Откуда берется уголь?

Доставка угля в Красноярске

Уголь образуется при отсутствии кислорода в результате окаменения растительных остатков различного происхождения. Под воздействием биохимических процессов, так называемой карбонизации, растительность проходит естественный процесс обогащения углеродом при потере кислорода, водорода и азота. Процесс этот длительный, протекает в несколько стадий, вследствие чего образуются определенные виды угля: торф, бурый уголь, каменный уголь и антрацит.

Торф


Представляет собой первую стадию превращения растительного материала в уголь. Накапливается в болотах из остатков отмерших растений, подвергшихся неполному разложению в условиях повышенной влажности и недостатка кислорода. Торф имеет волокнистую структуру, в естественном состоянии содержит 80-95% воды. Залегает на поверхности земли или на глубине первых десятков метров. Залежи могут достигать мощности 9-Ю метров. Торф хорошо горит, но дает мало тепла.

Бурый уголь


Твердая и волокнистая горная порода, часто ассоцииру ющаяся со сланцами и приобретающая слоистый вид. Бурый уголь — результат карбонизации обширных лесов, в первую очередь хвойных, поэтому в нем часто находят остатки флоры и фауны того периода. И хотя развит он сильнее торфа, содержание углерода в нем также невысокое, поэтому при хорошем горении он дает мало тепла.

Каменный уголь


Ископаемый уголь высокой степени углефикации. Имеет черный блестящий цвет,
среднюю хрупкость, раковистый излом и раскалывается на плоские куски. Содержит 70-97% углерода. Каменный уголь хорошо горит, выделяя при этом газы, дающие много тепла и образующие пористое вещество, получившее название «кокс».


Антрацит


Это уголь высшего качества. В горючей массе содержится 90-95% углерода. Антрацит горит без дыма и пламени и практически не оставляет отходов. Имеет высокую плотность и электропроводность.

Знаете ли вы, что...
Доставка угля
Содержание водорода, кислорода и азота в угле уменьшается пропорционально содержанию угле-рода. Лишние ингредиенты после сгорания минерала переходят в золу

Двигатель прогресса


Открытие паровой машины ознаменовало начало промышленной революции, а уголь стал основным видом топлива вплоть до появления нефти.

Несмотря на то что высокая удельная теплота сгорания и горючесть угля были известны еще в V веке до н. э., его применение ограничивалось использованием в быту — в хлебопекарнях и кузницах. В середине XVII века расположенные в Уэльсе (Великобритания) крупные месторождения угля производили 200 000 тонн горной породы в год для обеспечения внутреннего спроса и экспорта на континент. Однако в 1776 году британец Джеймс Уатт изобрел универсальную паровую машину, изменившую облик нашей планеты и положившую начало промышленной революции, которая привела к созданию западной цивилизации в том виде, в каком мы ее знаем сегодня.

Старт


Паровой двигатель обусловил резкий взлет добычи угля, особенно после того, как усовершенствование этого изобретения позволило резко сократить количество человеческого труда и существенно увеличить доходность. Весь мир опутали железные дороги, ускорившие перевозку товаров и пассажиров. В не меньшей степени облагодетельствовал паровой двигатель судостроительную отрасль, ведь благодаря ему стало возможным создание гораздо более быстрых и безопасных судов, во многом превосходящих использовавшиеся до той поры парусники.
Широкое использование нефти, вышедшей на передний план из-за легкости в добыче, очистке и транспортировке, резко снизило добычу угля. Дошло до того, что встал вопрос о целесообразности сохранения угледобывающей отрасли. Однако периодические кризисы, охватывающие рынок жидкого топлива, способствовали возрождению угольной отрасли как альтернативы нефти в получении энергии.

Гений механики

Джеймса Уатта (1736-1819) называют изобретателем парового двигателя. Однако действительным создателем является его соотечественник Томас Нью-комен (1663-1729). Правда, изобретение Ньюкомена оказалось чрезвычайно малоэффективным, поскольку большая часть энергии рассеивалась бесполезно. Уатт, выдающийся инженер и настоящий технический гений, убедился в этом на собственном опыте, когда был вынужден ремонтировать одну из таких машин. В1765 году он предложил решение, позволявшее сократить потери: Уатт использовал конденсатор, придуманный и созданный совместно с его другом Ройбэком. Изобретение Уатта положило начало промышленному использованию пара, которое окончательно утвердилось после создания машины двойного действия в 1874 году.

