پروژه ایمنی در معادن زغال سنگ

پروژه پایانی جهت اخذ مدرک کارشناسی

مقدمه

­­زغال ماده ای غیر متجانس است که از تجزیه گیاهان در تحت شرایط مختلف از نظر رطوبت،حرارت و فشار بوجود می اید.بسته به نوع گیاه ،میزان تجزیه و شرایط محیط محصولی که تولید می شود یکسان نبوده بلکه از طیف گسترده ای برخوردار می باشد.این محصولات می توانند شامل اسید هیومیک پیت لیگناتیک (زغال قهوه ای لیگنایت) ساب بیتومنوس بیتومنوس و زغال سنگ آنتراسیت (نیمه انتراسیت مافوق اننتراسیت و نهایتا گرافیت باشند. در تحت شرایط یکسان از نظر رطوبت ، حرارت ،میزان تجزیه و نوع گیاهان اولیه ، زغال سنگی که تولید می شودقاعدتا بایستی از ترکیب و خواص مشابه برخوردار باشنداما غالبا در مراحل اولیه و به هنگام انباشت و شکل گیری گیاهان یا در مراحل بعدی که به مرور زمان تحت تاثیر حرارت و فشار قرار می گیرد عوامل دیگری مانند کسل ، درزه و شکاف ،سنگهای در بر گیرنده که معمولا به همراه زغال سنگ هستند موجب می شوند تا زغال از بخش های مختلف یک لایه از نظر بعضی از غواص عمدتا مقدار سلفور با یکدیگر متفاوت باشند . آن قسمت از لایه زغال سنگ که بیرون زدگی آن در سطح قابل روئت است به دلیل هوازدگی دارای کیفیت متفاوت از آن بخشی است که در درون زمین قرار گرفته است.

فصل اول:

انواع زغال سنگ‌ها :

زغالها را با توجه به مواد تشکیل دهنده آنها کلأ به دو گروه تقسیم می‌کنند.

زغالهای ساپروپل

 هومیت‌ها یا زغال‌های هوموسی

ساپروپل‌ها :

این زغال‌ها از بقایای گیاهان پست و اسپرهای گیاهی به وجود آمده‌اند و درصد بسیار کوچکی از زغال سنگ را شامل می‌شوند. اغلب ذخایر زغالی دنیا از نوع هومیت می‌باشد. این زغالها به رنگ قهوه‌ای تیره یا سیاه دیده می‌شوند. حالت مطبق در آنها دیده نمی‌شود. از انواع مشابه با زغالهای هومیت در متامورفیزم یکسان دارای فشردگی و سختی بیشتری می‌باشند. شکست صدفی دارند و با شعله بلندی می‌سوزند و قابلیت کک دهی کمتری دارند. از طریق مطالعه میکروسکپی دو گروه زغالی از ساپروپل‌ها شناخته شده‌اند که شامل چانل کول Channel  و بوگهد Boghead coal می‌باشند که در درجات متامورفیزم بالا به سختی از هم قابل تشخیص بوده ولی در درجات زغال شدن پائین قابل تشخیص می باشند.

چانل کول :

این زغال اساسأ از اسپرهای گیاهی تشکیل شده‌اند. از نظر ماکروسکپی هیچ نوع لایه بندی در آنها مشاهده نمی شود. رنگ آنها مات بوده و دارای جلای چرب می‌باشند. مطالعات میکروسکپی نشان می‌دهد که علاوه بر اسپرها که قسمت اعظم آن را تشکیل می‌دهند سایر مواد تشکیل دهنده آن الگ‌ها و تک یاخته ای‌های آبزی می‌باشند در مقایسه با زغالهای هومیک ما سرال های این زغال ریزتر و تقریبأ به یک اندازه می‌باشند.

بوگهدها :

از نظر شکل ظاهری و خواص فیزیکی خیل شبیه زغال چانل می‌باشند ولی ماده اولیه تشکیل دهنده آنها اساسأ الگ‌ها می‌باشند.

زغال‌هائیکه کلأ از آلگ ها تشکیل شده باشند بنام تور بانیت Torbanit نامیده می‌شوند که نوعی از زغال بوگهد هستند که دارای مواد هیدروکربوری زیاد بوده و در نتیجه از مواد فرار بالائی برخوردار می‌باشند. از این نوع زغالها برای تولید گاز و مواد شیمیایی دیگر استفاده می‌شود.

