Кам’яне вугілля і його добування

Целюлоза (С6Н10О5) відноситься до класу вуглеводів з регулярною лінійною структурою, має складну сполуку і молекулярну масу від десятків тисяч до декількох мільйонів. Будучи дуже стійкою до впливу тисків і температури, целюлоза порівняно легко піддається впливу ферментів. Геміцелюлози є вуглеводними сполуками, що легко піддаються гідролізу і розчиняються в кислотах і лугах. Це гетерополісахариди, що утворять при гідролізі у відмінності від целюлози не глюкозу, а манозу, фруктозу, галактозу й уронові кислоти.Пектинові речовини підвищують механічну міцність стінок рослинних кліток, вони складаються з залишків D-галактуронової кислоти, здатних легко гідролізуватися мінеральними кислотами. Карбоксильні групи в цих залишках знаходяться у виді солей магнію і кальцію, а також у виді метилових ефірів. Міцність кліток вищих рослин пояснюється також присутністю в їх сполуці лігніну, що у відмінності від целюлози не піддається гідролізу, стійкий до впливу хімічних реагентів, нерозчинимих у воді й органічних розчинниках. Лігнін є полімером нерегулярної будови, до складу якого входять ароматичні і жирноароматичні фрагменти. Кисень присутній у виді карбоксильних і гідроксильних груп, ароматичні ядра містять метокси-групи і зв'язані між собою пропільними групами. Молекулярна маса лігніну коливається від 700 до 6000, його висока хімічна стійкість обумовлена нагромадженням гумінових кислот.

Таким чином, можна припускати, що в результаті процесів вуглеутворення з'являються хімічно стійкі компоненти, а менш стійкі беруть участь у цих процесах як напівпродукти розпаду.

Болота є найбільш сприятливими місцями для нагромадження і переробки органічних продуктів у торф. Заболочування водойм відбувається різними шляхами, і залежить від рельєфу дна і берегів, проточності води і т.д. Як у тропічної, так і в помірних зонах болота поділяються на верхівкові і низинні. Верхівкові утворяться за умови перевищення кількості річних атмосферних опадів над обсягом випару і характеризується недоліком живильних речовин для рослин. Низинні болота мають положисті береги, що заросли очеретом і очеретами, покриті що плавають і підвідними рослинами. Їхнє походження зв'язане зі зниженням рельєфу і вони поширені в основному в північних областях. При помірному кліматі річний приріст торфу в низинних болотах складає 0,5 – 1,0 мм, а на верхівкових 1 – 2 мм.

Вугільні шари характеризуються наступними основними характеристиками:

1.Тип відкладень: автохтонний (autos – сам, chtnon – земля) утвориться на місці відмирання первинних організмів, аллохтоний – з переміщених органічних залишків і характеризується підвищеним змістом у вугіллях мінеральних домішок.

2.Умови відкладення. Сполука і властивості вугілля залежать від умов відкладення торфу в прісноводних, озерних чи солонуватих морських водах. При впливі морської води в бітумінозних вугіллях підвищується зміст сірі, азоту, водню, летучих. Вапняні води сприяють зменшенню кислотності торфу. В аеробних умовах спільна дія кисню і кальцію прискорює розкладання. Більшість збагачених кальціїв вугіль відрізняється високим змістом сірки і піриту, що порозумівається високою активністю бактерій.

3.У залежності від змісту живильних речовин болота підрозділяються на евтрофні, мезотрофні й оліготрофні. Низинні болота, що харчуються насиченими живильними речовинами підземними водами, є евтрофні, їх рослинність більш пишна і різноманітна. Верхові болота оліготрофні, у них утвориться кислий торф із низьким змістом мінеральних речовин, і відповідно вугілля з малою кількістю золи.

4.Життєдіяльність бактерій залежить від кислотності торфу. Торф верхівкових боліт має рН = 3,3 – 4,6, а низинних 4,8 – 6,5. СТУПІНЬ кислотності залежить від припливу води, типу підстави болота, надходження кисню і концентрації гумінових кислот. Бактерії добре розвиваються при рН = 7,0 – 7,5, тому чим кисліше торф, тим менше в ньому бактерій і краще зберігається структура вихідних рослин.

5.Температура торфу. Розкладання торфу залежить від температури, тому що в теплі бактерії виявляють підвищену активність. Так при 35 – 40 0С бактерії розкладають целюлозу з найбільшою швидкістю.

6.Окислювально-відновний потенціал. Життєдіяльність бактерій залежить від потенціалу. Процеси перетворення залишків органічних сполук при вільному доступі кисню (аеробні умови) і води аналогічні повільному горінню і називаються тлінням. Гуміфікація (перегнивання) характеризується недостатнім доступом повітря (анаеробні умови) і вологи. Цей процес приводить до нагромадження завугільнородженого залишку (гумусу), частина якого може розчинятися у воді. Перетворення органічних речовин в умовах надлишку вологи і відсутності кисню широко поширено в природі і називається оторфением; воно приводить до появи твердих гумусових продуктів. Утворення сапропелів з водоростей і планктону протікає під час відсутності кисню під шаром води (відбудовні реакції) і відомо як процеси гниття, чи гнильного шумування.