نظرة عامة عن الفحم:

الفحم: هو عبارة عن صخور رسوبية طبقية يكون على شكل غير نقي من الكربون وعادة ما يكون أسود اللون على الرغم من أنه بني في بعض الأحيان، تشكلت من بقايا غابات شاسعة وكثيفة من الأشجار والنباتات التي نمت منذ ملايين السنين وغُمرت في النهاية تحت رواسب رسوبية أخرى.


تم تشكيل معظم الفحم الذي نحصل عليه اليوم في فترة الكربون التي كانت منذ ما يقرب من سنوات بعيدة، خلال هذه المرحلة كانت الأرض تغرق ببطء وكانت مساحات شاسعة من سطح الأرض مغطاة بمستنقعات وبحيرات كبيرة مع غابات كثيفة من الأشجار سريعة النمو والنباتات مثل السرخس والورود، لم تكن هناك مواسم صيف وشتاء وكان المناخ دائمًا دافئًا؛ ربما لأن المناطق الحاملة للفحم في أوروبا وأمريكا كانت في ذلك الوقت قريبة جدًا من خط الاستواء، كبرت النباتات والأشجار وذابت وماتت بعد ذلك غارقة ببطء في مياه المستنقعات ثم تم تفكيكها بفعل البكتيريا وخضعت ببطء لعملية التسوس.


على مدى فترة من الزمن شكلت الأخشاب المتحللة وغيرها من المواد النباتية طبقات سميكة مسجلة بالمياه ذات طبيعة خثية، تم تغطيتها بعد ذلك بطبقات من الطين والرمل ترسبتها المجاري المائية بطيئة التدفق في دلتا الأنهار، قد تكون حركات الأرض والزلازل قد تسببت في تدفق المياه المحملة بالرواسب عبر طبقات الغطاء النباتي المتحلل أو ربما تكون المجاري المائية قد تجمدت بالطمي وانفجرت على ضفافها، كان سطح الأرض بالكامل في المناطق الحاملة للفحم يغرق ببطء تحت ثقل رواسب الدلتا وهكذا تم وضع اللحامات أو الطبقات الأولى لما كان سيصبح فحمًا وتكررت العملية عدة مرات. 


نمت الأشجار والنباتات مرة أخرى وتعفنت جزئيًا وسقطت في المستنقع، منها الذي غرق ومنها ما تغطى بالوحل والرمل، اكتملت عملية تحويل النباتات إلى الفحم التي بدأتها البكتيريا بالحرارة المنبعثة من مركز الأرض وضغط الطين والرمل الموجود فوق الخث، عندما يتم ضغط الماء والغازات تحول طبقات الخث أولاً إلى الليغنيت وهو فحم طري نصفه متشكل وغالبًا ما يكون بني اللون ثم إلى ما يعرف بالفحم القاري النوع الأسود الأكثر شيوعًا في الاستخدام وأخيراً إلى أنثراسايت.

طرق تعدين الفحم:

يتم استخراج الفحم من الأرض بطريقتين: التعدين السطحي والتعدين تحت الأرض وكلاهما يستخدم رافعات كبيرة لرفع الفحم من تحت الأرض،  يتم نقل المزيد من الفحم إلى محطات الطاقة الحرارية بواسطة القطارات أو الشاحنات أو السفن أو حتى خطوط الأنابيب، يعد التعدين السطحي أسهل إلى حد ما من التعدين تحت الأرض، حيث يتوفر معظم الفحم بالقرب من قشرة الأرض ويتم استخراج باقي الفحم بالحفر حتى عمق 1000 قدم تقريبًا، فيما يلي طرق تعدين الفحم:

  • التعدين السطحي: التعدين السطحي أقل تكلفة من التعدين تحت الأرض ويأتي منه حوالي 60٪ من الفحم ويتم ذلك باستخدام بعض الآلات العملاقة لإزالة التربة العلوية واستخراج الصخور السوداء الساخنة من تحتها، تم العثور على كتل الفحم الضخمة هذه على عمق أقل من 200 متر تحت الأرض وبمجرد استخراج كل الفحم تمتلئ المنطقة بالتربة والطين.


    التعدين تحت الأرض: في هذا النوع من التعدين يتم استخراج الفحم من عدة أقدام تحت الأرض، يستخدم التعدين تحت الأرض المصاعد من خلال المصاعد التي ينزلها عمال التعدين إلى الأسفل ويستخدمون الآلات لاستخراج الفحم، يعتبر التعدين تحت الأرض أمرًا خطيرًا حيث قد يحاصر عمال المناجم بالداخل في حالة وقوع أي حادث، علاوة على ذلك تنتج مناجم الفحم هذه بعض الغازات التي قد تؤثر على الصحة العامة لعمال المناجم.

