Польза и вред каменного угля

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

Арылахская средняя агропрофилированная общеобразовательная школа

Польза и вред каменного угля

Доклад

учебно-исследовательская работа по окружающему миру ученика 1 класса АСАОШ

Олесов Афанасий

Руководитель:

учитель начальных классов:

Акимова Надежда

Михайловна

2017г.

Актуальность исследования:

Горючий камень – ископаемый каменный уголь – был известен еще в древности, как первый ископаемый материал, который начали использовать люди в качестве топлива. Существенно возросло его значение с появлением паровых машин и, особенно, с появлением механизмов, способных преобразовывать тепловую энергию сжигания угля в электрическую (первые тепловые электростанции – ТЭС), что позволило продвинуть промышленность на много шагов вперед.

Актуальность данного исследования заключается в том, что применение угля приносит не только пользу, но вред окружающему миру, природе.

Цель исследования:

• узнать, как можно больше об угле и его свойствах;

• доказать, какой вред приносит нам каменный уголь.

Задачи:

• Изучить литературу по данной теме;

• Узнать как можно больше о каменном угле;

• Познакомиться с методами добычи угля;

• Сделать эксперимент над снегом;

• Раскрыть пользу и вред каменного угля.

Гипотеза исследования:

Я предполагаю, что каменный уголь может быть как полезен, так и вреден нашему организму и окружающему миру.

Каменный уголь появился на Земле около 300—350 млн лет назад, когда на первобытных болотах пышно росли древовидные папоротники и начали появляться первые голосеменные растения. Огромные стволы падали в воду, постепенно образуя толстые слои неразложившейся органической массы. Древесина при ограниченном доступе кислорода не гнила, а постепенно погружалась под своим весом все глубже. Со временем, благодаря смещению пластов земной коры, эти слои опустились на значительную глубину и там, под воздействием большого давления и повышенной температуры, получается торф – исходный материал для угля. Следующие пласты почвы запечатывают торф в земле. В результате он полностью лишается доступа кислорода и воды и превращается в угольный пласт. Процесс этот длительный. Так, большая часть современных запасов каменного угля[6] Сегодня добывают различные виды каменного угля.

• Антрациты — более древняя порода, наиболее твердые сорта. Залегает на глубинах порядка 5 км. В нем нет углерода и практически нет влаги и имеющие максимальную температуру сгорания.

• Каменный уголь — множество сортов, добываемых в шахтах и открытым способом. Имеет самое широкое распространение во многих сферах деятельности человека.

Бурый уголь — образовался из остатков торфа, самый молодой вид угля. Имеет самую низкую температуру сгорания, образовались в эпоху палеозоя, т. е. более 300 млн. лет назад.[6]

Химический состав угля зависит от его возраста.

Самый молодой вид – бурый уголь. Он залегает на глубине порядка 1 км. Воды в нем еще много – около 43%. Содержит большое количество летучих веществ. Хорошо воспламеняется и горит, но тепла дает мало.

Каменный уголь – этакий «середнячок» в этой классификации. Залегает он на глубинах до 3 км. Так как давление верхних пластов больше, то и содержание воды в каменном угле меньше – около 12%, летучих веществ – до 32%, зато углерода содержится от 75% до 95%. Он также легко воспламеняется, но горит лучше. А за счет малого количества влаги дает больше тепла.[7]

Впрочем, антрацит – это не конечная стадия преобразования органического вещества. Попадая в более жесткие условия, уголь трансформируется в шунтит. При более высоких температурах получается графит. А испытывая сверхвысокое давление, уголь превращается в алмаз. Все эти вещества – от растения до алмаза – состоят из углерода, только молекулярная структура разная.[6]

Помимо основных «ингредиентов» в состав угля часто входят различные «породы». Это примеси, которые не сгорают, а образуют шлак. Содержится в угле и сера, причем ее содержание обуславливается местом образования угля. При сгорании она взаимодействует с кислородом и образует серную кислоту. Чем меньше примеси в составе угля, тем выше ценится его сорт.[7]

Место залегания каменного угля называют угольным бассейном. В мире известно свыше 3,6 тысяч угольных бассейнов. Их площадь занимает около 15% территории земной суши. Самый большой процент залежей мирового запаса угля в США – 23%.На втором месте – Россия, 13%. Замыкает тройку стран-лидеров Китай – 11%. Самые крупные залежи угля в мире находятся в США. Это Аппалачский каменноугольный бассейн, чьи запасы превышают отметку в 1600 млрд. тонн.[3]

В России самый большой угольной бассейн – Кузнецкий, что в Кемеровской области. Запасы Кузбасса составляют 640 млрд. тонн.

