Полезное ископаемое уголь тонет в воде

Каменный уголь – осадочная порода растительного происхождения. Она известна с незапамятных времен и является первым видом ископаемого топлива, использованным человеком. Первое описание принадлежит Аристотелю и датируется IV веком до н. э. Уголь по сей день остается наиболее востребованным источником энергии после нефти, его добыча ведется по всему миру. Относится ли он к минералам и из каких компонентов состоит? Какая его разновидность самая ценная? Как добывают уголь?

Чем является каменный уголь и из чего он состоит?

Каменный уголь относится к осадочным породам, которая образуется в земном пласте. Она имеет растительное происхождение и выглядит как камень черного или темно-серого цвета со слоистой текстурой (см. фото). Он медленно загорается и долго горит, выделяя много тепла. Уголь – это плотная, твердая, но хрупкая горная порода, которая тонет в воде. Ископаемое нельзя назвать минералом, поскольку это понятие объединяет однородные части горных пород, тогда как структура и состав угля неоднородны и варьируются в зависимости от возраста и месторасположения залежей.

Основной элемент породы – углерод. Процент содержания этого вещества является главным критерием в определении качества топлива: чем он больше, тем выше уровень теплоотдачи. В составе ископаемого также присутствуют кислород, водород и азот. В угле содержится небольшое количество серы. Этот элемент считается наиболее вредной примесью – при сжигании топлива образуется сернистый газ, который негативно воздействует на экологию и вреден для человека.

В природе уголь встречается в трех разновидностях:

1. Бурый. Наиболее молодой вид горной породы, пласты залегают неглубоко под землей. Содержит мало углерода – 65–70% и много воды – 43%. Отличается светлым оттенком и низкой теплотой сгорания. Самый низший сорт угля.
2. Каменный. Более древний и ценный, залегает глубже, чем бурый, и имеет высокую теплопроводную способность. Доля углерода достигает 75–93%. Количество влаги не превышает 12%, чем обусловлена высокая температура сгорания. Содержит до 32% летучих веществ, поэтому хорошо воспламеняется.
3. Антрацит. Наиболее древняя разновидность, считается наивысшим сортом топлива. Содержание углерода достигает 92–98%, влажность находится в пределах 1–3%. Отличается высокой твердостью, металлическим блеском и большой удельной теплотой сгорания. Не дымит и не пахнет при горении.

Происхождение полезного ископаемого

Основная масса залежей этого полезного ископаемого начала формироваться в палеозойскую эру. В этот период началось освоение суши растениями, образовалась обильная наземная флора в виде влажных тропических лесов. В ходе наводнений растительность постепенно скапливалась на дне водоемов, образуя большие слои органических остатков. В залежах каменного угля часто встречаются массы не только растений, но и животных.

Из-за ограничения доступа кислорода под толщей воды полного разложения органики не происходило. При перегнивании некоторой ее части выделялись сероводород, метан и углекислота, благодаря которым останки затвердевали. Так образовывался торф. Постепенно масса утолщалась и все глубже погружалась в недра земли, чему способствовало движение земной коры. Со временем в результате большого давления и вследствие воздействия высоких температур из-за близко расположенной магмы она преобразовалась в пласты каменного угля.

Месторождения и способы добычи

Залежи каменного угля называют угольными бассейнами. Они располагаются повсеместно. На планете их насчитывают более 3,5 тысячи, общая площадь достигает 15% территории суши. Месторождения есть практически в любой стране мира, но разрабатываются лишь в 50 – часто пласты залегают в недоступных местах.

Уголь добывается следующими способами:

• Карьерный. Применяется в тех случаях, когда ископаемое залегает на глубине не более 100 метров. Требует использования большого количества тяжелой техники, твердые породы взрывают. Открытый метод – это самый безопасный и наименее затратный способ, однако он наносит большой ущерб экологии, а добытое топливо содержит множество примесей.
• Подземный. Позволяет вести разработку на глубине свыше 1000 метров. Для добычи прокладываются штольни, вертикальные или горизонтальные стволы, по которым продвигаются лифты. Закрытый метод требует больших финансовых затрат и привлечения к тяжелой и опасной работе значительных человеческих ресурсов.