Болезнь-загадка: от чего появляются камни и как их «прогнать. Интересные сведения о природных камнях Как появляются камни в природе
Минералы образуются во многих различных условиях окружающей среды внутри Земли. Большинство драгоценных камней формируются в земной коре - верхнем слое планеты глубиной от 3 до 25 миль. Только две разновидности драгоценных камней – и формируются в земной мантии , которая представляет собой 80% объема Земли. Мантия, в основном, состоит из расплавленной породы, называемой магмой , с твердым верхним слоем.
Хотя немногие из драгоценных камней первоначально образуются в мантии, но все самоцветы добываются в земной коре. Кора состоит из трех видов пород, известных в геологии как вулканические, метаморфические и осадочные . Эти технические термины относятся к способу формирования пород. Некоторые драгоценные камни особенно связаны с одним видом породы, а другие – с несколькими типами пород.
Вулканический процесс включает в себя затвердевание магмы. Магма из мантии может подниматься к коре, обычно через вулканические трубки. Если она достигает поверхности земли, то застывает в виде лавы. Однако, если магматическая масса медленно охлаждается в коре, то она может кристаллизоваться и формировать минералы. Увеличение давления также может заставить эту пегматоидную жидкость проникать в окружающие породы, часто с осуществлением химического обмена с ними. Длинный список драгоценных камней, образующихся из вулканической породы, включает в себя группу , все (включая , и ), ( , и ), , и .
Когда вулканическая порода достигает поверхности земли, силы эрозии и атмосферное воздействие вызывают дробление на более мелкие чаcтицы, которые накапливаются на поверхности или перемещаются ветром и водой. Со временем на земле или под водой образовываются слои таких осадков. Давление со стороны верхних слоев вызывает уплотнение в нижних слоях вместе с различными химическими и физическими изменениями, такими как окаменение, которое приводит к созданию осадочной породы. Испарение - это еще один процесс, производящий осадочные породы, как в случае, когда капанье насыщенные минералами вод образует сталактиты или сталагмиты. Драгоценные камни, связанные с осадочной породой, включают в себя , и .
Присутствие интрузивной магмы в данной зоне (известное как контактный метаморфизм) или взаимодействия тектонических платформ большего масштаба (известное как региональный метаморфизм) подвергает вулканические и осадочные породы и минералы воздействию нагрева или давления, которые могут вызвать изменения их химической и кристаллической структур. Результатом является создание метаморфической породы. Драгоценные камни, связанные с метаморфической породой, включают в себя
Здравствуйте, Руслан.
Многих людей, которые являются дачниками или фермерами, интересует вопрос, откуда на поверхности вспаханной земли спустя некоторое время появляются камни. Естественно, что камни на земельном участке не могут размножаться, впрочем, как и вырастать до внушительных размеров за короткий срок.
Если говорить о росте камней, то на первый взгляд камни в течение длительного периода времени могут оставаться неизменными. Однако их размеры все-таки меняются, но это процесс очень медленный, поэтому для глаза человека он остается практически незаметным. Считается, что камни могут увеличиваться, потому что на них оседает пыль и прочие отложения, например, соли, известняки, которые со временем каменеют под воздействием различных факторов окружающей среды. Также камни могут изменять свои формы и размеры в меньшую сторону, потому что из-за действия воды, ветра и перепада температур они могут разламываться на более мелкие фракции.
Многие считают, что камни падают к ним на земельные участки из космоса и имеют внеземное происхождение. Конечно, такое иногда случается, но происходит это довольно редко, потому что большинство метеоритов просто не долетают до поверхности земли, сгорая в плотных слоях атмосферы. К тому же камни, прилетевшие из космоса, имеют совершенно иной состав и структуру, чем те, которые обнаруживаются практически на каждом дачном участке.
Однако камни все-таки могут перемещаться по поверхности земли, а также подниматься на поверхность из глубины. Как правило, камни, выходящие наверх, имеют более крупный вес, а почва, которая находится вокруг них, мягкая и рыхлая.
Почему в некоторых местах камни выходят на поверхность земли?