В зависимости от глубины залегания угля применяют либо закрытый способ добычи, либо открытый.

Закрытый, или подземный метод добычи. Для этого метода строят шахтные стволы и штольни. Шахтные стволы строят, если глубина залегания угля 45 метров и выше

Существуют 2 системы закрытой добычи: камерно-столбовая и добыча длинными очистными забоями. Первая система менее экономична. Ее используют лишь в тех случаях, когда обнаруженные пласты мощные. Вторая система гораздо безопаснее и практичнее. Она позволяет извлекать до 80% породы и равномерно доставлять уголь на поверхность.

Открытый метод применяют, когда уголь залегает неглубоко. Для начала проводят анализ твердости почвы, выясняют степень выветриваемости почвы и слоистость покрывающего слоя. Если грунт над пластами угля мягкий, достаточно использования бульдозеров и скреперов. Если верхний пласт толстый, то пригоняют экскаваторы и драглайны. Пролегающий над углем мощный слой твердой породы взрывают.[4]

Область использования каменного угля просто огромна.

• Из угля добывают серу, ванадий, германий, цинк, свинец.

• Сам уголь – превосходное топливо.

• Используется в металлургии для выплавки железа, при производстве чугуна, стали.

• Полученную после сжигания угля золу используют в производстве строительных материалов

Область использования каменного угля просто огромна.

• Из угля добывают серу, ванадий, германий, цинк, свинец.

• Сам уголь – превосходное топливо.

• Используется в металлургии для выплавки железа, при производстве чугуна, стали.

• Полученную после сжигания угля золу используют в производстве строительных материалов.[5]

Все виды угля залегают пластами и места их расположения называются угольными бассейнами.

Поначалу каменный уголь просто собирался в местах выхода пласта на поверхность. Это могло произойти в результате смещения слоев земной коры. Часто после обвалов в горной местности такие выходы залежи оголялись, и люди получали возможность добраться до кусков «горючего камня». Позже, когда появилась примитивная техника, уголь стали разрабатывать открытым способом. Некоторые угольные копи погружались на глубину более 300 метров. Сегодня, благодаря наличию сложной современной техники, люди опускаются под землю в шахты, глубиной больше километра. С этих горизонтов добывают самый качественный и ценный каменный уголь. Все виды угля можно применять для получения тепла. При сгорании оно выделяется в гораздо большем количестве, чем можно получить его от дров или других твердых видов топлива. Самые жаркие сорта угля используют в металлургии, где нужны высокие температуры.[6]

Кроме того, уголь – ценное сырье для химической промышленности. Из него добывают множество нужных и полезных веществ.
В зависимости от глубины залегания угля применяют либо закрытый способ добычи, либо открытый. Открытый метод применяют, когда уголь залегает неглубоко. Для начала проводят анализ твердости почвы, выясняют степень выветриваемости почвы и слоистость покрывающего слоя. Если грунт над пластами угля мягкий, достаточно использования бульдозеров и скреперов. Если верхний пласт толстый, то пригоняют экскаваторы и драглайны. Пролегающий над углем мощный слой твердой породы взрывают. Область использования каменного угля просто огромна.[7]

• Из угля добывают серу, ванадий, германий, цинк, свинец.

• Сам уголь – превосходное топливо.

• Используется в металлургии для выплавки железа, при производстве чугуна, стали.

• Полученную после сжигания угля золу используют в производстве строительных материалов.

• Из угля после его специальной обработки получают бензол и ксилол, которые используют в производстве лаков, красок, растворителей, линолеума.

• Путем сжижения угля получают первоклассное жидкое топливо.

• Уголь – сырье для получения графита. А также нафталина и еще ряда ароматических соединений.

В результате химической обработки каменного угля на сегодняшний день получают свыше 400 видов промышленных продуктов.[7]

Я выбрал эту тему потому, что наш дом стоит рядом со старым котельным. Вокруг котельной раньше лежала целая гора угля и шлака. Теперь построили новую котельную за селом. Уголь используют для отопления наших домов. И я видел раньше, что везде снег был покрыт черной угольной пылью. Взрослые спорят о пользе и вреде каменного угля. Мне стало интересно полезен каменный уголь для человека или нет, и захотелось, узнать о нём всё.

В нашем районе, в поселке Угольное, тоже добывают каменный уголь. Это настоящая кладовая угля. Добыча угля происходит на карьере.