حد و مرز مشخصی بین چانل کول و بوگهد وجود ندارد و تشخیص این دو گروه از یکدیگر بستگی به مقدار درصد الگینیت Alginit دارد. هرگاه در زغال ساپروپلی ماسرالها الگینیت و اسپورینتیت هر دو شرکت داشته باشند. اگر مقدار اسپورینیت زیادتر باشد چانل کول و اگر مقدار درصد الگینیت زیادتر باشد بوگهد نامیده می‌شود. رنگ زغال بوگهد در مراحل پائین متامورفیزم قهوه‌ای متمایل به سیاه و در مراحل بالاتر سیاه رنگ است. غیر مطبق بوده و خواص فیزیکی آن مشابه با چانل کول می‌باشد.

هومیت‌ها یا زغالهای هوموسی :

اکثریت ذخایر زغال سنگی دنیا از زغالهای هوموسی تشکیل شده‌اند زغالهای هوموسی از بقایای گیاهان خشکی حاصل می‌شود که در مرحله اول به تورب و سپس به زغال قهوه‌ای و زغال سنگ‌ها و در مراحل آخر به آنتراسیت تبدیل می‌گردند. جهت شناخت انواع زغال سنگ‌ها و نامگذاری آنها از پارامترهای مختلفی استفاده می‌شود که برخی از این پارامترها در اکثر کشورها مورد استفاده بوده و برخی از آنها تنها در بعضی از کشورها مورد استفاده قرار می‌گیرند. از پارامترهای اساسی مورد استفاده می‌توان از مقدار درصد مواد فرار ، درصد کربن ، مقدار ارزش حرارتی و قابلیت انعکاس نوری ویترینیت زغال سنگ نام برد.

با توجه به پارامترهای فوق الذکر زغال های هوموسی را به دو گروه اصلی زغال‌های قهوه‌ای و زغال سنگ‌ها تقسیم می‌کنند. مرز بین زغالهای قهوه‌ای و زغال سنگ‌ها را زغال شعله خیز قرار می‌دهند.

زغال‌های قهوه‌ای خود به دو گروه زغال‌های قهوه‌ای نرم و زغالهای قهوه‌ای سخت تقسیم می‌شوند. زغالهای قهوه‌ای نرم با دارا بودن تخلخل زیاد ، وزن مخصوص پائین و نرم بودن از نظر ماکروسکپی قابل تشخیص هستند. در مطالعه میکروسکپی مقدار زیادی آثار قارج در آن مشاهده می‌شود. دارای رطوبت کلی 75-35 درصد و مواد فرار بیش از 53 درصد و قابلیت انعکاس نوری 25% می‌باشد.

زغال قهوه‌ای سخت ، خود به دو دسته زغال قهوه‌ای مات و زغال قهوه‌ای براق تقسیم می‌شود. وزن مخصوص آن از زغال قهوه‌ای نرم بیشتر بوده  و درخشنده‌تر است. رطوبت آن بین 9/35% مواد فرار ، 53-42% درصد کربن 76% = C و رفلکسیون 6/0% =RO است.

زغال شعله خیز :

          مرز بین زغال قهوه‌ای و زغال‌سنگ قرار می‌گیرد و بواسطه داشتن مواد فرار زیاد به این نام خوانده شده است. این زغال دارای خاصیت کک دهی نبود و یا کک دهی آن خیلی ضعیف است. در هنگام سوختن شعله بلند و گاز زیاد ایجاد می‌نماید در مطالعه میکروسکپی به خوبی ما سرالهای مختلف از همدیگر قابل تشخیص می‌باشد. اسپرها در این زغالها به رنگ قهوه‌ای تیره بوده و مگا اسپورها به رنگ قهوه‌ای تیره جالب و دیدنی هستند. ویترینیت درخشندگی چندانی ندارد. مواد فرار 45-40% و 66/0=RO می‌باشد.

زغال شعله خیزگازدار :

          این نوع زغال نیز با شعله بلند سوخته و گاز زیادی تولید می‌کند. خاصیت کک نداشته و اگر داشته باشد خیلی ضعیف می‌باشد. در مطالعه میکروسکپی همانند زغال شعله خیز تمامی ماسرالهای آن به خوبی مشخص می‌باشند.