Ученые считают, что это связано с элементарными законами физики. Плотность камней, которые находятся в земле, меньше, чем плотность земли в глубине, и также она отличается от вспаханной почвы на поверхности. В связи с тем что наша планета вращается неравномерно и на ней периодически возникают такие природные явления, как подвижки земной коры, землетрясения и вулканы, рыхлые поверхностные почвы осыпаются вниз и вместе с глубинными землями как бы выталкивают камни на поверхность.
Естественно, что большинство камней выходят на поверхность под воздействием таких природных факторов, как вода и перепады температур. Чаще всего это наблюдается после окончания зимы, потому что земля промерзает, а на границе с камнями это происходит намного быстрее. Когда под камнем образуется лёд, он слегка поднимается наверх за счет расширения воды в результате замерзания. В момент оттепели земля и камни оттаивают, вода стекает в полость под камнем, вместе с которой туда попадают и частички почвы с поверхности. Таким образом, камень постепенно как будто "перебирается" все ближе к поверхности земли.
Некоторые мелкие камни могут находиться в комьях земли, остающихся неразбитыми во время вспахивания. Однако комья со временем могут размываться дождевыми водами, в результате чего более легкие фракции постепенно опускаются вниз, а камни за счет более тяжелого веса остаются на поверхности. Также камни могут иметь незначительные перемещения по поверхности земли; как говорят ученые, это происходит под воздействием все тех же внешних факторов.
Вы можете похвастаться минералами из личной коллекции? Сочувствуем. Вам наши подсказки, как ее не пополнить.
Кто бы мог подумать, что организм человека напоминает филиал геологического музея! Вставая утром на весы, не спешите сетовать на вчерашнее обжорство: вполне вероятно, что лишний килограмм - вес камней, которые поселились в каком-нибудь укромном уголке вашего тела. Хотите знать, где могут прятаться зловредные "гости" и как с ними бороться? Мы вам в этом поможем.
ПОЧКИ
Камни, образовавшиеся в этом органе, напоминают мину замедленного действия. Их несчастный обладатель годами может не подозревать о существовании "минералов", но в один далеко не прекрасный момент они внезапно проявят себя приступами нестерпимой боли - почечной колики.
Величина: от 0,1 до 15 см. Известны случаи, когда почечные камни достигали веса 2,5 кг!
Состав камней:
* уратные (соли мочевой кислоты) - коричневые, гладкие, плотные
* оксалатные (соли щавелевой кислоты) - бугристые, со множеством отростков и шипов, темные и очень твердые. Обнаруживаются чаще у мужчин;
* фосфатные (соли фосфорно-кислого кальция или магния) - гладкие или шероховатые, серого цвета, очень мягкие, но быстро увеличивающиеся в размерах. Чаще бывают у женщин;
* цистиновые (соли аминовой кислоты) - слоистые, уплощенные, достаточно мягкие образования белого цвета;
* холестериновые - самые редкие, черные, похожие на уголь, очень легко крошащиеся.
Причина появления: на этот счет версий существует великое множество. Основные: повышение концентрированности мочи, нарушение кислотно-щелочного равновесия организма, неправильное питание, наследственная предрасположенность, воспаление почек.
Лечение: камни небольшого размера выходят самостоятельно, большие требуют дробления или операции. Ураты: если твердо доказано, что именно они поселились в организме, - можно растворить специально подобранными медикаментами.
МОЧЕТОЧНИКИ
В них можно найти камни, которые вышли из почек. Некоторые "вынужденные переселенцы" быстро следуют по мочеточнику, соединяющему почки и мочевой пузырь, но некоторые застревают и остаются там до тех пор, пока их не потревожат врачи. К этому времени камни успевают подрасти, причем существенно: специалисты описывали находки длиной до 19 см! Лечение камней мочеточников точно такое же, как и почечных: дробление или операция.
МОЧЕВОЙ ПУЗЫРЬ
Здесь встречаются и "временные переселенцы" из почек, и местные "аборигены". Камни в мочевом пузыре чаще возникают у мужчин при воспалении этого органа или нарушении оттока мочи - например, при аденоме простаты. У женщин камней в мочевом пузыре практически не бывает: как только они появляются, тут же и выходят вместе с мочой. У сильной же половины человечества "путь на волю" для камней более длинный и извилистый, поэтому зачастую требуется вмешательство врачей.
