بحث , تقرير / عن الفحم الحجري
الفحم الحجري :
تعريفة :
هو صخر اسود أو بني اللهو قابل للاشتعال والاحتراق ، وعند احتراق الفحم الحجري فإنه يعطي طاقة على شكل حرارة ، ويمكن استعمال الحرارة الصادرة عن احتراق الفحج الحجري في تدفئة المنازل وفي عمل منتجات عديدة مختلفة ، ولكن الاستخدام الأساسي لهذه الحرارة هو انتاج الكهرباء ، وتعطي معامل انتاج الطاقة ويستعمل الفحم الحجري ثلثي الكهرباء المستهلكة في العالم .
استعمالاته :
يستعمل الفحم الحجري في انتاج الكهرباء من خلال الحراة الناتجة منه كما سبق وان ذكرنا .
كما انه يستعمل في انتاج فحم الكوك وهو مادة خام اساسية في صناعة الحديد والفولاذ ، وتنج مواد اخرى عن عملية انتاج فحم الكوك ويمكن استعمالها بدورها في صناعة بعض المنتجات كالادوية والاصباغ والاسمدة وكان الفحم الحجري في فترة ماضية المصدر الرئيسي للطاقة في جميع البلدان الصناعية .
وقد انتجت المحركات العاملة بالبخار الناتج عن احتراق الفحم الحجري معظم القدرة اللازمة لهذه البلدان منذ بداية القرن التاسع عشر وحتى القرن العشرين ومنذ بداية القرن العشرين اصبح النفط والغاز الطبيعي هما المصدران الرائدان للطاقة في معظم بلدان العالم .
مناطق وجود الفحم الحجري في العالم :
يوجد الفحم الحجري في كل القارات وتنتشر ترسباته من اقصى شمال الكرة الأرضية في القطب الشمالي حتى اقصى جنوبها في القاره القطبية الجنوبية
وتتشكل ترسبات من الفحم الحجري تحت مياه المحيطات بعيدا عن الشواطئ وهي ذات قيمة اقتصادية محدودة في الوقت الراهن ، وذلك بسبب صعوبة تعدينها .
وتسمى ترسيبات الفحم الحجري التي يمكن تعدينها بصورة مريحه باحتياطي الفحم الحجري وفي معظم الحالات يجب ألا يقل سمك راق الفحم الحجري عن 60 سم حت يمكن المهندس المناجم تصنيفه كاحتياطي .
وتشمل تقديرات احتياطي الفحم الحجري طويلة المدى طبقات فحم حجري ذات سمك 30 إلى 60 سم ولكن مثل طبقات رقيقة يمكن أن يجري تعدينها لاحقا بعد نفاذ الترسبات المنتجة والواعدة وتشمل معظم تقديرات احتياطي الفحم الحجري تلك الترسبيات الفحمية التي جرى اختيارها والتأكد منها وربما تكون كميات الاحتياطي الحقيقية إلى حد ما اكبر أو أقل من التقديرات .
كيفية تعدين الفحم الحجري :
يمكن تقسيم مناجم الفحم الحجري إلى مجموعتين :
1- المناجم السطحية .
2- المناجم التحت ارضية .
ويتضمن التعدين السطحي في معظم الحالات تجريد وازالة التربة والصخور القابعة فوق ترسب الفحم الحجري وتعرف هذه المواد التي تغطي ترسبات الفحم الحجري باسم الغطاء الصخري أو الترابي ، وبعد أزالة هذا الغطاء يمكن استخراج الفحم الحجري بسهولة وحملة بعيدا .
التعدين السطحي :
تتم جميع علميات التعدين السطحي غالبا بالتجريد أو الكشط بمعنى أن عملياته تبدأ بكشط وإزالة الغطاء الصخري والتربة من فوق الخام فتتكشف راقات الفحم الحجري على جوانب التلال أو الجبال ويجري تعدين هذه الرقات على جوانب التلال أو الأرض بدون ازالة أي غطاء .
صناعة الفحم الحجري :
يتطلب التعدين التحت ارضي ايدي عاملة أكثر من تعدين السطحي .
ولكن مع هذه تكون المناجم التحت ارضية ذات ماكينة متقدمة حيث تقوم الالات بكل عمليات الحفر والاقتلاع والتحميل والنقل في المناجم الحيدثة .
وفي معظم الحالات يبدأ عمال المناجم بإنشاء منجم تحت ارضي عن طريق حفر وشق ممرين أو طريقين يصلان سطح الأرض بطبقة الفحم الحجري .
ويعمل أحد هذه الممرات كمدخل ومخرخ لعمال المنجم ومعداتهم بينما يستخدم الطريق الأخر لنقل الفحم الحجري إلى الخارج .
