Каменный уголь какая горная порода

Ископаемый уголь – осадочная порода, образовавшаяся путём карбонизации останков древних растений. Выделяют два основных периода формирования залежей угля: 350-250 млн. лет назад (антрациты, каменный уголь) и 140-60 млн. лет назад (бурый уголь).

Кроме возраста, уголь разделяют по происхождению – на гумусовый (образовавшийся из стволов, стеблей и листьев высших растений) и сапропелитовый (из остатков низших растений, преимущественно водорослей).

Основная составляющая угля, соответственно – углерод, процент содержания которого является важнейшим свойством углей и признаком для классификации:

Это полезное ископаемое является одним из ценнейших видов топлива, а так же служит сырьём для широкого спектра химической промышленности.

Ископаемый уголь содержит значительное количество тяжёлых металлов (таких как кадмий и ртуть) поэтому потенциально опасен для здоровья человека и окружающей среды.

Источник: volumes.ru

Галилео. Сланец ⛏ Shale

Каменный уголь

Каменный уголь — твёрдое горючее полезное ископаемое, которое с давних времён используется человеком для обогрева помещений. Кроме того, каменный уголь успешно используют в различных отраслях промышленности. В статье кратко изложим информацию о свойствах каменного угля, описание его видов, способов добычи и использовании.

Как образовался каменный уголь

Каменный уголь — это горная порода, твёрдое полезное ископаемое, образованное из разложившихся останков животных и растений. Относится к исчерпаемым невозобновимым природным ресурсам, то есть к тем, которые не восстанавливаются или скорость восстановления которых очень мала.

Каменный уголь появился на планете около 350 млн лет назад, когда на древних болотах росли огромные древовидные папоротники и голосеменные растения. Отмирая, они опускались на дно водоёма, придавливаясь толщей воды. Так образовался торф, который под дальнейшим многовековым давлением воды и другой органики постепенно превращался в каменный уголь.

Основные запасы каменного угля относят к эре Палеозоя, когда планету населяли динозавры и гигантские растения. Обильная растительность той эпохи способствовала более интенсивному формированию природного горючего вещества.

Способы добычи каменного угля

В древности каменный уголь собирали в местах выхода пласта на поверхность. Это могло происходить по двум причинам:

• смещение слоёв земной коры;
• обвалы в горной местности.

Позже, с появлением первой техники, люди научились разрабатывать каменный уголь открытым способом. Места, где добывают каменный уголь, называют угольными шахтами или копями. Поначалу они были глубиной до нескольких десятков метров. В настоящее время, благодаря мощным техническим приспособлениям, угольные копи достигают в глубину более 1000 метров.

УГОЛЬ: История прорыва / Простовещи / МИНАЕВ

Разновидности угля

Особенность угля такова, что он залегает пластами, и внешне его залежи напоминают обгоревшую древесину. Соотношение компонентов в каменном угле нестабильно, и от преобладания тех или иных элементов уголь делят на виды. К самым распространённым видам каменного угля относят:

• Бурый уголь. Образован из остатков торфа, является самым молодым видом угля. Бурая разновидность угля насыщена водой, и потому отличается низкой теплотой сгорания. Используется для обогрева частных домов.
• Антрацитовый уголь. Наиболее твёрдый, древний сорт каменного угля, расположенный на большой глубине и обладающий максимальной теплотой сгорания.

Основной химический элемент каменного угля — углерод, который и определяет свойства полезного ископаемого. Его концентрация зависит от условий образования, процессов и возраста угольных пластов. Процент углерода определяет качество природного топлива: чем он выше, тем выше теплота сгорания порода, и тем больше она ценится в качестве источника тепла и энергии.

Применение каменного угля

Каменный уголь часто называют солнечной энергией, заключённой в камень. При сгорании он выделяет большое количество тепла — гораздо больше, чем можно получить от дров или иного твёрдого вида топлива.

Самые жаркие сорта каменного угля успешно используют в металлургии, ведь там нужны очень высокие температуры.