ЖЕЛЧНЫЙ ПУЗЫРЬ
Второй после почек орган, в котором обожают селиться камешки. После 40 лет 20% женщин и 8% мужчин - бедолаги, страдающие от желчнокаменной болезни. Много лет камни могут не беспокоить, но возникшая однажды желчная колика способна уложить человека на операционный стол. Увы, при таком исходе человек, как правило, расстается не только с камнями, но и с местом их обитания - желчным пузырем.
Величина: от 0,1 до 2-3 см. Камни-гиганты - большая редкость, поскольку размеры желчного пузыря весьма невелики, а потому растущий камень очень быстро проявляет себя.
Состав камней:
* холестериновые - черного цвета, гладкие, нередко продолговатой формы, легко крошатся.
* пигментные - зеленоватой окраски, без шипов и других выростов, очень мягкие.
Причины появления: наследственная предрасположенность, инфекция желчных путей, высококалорийная пища с повышенным содержанием холестерина, присутствие в организме женских половых гормонов, в том числе и тех, что содержатся в гормональных контрацептивах. Именно по этой причине женщины чаще страдают от камней в желчном пузыре.
Лечение: чаще всего хирургическое. Желательно делать операцию в "спокойный" период, когда желчный пузырь не воспален. Существуют методики растворения камней, но они, к сожалению, не всегда эффективны.
ГЛАЗА
Вы думаете, выражение "глаз-алмаз" - просто красивая метафора? Вовсе нет: в этом органе тоже образуются камни!
Величина: от сотых долей сантиметра до 0,2-0,3 см.
Причина появления: воспалительный процесс в радужке и ресничном теле - иридоциклит. При этом на задней поверхности роговицы оседают клеточные элементы, гной и отмершие ткани. Они и формируют глазной камень серовато-белого цвета - преципитат. Таких камней обычно несколько, и располагаются они треугольником, вершина которого направлена к зрачку.
Лечение: обычно не назначают, поскольку глазные камни, как правило, со временем рассасываются. В некоторых случаях могут сохраняться годами.
КИШЕЧНИК
Для того чтобы в этом органе появились камни, совершенно не обязательно их глотать. Они образуются сами и ведут себя весьма коварно. Их вмешательство в деятельность организма человек принимает за обычный запор, пользуется слабительным и… не получает должного эффекта. Напротив, появляются боль, неукротимая рвота, живот распирает - и заканчивается все иногда операцией.
Величина: от 1 до 6 см.
Причина появления: длительные хронические запоры, еда всухомятку, недостаток в рационе сырых овощей, богатых растительной клетчаткой.
Лечение: лучшее средство против каловых камней кишечника - клизма. Лишь регулярной процедурой можно вывести или растворить уже образовавшиеся камушки и не допустить появления новых. Профилактика запоров избавит вас от образования камней.
АРТЕРИИ
Кровеносные сосуды населяют камни, которые плотно прикрепляются к месту своего рождения и по плотности не уступают гравию, валяющемуся у нас под ногами.
Величина: от 0,1 до 5 см в диаметре, плоские, выстилающие стенки сосудов.
Состав: кальциевые соли жирных кислот, цвет - желтовато-белый, напоминающий слоновую кость.
Причина появления: в том, что человек ест вкусную жирную пищу, мало двигается, а вдобавок еще и курит. Именно подобный образ жизни провоцирует появление холестериновых бляшек. Они крепятся к стенке сосуда изнутри, повреждают ее, на этом месте возникает язвочка, на которую начинает откладываться кальций. Со временем его становится так много, что другого названия, кроме как "камень", этому образованию не подберешь.
Лечение: его не существует - можно лишь избежать появления кальциевых бляшек. Как? Прямо сейчас сесть на антихолестериновую диету, записаться в спортзал и бросить курить.
ПРОСТАТА
Этот символ мужской силы, к сожалению, достаточно уязвимое и удобное для образования камней место.
Величина: от 0,1 до 1 см.
Состав: белок и аминокислоты, кальций, частицы омертвевших тканей. Цвет обычно серо-белый.
Причина появления: частые простатиты, нерегулярная половая жизнь, в результате которой секрет простаты застаивается и закупоривает участки железы. На месте таких участков через несколько лет и появляется камень.
Лечение: физиотерапия, ферментные препараты, которые могут растворить камень. Но без лечения воспалительного процесса - простатита, который чаще всего сопутствует возникновению камня, - эти меры неэффективны.