وكلا الممرين يقوم بعملية التهوية وتحريك الهواء إلى داخل وخارج المنجم ومع تقدم عمليات التعدين يقوم العمال بحفر انفاق فاصلة ما بين هذه الممرات ، وراق الفحم الحجري .
ويمكن تقسيم المناجم التحت ارضية إلى ثلاث مجموعات للزوايا التي تصنعها الممرات مع مستوى سطح الأرض .
هذه المجموعات هي :
1- المناجم الرئيسية ذات الممرات العمودية على سطح الأرض أو الآبار .
2- المناجم المائلة ذات الممرات المائلة .
3- المناجم الموازية ذات الممرات الموازية لمستوى سطح الأرض .
ويوجد في بعض المناجم ممران أو ثلاثة أنماط من هذه الممرات .
تشق الممرات في المنجم الرأسي عموديا بحيث تسير مباشرة من سطح الأرض إلى راق الفحم الحجري .
وفي هذا الحال لابد من استخدام المصاعد والمهابط في هذه الممرات .
وتقوم المناجم العميقة غالبا من النوع الرأسي . وتشتق الممرات في المناجم المائلة بشكل مائل بحيث تتبع عادة الممرات جانب التل حتى تصل إلى راق الفحم الحجري تحت هذا التل .
أما المناجم الموازية فتقام لتعدين راقات الفحم الحجري المغمورة في داخل التلال أو الجبال ..
كيف تشكل الفحم الحجري :
تكون الفحم الحجري من بقايا نباتات ماتت ودفنت قبل 400مليون إلى مليون عام .
ولهذا فإن الفحم الحجري يمكن اعتباره وقودا احفوريا .
ويعتقد أن النباتات التي شكلت الفحم الحجري قد نمت في مستنقعات .
وعند موت النباتات تشكلت بالتدرج طبقة سميكة من مادة النبات فوق قاع المستنقع .
ثم أخذت تلك المادة في التصلب مع الزمن وتحولت إلى مادة أخرى تسمى الخث . ( نسيج نباتي متفحم ) .
ومع مرور الزمن أصبحت رواسب الخث مدفونه تحت الرمال والمعادن الاخرى .
وبتراكم المادة المعدنية فإن بعضا منها قد تحول إلى صخر كحجر الران والطفل
الفحم الحجري :
تعريفة :
هو صخر اسود أو بني اللهو قابل للاشتعال والاحتراق ، وعند احتراق الفحم الحجري فإنه يعطي طاقة على شكل حرارة ، ويمكن استعمال الحرارة الصادرة عن احتراق الفحج الحجري في تدفئة المنازل وفي عمل منتجات عديدة مختلفة ، ولكن الاستخدام الأساسي لهذه الحرارة هو انتاج الكهرباء ، وتعطي معامل انتاج الطاقة ويستعمل الفحم الحجري ثلثي الكهرباء المستهلكة في العالم .
استعمالاته :
يستعمل الفحم الحجري في انتاج الكهرباء من خلال الحراة الناتجة منه كما سبق وان ذكرنا .
كما انه يستعمل في انتاج فحم الكوك وهو مادة خام اساسية في صناعة الحديد والفولاذ ، وتنج مواد اخرى عن عملية انتاج فحم الكوك ويمكن استعمالها بدورها في صناعة بعض المنتجات كالادوية والاصباغ والاسمدة وكان الفحم الحجري في فترة ماضية المصدر الرئيسي للطاقة في جميع البلدان الصناعية .
وقد انتجت المحركات العاملة بالبخار الناتج عن احتراق الفحم الحجري معظم القدرة اللازمة لهذه البلدان منذ بداية القرن التاسع عشر وحتى القرن العشرين ومنذ بداية القرن العشرين اصبح النفط والغاز الطبيعي هما المصدران الرائدان للطاقة في معظم بلدان العالم .
مناطق وجود الفحم الحجري في العالم :
يوجد الفحم الحجري في كل القارات وتنتشر ترسباته من اقصى شمال الكرة الأرضية في القطب الشمالي حتى اقصى جنوبها في القاره القطبية الجنوبية
وتتشكل ترسبات من الفحم الحجري تحت مياه المحيطات بعيدا عن الشواطئ وهي ذات قيمة اقتصادية محدودة في الوقت الراهن ، وذلك بسبب صعوبة تعدينها .
وتسمى ترسيبات الفحم الحجري التي يمكن تعدينها بصورة مريحه باحتياطي الفحم الحجري وفي معظم الحالات يجب ألا يقل سمك راق الفحم الحجري عن 60 سم حت يمكن المهندس المناجم تصنيفه كاحتياطي .
