Бассейн реки Паудер — это геологический структурный бассейн на юго-востоке Монтаны и северо-востоке Вайоминга , примерно в 120 милях (190 км) с востока на запад и в 200 милях (320 км) с севера на юг, известный своими обширными запасами угля . Бывшие охотничьи угодья Оглала Лакота , этот район очень малонаселен и известен своими холмистыми лугами и полузасушливым климатом.
Бассейн представляет собой одновременно топографический дренаж и геологический структурный бассейн , дренируемый реками Паудер , Шайенн , Тонг , Бигхорн , Литл-Миссури , Платт и их притоками.
Крупнейшие города в этом районе включают Джилетт и Шеридан, Вайоминг и Майлз-Сити, Монтана .
В 2007 году в регионе было добыто 436 миллионов коротких тонн (396 миллионов тонн) угля, что более чем в два раза превышает добычу в Западной Вирджинии, занявшей второе место , и больше, чем во всем регионе Аппалачей. [1] Бассейн реки Паудер является крупнейшим угледобывающим регионом в Соединенных Штатах. [2] В состав региона входят угольная шахта «Блэк-Тандер» , самая продуктивная в США, и шахта «Северная Антилопа-Рошель» , вторая по продуктивности. В последние годы регион стал крупным производителем природного газа, как обычного природного газа , так и метана угольных пластов .
Бассейн реки Паудер содержит участок фанерозойских пород толщиной до 17 000 футов (5 200 м), от кембрия до голоцена .
Самая мощная часть бассейна реки Паудер состоит из меловых пород, представляющих собой общую регрессивную последовательность преимущественно морских сланцев и песчаников, отложенных в Западном Внутреннем Морском пути .
Угольные пласты региона начали формироваться около 60 миллионов лет назад, когда земля начала подниматься над мелководным морем. Подъем поднятия Блэк-Хиллз на востоке и Хартвиллского поднятия на юго-восточной стороне бассейна создал нынешние очертания бассейна реки Паудер.
Когда формировались угольные пласты, климат в этом районе был субтропическим, в среднем выпадало около 120 дюймов (3 м) осадков в год. Около 25 миллионов лет дно бассейна было покрыто озерами и болотами. Из-за большой площади болот органический материал накапливался в торфяниках, а не вымывался в море. Периодически слои торфа покрывались осадками, приносимыми с близлежащих гор. Со временем климат стал суше и прохладнее. Бассейн заполнился осадками и похоронил торф на глубине тысяч футов, сжимая слои торфа и образуя уголь. За последние несколько миллионов лет большая часть вышележащих отложений размылась, оставив угольные пласты вблизи поверхности.
.png/1280px-U.S._annual_coal_production_by_basin,_2014-2018_(31930259427).png)
Уголь бассейна Паудер-Ривер (PRB) классифицируется как « суббитуминозный » и содержит в среднем около 8500 БТЕ/фунт с низким содержанием серы . Сравните это с битуминозным углем восточных Аппалачей , содержащим в среднем 12 500 БТЕ/фунт и высоким содержанием серы. Уголь PRB был по сути бесполезен до тех пор, пока выбросы загрязняющих воздух электростанций (в первую очередь диоксида серы, или «SO 2 ») не стали проблемой. Угольная электростанция, предназначенная для сжигания угля Аппалачей, должна быть модифицирована для удаления SO 2 , стоимость которой, по оценкам в 1999 году, составит около 322 долларов США за тонну SO 2 . Если он перейдет на сжигание угля PRB, стоимость упадет до 113 долларов за тонну удаленного SO 2 . Удаление осуществляется установкой скрубберов. [3]
Бассейн реки Паудер — крупнейший регион добычи угля в США, но большая часть угля закопана слишком глубоко, чтобы быть экономически доступным. [4] Угольные пласты бассейна реки Паудер имеют форму вытянутых чаш, и по мере расширения шахт с востока на запад в бассейне реки Паудер они будут спускаться «по бокам чаши». Это означает, что вскрыша (порода, лежащая над углем) увеличится, как и коэффициент вскрыши (доля породы, которую необходимо переместить, чтобы получить тонну угля).
Геологическая служба США (USGS) провела серию исследований экономической доступности угля в основных угледобывающих регионах страны. Исследования обычно показывают, что лишь небольшая часть угля будет экономически доступна по цене 10,47 доллара за тонну. В августе 2008 года Геологическая служба США опубликовала обновленную оценку запасов угля в бассейне реки Паудер. [5] После рассмотрения коэффициентов вскрыши и производственных затрат Геологическая служба США пришла к выводу, что в то время только 6% исходных ресурсов, или 10,1 миллиардов коротких тонн угля, были экономически извлекаемыми. Однако при цене 60 долларов за тонну производство примерно половины (48%) угля станет экономически выгодным. Увеличение цены на уголь может увеличить количество экономически извлекаемого угля, но повышение цены на уголь также увеличивает себестоимость его добычи. Поскольку уголь является твердым веществом, его нельзя добывать из множества разбросанных скважин, как это возможно с нефтью и газом. Скорее, уголь приходится добывать на шахтах, которые медленно расширяются за счет перемещения огромных объемов вскрышных пород.