СЛЮННЫЕ ЖЕЛЕЗЫ
Еще одно укромное местечко для всевозможных камней и камушков.
Величина: от 0,1 до 0,5 см.
Причина появления: может быть, любители "пускать слюни" не так уж и не правы. Ведь основная причина формирования таких камней - нарушение оттока и застой секрета в околоушной слюнной железе. Иногда к образованию камня приводит воспаление или травма.
Состав: клетки эпителия, соли аминокислот, белковые элементы. По форме чаще всего напоминают миниатюрное веретено белесого цвета.
Лечение: хирургическое. Применяется при длительном воспалительном процессе, который, как правило, сопутствует камню.
Редко можно четко определить причины образования камней в почках даже в конкретно заданном случае. Почки – органы, которые являются частью системы регулирования постоянства внутреннего равновесия организма, следовательно, любые метаболические нарушения найдут свое отражение в их функциональности. Так, камни, возникшие в почках, скорее сего говорят об изменении их концентрационной и выделительной функций.
Как образуются камни
Чтобы понять, откуда берутся камни в почках, следует рассмотреть механизм их образования. Камни возникают их веществ, известных как растворимые соли. Соли могут существовать в растворенной или в твердой кристаллической форме. Когда концентрация соли в растворе достаточно высока, она начинает формироваться в твердые кристаллы в ходе процесса, называемом осаждение.
Чтобы наглядно понять этот процесс, достаточно представить себе самую известную соль – натрия хлорид в морской воде. Если оставить емкость с водой и позволить ей беспрепятственно испаряться, то со временем вы увидите выпавшую в осадок «морскую» соль.
Образование камней в почках происходит по тому же принципу, что и этот эксперимент. Соли осаждаются вокруг центра кристаллизации. Чем концентрированнее раствор, тем быстрее образуется кристалл
Моча содержит множество химических элементов, которые также могут объединяться с образованием солей. Эти химические вещества, как правило, пребывают в растворенном состоянии. Неожиданно оказалось, что в моче концентрация солей, как правило, намного выше, чем та, какую возможно создать в чистой воде. Это обусловлено свойствами самой мочи, а именно, наличием в ней специальных веществ – ингибиторов. Эти вещества препятствуют процессу осаждения солей.
Некоторые ингибиторы попадают в организм и мочу из пищи, например, цитраты, магний. Другие же являются белками, синтезированными нашим организмом, например, белок нефрокальцин, уропонтин. Важным свойством этих веществ является нарушение образования центра кристаллизации, повышения растворимости солей, препятствие адгезии солей к клеткам эпителия почек.
Процесс появления камней в почках начинается с «зарождения», когда факторы, способствующие кристаллизации, перевешивают факторы, угнетающие ее развитие.
Почему так происходит
Причины возникновения камней в почках могут быть следующими.
Недостаточный объем мочи
Одним из основных факторов, почему образуются камни в почках, является постоянно малый объем мочи. Он может быть обусловлен обезвоживанием (потеря организмом жидкости) при работе или проживании в условиях жары и малом потреблении воды. Когда объем мочи уменьшается, ее концентрация возрастает и первым делом темнее цвет. Лечение в таком случае предполагает быстро восстановить нормальный объем мочи, что снизит риск образования конкрементов.
Для взрослых с целью профилактики камнеобразования достаточным считается 2,5 л мочи в день, что соответствует потреблению 3 л жидкости.
Чтобы поддерживать нормальную концентрацию мочи, следует употреблять достаточное количество жидкости
Особенности питания
То, что вы едите, также может повлиять на возможность формирования конкрементов. Одной из наиболее распространенных причин образования кальциевых камней является высокий уровень кальция в моче. И главное здесь не то, сколько кальция вы едите, а как ваш организм его перерабатывает. Снижение количества кальция в рационе редко останавливает формирование конкрементов.
В таком случае рационально снижать уровень кальция именно в моче. Это делают, ограничивая потребление поваренной соли. Механизм довольно прост: соль NaCl несет с собой избыток ионов Cl-, они уравновешиваются ионами Сa+. При избытке соли кальций связывается и нарушается его реабсорбция в петле нефронов почки.
