الفحم أصله و تكوينه
ايمن الشهاوى
مشترك منذ 10-1-2012
مواضيع ايمن الشهاوى
ردود ايمن الشهاوى
[b]الفحم أصله و تكوينه[/b]







الفحم اصله وتكوينه
يعتبر الفحم من مصادر الطاقة الرئيسية بعد النفط ذلك لاستغلاله في توليد الطاقة الكهربائية وتشغيل المصانع والمراجل وغيرها من المكامن ، وكذلك كمصدر من مصادر التدفئة وخاصة في البلدان الباردة ،وبالنظر لتلك الاهمية فقد جندت بعض البلدان الصناعية الاف العمال والمهندسين والجيولوجيين للبحث عن تلك الطاقة المدفونة داخل الارض واستغلالها .

خواص الفحم وانواعه:
الفحم Coal)) لونه اسود قحوائي مسود ، صلب قابل للاحتراق بدرجات متفاوتة ، وتبلغ الكثافة النوعية للفحم حوالي (1 الى 8،1 ) وصلابته 2/1الى 5, 2 حسب قياس (موهو) للصلابة .
لقد قسمت انواع الفحم عدة تقسيمات البعض منها استند فيه على قدرة
الاشتغال والاخر على التركيب الكيمياوي .
اما من الناحية الجيولوجية فالتقسيم يعتمد على عاملين اساسيين هما :-
1- نسبة المكونات المتطائرة
2- نوع المواد التي تكون منها الفحم .
فلو استندنا الى العاملين الرئيسيين اعلاه لاستطعنا تقسيم الفحم الى مجموعتين هما :-
1- هيومك (Humic Coals)
2- سابروبلك (Sapropelic Coals)
تضم المجموعة الاولى انواعا من الفحم الحاوية على الياف خشبية بالاضافة الى وجودطبقات صفيحية واهم انواع هذه المجموعة هي :-
أ‌- الفحم البيتي .
ب‌- الفحم القيري .
ت‌- الفحم الجنايت .
ث‌- الفحم انثروسايت .
اما المجموعة الثانية من الفحم فانها تحتوي على جزء ضئيل جدا من الالياف الخشبية في تركيبها وافراد هذه المجموعة لاتظهر التطابق الصفائحي الملاحظ في افراد المجموعة الاولى ، ان نقاوة المجموعة الثانية تدل على انها تكونت في مناطق خالية من الرسوبيات اللاعظوية مثال على المجموعة الثانية للفحم هو الفحم الحائل .
الخواص المهمة لبعض انواع الفحم :
1- فحم ال (peat)فحم المستنقعات :
غير صلب يحتوي على الياف خشبية نباتية الاصل ملاحظة هذه الالياف حتى بواسطة العين المجردة . لون الفحم قهوائي او قهوائي مصفر ويكثر هذا النوع من الفحم في المناطق المعتدلة الحرارة والمناطق الباردة التي تقل فيها تاثير البكترياالشديد . في الوقت الحاضر تكثر تجمعات هذا النوع من الفحم في امريكا الشمالية وبريطانية وخاصة ايرلندا وسكوتلاندا.
2-فحم ال (Lignite) الخشب المعدني .:-
غير صلب ، املس المظهر ،قهوائي او اسود اللون . الالياف النباتية يمكن
ملاحظتها بواسطة العين المجرد . عند تعرض هذا النوع من الفحم الى
الهواء فانه يجف ويتشقق بسرعة ، تبلغ نسبة المواد في الفحم حوالي
38%. يوجد هذا النوع من الخشب بكثرة في المانية وبريطانيا وشمال
امريكا.
3-فحم ال(Sup bituminous) مقطران فرعي :
يمكن اعتبار هذا النوع من الفحم كنوع وسط بين ال Lignit وفحم ال Bituminous الذي سناتي على ذكره ادناه . ان هذا النوع اسود اللون ولايمكن رؤية الالياف النباتية فيه بالعين المجردة .
4-فحم ال(Bituminous) قيري:
يضم هذا النوع معظم انواع الفحم المستخدم في المنازل وتكون عادة ذا لون
اسود ويمكن ملاحظة وجود طبقات صفائحية فيه (Layers) وهذا الطبقات
تكون بالتعاقب غامقة اللون واسود فاتح .
5-فحم ال(Anthrocite) الفحم الحجري :
هذا النوع الاسود من الفحم يكون متماسك وصلب لايلوث اليد بسهولة ويحدث هذا النوع من الفحم تحت الارض ومن شروطها تكونه وجود طبقات رسوبية سميكة جدا تغطيه وكذلك وجود حركات ارضية او عدم استقرار ارضي
6- فحم ال(Cannl) :
هذا النوع الاسود المتماسك الصلب من الفحم يمكن اشتعالها بلهب جيد .
تكوين الفحم :-
