О разном 🔥

Интересные факты о каменном угле, характеристика, виды, добыча, применение

Каменный уголь человек использует в качестве топлива еще с древних времен. С периода первого поиска угля он использовался для самых различных целей. Это были и приготовление пищи, и промышленное производство. За счет использования угля возможным стало и создание стали. С углем связано множество интересных фактов, а его роль в нашей жизни колоссальна. Именно благодаря каменному углю человечество смогло ощутимо продвинуться вперёд в плане промышленности, ведь это полезное ископаемое считается более энергоэффективным топливом, нежели древесина. До открытия методов перегонки нефти и перевоплощения её в бензин, мазут и другие горючие жидкости, именно каменный уголь служил главным источником энергии и тепла в целом.

Содержание

Характеристики каменного угля

Каменный уголь — это осадочная порода, которая образована за счет разложения остатков таких растений как: все древовидные папоротники, хвощи, плауны и голосеменная растительность. Основные угольные запасы, что добываются на сегодня в мире, были образованы в палеозойской эре. Это произошло примерно 300-350 миллионов лет назад. Каменный уголь добывают уже несколько столетий, и именно он считается важным для человечества полезным ископаемым.
Состоит каменный уголь из смеси высокомолекулярных ароматических соединений, преимущественно углерода, а также из воды и летучих веществ с малым содержанием в них примесей. В зависимости от разновидности угля состав его и количество выделяемой теплоты может меняться. Также меняться может и количество возникающей золы. От такого соотношения будет зависеть и ценность угля, и его месторождения.
Плотность угля составляет 1,28-1,53 г/см3. Это немаловажная характеристика, ведь чем больше плотность ископаемого, тем большей будет и удельная теплота сгорания.
Содержание углерода в угле составляет 75-97%. Чем больше углерода имеется в топливе, тем меньше посторонних примесей там есть. Следовательно, при сжигании угля получится и большее количество выделяемого тепла.
Механическая прочность определяет, насколько хорошим является тот или иной каменный уголь, и как он перенесет транспортировку. Данный критерий может измениться в пределах 40 кг/см2.
Содержание серы в таком виде топлива 0,5-5,4%. Чем меньше там серы содержится, тем более безопасным будет его использование.
Выход летучих составляющих угля составляет от 2 до 45%.
Влажность топлива может меняется в пределах от 4 до 15%. Чем меньше влаги в каменном угле, тем более эффективным будет его сжигание. Влажные угли подвергаются выветриванию сильнее и крошатся быстрее.
Зольность угля — это та характеристика, которая определяет количество негорючих примесей. Чем меньшей будет зольность, тем большей станет удельная теплоемкость. Самая малая зольность у такого вида, как антрацит. Самые лучшие из антрацитов могут дать только 2% золы от общей массы. Приемлемым для использования является зольность до 30%. Самым низким показателем считается – 45%.
Удельная теплота сгорания каменного угля достигает 6500-8600 ккал/кг.

Виды угля

По собственному обогащению каменный уголь делится на: концентраты, промышленные продукты и шлам. Концентраты сжигаются для получения электроэнергии и отопления в паровых котлах, промышленные продукты используют в металлургии, а шлам – это фактически мелкая фракция и пыль после дробления полезного ископаемого.
По содержанию в себе углерода уголь делится на такие виды, как бурый и каменный. Бурый уголь — это частично сформированный каменный уголь, у которого невысокая теплота от сгорания. При перевозке и хранении он крошится и может самовозгораться. Каменный уголь бывает разных сортов и с разными характеристиками. Антрацит — это на сегодня самая качественная разновидность такого угля.
По сортовой принадлежности каменный уголь делится на антрациты и полуантрациты, на длиннопламенный и газовый длиннопламенный, на жирный и газовый жирный, на тощий и отощенный, на спекающийся и слабоспекающийся, на коксующийся и жирный коксующийся.
Антрациты и полуантрациты — это самый качественный, но недешевый уголь. Выделяется от него много тепла, но он нелегко разгорается. В обыкновенные отопительные котлы этот сорт угля засыпают лишь после того, как котел разгорелся.
Длиннопламенный и газовый длиннопламенный уголь – это оптимальное решение для отопления. Выбирая такой уголь по приемлемой цене можно получить длительное сгорание и отличное выделение тепла.
Жирный и газовый жирный уголь применяют для отопления в ограниченном количестве. Более широко его используют в металлургической промышленности.
Тощий и отощенный спекающийся уголь отличаются большой зольностью и низкой теплотворностью. Используют эти сорта в отоплении, но не они не очень эффективные: часто придется после них чистить котел от золы.
Слабоспекающиеся сорта каменного угля имеют характеристики, зависящие от месторождения. Это топливо тяжело разгорается, но горит долго и выделяет много тепла. Не существует особенных требований по объему топки или количеству загружаемого угля, но потребуется постоянный доступ достаточного количества воздуха без избытка.
Коксующиеся жирные сорта угля обладают достаточно высокой температурой сгорания. Для бытовых котлов применять их не желательно, ведь они не рассчитаны на подобные температуры и могут лопаться и оплавляться.

