Корисні копалини: кам’яне вугілля
Кам’яне вугілля – це осадова порода, яка утворюється в земній пласті. Вугілля – чудове паливо. Вважається, що це найдавніший вид палива, який використовували наші далекі предки.
Як утворюється кам’яне вугілля
Для утворення вугілля необхідна величезна кількість рослинної маси. І краще, якщо рослини накопичуються в одному місці і не встигають розкладатися повністю. Ідеальне місце для цього – болота. Вода в них бідна киснем, що перешкоджає життєдіяльності бактерій.
У болотах накопичується рослинна маса. Не встигаючи повністю згнити, вона спресовується наступними відкладеннями грунту. Так виходить торф – вихідний матеріал для вугілля. Наступні пласти грунту як би запечатують торф в землі. У результаті він повністю позбавляється доступу кисню і води і перетворюється на вугільний пласт. Процес цей тривалий. Так, більша частина сучасних запасів кам’яного вугілля утворилися в епоху палеозою, тобто більше 300 млн. років тому.
Характеристики та види кам’яного вугілля
Хімічний склад вугілля залежить від його віку.
Наймолодший вид – буре вугілля. Він залягає на глибині близько 1 км. Води в ньому ще багато – близько 43%. Містить велику кількість летючих речовин. Добре запалюється й горить, але тепла дає мало.
Кам’яне вугілля – отакий “середнячок” в цій класифікації. Залягає він на глибинах до 3 км. Так як тиск верхніх пластів більше, то й вміст води в кам’яному вугіллі менше – близько 12%, летючих речовин – до 32%, зате вуглецю міститься від 75% до 95%. Він також легко запалюється, але горить краще. А за рахунок малої кількості вологи дає більше тепла.
Антрацит – більш давня порода. Залягає на глибинах порядку 5 км. У ньому більше вуглецю і практично немає вологи. Антрацит – тверде паливо, погано запалюється, зате питома теплота згоряння найвища – до 7400 ккал / кг.
Втім, антрацит – це не кінцева стадія перетворення органічної речовини.
Потрапляючи в більш жорсткі умови, вугілля трансформується в шунт. При більш високих температурах виходить графіт. А відчуваючи надвисокий тиск, вугілля перетворюється на алмаз. Всі ці речовини – від рослини до алмазу – складаються з вуглецю, тільки молекулярна структура різна.
Крім основних “інгредієнтів” до складу вугілля часто входять різноманітні “породи”. Це домішки, що не згоряють, а утворюють шлак. Міститься у вугіллі і сірка, причому її зміст обумовлюється місцем утворення вугілля. При згорянні вона взаємодіє з киснем і утворює сірчану кислоту. Чим менше домішки у складі вугілля, тим вище цінується його сорт.
Родовище кам’яного вугілля
Місце залягання кам’яного вугілля називають вугільним басейном. У світі відомо понад 3600 вугільних басейнів. Їх площа займає близько 15% території земної суші. Найбільший відсоток покладів світового запасу вугілля в США – 23% .На другому місці – Росія, 13%. Замикає трійку країн-лідерів Китай – 11%. Найбільші поклади вугілля в світі знаходяться в США. Це Аппалачський кам’яновугільний басейн, чиї запаси перевищують позначку в 1600 млрд. тонн.
У Росії найбільший вугільної басейн – Кузнецький, який знаходиться в Кемеровській області. Запаси Кузбасу складають 640 млрд. тонн.
Перспективна розробка родовищ в Якутії (Ельгінське) і в Тиві (Елегестське).
Видобуток кам’яного вугілля
Залежно від глибини залягання вугілля застосовують або закритий спосіб видобутку, або відкритий.
- Закритий, або підземний спосіб видобутку. Для цього методу будують шахтні стволи і штольні. Шахтні стволи будують, якщо глибина залягання вугілля 45 метрів і вище. Від неї ведуть горизонтальний тунель – штольню.
Існують 2 системи закритого видобутку:
- Камерно-стовпова; Видобуток довгими очисними забоями.
Перша система менш економічна. Її використовують лише в тих випадках, коли виявлені пласти потужні. Друга система набагато безпечніше і практичніше. Вона дозволяє витягати до 80% породи і рівномірно доставляти вугілля на поверхню.
- Відкритий метод застосовують, коли вугілля залягає неглибоко. Для початку проводять аналіз твердості грунту, з’ясовують ступінь вивітрюваності грунту і шаруватість покриваючого шару.
Якщо грунт над пластами вугілля м’який, достатньо використання бульдозерів і скреперів. Якщо верхній пласт товстий, то приганяють екскаватори та драглайни.
Застосування кам’яного вугілля
Область використання кам’яного вугілля просто величезна.
- З вугілля видобувають сірку, ванадій, германій, цинк, свинець. Саме вугілля – чудове паливо. Використовується в металургії для виплавки заліза, при виробництві чавуну, сталі. Отриману після спалювання вугілля золу використовують у виробництві будівельних матеріалів. З вугілля після його спеціальної обробки отримують бензол і ксилол, які використовують у виробництві лаків, фарб, розчинників, лінолеуму. Шляхом скраплення вугілля отримують першокласне рідке паливо. Вугілля – сировина для отримання графіту. А також нафталіну і ще ряду ароматичних сполук.
В результаті хімічної обробки кам’яного вугілля на сьогоднішній день отримують понад 400 видів промислових Продуктів.
(2 votes, average: 4.50 out of 5)