В сообщении на тему «Что такое каменный уголь?» на уроке по окружающему миру в 3 классе полезно отметить, что уголь успешно используют в химической промышленности для получения многих полезных продуктов: пластмасс, антисептиков, лакокрасочной продукции.

Что мы узнали?

Каменный уголь — исчерпаемое невозобновимое полезное ископаемое. Он образовывался на протяжении тысяч лет. Свойства каменного угля зависят от содержания углерода — чем оно выше, тем большей теплотой сгорания обладает уголь. К интересным фактам стоит отнести применение угля: используют его не только в качестве топлива, но и для изготовления различной продукции.

Источник: obrazovaka.ru

Виды каменного угля

Общепринятого разделения угля на виды не существует. В разных странах используются свои системы.

Содержание [Спрятать]

• Виды каменного угля
• Бурый уголь
• Каменный уголь
• Антрацит

В России уголь разделяют на 3 вида в соответствии с ГОСТ 32464-2013:

Все три относятся к так называемым ископаемым углям. Они образовались из растительных останков. Миллионы лет назад на болотах разложившиеся растения п р евращались в торф. Из торфа образовался бурый уголь, затем каменный уголь и в конце концов – антрацит.

Процесс превращения торфа в уголь называется метаморфизмом, или углефикацией. Подробнее об этом вы можете прочитать в нашей статье Как образовался каменный уголь.

Кроме того, есть еще древесный уголь, кокс и полукокс. О них мы в этой статье говорить не будем, потому что эти разновидности получают искусственным путем после обработки древесины либо каменного угля. А ископаемый уголь – это осадочная горная порода.

Далее мы опишем все три вида ископаемых углей, расскажем об их особенностях, отличиях и назначении. Есть и более сложное разделение этого материала на марки, классы, типы и так далее. С разными классификациями материала вы можете ознакомиться на страницах Марки угля и Классы, категории, типы и подтипы угля.

Бурый уголь

Бурый уголь – это наиболее молодой вид полезного ископаемого. Он образовался приблизительно 50 миллионов лет назад, в конце Мезозойской и начале Кайнозойской эр. Лишь в некоторых бассейнах (например, Подмосковном) возраст пластов больше. Материал считается пе р еходным от торфа к каменному углю. Исходными растениями для него стали хвойные и лиственные деревья, болотные кустарники и травы.

Залегает бурый уголь близко к поверхности земли (100-500 м). Поэтому его добывают в основном открытым способом. Первое место по добыче этой разновидности занимает Германия, второе – Россия. Самый крупный бассейн с бурым углем в нашей стране – Канско-Ачинский, расположенный на территории Красноярского края и частично в Иркутской и Кемеровской областях.

Цвет полезного ископаемого колеблется от светло-коричневого до практически черного; если провести углем по светлой поверхности, он оставит на ней бурую черту. Структура материала плотная, нередко заметны элементы растений или древесины. Блеск у него чаще всего матовый, прочность средняя либо низкая, излом раковистый (в форме мелких волн, напоминает морскую раковину), землистый (похож на комок земли).

По внешним признакам бурый уголь разделяют на:

• Обыкновенный плотный
  Это разновидность с однородной структурой, имеет землистый излом и матовый блеск.
• Землистый
  Уголь с выраженным бурым оттенком, низкой плотностью , легко истирается в порошок.
• Смолистый
  Материал с высокой плотностью, темно-бурого, черного или синеватого цвета со смолянистым блеском.
• Битумизированное дерево, или лигнит
  В таком угле хорошо сохранена древесная структура. Иногда встречаются обуглившиеся пни или стволы. Их можно обрабатывать как обычное дерево.
• Листоватый, бумажный, или дизодил
  Он тонкослойный, легко разделяется на тоненькие пластинки (листки). По структуре напоминает истлевшие растения или бумагу.
• Торфяной
  Это войлочная рыхлая масса, напоминающая по своей структуре торф. В таком угле много различных примесей, пласты в некоторых местах переходят в квасцовый грунт.

