Горючие ископаемые

Без горючих ископаемых не могут сущест­вовать промышленность, сельское хозяйство и особенно транспорт.

Основные виды горючих ископаемых — торф, бурые и каменные угли, горючие сланцы, нефть и горючие газы. Горючие ископаемые часто называют каустобиолитами¹.

С древних времен известен торф как горю­чий материал. Крупные разработки торфа бы­ли предприняты еще в XII — XIII вв. в Шотлан­дии и Нидерландах. Значительно позднее (XVI — XVII вв.) добыча торфа началась во Франции, Швеции и Германии.

В России первые попытки организовать добычу торфа относятся к XVIII в.

Торф представляет собой по­луперегнившую растительную массу, образовавшуюся на дне болот или заболоченных озер. Торф состоит из неполностью разложившихся расте­ний (осоки, тростника, камыша, бо­лотного разнотравья, мха), часто ос­татков различных деревьев (ели, ольхи, березы), продуктов полного разложения растительных остатков, называемых гумусом, и минераль­ных веществ — песка, глины, ила.

В естественном состоянии торф содержит много воды (примерно 80— 90%). Чем выше степень разложения растительных остатков, тем торф бо­гаче углеродом, а следовательно, и калорийность его выше. Лучшие сорта торфа дают только 2% золы. По количеству выделяемого тепла торф превосходит дрова, но значи­тельно уступает каменному углю и нефти, поэтому перевозить его на дальние расстояния экономически невыгодно. Удобнее сжигать его на месте в топках электростанций, за­водов и фабрик. В Советском Союзе имеется много электро­станций, которые используют в качестве топ­лива торф. К их числу, например, относятся такие электростанции, как Шатурская имени В. И. Ленина под Москвой, «Красный Октябрь» и «Дубровская» вблизи Ленинграда, Балахнинская у г. Горького и некоторые другие.

 

За последние годы у нас и за рубежом уде­ляется большое внимание химической перера­ботке торфа. Из него получают много ценных продуктов: газ, кокс², бензин, керосин, де­готь, древесный спирт, аммиак, карболовую и уксусную кислоты, масло для пропитки же­лезнодорожных шпал, воск и другие вещества. Торф применяют на строительстве как тепло­изоляционный материал и в сельском хозяй­стве (подстилка для скота, удобрение и т. п.).

Торфяники распространены почти повсюду (за исключением пустынь). Обычная мощность торфяных залежей 2—3 м, но иногда она до­стигает 10—12 м. Торф обладает замечательным качеством — запасы его в природе восста­навливаются. Этим он отличается от других горючих ископаемых. Ежегодный при­рост торфа на всей площади торфяника равен 1 —3 мм. Мировые запасы торфа пока не учтены. Ориентировочно считается, что на территории СССР сосредоточено более 60% мировых ресур­сов торфа. Наиболее богаты торфяными залежами Си­бирь и Европейский Север. Добыча торфа в СССР полностью механизирована.

Ископаемый уголь как топливо был известен человеку еще в каменном веке. Упо­минания о каменном угле встречаются в сочи­нении знаменитого философа древней Греции Аристотеля, жившего в IV в. до н. э.

В широких масштабах добыча каменного угля в европейских странах началась примерно в XVII в. В нашей стране основные каменно­угольные бассейны были открыты в XVIII в. В 1721 г. Григорий Капустин нашел уголь в Донбассе, а Иван Палицын — в Подмосков­ном бассейне. Годом позже Михаил Волков открыл уголь Кузбасса.

Первооткрывателями самых крупных в Рос­сии каменноугольных бассейнов были простые русские люди.

 

С тех пор как изобрели паровую машину и нашли способ плавить руды вместо древесного угля на каменном, последний стал одним из са­мых важных горючих ископаемых. В наше вре­мя ежедневно тысячи поездов везут каменный уголь на металлургические заводы, где его сжигают в коксовых печах и домнах. Камен­ный уголь сжигают в топках паровозов, паро­ходов, тепловых электростанций и других паросиловых установок. Из каменного угля получают бензин, смолу, пластмассы, светиль­ный газ, аммиак и многие сотни других ценных продуктов.

Цвет ископаемых углей изменяется от свет­ло-бурого до черного. Угли бывают матовые и блестящие, рыхлые и твердые, как камень. Химический состав ископаемых углей тоже раз­личен. Все свойства углей зависят от материала, из которого они образовались, и от дальней­ших изменений. Одни угли образовались из остат­ков древесной и травянистой растительности, другие — из водорослей, спор и остатков микроорганизмов.

Великий русский ученый М. В. Ломоносов первый в геологической науке пришел к выво­ду, что каменный уголь образовался из древних торфяников при участии «подземного огня».

Залежи каменных углей образовывались во многие периоды жизни Земли — в каменно­угольный, пермский, юрский, а также в третичное время. По химическому составу, внеш­ним признакам, теплотворной способности и некоторым другим особенностям ископаемые угли разделяются на бурые, каменные и ан­трациты.

Бурые угли встречаются как в форме плотных, так и землистых рыхлых масс; цвет их темно-бурый или почти черный. Блеск в изломе обычно матовый или тусклый. Твердость небольшая. Нередко в изломе глыбы бурого угля можно невооруженным глазом увидеть растительные остатки.

Калорийность бурых углей от 2000 до 6200 калорий. В большинстве своем бурые угли дают много золы (до 40%) и содержат много серы (1 — 2%).

Каменные угли — черные, реже бу­ровато-черные массы; иногда они обладают жирным или смоляным блеском. Излом — рако­вистый или занозистый. Угли пачкают руки. В микроскоп видно, что они также образова­лись из растений.