Угольные драгоценности

Гагат — это одна из разновидностей бурого угля. Пролежав шестьдесят миллионов лет в земле, он превращается в красивый черный камень, который ценят за блеск, легкость и мягкость. В древности гагат ставился в один ряд с другими драгоценными камнями, чему в немалой степени способствовала его редкость.

Разработка угля

К настоящему времени технология добычи угля значительно усовершенствовалась, однако работа шахтеров остается еще крайне опасной. Как и прежде, спуск в шахту сопряжен с большим риском для жизни.

Разработка угольных месторождений представляет собой вид деятельности, в котором количество несчастных случаев и человеческих смертей наиболее высоко. Даже сегодня, когда правила безопасности в строительстве шахт, обустройстве штолен и систем вентиляции существенно усовершенствованы, шахтерам по-прежнему угрожают взрывы, оползни и завалы угольных пластов. Поскольку уголь чрезвычайно пластичная порода, то оползни и завалы, приводящие к катастрофе, могут происходить даже в хорошо обустроенных штольнях.



Рудничный газ

Атмосфера в шахте далека от здоровой, что обусловле но окислением и разложением железа, дерева, угля и выделением таких газов, как диоксид углерода, монооксид углерода, метан и сульфид водорода. Однако наибольшую опасность представляет концентрация взрывоопасного рудничного газа. Каждый год в мире фиксируется несколько случаев взрыва рудничного газа с последующим завалом шахт. Рудничный газ состоит из метана, азота и углекислого газа и образуется при извлечении угля из пласта. Взрывается газ от источника тепла, каким бы маленьким тот ни оказался. Для взрыва вполне достаточно искры. Для уменьшения опасности (но не ее исключения) была изобретена безопасная лампа Дэви Гемфри (1815).


Влияние разработок на окружающую среду


Есть два типа угольных разработок: открытые (поверхностные) и закрытые (шахтные). В первом случае необходимо снять слой земли и переместить его к краям месторождения, что наносит непоправимый вред окружающей среде. В прошлом по завершении разработки открытого месторождения оно просто бросалось. Сегодня карьер, образованный в ходе добычи угля, засыпают обратно. И все же большая часть разработок — шахтная, что пагубно сказывается на окружающей среде: даже 200-метровая шахта существенно меняет структуру почвы, не говоря уже об утечках и загрязнении, вызываемых работой шахты.

Доставка угля

Знаете ли Вы , что


Добыча угля обходится очень дорого. Однако подсчитано, что при современных уровнях производства известных запасов угля хватит на период в четыре раза больший, чем при использовании нефти и газа вместе взятых. Основная современная тенденция заключается в поиске альтернативных возобновляемых источников энергии для сохранения запасов ископаемых видов топлива.

Уголь в промышленности


Общий уровень добычи угля существенно сократился из-за использования нефти и природного газа, однако уголь по-прежнему применяется в металлургии и производстве электрической энергии.

Кокс представляет собой легкий уголь серого или черного цвета и является остаточным продуктом переработки каменных углей определенных марок или смеси углей (коксовой шихты). Кокс природный — это ошлакованная горная порода, образующаяся в условиях метаморфизма, а также при подземных пожарах. Велика ценность кокса для металлургической промышленности. Его применение в этих целях началось еще в XIX веке и существенно повысило рентабельность доменных печей, поскольку кокс обладает высокой удельной теплотой сгорания. Используется он и для отопления, так как при сгорании не выделяет дыма.


Другое использование угля


В XX веке уголь нашел широкое применение в химической промышленности — в производстве пластмасс, красителей, растворителей и получении аммиака. Каменный уголь, выделяющий при горении летучие вещества, используется в производстве различных газов.

Крупные месторождения

Залежи угля есть практически везде, однако самые крупные месторождения находятся в Европе, Азии, Австралии и Северной Америке.