Кальциевые камни бывают в 80% случаев мочекаменной болезни и чаще всего представлены солями щавелевой кислоты, но также возможно и выпадение в осадок фосфатов кальция, такие соединения называются брушит.
Другим распространенным видом камней в почках являются оксалаты. Это соли щавелевой кислоты, которая в больших количествах присутствует в некоторых продуктах питания. Щавель, ревень, гречиха, шпинат, сахарная свекла, какао, шоколад, орехи, ягоды, фасоль, петрушка, черный перец – вот малая доля продуктов, богатых щавелевой кислотой.
Причины появления камней – образование труднорастворимых оксалатов кальция, железа, магния. Их форма крайне опасна для почек и мочеточников, поскольку у кристаллов острые края и шипы, они могут травмировать мочевыводящие пути. Гипероксалатурии способствует пониженное содержание витамина В6, синдром короткого кишечника, уменьшение в кишечнике популяции бактерий Oxalobacter formigenes (эти микроогранизмы способны разрушать оксалаты). Это приводит к неспособности правильно усваивать жиры и питательные вещества. Кальций может связываться с неиспользованными жирами вместо оксалатов, что приводит к накоплению последних.
Рекомендации по питанию для профилактики образования камней в почках
Диета с высоким содержанием белков животного происхождения, такие как говядина, рыба, курица и свинина, «закисляет» организм. При кислом рН мочи в ней легче происходит процесс осаждения солей. Особенно это имеет значение для образования уратов – камней из солей мочевой кислоты. Кислая моча вместе с избытком пуриновых оснований из белковой пищи – факторы, какие способствуют этому процессу.
Большое количество белковых оснований встречается при таком заболевании как подагра – нарушении обмена веществ. Особо подвержены образованию уратов больные сахарным диабетом 2-го типа (у них моча имеет очень кислый рН) и люди с инсулинорезистентностью, поскольку у них нарушается транспортная система солей через почки. Уратные камни обнаруживают у 10% пациентов с мочекаменной болезнью.
Заболевания ЖКТ
«Кишечный» фактор. Некоторые заболевания желудочно-кишечного тракта, сопровождающиеся постоянной диареей (болезнь Крона, язвенный колит), приводят к обезвоживанию организма. Высокая концентрация мочи, в первую очередь, провоцирует образование оксалата кальция.
Состояние здоровья других органов
Собственно нарушение функции органов
К примеру, гиперфункция паращитовидной железы, которая контролирует метаболизм кальция, может вызвать повышение содержания этого элемента в крови и моче.
Другой возможный вариант – почечный канальцевый ацидоз, связанный со структурным нарушением почечных канальцев. Это состояние характеризуется повышением кислотности мочи и системным ацидозом, что создает благоприятные условия для образования камней кальция фосфата.
Инфекционно - воспалительные заболевания органов мочевыделительной системы
Возбудители Proteus., Pseudomonas, Klebsiella, Serratia, Staphylococcus, которые в принципе являются нормальной микрофлорой кишечника, при попадании в мочевыводящие пути способны содействовать образованию струвитных камней. Это происходит потому, что бактерии продуцируют особый фермент уреазу, она расщепляет мочевину на магний аммония фосфат и кальция карбонат, из чего состоят камни. Образовываются камни за довольно короткое время. Дополнительным фактором, способствующим образованию этого вида камней, является щелочная реакция мочи, которую обуславливают бактерии. Бактериальная природа повышает вероятность возникновения струвитных камней у женщин, так как у них легче происходит заражение.
Струвитные камни чаще образуются у женщин
В сочетании с инфекцией, любое состояние, препятствующее нормальному оттоку из мочевого пузыря, способствует застою мочи, размножению в ней бактерий и повышает риск образования струвитных камней. Во всем мире, они составляют до 30% случаев.
Редкие генетические заболевания
К таковым можно отнести цистинурию – наследственно обусловленное нарушения обмена белка, при котором аминокислота цистин не всасывается в кишечнике, а фильтруется из крови в почки. Это вещество не растворяется в моче и способно образовывать цистиновые камни. Встречается довольно редко – у 1% пациентов. Еще более редкое генетическое заболевание – нарушение обмена соединения азота ксантина, вследствие чего появляются камни в почках – ксантиновые камни.
