Кам`яне вугілля: освіта покладів. Значення кам`яного вугілля в промисловості
Михайло Ломоносов, знаменитий російський вчений 18 століття, ще в ті давні часи дав визначення того, як виникало це корисна копалина в природі. А саме: з решток рослин, подібно торфу, стався і кам`яне вугілля. Освіта його, на думку Ломоносова, було обумовлено декількома факторами. По-перше, залишки рослинності розкладалися без участі «вільного повітря» (тобто без вільного доступу кисню). По-друге, був присутній досить високий температурний режим. А по-третє, зіграла свою роль «тягар покрівлі», тобто підвищений тиск гірської породи. Відбувалося це в незапам`ятні часи, коли людства ще не існувало на планеті Земля.
Содержание
Справи давно минулих днів
У будь-якому випадку історія освіти кам`яного вугілля - справа таких далеких днів, що і сучасні вчені можуть будувати тільки здогадки і припущення, пояснюючи процес. Але сьогодні це вивчено досить точно. І механізми того, як з`являється кам`яне вугілля (Освіта його з попереднього сировини), відомі науці.
з торфу
Відходи вищих рослин поступово перетворюються в торф`яні маси, які скупчуються на болотистих місцевостях і заростають іншими рослинами, поступово відходячи в глибину. Перебуваючи на глибині, торфовища постійно змінюють свій хімічний склад (більш складні з`єднання перетворюються в більш прості, розпадаються). Частина з них буває розчинена у воді і вимивається, а частина переходить в газоподібний стан. Так виникає метан і вуглекислота на болотах, що дають характерний запах повітря в цих безлюдних місцях. Важливу функцію в цьому процесі виконують грибки і бактерії, які сприяють подальшому розкладанню тканини загиблих рослин.
вуглеці
Згодом в процесі відбуваються видозмін в торфовищах накопичуються найбільш стійкі углеводородістие з`єднання. А так як все це насичення торф`яних мас вуглеводнем здійснюється практично без доступу до них кисню, карбон не перетворюється в газ і не випаровується. Відбувається ізоляція від доступу повітря і одночасне насичення при посиленні впливу тиску: з торфу виникає кам`яне вугілля. Освіта його триває сотні тисячоліть, цей процес не такий швидкий! На думку вчених, велика частина нинішніх запасів та вугільних пластів виникла в палеозої, тобто понад 300 мільйонів років тому.
Це цікаво: які бувають види вугілля?
- Самий пухкий і наймолодшою з усіх видів - лігніт (що означає «деревне»). У ньому ще видно залишки рослинних мас, деревини. В принципі, лігніт - це деревний торф.
- Бурий вид вугілля утворюється в пластах при більш сильних разложениях залишків рослинних мас. Залягає він, як правило, на глибині до одного кілометра. У ньому ще забагато рідини (більш 40%). Він досить добре горить, але дає невелику кількість тепла.
- На глибині до трьох кілометрів у багатьох частинах світу знаходиться кам`яне вугілля. Освіта його з бурого виду викопного відбувається тільки за певних умов: коли пласти спускаються на більш глибокі горизонти і йде процес горотворення. Там, під високим тиском і без доступу кисню, завершується процес переходу з однієї фракції в іншу. Таке вугілля має в своєму складі більше 75% вуглецю, горить краще і тепла дає більше.
- Антрацит - гірський вугілля більш древніх порід. Він залягає на глибині до п`яти кілометрів. У ньому ще більше вуглецю і ще менше вологи (практично зовсім немає). Він поганенько запалюється, але тепловіддача найвища з усіх видів. У антрациті залишки рослин, з яких він стався, практично не можна виявити. Таке вугілля вважається найбільш перспективним у видобутку для промисловості.
Але це ще не все!
Природа розпорядилася так, що антрацит, сам по собі найбільш щільний вугілля з високим вмістом вуглецю (95 і вище відсотків), не є кінцевою стадією перетворень, що відбуваються із залишками рослин в навколишньому середовищі. Шунгіт - речовина, яка утворюється з вугілля при ще більш жорстких умовах. Графіт виникає при високих температурах з цього ж матеріалу. А якщо додати ще й супервисоких тиск, то утворюється алмаз, найбільш міцне речовина, яке має і промислову, і художню цінність для всього людства.
Але слід пам`ятати: як не дивно, всі ці, на перший погляд, різні речовини - від рослин до алмазів - складаються з речовини вуглецю, тільки з різною структурою на молекулярному рівні!
Освіта і значення кам`яного вугілля
Не можна переоцінити значення кам`яного вугілля для розвитку промисловості і в цілому для всієї людської культури на Землі. А область його застосування дуже широка. Не кажучи про те, що вугілля - це чудове паливо, яке використовується для обігріву осель, топки печей в промисловості, вироблення електроенергії, з кам`яного вугілля ще й добувають дуже багато речовин, необхідних людям. Сірка і ванадій, цинк і свинець, германій - все це дає людству це корисна копалина.
Вугілля використовується для плавки металу, сталі, чавуну. Продукти спалювання вугілля - у виробництві деяких будівельних матеріалів. При Спецобробка копалини з нього отримують бензол, що використовується у виробництві лаків і розчинників, такого будівельного матеріалу, як лінолеум. З скрапленого особливими технологіями вугілля виходить рідке паливо для механізмів. Вугілля є вихідною сировиною для виробництва графіту і технічних алмазів, а всього на основі цього природного матеріалу виготовляють понад чотириста продуктів для промисловості і сфери обслуговування.
Природознавство в школі: освіта кам`яного вугілля
Для дітей при проходженні відповідної теми в середніх класах рекомендується в доступній формі розповісти про освіту вугілля в природі. Слід повідомити про те, як довго триває цей процес. Описуючи освіту кам`яного вугілля коротко, потрібно зробити акцент на значенні його для розвитку промисловості і прогресу в сучасних та історичних умовах, скласти план повідомлення, яке будуть робити учні самостійно.