Месторождения каменного угля

Эльгинское месторождение в Сахе считается самым перспективным для открытой разработки. Площадь его составляет 246 км2. Месторождения угольные такого типа представляют собой пологую асимметричную складку. Угленосными будут отложения нижнего мела и верхней юры. Ключевые угольные пласты данного месторождения угля заложены в отложениях нерюнгринской и ундыктанской свиты. Угли там в основном полублестящие и с достаточно большим содержанием самого ценного компонента — витринита. Эльгинский каменный уголь при помощи специальной техники можно обогащать, что позволяет получить продукцию с более высоким качеством. Сильные пологие пласты такого каменного угля перекрываются отложениями маленькой мощности, что необычайно важно при добывании ископаемого открытым способом.
Элегестское месторождение в Туве имеет запасы примерно на 20 миллиардов тонн. И это подтверждают интересные факты о каменном угле. Огромная часть запасов располагается в одном пласте толщиной 6,4 м. Освоение данного месторождения на сегодня продолжается.
Минусинский угольный бассейн расположен в Республике Хакасия. Добывать каменный уголь там начали ещё в 1904 году. К самым крупным месторождениям относят Черногорское и Изыхское. Если верить оценкам геологов, то запасы угля на той территории составляют 2,7 миллиарда тонн. В бассейне преобладают каменные длиннопламенные угли с высокой теплотой сгорания. Уголь такого типа относят к среднезольному. Максимальная зольность является характерной для углей Изыхского месторождения, а минимальная – для углей Бейского месторождения. Добывать ископаемые там помогают как разрезы, так и шахты.
Кузнецкий угольный бассейн – это одно из самых крупных месторождений угля в мире. Кузбасс расположен в южной части Западной Сибири в неглубокой котловине между горами Алатау, Горной Шорией и Салаирским кряжем. Данная территория отнесена к Кемеровской области. Сокращение «Кузбасс» — это второе название области. Там добывают каменный уголь разными методами. На территории этого бассейна расположено 58 шахт и больше 30 разрезов. По качеству топливо «Кузбасса» разнообразное и отнесено к числу лучших углей. Мощность пластов угля, которая преобладает там, от 1,3 до 4,0 метров, но есть и более мощные пласты в 9-15 и даже в 20 метров, а в некоторых местах и до 30 метров. Максимальная глубина таких угольных шахт не превышает 500 метров. Средняя мощность разрабатываемых угольных пластов составляет 2,1 м, но до 25 % шахтной добычи угля приходится на пласты более 6,5 м.
Третье место по добыче угля занимает Китай. Крупными месторождениями этого государства считаются те, что расположены в угольном бассейне Шаньсина, в Великой Китайской равнине, в Датун и в Янцзы.
Большое количество каменного угля добывают и в Австралии – в штатах Новый Южный Уэльс и Квинсленд.
Крупный добытчик такого полезного ископаемого — Индия, и месторождения там расположены в северо-восточной части страны.
В месторождениях Саксонии и Саара, Рейн-Вестфалии и Бранденбурга в Германии добывают бурый и каменный уголь на протяжении 150 лет.
В Украине тоже есть 3 угольных бассейна: Донецкий, Днепровский и Львовско-Волынский. Там добывают антрациты, коксующийся и газовый уголь.
Достаточно масштабными месторождениями угля считают те, что находятся на территории Канады, Узбекистана, Колумбии, Турции, Северной Кореи, Таиланда, Казахстана, Польши, Чехии и ЮАР.

Как образуется каменный уголь?

Есть 2 теории появления каменного угля.

Читай также: Интересные факты о минералах, происхождение, применение, свойства

Самой популярной из них считается та, которой придерживается множество геологов. Она подразумевает под собой то, что растения, из которых состоит каменный уголь, скапливались в огромных пресноводных или торфяных болотах на протяжении множества тысяч лет. Эта теория говорит о росте растительности в местах обнаружения ископаемого и называется «автохтонной».

Вторая теория основана на том, что пласты каменного угля накапливались из перенесенных из других мест растений, которые и отложились на новом участке при затоплении. Другими словами, уголь возник из перенесенного растительного мусора. Данную теорию называют «аллохтонной».