В техническом отношении каменные угли разделяются на спекающиеся (коксовые угли), слабоспекающиеся (слабококсовые угли) и неспекающиеся (тощие порошковатые угли). Ка­лорийность каменных углей колеблется в пре­делах 6600—8750 калорий.

Антрациты — это плотные смоляносерые или железо-черные массы с металличе­ским блеском. Иногда на поверхности скола наблюдаются радужные переливы. Руки ан­трациты не пачкают. Твердость значительно выше, чем у каменных углей. Антрацит заго­рается очень трудно и горит только при силь­ной тяге. Калорийность его достигает 8650 калорий.

Советский Союз по запасам угля — бога­тейшая страна мира.

За последние 50—60 лет очень важное промышленное значение приобрели горючие сланцы.

Горючими сланцами называют любые сланцевые глинистые породы, которые содержат в своем составе горючие органические вещества и имеют зольность свыше 30—40%. Горючие сланцы обладают невысокой тепло­творной способностью — 1500—3000 калорий. Они сравнительно легко перераба­тываются в искусственное жидкое топливо — нефть, бензин.

Горючие сланцы образовались в разное геологическое время, и неко­торые из них — самые древние пред­ставители твердых горючих иско­паемых на Земле (например, шунгитовые сланцы в Карелии и кукерские сланцы в Эстонии). Цвет горю­чих сланцев различный — от жел­товатого до коричневого и синевато-серого. Хороший горючий сланец обычно легко загорается от спички коптящим желтым пламенем, распро­страняя характерный запах смолы. Главная масса добываемых горючих сланцев поступает на сухую перегон­ку, при которой получается сырое сланцевое масло, газ и аммиачная вода. Из сырого масла извлекаются нефть или бензин и различные ми­неральные масла. Газ используется для освещения, отопления и в энер­гетике. Образующаяся при сжигании зола идет на изготовление различ­ных строительных материалов — це­мента, кирпича и т. д.

Мировые запасы горючих сланцев (в пересчете на жидкое топливо) во много раз больше запасов природной нефти и других ее заменителей.

Нефть человечество знает давно. Еще древние египтяне употребляли нефть как сред­ство для бальзамирования тел умерших. В древней Греции нефть также применяли, и она называлась «сицилийским маслом». В на­шей стране еще в VIII в. жители Апшеронского п-ова, не имея дров, использовали для отопле­ния своих жилищ землю, пропитанную нефтью. Земля эта горела и спасала людей от холода.

Хотя нефть уже давно была знакома чело­веку, однако широко ее использовать начали только со второй половины прошлого столетия. Особое значение нефть и ее продукты получили теперь.

Нефть — маслоподобная жидкость, вероят­но, органического происхождения. Цвет ее обычно темный, но встречаются нефти светлых и светло-желтых, зеленовато-коричневых или красновато-коричневых оттенков. Запах нефти керосиновый, иногда со слабым или сильным сернистым «душком».

Теплотворная способность нефти очень вы­сока — 1 кГ при сжигании дает 10 тыс. калорий.

В этом отношении она выше антрацитов и к тому же еще сгорает без остатка. В химическом составе нефти основное место занимает сложная смесь углеводородов, причем углерода в нефти от 84 до 88%, а водорода — около 14%. Кроме того, в состав нефти входят также кислородные, сернистые, азотистые соединения и некоторые неорганические (минеральные) примеси. Нефти различных месторождений часто имеют и раз­личный химический состав.

Месторождения нефти встречаются во всех отложениях, начиная с кембрия до третичных включительно. Нефть залегает в пористых осадочных породах морского происхождения — песках и песчаниках, часто изогнутых в склад­ки, в форме свода. Встречается нефть и в из­вестняках, где заполняет пустоты и трещины. Залежи нефти часто находятся под большим давлением газа; поэтому, если при бурении не принять предохрани­тельных мер, может образоваться мощный нефтяной фонтан и ог­ромное количество нефти и газа безвозвратно потеряется. Открытый фонтан нефти считается катастро­фой на нефтяном промысле.

Трудно найти такую отрасль на­родного хозяйства, где бы не при­меняли нефть и продукты ее пе­реработки. И действительно, нефть служит источником энергии, тепла и света, сырьем для химической про­мышленности и т. д.

Из нефти вырабатывается много продуктов: бензин, газолин, керо­син, мазут, различные смазочные масла, спирт, синтетический кау­чук, пластмассы и т. д.

Советский Союз по запасам нефти занимает первое место в мире (боль­ше половины мировых запасов).

 

В сотни городов и многие ты­сячи районных поселков и колхоз­ных деревень нашей страны при­шел природный горю­чий газ. Сейчас миллионы квартир газифицированы. На газ переведено большое число промы­шленных предприятий Москвы, Ленинграда, Харькова, Киева, Саратова и других городов.

Горючий природный газ — важный источник для получения бензина и ценное сырье для мно­гих отраслей химической промыш­ленности — производства пластмасс, искус­ственных тканей и т. д.

Горючие природные газы — это смесь различных газообразных углеводо­родов, азота, окиси углерода, углекислого газа, кислорода и водорода с некоторой при­месью сероводорода и фосфористого водорода. Теплотворная способность горючего газа очень большая и достигает 11 400 калорий.

Горючий газ доставляется с мест добычи в районы потребления по газопроводам, длина которых иногда превышает 2 тыс. км (например, Бухара — Урал).

Наша страна обладает огромными запасами природных горючих газов — самого дешевого высококалорийного топлива и ценнейшего ис­точника сырья для химической промышленно­сти.

¹ Это название происходит от трех греческих слов: «каустос»— горючий, «биос»— жизнь и «литое»— ка­мень; дословно — это горючие камни, образовавшиеся в результате жизнедеятельности организмов.

² Кокс — горючий материал, получаемый путем сухой перегонки каменного угля и торфа без доступа воздуха.