Для более точного определения вида полезного ископаемого изучают его состав и свойства. После обработки гидроксидом натрия (каустической содой) бурый уголь дает темно-коричневую жидкость. При нагревании до высоких температур в среде без кислорода (сухой перегонке) образуется свободный или связанный с уксусной кислотой аммиак.

Влажность материала колеблется от 40% до 70%. Этот показатель используют, чтобы отличить бурый уголь от торфа. У последнего влажность в естественных условиях превышает 70%.

Бурый уголь – это продукт начальной стадии превращения торфа в твердое полезное ископаемое. Поэтому его плотность ниже, чем у других видов, всего 1 200-1500 кг/м3. Материал еще недостаточно уплотнился под давлением осадочных пород и вследствие химических процессов.

Теплота сгорания бурого вида угля – до 24 МДж, или 4000-5500 ккал (у антрацита и каменного угля она 7000-9000 ккал). Показатель у материала низкий из-за высокой зольности и небольшого количества углерода в составе породы. При сжигании выделяется много летучих веществ, топливо дымит и оставляет большой объем золы.

Основные элементы бурого угля:

• Углерод (С) – 50-77% (усредненное значение 63%)
• Кислород (О2) – 26-37% (32%)
• Водород (Н) – 3-5%
• Азот (N) – 0-2%

Зольность материала достигает 25-40%.

Основные компоненты твердого минерального остатка:

• Диоксид кремния (SiO2) – 30-60%
• Оксид алюминия (Al2O3) – 10-20%
• Оксид кальция (Ca2O) – 7-17%
• Оксид железа (Fe2O3) – 8-15%

В буром угле встречаются такие редкие элементы как уран и германий. Существуют способы их получения из этой породы.

Макрокомпоненты бурого угля:

• Витринит – 80-98%
  Витринит – основной органический компонент углей, продукт превращения целлюлозы и лигнина. В древних отложениях юрского периода на территории Средней Азии 45-82% составляет фюзинит (продукт распада растений в присутствии кислорода, имеет пористую структуру).
• Гуминовые кислоты – от 2-3% до 64%
  Эти вещества – продукты распада органики – характерны для торфа , но сохраняются в буром угле и свидетельствуют о его неполной углефикации.
• Смолы – 5-25%
• Горный воск или парафин – 50-75%
• Бензольные соединения – 5-15%
• Летучие вещества – до 50%
  Они представляют собой газообразные вещества, которые выделяются при нагревании.

Благодаря наличию некоторых макрокомпонентов, этот материал используют в качестве сырья для получения смол, воска, ароматических соединений (бензолов).

Бурый уголь плохо хранится. На открытом воздухе он окисляется и теряет влагу. Поэтому через несколько месяцев он становится менее прочным, рассыпается на мелкие куски или пыль.

Используют бурый уголь в основном для отопления. На нем работают некоторые ТЭЦ. Качество его ниже, чем у каменного угля или антрацита, но потребителей привлекает цена. Применяется бурый уголь и в химической промышленности для получения жидкого топлива, некоторых органических веществ.

Каменный уголь

Самым популярным видом угля считается каменный. По степени метаморфизма он занимает среднее положение между бурым и антрацитом. Образовался вид 300-350 миллионов лет назад, в Протерозойскую и Палеозойскую эры. Самые молодые залежи относят к юрскому и меловому периодам. Расположены они на глубине от 500 м до 3 км, хотя встречаются пласты и на поверхности.

Добывают уголь в основном закрытым способом и реже – открытым.

Каменный уголь – это черная матовая или блестящая порода с раковистым изломом. По характеру блеска материал разделяют на:

• Блестящий
• Полублестящий
• Полуматовый
• Матовый

Если провести каменным углем по светлой поверхности, он оставит на ней черный след. Структура у материала однородная, слоистая. Иногда внутри встречаются обуглившиеся останки растений. Под микроскопом в по р оде можно заметить споры, кутикулу.