західний (Карпатський) та Південний (Причорноморсько-Кримський) райони.

ЗАВДАННЯ ДО МАЛ. 80

1. За схемою (а) назвіть виробничий склад паливної промисловості України. Пригадайте, який рівень забезпеченості країни різними видами паливної сировини.

Виробничий склад:

• Вугільна промисловість (видобуток кам’яного та бурого вугілля).
• Газова промисловість.
• Нафтова промисловість (видобуток і переробка нафти).
• Торфова промисловість.

Рівень забезпеченості: вугіллям і торфом Україна забезпечена добре завдяки значним покладам, а нафти й природного газу не вистачає, тому частину палива доводиться купувати за кордоном.

2. За стовпчиковими діаграмами (б) порівняйте місце різних виробництв паливної промисловості в економіці України за вартістю одержаної продукції у 2025 році.

Беззаперечним лідером є газова промисловість — 65% загальної вартості видобутого палива.

Друге місце займає вугільна промисловість (21%), третє — нафтова (13%), а торфова дає лише близько 1%.

3. Прослідкуйте за діаграмами, які зміни відбулися в структурі видобутку різних видів горючих ресурсів в Україні за останні 15 років. Поясніть їх причини.

Частка вугілля впала з 62% до 21%, натомість частка газу зросла більш ніж удвічі — з 32% до 65%. Частка нафти дещо піднялася з 5% до 13%.

Причини змін:

1. Війна та окупація росією частини Донбасу з 2014 року призвели до затоплення й руйнування більшості вугільних шахт.
2. Газові родовища Полтавщини та Харківщини продовжують стабільно працювати, а держава зосередилася на розвитку власного видобутку газу заради енергонезалежності.

ЗАВДАННЯ ДО МАЛ. 81

1. За картою назвіть кам’яновугільні та буровугільний басейни України, нафтогазоносні райони. У яких частинах країни та в межах яких адміністративних областей вони знаходяться?

Кам’яновугільні басейни:

1. Донецький басейн — на сході та південному сході (Донецька, Луганська та Дніпропетровська області).
2. Львівсько-Волинський басейн — на заході (Львівська та Волинська області).

Буровугільний басейн:

1. Дніпровський басейн — у центрі країни (Кіровоградська, Черкаська, Дніпропетровська та Житомирська області).

Нафтогазоносні райони:

1. Східний (Дніпровсько-Донецький) — на сході та північному сході (Полтавська, Харківська, Сумська, Чернігівська області).
2. Західний (Карпатський) — на заході (Львівська та Івано-Франківська області).
3. Південний (Причорноморсько-Кримський) — на півдні та на шельфі Чорного й Азовського морів.

2. Зіставте цю карту з тематичною картою в атласі «Мінеральні ресурси України», на якій нанесені основні тектонічні структури. До яких структур земної кори й чому прив’язані найбільші басейни видобутку паливних ресурсів у нашій державі?

Басейни прив’язані до западин і прогинів із товстим шаром осадових порід:

• Східний нафтогазоносний район — до Дніпровсько-Донецької западини;
• Донецький вугільний басейн — до Донецької складчастої споруди (давнього прогину);
• Львівсько-Волинський басейн — до Львівської западини Волино-Подільської плити;
• Дніпровський буровугільний басейн — до прогинів в осадовому чохлі Українського щита;
• Західний район — до Передкарпатського прогину.

Причина в тому, що все паливо має суто осадове органогенне походження, для якого необхідні тривале прогинання земної кори та накопичення органіки без доступу повітря.

3. За текстом підручника та додатковими джерелами підготуйте інформацію про розміри запасів паливних ресурсів в одному з басейнів чи районів видобутку, історію їхнього освоєння, умови залягання і видобутку сировини, сучасний стан та можливі перспективи розвитку.

Східний (Дніпровсько-Донецький) нафтогазоносний район:

1. Запаси: зосереджує близько 85% усіх запасів газу та нафти України (понад 750 млрд м³ газу).
2. Історія освоєння: активний видобуток стартував у середині ХХ століття після відкриття гігантського Шебелинського родовища на Харківщині.
3. Умови залягання: вуглеводні залягають на значній глибині (4,5–8 км) і видобуваються за допомогою глибоких свердловин.
4. Сучасний стан: головна енергетична база України, що забезпечує понад 90% усього видобутку газу (найбільше — на Полтавщині й Харківщині).
5. Перспективи: розвідка нових горизонтів на глибинах понад 6 км та використання сучасних технологій для видобутку газу зі щільних порід.

