الصخور الفحمية المعروفة أيضًا باسم الفحم، هي نوع من الصخور الرسوبية القابلة للاحتراق. يتكون الفحم من الكربون وبعض العناصر الأخرى مثل الهيدروجين، الكبريت، الأكسجين، والنيتروجين. يتم تصنيف الفحم إلى عدة أنواع بناءً على كمية الكربون ودرجة الحرارة التي تعرض لها خلال تكونه. تتضمن هذه الأنواع أنثراسايت، بيتومينوس، سابيتومينوس، ولجنيت. كل نوع من هذه الأنواع له خصائص فريدة تجعله مناسبًا لأغراض معينة.
الصفات العامة للصخور الفحمية
1. التكوين الكيميائي
- الكربون: العنصر الأساسي في الفحم. كلما زادت نسبة الكربون، زادت جودة الفحم وقدرته على إنتاج الطاقة.
- الهيدروجين: يوجد بكميات متفاوتة ويؤثر على كمية الطاقة المنتجة عند حرق الفحم.
- الأكسجين: يؤثر على جودة الفحم وكفاءة الاحتراق.
- الكبريت: يمكن أن يسبب انبعاثات ضارة عند حرق الفحم، مما يجعل الفحم ذو نسبة كبريت منخفضة مرغوبًا أكثر.
- النيتروجين: يوجد بكميات قليلة ولكنه يمكن أن يساهم في تكوين أكاسيد النيتروجين عند الاحتراق.
2. التركيب الفيزيائي
- اللون: يتراوح لون الفحم من البني إلى الأسود اللامع. كلما كان الفحم أكثر لمعانًا، كلما زادت درجة تحوله واحتوائه على الكربون.
- الكثافة: تختلف كثافة الفحم باختلاف نوعه. عادةً ما يكون الأنثراسايت الأكثر كثافة والأكثر صلابة بين أنواع الفحم.
- الصلابة: تختلف درجة صلابة الفحم باختلاف نوعه. الأنثراسايت هو الأصعب، بينما اللجنيت هو الأقل صلابة.
- البنية: يمكن أن يكون الفحم حبيبيًا أو رقائقيًا أو متكتلًا، بناءً على العمليات الجيولوجية التي تعرض لها.
3. الخصائص الحرارية
- قيمة التدفئة: تعتبر مقياسًا لمقدار الطاقة التي يمكن الحصول عليها من الفحم عند حرقه. الفحم ذو نسبة كربون عالية يمتلك قيمة تدفئة أعلى.
- الاحتراق: الفحم الجيد يحترق ببطء ويوفر حرارة مستمرة. الفحم ذو نسبة رطوبة عالية قد يحترق بسرعة أكبر ويحتاج إلى تجفيف قبل الاستخدام.
4. التصنيف
- اللجنيت: يعتبر أقل أنواع الفحم نضجًا، ويحتوي على نسبة عالية من الرطوبة ومنخفضة من الكربون.
- السابيتومينوس: يتميز بنسبة أعلى من الكربون وقيمة تدفئة أفضل من اللجنيت.
- البيتومينوس: يحتوي على نسبة عالية من الكربون وقيمة تدفئة مرتفعة، وهو الأكثر شيوعًا في الاستخدام الصناعي.
- الأنثراسايت: الأكثر نقاءً بين أنواع الفحم، يحتوي على نسبة عالية جدًا من الكربون ويحترق ببطء مع إنتاج حرارة كبيرة.
5. الاستخدامات
- الطاقة: يستخدم الفحم بشكل رئيسي في توليد الكهرباء عن طريق محطات توليد الطاقة البخارية.
- الصناعة: يدخل في العديد من العمليات الصناعية مثل إنتاج الفولاذ والأسمنت.
- التدفئة: يُستخدم الفحم في بعض المناطق كمصدر رئيسي للتدفئة.
6. التأثيرات البيئية
- انبعاثات الكربون: يساهم حرق الفحم في زيادة انبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون، مما يساهم في ظاهرة الاحتباس الحراري.
- المواد الضارة: انبعاثات الكبريت والنيتروجين من حرق الفحم يمكن أن تؤدي إلى تلوث الهواء والماء.التعدين: استخراج الفحم
- يمكن أن يتسبب في تدهور البيئة المحيطة وفقدان التنوع البيولوجي.
في الختام، الصخور الفحمية تلعب دورًا مهمًا في توليد الطاقة والصناعة، ولكنها تأتي مع تحديات بيئية يجب معالجتها بعناية لتحقيق التوازن بين الفوائد الاقتصادية والتأثيرات البيئية.