Еще одно редкое заболевание – первичная гипероксалурия. Это патологическое состояние, когда в тканях организма откладывается много оксалатов. Они образуются в печени вместо глицина из глиоксиловой кислоты в отсутствии специфического фермента.
Медикаментозные препараты
Некоторые лекарственные препараты могут увеличивать риск образования камней.
| Кальциевые камни |
|
| Уратные камни |
|
| Камни различного происхождения |
|
Факторы риска
Пол и возраст
Камни в почках у мужчин могут образовываться в два раза чаще, чем у женщин. Этому есть несколько объяснений. Во -первых – пищевые привычки. Мужчины часто употребляют мясную белковую пищу, да к тому же в сочетании с алкоголем, отчего могут появляться ураты. Но самое главное – это наличие мужских гормонов-андрогенов. Гормоны надпочечников дегидроэпиандростерон, андростендион, тестостерон способствуют образованию камней – нефролитиазу. Риск камней в почках увеличивается у мужчин в возрасте от 40 и продолжает расти до 70 лет. К 70 годам, 11% мужчин будут иметь почечные камни.
Андрогены и пищевые привычки увеличивают риск образования камней у мужчин
Женские гормоны (эстрогены) фактически снижают риск гипероксалурии. Эстроген может помочь предотвратить образование камней оксалата кальция, сохраняя рН мочи щелочной, а также за счет повышения уровня угнетающих камнеобразование цитратов.
Камни в мочевыводящих путях у детей, как правило, могут браться в связи с генетическими факторами или деформацией мочевыводящих путей.
Ожирение и увеличение веса
Есть предположения, почему появляются камни у страдающих увеличением массы тела. Скорее всего, это связано с большим количеством жировой ткани и резистентностью к инсулину. Тучные люди способны выделять больше кальция и мочевой кислоты в мочу, что повышает вероятность образования камней в почках.
Наследственная предрасположенность
Риск образования камней в почках возрастает, если у членов семьи уже случались эпизоды мочекаменной болезни. Свою роль играет генетически обусловленная недостаточность ферментативной системы, как в случае с подагрой, цистинурия и ксантиурией.
Географические факторы
Концентрация солей в грунтовых водах и растениях зависит от района проживания
Образ жизни
Некоторые продукты питания увеличивают риск камнеобразования у людей, имеющих генетическую или медицинскую предрасположенность. Однако, профилактически для всех групп населения, стоит избегать большого употребления животного белка, пищи богатой оксалатами и неограниченного потребления соли.
Стресс
Недавние исследования показали, что люди, пребывающие в состоянии стресса, имеют больший риск мочекаменной болезни. Изменения, которые происходят в почках, вызваны гормоном стресса – вазопрессином, который уменьшает объем мочи и, следовательно, повышает ее концентрацию и склонность к выпадению осадка солей.
Каменный уголь - осадочная порода, которая образуется в земном пласте. Уголь - превосходное топливо. Считается, что это самый древний вид топлива, который использовали наши далекие предки.
Как образуется каменный уголь
Для образования угля необходимо огромное количество растительной массы. И лучше, если растения накапливаются в одном месте и не успевают разлагаться полностью. Идеальное место для этого - болота. Вода в них бедна кислородом, что препятствует жизнедеятельности бактерий.
В болотах накапливается растительная масса. Не успевая полностью сгнить, она спрессовывается следующими отложениями почвы. Так получается торф - исходный материал для угля. Следующие пласты почвы как бы 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 образовались в эпоху палеозоя, т. е. более 300 млн. лет назад.
Характеристики и виды каменного угля
(Бурый уголь )
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.
Антрацит - более древняя порода. Залегает на глубинах порядка 5 км. В нем больше углерода и практически нет влаги. Антрацит - твердое топливо, плохо воспламеняется, зато удельная теплота сгорания самая высокая - до 7400 ккал/кг.
(Уголь антрацит )
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.
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.
Месторождение каменного угля
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.
В России самый большой угольной бассейн - Кузнецкий, что в Кемеровской области. Запасы Кузбасса составляют 640 млрд. тонн.
Перспективна разработка месторождений в Якутии (Эльгинское) и в Тыве (Элегестское).
Добыча каменного угля
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. От нее ведут горизонтальный тоннель - штольню.
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.
Применение каменного угля
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.
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.