مراحل تشکیل زغال سنگ

زغال سنگ چیست و مراحل تشکیل ذغال سنگ چگونه است؟

مراحل تشکیل زغال سنگ چیست؟ دستگاه برش زغال چه کاربردی دارد؟ مراحل تشکیل زغال سنگ طی فرایند طولانی مدت رخ می‌دهد. ذغال سنگ از جمله کانی‌های بسیار پرانرژی بوده که آخرین مرحله تولید آن آنترسیت است و باید در مصرف آن صرفه جویی کنید. این نوع کانی بسیار باارزش بوده و در صنایع گوناگون استفاده می‌شود که بیشتر انرژی‌های جهانی را تولید می‌کند. به عنوان مثال از این عنصر سیاه رنگ در صنایع شیمیایی برای سوخت استفاده می‌کنند.

ذغال سنگ یک نوع سوخت فسیلی است که این انرژی دریافت شده از سوخت این کانی، نتیجه انرژی جمع آوری شده در گیاهان در میلیون‌ها سال پیش است. در این مقاله از سایت آترین صنعت طهور شما را با مراحل تشکیل زغال سنگ مرغوب، انواع زغال سنگ، شباهت مراحل تشکیل نفت و ذغال سنگ و همچنین پاسخ سوال ذغال سنگ چه کاربردی دارد؟ آشنا خواهیم کرد و فرآورده‌های سوختن زغال سنگ را برایتان توضیح خواهیم داد. پس اگر شما هم علاقه‌مند هستید تا با این ماده معدنی پرکاربرد آشنا شوید، تا پایان این مقاله با ما همراه باشید!

زغال سنگ چگونه تشکیل میشود؟

زغال سنگ چیست؟ در حالت کلی این کانی پرانرژی در شرایط آب و هوایی گوناگون و با توجه به گیاهان گوناگون به وجود می‌آید. مراحل تشکیل آن طی دو مرحله تصفیه و زهکشی است. منشا ذغال سنگ از بقایای درختان، بوته‌ها و بقیه گیاهان زنده در میلیون‌ها سال پیش به وجود می‌آید.

شرایط رشد این نوع گیاهان هنگامی که آب و هوای زمین ملایم و مرطوب بوده اتفاق افتاده و سپس شرایط را برای رشد سرخس‌های دانه دار گرمسیری و درختان بزرگ ایجاد کرده است. این نوع گیاهان بعد از خشک شدن در داخل باتلاق افتاده و به دلیل خروج اکسیژن، فسادهای بی هوازی سریع تر می‌شود و پیت به وجود می‌آید. این نوع دارای رنگ‌های سیاه و قهوه ای است که با پشروی دریا به زغال سنگ لیگنت تبدیل می‌شود.

مراحل تشکیل ذغال سنگ به ترتیب چگونه است؟

زغال سنگ؛ نام کانی سیاه رنگی است که از پسماند مواد گیاهی دوران‌های قدیم زمین شناسی به وجود می‌آید. از آن به عنوان سوخت و برای تولید گاز، کک، قطران و روغن استفاده می‌شود. در این میان عده ای از زمین شناسان معتقدند که ذغال سنگ کانی نیست و بخش بزرگی از جرم آن کربن است. از دیگر ترکیبات آن می‌توان به هیدروژن، اکسیژن، گوگرد و نیتروژن اشاره کرد. در ادامه در مورد فرایند تشکیل آن بر حسب درجه خلوص توضیح می‌دهیم.

1) تورب یا پیت (Peat):

در اولین مرحله تشکیل زغال سنگ چیست، می‌گوییم که این مرحله از اولین مراحل دگرگونی بقایای گیاهان برای تبدیل شدن به زغال سنگ است. این بخش شامل توده ای متراکمی از گیاهان است که به شکل ناقص تجزیه می‌شوند و به این توده ای گیاهی مرده نمی‌توان زغال گفت.

۲) لیگنت:

ذغال سنگ قهوه ای که به عنوان پایین ترین درجه خلوص در زغال سنگ شناخته می‌شود؛ برای تولید انرژی استفاده می‌شود. این نوع بیشترین اسیب را به محیط زیست می‌زند و نوع شپک یا شبق آن به عنوان سنگ نیمه قیمتی استفاده می‌شود.

۳) زغال شبه-بیتومینه:

زغال سنگ چیست، میزان خلوص آن بین لیگنت و زغال بیتومینه است و از آن برای تولید انرژی الکتریسیته استفاده می‌شود.

۴) زغال سنگ بیتومینه:

ان نوع یک ذغال سنگ چگال بوده که سیاه رنگ یا قهوه ای تیره با نوارهای روشن و کدر است. از تقطیر آن کک که دارای کربن بالاست، به وجود می‌آید و همچنین برای تولید برق از آن استفاده می‌کنند.

۵) آنتراسیت:

این نوع زغال سنگ سخت و سیاه بوده که در بین تمامی مراحل تشکیل ذغال سنگ رسیده، دارای بالاترین درجه خلوص است. آنتراسیت سیاه و براق بوده و از سوزاندن زغال سنگ Anthracite شعله آبی رنگ حاصل می‌شود. به این نوع coal حرارتی می‌گویند که دارای کمترین میزان آب و مواد فرار و بیشترین کربن است.

نحوه شکل گیری زغال سنگ:

جایی از سطح زمین که از دریاهای وسیع، کم عمق و جنگل‌های متراکم پوشیده شده‌باشد، بر اثر سیل و با گذشت زمان، گیاهان خصوصا خزه‌ها و جلبک‌ها در گل و لای دفن و فشرده می‌شوند؛ این گیاهان هرچه بیشتر دفن شوند تحت دما و فشار بیشتر قرار می‌گیرند.