В наш посёлок уголь перевозят через реку Колыма по речке Ожогино на баржах до местечка Ожогино летом. Оттуда по зимней дороге грузовые машины доставляют весь годовой запас. Это 3 тысячи тонн угля. И эта гора угля лежит в центре села весь год.

Сначала я посетил школьную библиотеку. Там изучив литературу, поискав в интернет источниках узнал, что каменный уголь не просто камень, а полезное ископаемое, которое образуется в недрах Земли из остатков древних растений, которые росли на болотах. Потом сделал опрос. Я начал свой опрос с соседей. Они сказали, что из-за угольной пыли питьевую воду в бочках постоянно держат закрытыми. Зимой лёд для питья они закрывают тентом. Спросил папу. Он работает кочегаром в котельной. Он сказал, что в котельной воздух грязный. Без респиратора трудно дышать. Поэтому на работе он постоянно носит респиратор. Угольная пыль вредна для легких. После работы не только респиратор, но он весь становится чёрным. Чёрная сажа въедается в кожу, смывается с трудом. Мама сказала, что вся одежда папы, которую он носит на работе, отстирывается с трудом. В новом котельном вытяжки нет, как в старой котельной. Кочегары, несмотря на респираторы (маски), дышат мелкой угольной пылью. Она попадает в легкие, и человек отхаркивает еще несколько дней темной угольную слюну (угольную пыль из легких).

Угольная пыль оседает на снегу. Лед, которую мы используем, тоже покрывается черной пылью.

Поэтому, сделал исследование.

Взял снег возле нашего дома и занес его в дом. Через микроскоп увидел среди снежной массы черные палочки.

1. Исследование, сделанное в 1 классе:

В комнатной температуре снег растаял и в воде на дне тарелки увидел осадок чёрного цвета. Воду вылил через фильтр в чистую посуду. Осадок чёрного цвета остался на фильтре.

Исследование показало, что в снеге есть много сажи и угольной пыли. Дым, который идет из труб котельной, разносится ветром далеко. Угольная пыль, сажа падает и оседает повсюду. Это вредно не только нашему организму, но и всей окружающей среде.

2. Исследование, сделанное во 2 классе:

Исследование показало, что в снеге видна угольная пыль, но заметно уменьшилось количество от предыдущего. В растаявшей от снега воде видно, что черный осадок уменьшился.

Второе исследование показало, что снег стал чуть чище. Значит, постройка новой котельной улучшила воздух, которым мы дышим.

Вывод.

Проведя данное исследование, я:

• Изучил литературу и интернет-источник по данной теме;

• Узнал, что такое «каменный уголь», «антрацит»;

• Узнал, как на Земле появился каменный уголь, как человек их использует;

• Узнал, что уголь добывают в нашем районе, в поселке Угольное;

• Сделал эксперимент со снегом;

• Подготовил сообщение и слайдовую презентацию;

• Выступил на школьной научно-практической конференции.

Сегодня добывают самый качественный и ценный каменный уголь. Все виды угля можно применять для получения тепла. При сгорании оно выделяется в гораздо большем количестве, чем можно получить его от дров или других твердых видов топлива. Самые жаркие сорта угля используют в металлургии, где нужны высокие температуры.[6] Также является ценным сырьем для химической промышленности. Из него добывают множество нужных и полезных веществ.

Таким образом, моё исследование показало, что каменный уголь – это ценное ископаемое. Им отапливают жилые помещения, используют как топливо на фабриках и заводах, сжигают в топках электростанций. Из каменного угля при нагревании до высокой температуры в закрытых огнеупорных камерах получают каменноугольную смолу, кокс, светильный газ. Из каменного угля делают краски, пластмассы, резину, лекарства.

Каменный уголь не только приносит пользу, но и вред окружающей среде. Людям, которые работают в котельной, в шахтах, в карьерах надо надевать респираторы, питаться хорошей полезной для их здоровья пищей.

1. Азбука изобретений. Успенский М. Справочное издание.
   Красноярск 2006.

2. Большой толковый словарь современного русского языка.
   / Под ред. Д.Н. Ушакова./ Москва 2000.

3. Тэйлор, Барбара. Планета Земля. Детская энциклопедия 2010.

4. Томилин. Как люди открывали землю. Ленинград.
   Детская литература 1985.

5. Я познаю мир. География: Детская энциклопедия. Москва 2002.

6. В.Д. Войлошников, И.А.Войлошникова Книга о полезных ископаемых. / М. Мир. Недра. – 1991.

7. Химическая энциклопедия. Даф – Мед. Изд-во «Сов.энциклопедия»., 1990.

8. Интерне сайты.