進入工業革命後,
煤炭成為了世界上的主要燃料之一
,為人類的工業化程序起到了相當重要的作用。
煤炭
儘管現在我們已經有了很多替代能源和清潔能源,但是仍舊不能完全放棄使用煤炭,尤其是我國。
直到2022年,我國終端用煤比例仍有10%,
而煤電比例甚至達到62%
。
雖然中國用煤數量大,但是全球儲煤數量多的卻非中國,而是
美國
。
接下來就瞭解一下,全世界最大的煤田儲量有多豐富?
據瞭解煤層厚達1千米
,延伸上千公里。
煤礦開採
阿巴拉契亞煤田
這座巨型煤田就是位於美國東部的,
阿巴拉契亞煤田
,總面積達18萬平方公里,分佈於美國的9個州中,比中國山東省的面積還要大。
煤田自東北向西南延伸,
延伸長度可以達到1250公里
,寬度為50-3000公里不等,而其厚度更是達到1千米。
根據探測,阿巴拉契亞煤田的煤炭儲量高達3107億噸,
佔世界煤炭總儲量的大約3/10
。
由於此處煤田的
地理位置優越
,交通十分便利,以及煤層天生的優勢,因此是美國最早開發的礦區。
阿巴拉契亞煤田的延伸面積很大
1750年,弗吉尼州就正式開始在此處採煤,到1900年,這裡的煤炭產量已經達到176噸,
並在1918年達到最高產量460噸
。
直到現在,這裡的煤炭工業已經
帶動美國多工業部門的發展
,包括鋼鐵、電力、機械和化學等,是美國主要的綜合工業區之一。
煤炭的形成
煤炭實際上就是由各種植物的莖葉和根系發展而來,當這些物質落在地表上,經過化學作用腐爛後,
就會形成一層腐殖質
。
落葉會逐漸腐爛
隨後由於遠古時期激烈的地質作用,導致這些腐殖質被埋到地表之下,此後這些腐殖質經過不斷地堆積,
使得原本最底端的腐殖質越埋越深
。
在深處的地下,隔絕空氣的環境下,這些腐殖質在高溫高壓的情況下進行各種物理化學反應,
最終形成具有可燃性質的黑色沉積岩
,並被稱為煤炭。
而由於植物大約在4億多年前才從海洋來到陸地發展,並在
石炭紀時期
,植物不斷髮展壯大。
煤炭的形成
植物的生長也需要碳元素,所以地表之下兩米的碳元素,以及
大氣中的二氧化碳
就成了它們的養分。
在植物不斷髮展後,
也使得這一時期成了歷史上含氧量最高的時期
,平均氧氣含量達到35%以上。
但是由於這一時期,植物將二氧化碳盡數吸收,使得空氣的含氧量越來越高,一方面導致全球變冷,一方面也
引發了很多森林大火
。
最終加上
極端惡劣的雷電天氣
,使得大量的森林因此陷入火海,
點燃了早石炭紀裸露的煤層
,最終火勢不受控制。
森林大火
原本高大的植物也紛紛到底,被不斷埋藏到地下,形成煤炭。
阿巴拉契亞煤田的優勢
阿巴拉契亞煤田,正是在這一時期前後形成。
不過和很多煤田相比,這裡的煤田具有很大優勢,
主要生產無煙煤
,不僅煤炭純度高,而且幾乎沒有其他伴生的雜質,
節約了大量的加工成本。
而且這裡的煤層中瓦斯含量很少,
不容易發生井下瓦斯爆炸的事故
,產生的灰分也少,因此在此挖煤的工人安全也得到一定的保障。
阿巴拉契亞煤田質量很好
此外煤田的含煤量劃分了幾十個層次,其中位於
賓西尼亞地區的煤層
,屬於第23-42層之間,可以開採的煤炭大約在12-22層間,儲量巨大。
作為世界上最大的煤田,除了在儲量方面擁有巨大優勢外,
其開採條件也是數一數二的好
。
根據探測,阿巴拉契亞煤田中有99%都是近程度煤層,
煤層的均勻厚度大約為1.7米
。
煤田開採