Пятнадцать шахт действуют в бассейне реки Паудер, при этом большая часть активной добычи ведется в дренажах реки Шайенн . США используют около 600 миллионов тонн угля в год, причем около 40% угля поступает из бассейна реки Паудер. [6] За последние 20 лет количество угля, поступающего из бассейна реки Паудер, увеличилось. [6]
Срок эксплуатации шахт в бассейне реки Паудер обычно составляет менее 20 лет. Почти весь уголь в бассейне реки Паудер находится в федеральной собственности, и дальнейшее расширение шахт потребует ряда разрешений на федеральном уровне и уровне штата, [7] [8] , а также крупных инвестиций в дополнительное горнодобывающее оборудование для начала раскопок.
Большая часть угля, добываемого в бассейне реки Паудер, является частью формации Форт-Юнион ( палеоцен ), а низкое содержание серы и золы в угле в этом регионе делает его очень желательным. Уголь обеспечивает около одной пятой поставок электроэнергии в США . [9] Шахты бассейна Паудер-Ривер поставляют примерно 40% угля, которым питаются эти станции (в основном к востоку от Скалистых гор) для производства электроэнергии . [10]
Шахты работают в районах, где коэффициент вскрыши находится в диапазоне от 1:1 (т.е. одна тонна породы на одну тонну угля) до 3:1. [11] По мере расширения шахт коэффициент вскрыши будет увеличиваться. Поскольку необходимо перемещать больше породы (с использованием больших драглайнов с электрическим приводом, а также дизельных и электрических карьерных самосвалов), производственные затраты также будут увеличиваться. [12]
Шахты в основном не являются профсоюзными предприятиями и имеют историю подавления трудовой деятельности. [13] По словам историка Райана Дрискелла Тейта, добыча полезных ископаемых открытым способом в отдаленных районах привела к некоторому уменьшению «профессиональной общности», обычно связанной с шахтерами, работающими плечом к плечу под землей в Аппалачах . [13] Воздействие добычи полезных ископаемых на окружающую среду на траву и водоносные горизонты вызывало беспокойство у владельцев окрестных ранчо , которые организовали сопротивление новым шахтам в 1970-х годах. [8] [14]
Южный бассейн реки Паудер
Северный бассейн реки Паудер
В июне 2019 года Peabody Energy и Arch Coal объявили о создании совместного предприятия для своих объединенных активов в бассейне реки Паудер. [16]
Бассейн реки Паудер также содержит крупные месторождения нефти , в том числе гигантское нефтяное месторождение Солт-Крик . Нефть и газ добываются из пород от пенсильванского до третичного периода , но большая часть их добывается из песчаников в толстой части меловых пород. [19]
В последнее время наблюдается возрождение добычи нефти и газа в результате горизонтального бурения и гидроразрыва пласта . Это возрождение происходит в основном в части бассейна Вайоминга, которая исторически известна как источник нефти в бассейне. В 2009 году в бассейне добывалось минимум 38 000 баррелей нефти в день. В первом квартале 2014 года это число резко возросло до 78 000 баррелей в день. [20]
Месторождение Белл-Крик представляет собой стратиграфическую ловушку нижнего мела в илистом песчанике . [21] Обнаружена в 1967 году компанией Exeter Drilling Co. № 33-1 на скважине Federal-McCarrell, в которой было обнаружено 27 футов продуктивного продукта на глубине 4500 футов. [22]
Недавние разногласия вокруг обширной добычи метана из угольных пластов в регионе. За последнее десятилетие пробурено около 7000 таких скважин. Была построена разветвленная сеть газопроводов, соединяющих эти скважины, а также ряд станций наддува, а также линии электропередачи для обеспечения электроснабжения системы. Кроме того, были построены тысячи миль новых подъездных дорог.
Для добычи газа необходимо закачивать воду на поверхность, чтобы высвободить газ, запертый в угольном пласте. Хотя часть воды успешно используется в сельскохозяйственном производстве, например, для животноводства и орошения сельскохозяйственных культур, некоторые воды естественным образом имеют высокий уровень солености и коэффициент адсорбции натрия . Были споры о том, как лучше всего управлять этими солеными водами.
В 2007 году на угольных пластах бассейна Паудер-Ривер было добыто 442 миллиарда кубических футов газа, что сделало это месторождение третьим по величине источником природного газа в Соединенных Штатах. [23]
В регионе также имеются крупные месторождения урана , содержащиеся в песчаниках. (См. Добыча урана в Вайоминге ). Формация Уосатч ( эоцен ) содержит месторождения урановой руды типа «рулонный фронт», обнаруженные в районе Тыквенных Баттс. Power Resources Inc., дочерняя компания Cameco Corporation, управляет урановыми рудниками в бассейне.