وتشمل تقديرات احتياطي الفحم الحجري طويلة المدى طبقات فحم حجري ذات سمك 30 إلى 60 سم ولكن مثل طبقات رقيقة يمكن أن يجري تعدينها لاحقا بعد نفاذ الترسبات المنتجة والواعدة وتشمل معظم تقديرات احتياطي الفحم الحجري تلك الترسبيات الفحمية التي جرى اختيارها والتأكد منها وربما تكون كميات الاحتياطي الحقيقية إلى حد ما اكبر أو أقل من التقديرات .
كيفية تعدين الفحم الحجري :
يمكن تقسيم مناجم الفحم الحجري إلى مجموعتين :
1- المناجم السطحية .
2- المناجم التحت ارضية .
ويتضمن التعدين السطحي في معظم الحالات تجريد وازالة التربة والصخور القابعة فوق ترسب الفحم الحجري وتعرف هذه المواد التي تغطي ترسبات الفحم الحجري باسم الغطاء الصخري أو الترابي ، وبعد أزالة هذا الغطاء يمكن استخراج الفحم الحجري بسهولة وحملة بعيدا .
التعدين السطحي :
تتم جميع علميات التعدين السطحي غالبا بالتجريد أو الكشط بمعنى أن عملياته تبدأ بكشط وإزالة الغطاء الصخري والتربة من فوق الخام فتتكشف راقات الفحم الحجري على جوانب التلال أو الجبال ويجري تعدين هذه الرقات على جوانب التلال أو الأرض بدون ازالة أي غطاء .
صناعة الفحم الحجري :
يتطلب التعدين التحت ارضي ايدي عاملة أكثر من تعدين السطحي .
ولكن مع هذه تكون المناجم التحت ارضية ذات ماكينة متقدمة حيث تقوم الالات بكل عمليات الحفر والاقتلاع والتحميل والنقل في المناجم الحيدثة .
وفي معظم الحالات يبدأ عمال المناجم بإنشاء منجم تحت ارضي عن طريق حفر وشق ممرين أو طريقين يصلان سطح الأرض بطبقة الفحم الحجري .
ويعمل أحد هذه الممرات كمدخل ومخرخ لعمال المنجم ومعداتهم بينما يستخدم الطريق الأخر لنقل الفحم الحجري إلى الخارج .
وكلا الممرين يقوم بعملية التهوية وتحريك الهواء إلى داخل وخارج المنجم ومع تقدم عمليات التعدين يقوم العمال بحفر انفاق فاصلة ما بين هذه الممرات ، وراق الفحم الحجري .
ويمكن تقسيم المناجم التحت ارضية إلى ثلاث مجموعات للزوايا التي تصنعها الممرات مع مستوى سطح الأرض .
هذه المجموعات هي :
1- المناجم الرئيسية ذات الممرات العمودية على سطح الأرض أو الآبار .
2- المناجم المائلة ذات الممرات المائلة .
3- المناجم الموازية ذات الممرات الموازية لمستوى سطح الأرض .
ويوجد في بعض المناجم ممران أو ثلاثة أنماط من هذه الممرات .
تشق الممرات في المنجم الرأسي عموديا بحيث تسير مباشرة من سطح الأرض إلى راق الفحم الحجري .
وفي هذا الحال لابد من استخدام المصاعد والمهابط في هذه الممرات .
وتقوم المناجم العميقة غالبا من النوع الرأسي . وتشتق الممرات في المناجم المائلة بشكل مائل بحيث تتبع عادة الممرات جانب التل حتى تصل إلى راق الفحم الحجري تحت هذا التل .
أما المناجم الموازية فتقام لتعدين راقات الفحم الحجري المغمورة في داخل التلال أو الجبال ..
كيف تشكل الفحم الحجري :
تكون الفحم الحجري من بقايا نباتات ماتت ودفنت قبل 400مليون إلى مليون عام .
ولهذا فإن الفحم الحجري يمكن اعتباره وقودا احفوريا .
ويعتقد أن النباتات التي شكلت الفحم الحجري قد نمت في مستنقعات .
وعند موت النباتات تشكلت بالتدرج طبقة سميكة من مادة النبات فوق قاع المستنقع .
ثم أخذت تلك المادة في التصلب مع الزمن وتحولت إلى مادة أخرى تسمى الخث . ( نسيج نباتي متفحم ) .
ومع مرور الزمن أصبحت رواسب الخث مدفونه تحت الرمال والمعادن الاخرى .
وبتراكم المادة المعدنية فإن بعضا منها قد تحول إلى صخر كحجر الران والطفل