يتكون الفحم من المواد النباتية المختلفة ، حيث تتجمع هذه المواد بكميات كبيرة ومن ثم تتحول الى مواد فحمية ، بعد ان تغطي بغطاء رسوبي يترسب فوقها .
ان دليل على هذه النظرية النباتية هو وجود الياف نباتية مكونة للفحم او لبعض انواع الفحم وكذلك من دراسة مايسمى بكرات الفحم حيث توجد هذه الكرات في بعض المناطق مباشرة فوق طبقة الفحم وبالذات بالطبقات الطينية المتصلبة وهذه الكرات النباتية تكون فيها المواد النباتية او بعض منها قد استبدل بمواد كلسية ومن هذه الكرات يمكن دراسة طبيعة المواد النباتية الاصلية المكونة للفحم بصورة مضبوطه . في بعض الحالات تكون الطبقات الجيولوجية الموجودة مباشرة تحت طبقة الفحم الحاوية على جذور وتفرعاتجذرية للمواد النباتية المكونة للفحم . ايظا توجد امثلة عديدة تبين انطباع الاليات والاوراق النباتية على الصخور الطينية ومن هذه الانطباعات او الصور المطبوعة على الصخور يمكن دراسة انواع الاشجار والمواد النباتية المكونة للفحم ، في حقل الرميلة . وباستمرار يلاحظ الجيولوجي مثل هذه الجذور وصور الاوراق النباتية والالياف الخشبية اثناء فحصه للصخور. ان التغيرات التي تطراء على المواد النباتية والاشجار المتجمعة مستمرة ومن هذه التغيرات هو اتحاد الكاربون الموجود في النباتات مع القليل من الاوكسجين لتكوين ثاني اوكسيد الكاربون اما الهيدروجين الموجود في النباتات فاءنه يتحد مع ما تبقى من الاوكسجين مكونا الماء وما يتبقى من الهيدروجين النباتي فاءنه يتحد مع ماتبقى من الكاربون النباتي مكونا غاز الميثان والفائض من الكاربون الذي لايدخل أي تفاعل يبقى ككاربون فائض وباءختصار يمكن توضيح ذلك التفاعل كالاتي :
سيليلوز من النباتات O5 C 6 h10 ــــــــــــــــــ ثنائي اوكسيد الكاربون
+ ماء + ميثان ch4 + كاربون ( c)
ويمكن تمثيل التفاعل الكيمياوي كالأتي :
+co 2+ 3h2o + ch 4 +4c ــــــــــــــــ C6 h10o5
ان الفحم يوجد تحت الارض و تحت الطبقات المغطية له على شكل طبقات مختلفة السمك و قد يتراوح سمكها في بعض الاحيان حتى عدة سنتمترات و في احيان اخرى عدة امتار ، وتسمى هذه الطبقات ( beds ) او (seams ) وقد تمتد هذه الطبقات افقيا الى مسافات شاسة .
في بعض الحالات فأن الطبقة لا تمتد بصورة منتظمة و انما قد تنقسم الى طبقتين او اكثر وتسمى هذه الظاهرة ( splitting ) أي بمعنى اخر لو تبعنا طبقة فحم سميكة وسرنا بأتجاه امندادها لوصلنا الى مكان تنقسم فيه الطبقة الى عدة طبقات غير سميكة و تفصل بينها المواد الرسوبية.
مركبات الفحم composition of coal
اهم العناصر الموجودة في الفحم هي الكاربون (c) وان أي اختلاف في نسبة الكاربون الموجود في يودي الى تغير خواص الفحم ويحدد نوع الفحم الناتج .
اما بالنسبة للهيدروجين و الاوكسجين ، و للنيتروجين فانها تشكل الجزء الباقي من الفحم
الكبريت (s) قد يوجد بكميات قليلة و الجداول .
ان التحول الكيمياوي اعلاه ليس كاملا ابدا و ان التحول من السليلوز يكون تدريجيا ونتيجة هذا التحول فان غاز ثنائي اوكسيد الكاربون وغاز الميثان يستمران بالتحرر وهكذا تستمر عملية التحول و تحرر الغازات حتى بعد ان تغطى النباتات بطبقات رسوبية سميكة.
ان الغازات الناتجة2 co وغاز الميثان CH4قدتفقد على مر الزمن وتتبعثر
ولكنها في بعض الاحيان تبقى محفوظة بداخل الفحم والطبقات المحيطة بالفحم فتشكل خطرا جسيما على عمال المناجم وقد يؤدي انفجار هذه الغازات اثناء التنقيب الى مقتل العديد من العاملين في مناجم الفحم وتسمم العديد منهم .

نشر بتاريخ 14-1-2012

جميع الحقوق محفوظة تجارة