الفحم وتأثيره على البيئة:

الفحم هو الوقود الأحفوري الأكثر وفرة على وجه الأرض، حيث أنه خدم البشرية منذ عدة عقود، من وجهة نظر البيئة يعد الفحم هو أخطر مصدر للطاقة، يتكون الفحم بشكل أساسي من الكربون والهيدروجين وكمية صغيرة من الكبريت والحديد، عند الاحتراق يطلق بعض الغازات الضارة غير الصديقة للبيئة، عندما يتم إطلاق الكربون عن طريق حرق الفحم فإنه يختلط بالأكسجين ويشكل ثاني أكسيد الكربون.


ثاني أكسيد الكربون هو أحد الغازات المسببة للاحتباس الحراري المسؤول الوحيد عن الاحتباس الحراري، الغازات المختلفة الأخرى التي تتكون عن طريق احتراق الفحم هي ثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين والرماد، بصرف النظر عن إنتاج الغازات الضارة فإنه يؤثر أيضًا على عدم التوازن البيئي، حيث يجب تعدين مساحات كبيرة لاستخراج الفحم.


يوجد الفحم في الغالب على السطح حيث تقوم الصناعات التي تقوم باستخراج الفحم بإزالة التربة فوق رواسب الفحم مما أدى الى استخراج الفحم على نطاق واسع إلى تغيير المشهد العام، الأنهار التي تتدفق عبر هذه المناطق تحتوي على شوائب مثل خليط الصخور والغبار، حيث يمكن أن تؤثر الملوثات في النهر على الحيوانات المائية، بالإضافة إلى ذلك فإنه يؤثر أيضًا على حياة العمال الذين يعملون في مناجم الفحم هذه، تؤثر الغازات السامة المنبعثة من هذه المناجم على الصحة ويمكن أن تؤدي حوادث التعدين إلى خسائر في الأرواح، يعد تعدين الفحم تحت الأرض مهنة خطيرة يمكن أن تؤدي إلى أمراض الرئة من غبار الفحم في المناجم.


ترتبط الزيادة في ظاهرة الاحتباس الحراري ارتباطًا مباشرًا بزيادة استخدام الفحم لتلبية احتياجاتنا اليومية، في حين أن التقدم التكنولوجي جعل من الممكن التقاط العديد من الشوائب قبل إطلاقها أخيرًا في الغلاف الجوي إلا أن استخراج الفحم واستخدامه على نطاق واسع قد أثر حتى الآن على البيئة بطريقة سيئة.

استخدامات مختلفة للفحم:

للفحم العديد من الاستخدامات المهمة في جميع أنحاء العالم، حيث تتمثل أهم استخدامات الفحم في توليد الكهرباء وإنتاج الصلب وتصنيع الأسمنت وكوقود سائل، وفيما يلي بعض استخدامات للفحم:

  • الكهرباء: الغرض الأساسي من تعدين الفحم هو إنتاج الكهرباء فبمجرد استخراج الفحم يتم نقله إلى محطات توليد الطاقة بالفحم في شاحنة أو قطار، تحتاج محطات الطاقة هذه إلى احتياطيات ضخمة من الفحم لإنتاج الكهرباء على أساس دائم، تستخدم المحطة التي تعمل بالفحم الفحم لإنتاج البخار ثم يتم استخدام البخار لتحريك التوربينات التي تولد الكهرباء، أكبر طلب على الفحم اليوم هو من محطات الطاقة الكهربائية.

  • الاستخدام الصناعي: لا يزال الفحم يُستخدم في إنتاج فحم الكوك، حيث يتم إنتاج هذا الفحم من الشوائب التي يتم الحصول عليها عن طريق حرق الفحم والقطران والأمونيا والبنزول وما إلى ذلك والتي يتم استخدامها في الصناعات الكيماوية المختلفة لصنع الأسمدة والمطهرات والأدوية وغيرها الكثير.

  • تطهير الجهاز الهضمي: تتمثل إحدى طرق تطهير الجهاز الهضمي في استخدام الفحم المنشط لإزالة السموم واستعادة التوازن الطبيعي في الإنزيمات والفيتامينات والمعادن والمركبات العضوية الأخرى التي يستخدمها الجسم بانتظام، يمكن إجراء عملية التطهير الهضمي بشكل طبيعي دون القلق من الآثار الجانبية والمضاعفات الضارة.