Весной 2005 года добытый на шахтах уголь продавался на шахтах по цене около 5 долларов за тонну. Однако электростанции и заводы на востоке США платили более 30 долларов за тонну – разница была вызвана стоимостью транспортировки. [24] (В октябре 2008 года цена на уголь в бассейне Паудер-Ривер была ближе к 15 долларам за тонну. [25] ) Для транспортировки угля из бассейна существует совместная железнодорожная линия, принадлежащая BNSF Railway и Union . Тихоокеанская железная дорога , проходящая по всей южной части бассейна реки Паудер. [26] Третья железная дорога, Дакота, Миннесота и Восточная железная дорога , столкнулась с сильным сопротивлением со стороны многих сторон из-за попыток продлить свою железнодорожную линию в район добычи угля, но, хотя план в конечном итоге был одобрен регулирующими органами, от проекта отказались. после того, как железная дорога была куплена Канадской Тихоокеанской железной дорогой . [27]
В 2013 году на северо-западе Тихого океана предлагалось построить пять терминалов по экспорту угля для экспорта угля из бассейна реки Паудер на азиатские рынки. [28] По состоянию на февраль 2016 года некоторые предложения по угольным терминалам были отозваны, в результате чего две заявки остались на рассмотрении. Отказ от поставок был объяснен потерей спроса и, как следствие, снижением цен на уголь. [29]
Первоначально это была однопутная линия Северной железной дороги Берлингтона , построенная поэтапно с 1972 по 1979 год. Железнодорожная линия шла на юг от перекрестка Донки-Крик на севере в 13 милях (21 км) до Кабалло, штат Вайоминг; а затем 103 мили (166 км) до Шони в округе Конверс . [30] Чикаго и Северо-Западная железная дорога проходили недалеко от северного участка, как и Union Pacific в Кабальо.
В 1982 году C&NW и UP сформировали Western Railroad Properties, Inc. (WRPI), чтобы приобрести половину доли в угольной линии Берлингтон-Север от Шони-Джанкшен до Коул-Крик-Джанкшен. 15 декабря 1986 года WPRI приобрела еще 11 миль (18 км) линии BN от перекрестка Коул-Крик до перекрестка Ист-Кабалло. Начиная с 27 июня 1983 года WPRI построила шесть миль (9,7 км) новой железной дороги от Шони-Джанкшен. до Шони, восстановлено 45 миль (72 км) линии C&NW от Шони до Крэндалла и 56 миль (90 км) новой железной дороги от Крэндалла до Джойса, Небраска. Первый коммерческий поезд отправился 16 августа 1984 года.
К 1985 году линия почти на всей длине была однопутной и переваливала 19 миллионов тонн угля. Реализация второго этапа Закона о чистом воздухе (1990 г.) привела к быстрому росту спроса на чистый уголь. C&NW изо всех сил пыталась модернизировать пропускную способность до двухпутной, что привело к многочисленным сбоям на линии в 1994 году и, в конечном итоге, к покупке C&NW компанией Union Pacific в 1995 году . осуществлять поставки угля из ПРБ. [32] К 2005 году пропускная способность Joint Line выросла до рекордных 325 миллионов тонн и имела либо двухпутную, либо трехпутную мощность на всей своей длине.
Из-за различных поломок путей и локомотивов на совместной линии в конце 2004 - начале 2005 года линия не смогла доставить законтрактованный объем поставок угля, а тарифы на электроэнергию выросли на 15 процентов. [10] Потребители угля пригрозили оценить альтернативные источники энергии и транспорта, включая Arkansas Electric Cooperative Corporation . В результате расширение линии Дакота, Миннесота и Восточной железной дороги на 280 миль (450 км) было одобрено Советом по наземному транспорту . В 2006 году UP и BNSF объявили об инвестициях в размере 100 миллионов долларов для обеспечения трехпутной пропускной способности по всей длине соединительной линии, а также добавления четвертого пути на самых крутых участках, включая Логан-Хилл. Эти улучшения позволят совместной линии перерабатывать более 400 миллионов тонн угля. [33]
В 2006 году Union Pacific установила рекорд, перевезя 194 миллиона тонн угля, что на 8% больше, чем в 2005 году. Компания добилась этого за счет увеличения размера поездов: средняя масса поездов превышает 15 000 тонн, что на 200 тонн больше, чем в среднем за четвертый квартал 2005 года. [34] В начале 2016 года сообщалось, что из бассейна реки Паудер ежедневно отправлялось от 80 до 100 поездов с углем. [35] В 2019 году погрузка поездов в среднем составляла около 50 поездов в день. [36]
44 ° 24' с.ш. 105 ° 48' з.д. / 44,4 ° с.ш. 105,8 ° з.д. / 44,4; -105,8