МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНЖЕНЕРНОЙ ЭКОЛОГИИ

Кафедра: .

Курсовая работа по науке о земле на тему

АНТРАЦИТ

Преподаватель

Буланов С.А.

МОСКВА 2004

1. Содержание:

2. Введение………………………………………………………………………….2

3. Происхождение горной породы………………………………………….…2

4. Химический состав горной породы………………………………………..5

5. Форма нахождения горной породы в природе………………………….5

6. Свойства горной породы……………………………………………………..8

7. Характерный минеральный состав………………………………………...9

8. Распространение ……………………………………………………………….9

9. Применение…………………………………………………………………..…..10

10. История открытия или история применения…………………………..10

11. Мифы, легенды, поверья, фольклор……………………………………11

12. Разновидности…………………………………………………………………14

13. Искусственные аналоги……………………………………………………..15

14. Подделки………………………………………………………………………..15

15. Имитации………………………………………………………………………..15

16. Искусственное изменение свойств………………………………………15

17. Способы добычи и первичной обработки

17.1 Разведка угольных месторождений полевыми и скважинными геофизическими методами……………………………...……….16

17.2 Добыча угля………………………………………………………..…………17

17.3 Добыча антрацита………………………………………………..….………17

17.4 Разработка открытым способом…………………………………..………18

18. Экологические последствия добычи 18.1 Экологические последствия…………………………………….…………19

18.2 Взрывоопасность…………………………………………………….……...20

18.3 Пожароопасность…………………………………………………….……..21

18.4 Профессиональные заболевания………………………………………..21

19. Заключение……………………………………………………………………..22

20. Литература ……………………………………………………………………...23

21. Приложение

А. Карта…………………………………………………………………………..25

Б. Соотношение цен на энергоносители……………………………………27

20. Список литературы:

1. Большая советская энциклопедия. Электронная версия. Статьи:

«Антрацит», «Каменный уголь» А.К. Матвеев

«Угли ископаемые» К.В. Миронов

1. Геологический словарь. Т. 1, 485 с

1. Малышев Ю.Н. «Уголь и альтернативная экологически чистая энергетика». М: Издательство Академии Горных Наук, 2000

1. ЖУРАЛ УГОЛЬ № 07-2002

а) http://www.rosugol.ru/jur_u/2002/7.html

б) http://www.rosugol.ru/i_ugol/museum/pes/pesni.html

в) http://www.rosugol.ru/analit/an_rosug/obzor.html

1. НЕОФИЦИАЛЬНЫЙ СЕРВЕР ГЕОЛОГИЧЕСКОГО Ф-ТА МГУ http://students.web.ru/db/msg.html?mid=1161637&uri=page20.html

1. Интернет – энциклопедия «Кругосвет». Авторы статей неизвестны. © 1995-2004 Golden telecom, Inc. а) http://www.krugosvet.ru/articles/19/1001966/1001966a3.htm#1001966-L-111

б) http://www.krugosvet.ru/articles/19/1001966/1001966a3.htm#1001966-L-112

в) http://www.krugosvet.ru/articles/19/1001966/1001966a4.htm#1001966-L-115

г) http://www.krugosvet.ru/articles/19/1001966/1001966a5.htm#1001966-L-123

д) http://www.krugosvet.ru/articles/19/1001966/1001966a8.htm#1001966-L-128

е) http://www.krugosvet.ru/articles/19/1001966/1001966a8.htm#1001966-L-139

1. Университетская информационная система РОССИЯ. Обзор экономики России. Автор неизвестен. Copyright © АНО «Центр информационных исследований» 2001-2002 http://budgetrf.nsu.ru/Publications/Magazines/Recep/1996/3/recp199630000pric/Excel/recp199630000pric121

1. Название сайта, название статьи, автор статьи неизвестны. Copyright 1999-2003 Sibintec http://www.tyumen.intergrad.ru/index6_iskop2_1.html#

1. Малый энциклопедический словарь Брокгауза и Эфрона. Автор статьи неизвестен. © ND («Новый диск»); © 2001-2004 «Яндекс» http://encycl.yandex.ru/yandsearch?enc_abc=%C0&rpt=encyc&how=enc_abc_rev&encpage=brokminor

1. Глоссарий.ру; Автор статьи неизвестен. © EDI-Press & Web Mission, © 2001-2004 «Яндекс» http://encycl.yandex.ru/yandsearch?enc_abc=%C0&rpt=encyc&how=enc_abc_rev&encpage=gl_naturalъэ

1. Введение

Антрацит – вид угля (от греч. anthrakitis — вид угля). Угли - одни из основных видов энергетического сырья, доля их участия в мировом топливно-энергетическом балансе 30 – 35%. Только с 1950 по 1974 года добыча угля увеличилась в 1,7 раза, превысив 3 млрд. тонн.