در این مرحله گل و آب اسیدی از تماس گیاه با اکسیژن جلوگیری می‌کنند. در نتیجه تجزیه گیاه با سرعت کمتری انجام شده و گیاه می‌تواند بیشتر کربن خود را حفظ کند. طی سال‌ها باتلاقی از این گیاهان درست می‌شود که زغال سنگ نارس نامیده می‌شود.

زغال سنگ نارس منبعی غنی از ترکیبات کربنی به حساب می‌آید که می‌تواند به‌عنوان سوخت مورد استفاده قرار گیرد.

اگر شرایط مناسب باشد و فشار و دمای بسیار بالا وجود داشته‌باشد، زغال سنگ نارس طی فرایند کربونیزاسیون به زغال سنگ تبدیل می‌شود. در کشورهایی مانند ایرلند، روسیه و اسکاتلند از این باتلاق‌ها به‌عنوان منبع اصلی انرژی گرمایی استفاده می‌شود.

روش‌های استخراج زغال سنگ

روش استخراج معدن زغال سنگ، به زمین شناسی منطقه آن بستگی دارد. معادن زیر زمینی حدود ۶۰ درصد از تولید زغال سنگ در جهان را تشکیل می‌دهند. در استخراج سطحی، استرالیا ۸۰% تولید سطحی و ایالات متحده آمریکا ۶۷% را شامل می‌شود. در کشورهای مهم تولید کننده زعال سنگ معادن سطحی رایج‌تر هستند.

استخراج زغال سنگ زغال سنگ را می‌توان از طریق معادن سطحی یا زیرزمینی انجام داد. هنگامی که زغال سنگ استخراج شد، می‌توان از آن به طور مستقیم (برای گرمایش و فرآیندهای صنعتی) یا برای سوخت نیروگاه‌های برای برق استفاده کرد.

استخراج سطحی

اگر زغال سنگ کمتر از ۶۱ متر (۲۰۰ فوت) زیر زمین باشد، می‌توان آن را از طریق استخراج سطحی استخراج کرد.

در معادن سطحی، کارگران به سادگی هرگونه رسوب، پوشش گیاهی و سنگی را که روباره نامیده می شود، حذف می‌کنند . از نظر اقتصادی، استخراج معادن سطحی گزینه ارزان‌تری برای استخراج زغال سنگ نسبت به استخراج زیرزمینی است. حدود دو و نیم برابر زغال‌سنگ به ازای هر کارگر در ساعت استخراج می‌شود که در معادن زیرزمینی امکان‌پذیر است.

اثرات زیست محیطی استخراج سطحی زغال سنگ چشمگیر است. این کار زیستگاه‌ها و کل اکوسیستم را نابود می‌کند. استخراج سطحی همچنین می‌تواند باعث رانش زمین و فرونشست شود. مواد سمی که به هوا، سفره‌های زیرزمینی و سطح آب می‌روند ممکن است سلامت ساکنان محلی را به خطر بیندازند.

در روش استخراج سطحی مساحت بسیار زیادی اشغال می‌شود و همچنین از تجهیزات بسیار بزرگی مانند بیل‌های مکانیکی و کامیون‌های بسیار بزرگ نیز استفاده می‌شود.

در ایالات متحده، قانون کنترل و احیای معادن سطحی در سال ۱۹۷۷ روند استخراج زغال سنگ را تنظیم می‌کند و تلاشی برای محدود کردن اثرات مضر بر محیط زیست است.

استخراج زیرسطحی

روش اتاق پایه

در روش اتاق_پایه، در شکاف معدن شبکه‌ای از اتاق‌ها را ایجاد می‌کنند و پایه‌هایی از زغال سنگ را در هر اتاق ایجاد و رها می‌کنند تا ریزش نکند و سپس ذخایر آن استخراج می‌شود. این پایه‌ها حدود ۴۰% از حجم معدن را تشکیل می‌دهند. این امر می‌تواند تحت عنوان فرآیندی به اسم «عقب نشینی معدن» حاصل شود. در این فرآیند، بعد از عقب نشینی کارگران، ذخایر از پایه‌ها استخراج می‌شوند، سپس سقف سقوط می‌کند و در نهایت معدن متروک می‌شود.

روش جبهه کار طولانی

در روش جبهه کار طولانی،  استخراج کامل از شکاف معدن با کمک برش‌های مکانیکی و تیغه برش زغال انجام می‌گیرد. در این روش قبل از شروع فرآیند استخراج باید برنامه‌ریزی دقیقی انجام گیرد تا از زمین‌شناسی مطلوب در همه بخش‌های معدن اطمینان حاصل شود. انتخاب روش استخراج معدن معمولا بر اساس ملاحظات اقتصادی صورت می‌گیرد. در بعضی مواقع از هر دو روش اتاق استون و جبهه کار طولانی به صورت ترکیبی استفاده می‌شود.

 بیشتر ذخایر زغال سنگ جهان در اعماق زمین مدفون است. استخراج زیرزمینی که گاهی اوقات استخراج عمیق نیز نامیده می‌شود، فرآیندی است که زغال‌سنگ را از اعماق زیر سطح زمین بازیابی می‌کند (گاهی تا ۳۰۰ متر (۱۰۰۰ فوت). معدنچیان برای رسیدن به اعماق معدن با آسانسور به پایین چاه معدن می‌روند و با ماشین آلات سنگینی کار می‌کنند که زغال سنگ را استخراج کرده و آن را به بالای زمین منتقل می‌کنند. اثرات زیست محیطی فوری استخراج زیرزمینی کمتر از استخراج سطحی به نظر می‌رسد و اضافه بار کمتری دارد، اما عملیات استخراج زیرزمینی باطله های قابل توجهی را به جا می‌گذارد. اغلب باطله‌ها سمی هستند.