ЗАВДАННЯ ДО МАЛ. 82

1. Яке походження має вугілля? Із чого воно утворилося? До яких тектонічних структур і чому прив’язані поклади кам’яного та бурого вугілля в Україні?

Вугілля має осадове органогенне походження. Воно утворилося з відмерлих решток давніх деревоподібних папоротей, хвощів і плаунів, які мільйони років накопичувалися на дні боліт під шарами мулу й піску без кисню.

Кам’яне вугілля (Донецький та Львівсько-Волинський басейни) прив’язане до давніх прогинів палеозою. Там органічні пласти занурилися на глибину понад 3 км і під дією сильного тиску та температури перетворилися на висококалорійне вугілля й антрацит.

Буре вугілля (Дніпровський басейн) залягає в неглибоких западинах Українського щита. Його пласти значно молодші (кайнозойські) і залягають неглибоко (до 150 м), тому зазнали меншого стискання й залишилися менш вуглефікованими.

2. За схемою дайте порівняльну економічну оцінку кам’яному та бурому вугіллю.

3. Для яких потреб використовують енергетичне та коксівне вугілля?

Енергетичне вугілля спалюють на ТЕС і в котельнях для виробництва електроенергії та опалення міст.

Коксівне вугілля нагрівають без доступу повітря для одержання коксу — твердого пористого палива, без якого неможливо виплавити чавун у металургійних печах.

4. Порівняйте енергетичну цінність різних марок енергетичного вугілля. Дослідіть, як вміст карбону, сірки та зольність впливають на неї.

Енергетична цінність зростає від довгополуменевого (0,8 ОУП) до антрациту (1,2–1,6 ОУП).

Вплив хімічного складу:

1. Карбон виділяє тепло: чим його більше (до 97% в антрациті), тим вища теплотворність марки.
2. Зола є негорючим баластом: чим її більше, тим менше корисного тепла виділяє паливо.
3. Сірка не додає тепла, але роз’їдає метал котлів і утворює шкідливі кислотні гази.

5. Які екологічні наслідки має спалювання вугілля? Чому на територіях, де це відбувається, трапляються кислотні опади?

Спалювання вугілля забруднює повітря сажею, пилом, важкими металами та вуглекислим газом, а також створює гігантські відвали попелу й шлаку.

Кислотні опади виникають тому, що сірка та азот із вугілля під час горіння утворюють гази ($SO_2$ та $NO_x$). В атмосфері вони сполучаються з водяною парою й перетворюються на кислоти, які випадають на землю у вигляді кислотних дощів.

6. Дослідіть за вмістом сірки у вугіллі та його зольністю, використання яких його типів та марок є безпечнішим для довкілля.

Найбезпечнішим є кам’яне вугілля марки антрацит (А): містить менше 1% сірки та мінімум попелу (2–3%), тому дає найменше шкідливих газів і майже не залишає твердого шлаку.

Найбільш екологічно небезпечними є буре вугілля (через високу зольність до 40%) та газове кам’яне вугілля («Г») через великий вміст сірки (до 5%).

ЗАВДАННЯ ДО МАЛ. 83

1. Роздивіться схему й поясніть, чим відрізняються умови залягання звичайного та сланцевого газу.

Звичайний газ накопичується під землею у великих природних резервуарах (пастках) у пористому пісковику над нафтою чи водою, тому його легко видобути прямою вертикальною свердловиною.

Сланцевий газ розсіяний мікроскопічними частками всередині твердих сланцевих пластів на глибині від 1 до 5 км і міцно заблокований у щільній породі.

2. За схемою поясніть, яка існує технологія для вилучення сланцевого газу з порожнистих порід земної кори. Які це має наслідки для довкілля?

Свердловину бурять вертикально, а в глибині повертають горизонтально вздовж пласта. Потім під величезним тиском закачують воду з піском і хімічними домішками, розтріскуючи породу (гідророзрив пласта), через що газ починає виходити назовні.

Негативні наслідки: небезпека отруєння підземних вод хімікатами, поява мільйонів літрів токсичних стічних вод і загроза техногенних мікроземлетрусів.

3. Обґрунтуйте думку, чи є перспективи використання сланцевого газу в Україні. Які ви вбачаєте в цьому переваги й застереження?

Перспективи є значними завдяки великим розвіданим покладам на сході (Юзівська площа) та на заході (Олеська площа).

Переваги: повне забезпечення країни власним газом, відсутність потреби в імпорті та створення робочих місць.

Застереження: висока собівартість буріння, величезні потреби у чистій воді для розривів і високий ризик забруднення питної води в селах і містах.