Угли составляют основную часть (87,5%) прогнозных ресурсов ископаемого топлива Земли, оцениваемых величиной 12,8 триллиона тонн. СССР обладал крупнейшими ресурсами угля; разведанные и прогнозные геологические запасы угля, отвечающие современным требованиям по качеству и мощности разрабатываемых пластов, составляют 5,7 триллиона тонн (1968).[1,2]

3. Происхождение горной породы

По составу основного компонента — органического вещества — угли подразделяются на 3 генетические группы: гумолиты, сапропелиты и сапрогумолиты. Преобладают гумолиты (гумусовые угли), исходным материалом которых явились остатки высших наземных растений. Отложение их происходило преимущественно в болотах, занимавших низменные побережья морей, заливов, лагун, пресноводных бассейнов (озёр и рек) — автохтонное накопление; более ограниченным было отложение при сносе с прилегающих участков суши в застойные водные бассейны растительного материала и продуктов его преобразования — аллохтонное накопление. Накапливавшийся растительный материал в результате биохимического разложения перерабатывался в торф; при этом значительное влияние оказывали обводненности и химический состав водной среды. Анаэробные (в водной среде) условия приводили к гелификации органического материала — основы образования блестящих — витринитовых, или гелинитовых, углей; аэробные условия и окислительная среда способствовали фюзенизации тканей — образованию волокнистых и сажистых фюзинитовых углей. Элювиация — вымывание проточными водами продуктов окисления лигниноцеллюлозных тканей — сопровождалась обогащением органической массы остатками наиболее устойчивых частей растений (оболочками спор, кутикулой, смоляными тельцами, пробковой тканью коры и т.п.), характерных для матовых лейптинитовых углей. Угли, сложенные почти полностью стойкими форменными элементами (растительными остатками, сохранившими своё строение и очертания), выделяются в особую группу — липтобиолиты.

Сапропелиты (сапропелевые угли) — продукт преобразования низших растений и микроорганизмов планктона, накапливавшихся в органогенном иле озёр и морских лагун. На равных стадиях преобразования органического вещества сапропелиты отличаются от гумолитов более высоким выходом летучих веществ (60—80%) и содержанием водорода 8 — 12%.

Сапрогумолиты — продукт преобразования высших, а также низших растений. Сапропелиты и сапрогумолиты обычно залегают в виде прослоев и линз среди гумусовых углей. Высокозольные разности сапропелитов называют горючими сланцами; они нередко образуют самостоятельные бассейны (например, Прибалтийский сланцевый бассейн) и месторождения.

Различия в исходном материале, степени обводненности торфяников, химическом составе среды и фациальных обстановках осадконакопления и торфонакопления, обусловливающие направленность и интенсивность протекания окислительных и восстановительных микробиологических процессов, создали в торфяной стадии основу для образования различных генетических типов углей. Торфообразование и торфонакопление завершались перекрытием торфяника осадками, образующими породы кровли. Происходившие при относительно невысоких температурах и давлении диагенетические (уплотнение, дегидратация осадков, газовыделение) и биохимические процессы восстановительного характера приводили к превращению торфа в бурый уголь. Угли, включающие слабо разложившиеся древесные остатки, сцементированные землистым углём, называемые лигнитами.

В результате длительного воздействия повышенных температур и давления бурый уголь преобразуется в каменный уголь, а последний — в антрацит. Необратимый процесс постепенного изменения химического состава (прежде всего в направлении обуглероживания), физических и технологических свойств органического вещества в преобразованиях от торфа до антрацита называются углефикацией. Углефикация на стадиях превращения бурых углей в каменные и последних в антрациты, обусловленная происходящими в земной коре процессами, носит название метаморфизма углей. Выделяют 3 основных вида метаморфизма углей: региональный, вызванный воздействием внутренней теплоты Земли и давления перекрывающей толщи пород при погружении в глубь земной коры; термальный — под влиянием тепла, выделяемого магматическими телами, перекрывшими или внедрившимися в угленосную толщу, либо в подстилающие её отложения; контактовый — под воздействием тепла изверженных пород, внедрившихся в угольные пласты или пересекших их непосредственно; проблематично признаётся возможным метаморфизм углей за счёт повышения температур в областях проявления тектонических сжимающих и скалывающих) усилий — динамометаморфизма.

Структурно-молекулярная перестройка органического вещества при метаморфизме углей сопровождается последовательным повышением в них относительного содержания углерода, снижением содержания кислорода, выхода летучих веществ; в определённых закономерностях с экстремальными значениями на средних стадиях углефикации изменяются содержание водорода, теплота сгорания, твёрдость, плотность, хрупкость, оптические, электрические и др. физические свойства углей. Для определения этих стадий используются: выход летучих веществ, содержание углерода, микротвёрдость и др. особенности химического состава и физических свойств углей.[1]

1. Химический состав горной породы

Антрацит содержит углерод (до 98 процентов), естественную влагу, золу (балласт). В углях встречаются важные элементы – примеси, которые могут извлекаться: сера, германий, уран, медь, ртуть, галлий, бериллий, молибден, ванадий, цинк, вольфрам, кобальт.