В любом случае, чтобы образовался каменный уголь, нужно много растительной массы. И лучше, если растительность будет накапливаться в одном месте и не успевать полностью разлагаться. Идеальным местом для этого считается болото. Вода там не обогащена на кислород, в связи с чем возникает препятствие для развития и жизнедеятельности бактерий.

Растительная масса, которая есть в болоте, не успевая полностью сгнивать, спрессовывается отложениями почвы. Таким образом получается торф, который и есть исходным материалом для получения угля. Следующие пласты почвы будто бы запечатывают торф в земле. В результате этого он полностью лишен доступа кислорода и воды, что превращает его в угольный пласт. Процесс такого типа достаточно длительный.

Добыча каменного угля

Добывают уголь закрытым или подземным методом. И это происходит вне зависимости от того, сколько тонн угля находят. Так строятся шахтные стволы и штольни. Шахтные стволы строятся, если глубина залегания каменного угля 45 метров и более. От нее ведутся горизонтальные тоннели в виде штольни.

Есть 2 системы закрытой добычи угля: камерно-столбовая и добыча длинными очистными забоями. Первая система является менее экономичной. Она используется только в тех ситуациях, когда обнаруженные угольные пласты мощные. Вторая система будет намного безопаснее и практичнее. Она позволит извлечь до 80% ископаемого и равномерно доставить уголь на поверхность.

Читай также: Кто и когда придумал желтые и красные карточки в футболе

Открытый метод применяется в тех ситуациях, когда уголь залегает неглубоко. При этом вначале проводится анализ твердости почвы, выясняется уровень выветриваемости и слоистость покрывающего слоя. Если грунт над угольными пластами мягкий, то достаточно будет применения бульдозера и скрепера. Если верхний пласт толстый, то пригоняются экскаваторы и драглайны. Пролегающий над каменным углем мощный слой твердой породы взрывается. Это простое объяснение добычи угля для детей.

Применение каменного угля

Сам уголь считается хорошим топливом.
В металлургической промышленности используют уголь для выплавки железа.
Также делают из угля сталь и чугун.
Полученная после сжигания каменного угля зола используется при производстве строительных материалов, что доказано учеными.
Из угля после его специальной обработки получается бензол и ксилол, которые используются в производстве лакокрасочных веществ, растворителя и линолеумов.
Интересным для детей будет то, что при помощи сжижения угля получается первоклассное жидкое топливо.
Уголь – это также сырье для получения графита и нафталина.

Интересные факты про уголь

У чёрного и довольно мягкого сорта каменного угля и у самого твёрдого полезного ископаемого на Земле – алмаза, в основе есть одинаковое вещество – углерод. Отличие их состоит только в расположении атомов в строении вещества.
Уголь на дне воды начинается как растительное вещество. В результате он покрывается и глубоко захороняется отложениями, где с течением долгого времени происходят метаморфозные процессы.
Примерно 70% всей электроэнергии Китая поступает из каменного угля. В целом, уголь считается производителем около 40% мировой электроэнергии. И об этом говорят не только про уголь интересные факты.
Первой мировой угольной шахтой считается та, которая была открыта в Нидерландах в 1113 году. Интересным является то, что она до сегодняшнего момента еще функционирует, потому как запасы данного месторождения ещё не исчерпаны.
В Российских недрах есть примерно 4 триллиона тонн каменного угля, что составляет треть от всех его мировых запасов.
Есть специальная методика перевоплощения угля в жидкое топливо. Для этого полезное ископаемое насыщается водородом.
Каменный уголь используют не только в виде топлива. Из него добываются такие минералы как: свинец и сера.
Именно каменный уголь считается первым полезным ископаемым топливом, которое и стало использоваться человечеством.
В угле обычно присутствуют и морские ископаемые, такие как: моллюски, брахиоподы и рыбы. В угольных пластах также можно встретить и шарики — округлые скомканные массы, которые прекрасно сохранились от ископаемых растений и животных. К примеру, маленький морской червь кольчатый часто обнаруживается прикрепленным к растениям в каменном угле, добытом на территории Европы и Северной Америки.
Самые интересные находки в слоях угля — это стволы деревьев, которые залегают вертикально. Они часто пересекают большие толщи пород перпендикулярно к напластованию угля. Деревья в данном необычном для них вертикальном положении часто встречаются в угольных пластах, связанных с угольными отложениями, а несколько реже — в самом угле. Множество людей придерживаются того мнения, что уголь и стволы деревьев имеют способность перемещаться.
На территории Украины сосредотачивается до 5% всего мирового запаса каменного угля.