Как образуется ископаемый уголь. Перспективы

Уголь образуется в условиях, когда гниющий растительный материал накапливается быстрее, чем происходит его бактериальное разложение. Идеальная обстановка для этого создается в болотах, где стоячая вода, обедненная кислородом, препятствует жизнедеятельности бактерий и тем самым предохраняет растительную массу от полного разрушения.

На определенной стадии процесса выделяемые в ходе его кислоты предотвращают дальнейшую деятельность бактерий. Так возникает торф - исходный продукт для образования угля. Если затем происходит его захоронение под другими наносами, то торф испытывает сжатие и, теряя воду и газы, преобразуется в уголь.

Под давлением толщи осадков мощностью в 1 км из 20метрового слоя торфа получается пласт бурого угля толщиной 4 м. Если глубина погребения растительного материала достигает 3 км, то такой же слой торфа превратится в пласт каменного угля мощностью 2 м. На большей глубине -порядка 6 км. - и при более высокой температуре 20 - метровый слой торфа становится пластом антрацита толщиной 1,5 м. Твердость антрацита столь велика, что его относят к метаморфическим породам.

2. Процесс углеобразования начинается с растительных остатков (1). Отмершая растительность отлагается в болотной среде, образуя торф (4) - первую стадию формирования ископаемого угля. Из остатков растений, перенесенных и переотложенных водой, образуется так называемый кеннельский уголь, или кеннель (2).

Из скоплений водорослей в подводных условиях формируется особый вид угля - «богхед» (3). Если же отмерший органический материал оказывается погребенным под толщей осадков, то под давлением нагрузки и под действием повышенной температуры торф превратится в бурый уголь-лигнит (5). При дальнейшем повышении температуры и давления на больших глубинах бурый уголь преобразуется в каменный (битуминозный) (6), а каменный - в антрацит (7)

Геология ископаемого угля проще, нежели геология нефти и газа: в отличие от них уголь не может перемещаться под землей из одного места в другое или же просачиваться к поверхности. Поэтому оценки запасов угля более надежны, чем оценки запасов нефти и газа. Ископаемый уголь залегает в виде пластов мощностью от нескольких сантиметров до сотен метров.

В типичном случае пласты угля переслаиваются с глинистыми сланцами или аргиллитами, песчаниками, глинами, известняками как морского, так и континентального происхождения. Это явление известно как ритмичное осадконакопление; оно служит для геологов указанием на вероятность отложения угля в дельтовых областях. Многие из главных угленосных свит сформировались в условиях дельт, например угленосные толщи Пенсильванского бассейна в США и угленосные отложения карбонового возраста в Великобритании.

Экономическая ценность топлива определяется его энергосодержанием, т.е. количеством энергии, которое может быть высвобождено при сжигании его стандартной массы. Каким бы это количество ни было, оно должно превышать затраты энергии на добычу и сжигание топлива.

На диаграмме приведена сравнительная характеристика энергосодержания наиболее используемых углей. Самые высокие топливные показатели-у антрацита. но он обычно залегает на большой глубине и в тонких пластах. Бурый уголь при более низком качестве имеет то преимущество, что залегает мощными пластами и весьма близко к поверхности, так что его можно добывать открытым способом

Перспективы. Хотя мировые запасы угля более чем достаточны для удовлетворения наших нужд в ближайшем будущем, лишь около половины их пригодно для использования. Остальной уголь либо подлежит сохранению в целиках, чтобы предотвратить обрушение соседних шахт, либо столь труднодоступен, что его добыча экономически нерентабельна. Согласно приблизительным оценкам, Советский Союз располагает крупнейшими в мире запасами угля.

На втором месте США. Из развивающихся стран богаче других Индия - 1% мировых запасов; однако и в Индии, и на Африканском материке громадные площади еще не подверглись систематическим геологическим исследованиям. Крупные месторождения угля известны в Антарктиде и Гренландии, однако для их освоения необходимо дальнейшее усовершенствование горной техники, а также повышение промышленной ценности угля, что сделало бы целесообразной их разработку.

Уголь служил основным видом ископаемого топлива на протяжении двух столетий, пока быстрое увеличение производства нефти не оттеснило его на второе место. Это привело к большим изменениям в угольной промышленности за последние несколько десятилетий. И если в Западной Европе и Японии добыча угля из-за конкуренции более дешевой нефти сократилась, то в США, Китае и СССР она продолжает увеличиваться.

Цифры на диаграмме показывают выявленные мировые запасы ископаемого угля, но действительные ресурсы, вероятно, гораздо больше, так как территория земного шара пока не полностью исследована. При современном уровне потребления имеющегося угля хватит еще по меньшей мере на 200 лет. Общие запасы не следует смешивать с доступными сегодня для извлечения, которые часто оцениваются вполовину меньше. Однако технический прогресс служит залогом того, что доля последних будет неизменно возрастать.