ОЦІНЮЄМО СВОЇ ДОСЯГНЕННЯ

1. Назвіть виробництва, з яких складається добувна промисловість України.

Складається з видобування паливних корисних копалин (вугілля, нафта, природний газ, торф, уран), металічних руд (залізна, марганцева, титанова) та неметалічної сировини (граніт, солі, вапняк, пісок, глина).

2. Поясніть своїми словами зміст понять «енергетичне та коксівне вугілля», «нафтопереробка», «сланцевий газ».

Енергетичне вугілля — це вугілля (зокрема антрацит), яке спалюють на ТЕС і в котельнях заради тепла й електроенергії.

Коксівне вугілля — це спеціальні марки кам’яного вугілля, які запікають без повітря на кокс, необхідний для виплавки чавуну в металургії.

Нафтопереробка — це заводський процес розділення сирої нафти на фракції для отримання бензину, дизпалива, гасу, мазуту та мастил.

Сланцевий газ — це природний газ, затиснутий у мікропорах твердих глинистих сланців на глибині, видобути який можна лише шляхом гідророзриву пласта.

3. Розрахуйте ресурсозабезпеченість України на основні види горючих ресурсів: кам’яного вугілля, природного газу та нафти. Статистичні дані для розрахунків: розвідані запаси вугілля — 34 млрд тонн, природного газу — 900 млрд м³, нафти — 85 млн тонн; річне використання вугілля — 25 млн тонн, природного газу — 19 млрд м³, нафти — 1,4 млн тонн. Прокоментуйте одержані дані.

Розрахунок за формулою ($Р = \frac{Запаси}{Річне\ використання}$):

• Вугілля: $34\,000\text{ млн т} : 25\text{ млн т/рік} = 1360\text{ років}$.
• Природний газ: $900\text{ млрд м³} : 19\text{ млрд м³/рік} \approx 47,4\text{ року}$.
• Нафта: $85\text{ млн т} : 1,4\text{ млн т/рік} \approx 60,7\text{ року}$.

Вугілля вистачить більш ніж на 1000 років. Запаси газу та нафти обмежені й за поточних темпів закінчаться приблизно за 50–60 років, тому Україні слід заощаджувати вуглеводні та шукати нові родовища.

4. Поясніть закономірності розміщення та обсяги запасів басейнів видобутку горючих ресурсів в Україні. Оцініть перспективність щодо подальшого їх розвитку.

Паливні ресурси залягають в осадових чохлах западин і прогинів:

• Майже 98% запасів кам’яного вугілля зосереджено в Донецькому басейні, решта — у Львівсько-Волинському.
• Близько 85% запасів нафти й газу сконцентровано у Східному (Дніпровсько-Донецькому) районі.

Розвиток Донбасу наразі зупинений через війну, окупацію та затоплення шахт. Найбільш перспективними є глибоке буріння нових газових пластів на Полтавщині й Харківщині, розвідка шельфу Чорного моря та видобуток газу щільних колекторів.

5. Поясніть, чому забезпеченість горючими ресурсами є важливою складовою економічної безпеки держави. Оцініть можливі шляхи покриття дефіциту горючих ресурсів в Україні.

Власне паливо захищає країну від зупинки заводів і знеструмлення міст, рятує від політичного шантажу сусідів і береже валюту від витрат на дорогий імпорт.

Шляхи покриття дефіциту:

1. Збільшувати власний видобуток газу новими глибокими свердловинами.
2. Утеплювати будинки та зменшувати витрати тепла на підприємствах.
3. Купувати енергоносії в різних надійних партнерів у Європі без монополій.
4. Розвивати сонячну, вітрову енергетику та біопаливо.

6. Оцініть економічні, соціальні та екологічні ризики в паливній промисловості України. Запропонуйте можливі шляхи їх подолання.

Економічні та соціальні ризики: глибина шахт понад 1 км робить вугілля дорогим, руйнування від війни вимагають мільярдів на відновлення, праця під землею небезпечна через метан, а закриття збиткових шахт залишає шахтарів без роботи.

Екологічні ризики: просідання ґрунтів над шахтами, забруднення підземних вод, накопичення териконів і шкідливі викиди в атмосферу.

Шляхи подолання:

1. Впроваджувати автоматизовану техніку та суворі датчики безпеки.
2. Створювати нові робочі місця для гірників у шахтарських містах.
3. Очищати шахтні води, озеленювати терикони та безпечно консервувати старі виробітки.
4. Уловлювати шахтний метан для виробництва тепла та поступово переходити на чисті джерела енергії.