此外礦井均勻開採深度只有70米,煤層的埋藏很淺,很多地方甚至可以露天開採,
一般採用短壁採煤法和大型無軌採運裝備。
採煤車只需要將煤礦的井口,
挖出一個個規則的豎井形狀
,然後將梯子連線到井下,一圈一圈下去,將無數煤炭從地下搬運上來,遠遠看過去倒像是一座黑色的寶藏。
煤田的形成
之所以阿巴拉契亞煤田的煤層很淺,是因為阿巴拉契亞山脈形成的時間,
稍微比該處雨林形成的時間早大約2億年。
阿巴拉契亞山脈
正如前面所說,
世界上所有的煤炭基本都形成於石炭紀
,而當這些植物被掩埋之後,煤炭還沒形成之前,阿巴拉契亞山脈就一直在持續升高。
當時在雨水的侵蝕下,上層的岩石層根本無法大量堆積,
使得其最終的平均厚度只有不到100米
。
因此這裡的煤層相比其他煤層來說,
才更加容易開採
,並且煤炭的質量也比較上乘。
煤田的厚度很大
這塊煤田的存在,使得在工業革命時,
為美國提供了充足的能源
,據瞭解每年的煤炭產量可以達到4億噸以上。
因此才使得美國在之後的發展突飛猛進,
經濟實力直線上升
。
美國向別國進口煤炭
不過值得注意的是,美國雖然有儲量最大的煤田,但是他們在進入20世紀以後,不僅不向其他國家出口煤炭,
反而還需要從別的國家進口
。
美國煤炭大量進口
這裡我們只能猜測美國的算盤打得響,
因為煤炭的形成需要很長時間
,所以可以將其算作不可再生資源。
面對日益窘迫的能源危機,美國自然希望將本國的資源儲存下來,
而不斷使用別國資源
,這樣等到全國資源匱乏的時候,美國的資源卻還能繼續維持經濟發展。
煤炭的危害
不過對於煤炭這一資源來說,儘管在過去的工業化程序中起到了重要作用,但是它
同樣為地球帶來了幾乎不可逆的傷害
。
燃煤造成大量汙染
煤炭對環境和人類傷害很大
在煤炭中,除了含有大量碳元素外,還有
氮、磷、硫等元素
。
這些元素在經過燃燒後,會產生大量的二氧化碳、
二氧化硫等溫室氣體
,以及大量破壞環境的粉塵、
燃煤產生的大氣汙染物。可以擴散到數千公里之外的地方,也就是說
即便是遠離汙染源的人們也會面臨煤炭帶來的傷害
。
在過去幾十年來,地球的環境已經遭到嚴重破壞,
尤其是PM2.5的影響
,不僅嚴重降低空氣質量,而且還誘發了很多人類疾病。
燃煤汙染巨大
尤其是在冬季,這種汙染物會給城市和農村,
造成可怕的霧霾天氣
,嚴重限制了人們的出行,阻礙經濟的發展。
在燃煤過程中,其排放的相關
有機物、黑炭、碳酸鹽等物質
,都是PM2。5的主要組成部分。
除此之外,它還會釋放大量的氣態汙染物,這些汙染物來到大氣後,同樣會經過一系列的化學反應,
生成二次PM2.5
,給人類和環境造成危害。
霧霾下的城市
曾經英國作為最早發展工業化的國家之一,由於大量使用煤炭等化石燃料,使得在1952年和1962年的煙霧事件中,
分別造成了4000人和750人死亡
。
人類正在減少使用煤炭
所以為了保護環境和人類生命,
現在人們正在減少使用煤炭燃料
。
在煤炭時代時候,取而代之的是更加高效,
且功能更加廣泛的石油
,除此之外,便是對環境沒有汙染作用的清潔能源,諸如
水能、風能、太陽能和核能等
。
清潔能源
對於現代社會而言,只有保護人類賴以生存的環境,才有更多的機會談發展,
所以越少使用煤炭,越少排放二氧化碳等才最好
。
因此即便阿巴拉契亞煤田,是世界上最大的煤田,
但受到的關注已經逐漸減少了
,相信在未來,人類對煤炭的依賴程度還會進一步降低。