Минеральные примеси находятся либо в тонкодисперсном состоянии в органической массе, либо в виде тончайших прослоек и линз, а также кристаллов и конкреций. Источником минеральных примесей в углях могут быть: неорганические составные части растений-углеобразователей; терригенный материал, приносимый в области торфообразования водой и ветром, а также минеральные новообразования, выпадающие из растворов вод, циркулирующих в торфяниках. Состав минеральных примесей — кварц, глинистые минералы (главным образом каолиниты), полевые шпаты, пирит, марказит, карбонаты и др. соединения, содержащие кремний, алюминий, железо, кальций, магний, калий, натрий, титан, редкие и рассеянные элементы (уран, германий, галлий, ванадий и другие). Содержание минеральных примесей изменяется в широких пределах; большая часть из них при сжигании угля превращается в золу.

По зольности угли подразделяются на малозольные (содержание золы менее 10%), среднезольные (10 – 30 процентов) и высокозольные (золы более 30%).[1,2,8]

1. Форма нахождения горной породы в природе

Подавляющему большинству формаций антрацита свойствен пластовый характер залегания между почти параллельными напластованиями вмещающих пород на обширных площадях, при небольшой по сравнению с площадью распространения мощности. В прибрежно-морских и прибрежно-бассейновых (лагунной, дельтовой) обстановках осадконакопления, характерных для угленосных формаций, приуроченных к переходным (от орогенных к платформенным) областям, угольные пласты формировались на огромных площадях, измеряемых сотнями квадратных километров. Мощность отдельных пластов от единиц сантиметров до нескольких метров, при относительно высокой выдержанности морфологических черт. Свойственная платформенным областям внутриконтинентальная (озёрная, озёрно-болотная, речная) обстановка осадконакопления обусловила более ограниченное по площади распространение пластов, во многих случаях их линзовидную форму. Мощность многих угольных залежей достигает на значительных площадях десятков, в единичных случаях — сотен метров. В практике промышленной оценки принято разделять угольные пласты. По мощности на весьма тонкие (до 0,5 метра), тонкие (0,5—1,3 метра), средней мощности (1,3—3,5 метра), мощные (3,5—15 метра) и весьма мощные (более 15 метра). По выдержанности морфологии и качества угля на выдержанные, относительно выдержанные и невыдержанные. На выдержанности морфологии угольных пластов, оцениваемой обычно на площадях в несколько квадратных километров, отражается прежде всего региональное и локальное расщепление — результат прерывистых дифференцированных погружений дна бассейна, неравномерного сноса песчано-глинистого материала, колебаний уровня вод и других явлений. Изменение мощностей пластов обусловливается также неровностями ложа торфяника и размывами как в процессе накопления, так и после захоронения торфяников и углей овражно-речной сетью или морской трансгрессией. Сохранность угольных пластов нарушается в ряде случаев процессами карстообразования в подстилающих угленосную толщу отложениях, выгоранием пластов, возникшим в результате окисления угля атмосферным воздухом, воздействием тектонических подвижек, приводящим к пережимам и раздувам, а также ассимиляцией угля изверженными породами, внедрившимися в угленосную толщу.

Залегание угольных пластов также характеризуется большим разнообразием. Лишь в некоторых бассейнах и месторождениях платформенной группы угольные пласты характеризуются слабоволнистым, почти горизонтальным ненарушенным залеганием. В большей же части угленосные образования подверглись складкообразованию, сопровождавшемуся разрывными нарушениями. В практике разведки и эксплуатации условия залегания угольных пластов оцениваются для локальных участков крупных бассейнов и месторождений с запасами угля, обеспечивающими работу шахты (углеразреза). В масштабе шахтных (карьерных) полей ведущими структурными формами являются: моноклинали — крылья пологих синеклиз и антеклиз платформ, а также крылья и замковые части крупных синклиналей и антиклиналей; ограниченные по размерам брахискладки и участки с сопряжением различных складчатых форм более мелких порядков. Сопровождающие складчатость и наложенные разрывные нарушения создают блоковый характер залегания угольных пластов с размерами обособленных блоков от несколько км² до мелкоблочных и чешуйчатых форм. Применительно к действующим принципам геологопромышленной оценки угольные месторождения и угленосные площади по степени сложности геологического строения подразделяются с учётом выдержанности морфологии угольных пластов и качества угля, а также характера проявления тектоники на три группы.

К первой группе относятся месторождения (участки) простого строения с выдержанными мощностями основных рабочих пластов и качеством углей, ненарушенным или слабонарушенным залеганием.

Ко второй — месторождения (участки) сложного строения с изменчивой мощностью и строением большей части угольных пластов либо с невыдержанным качеством углей, а также угленосные площади, на которых при выдержанной морфологии основных пластов залегание последних — сложно складчатое или интенсивно нарушено разрывами.