III Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
ОТКУДА В НАШ ДОМ ПРИХОДИТ ТЕПЛО?
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Актуальность исследования:
Осень и зима. С каждым днём становится всё холоднее. Но, несмотря на это в наших домах, школах, магазинах, больницах и других помещениях круглый год тепло. Мы все привыкли к этому теплу, и даже не представляем, что может быть иначе.
Я неслучайно выбрал тему для исследования «Откуда в нашем доме тепло?». Ведь я живу в городе Черногорске, а рядом с городом находится самый большой в Хакасии разрез «Черногорский» и шахта «Хакасская».Мне захотелось раскрыть тайны образования угля,узнать технологию добычи угля на угольном разрезе.
Цель исследования:получить знания о том, как в наши дома приходит тепло.
Задачи:
1. Сбор и анализ теоретических и практических материалов о полезном ископаемом - угле.
2. Изучить технологию добычи угля на разрезе «Черногорский»
Объект исследования:
Добыча угля на разрезе «Черногорский».
Предмет исследования:
Уголь - как полезное ископаемое.
Гипотеза:
Если на угольных разрезах будет вестись добыча угля, то в дома будет поступать тепло.
Методы исследования:
1. Обзор литературы.
2. Обзор материалов по сети Интернет.
3. Наблюдение.
4. Фотосъёмка.
5. Экскурсия.
Практическая значимость исследования: работа может быть использована на уроке окружающего мира при изучении темы «Полезные ископаемые», на факультативном занятии, на классном часе.
ГЛАВА 1
Анкетирование
К нам домой привозили черные камни, и я задумался: «Что это? Зачем они нужны?».
И я узнал, что это уголь и он нужен для того что бы дома было тепло.
Я решил узнать:
«Откуда в наш дом приходит тепло?»;
«Что такое уголь и где его берут?».
Также я решил спросить у одноклассников: «Знают ли они, откуда в наш дом приходит тепло?». И провёл анкетирование.
Результаты анкетирования:
Участие в анкете приняли 25 человек из класса.
На вопрос:
1. «Знаете ли Вы откуда в наш дом приходит тепло?» 17 человек ответили «Нет»
2. «Знаете ли Вы что такое уголь?» 16 человек ответили «Нет»
3. «Знаете ли Вы как добывают уголь?» 14 человек ответили «Нет»
4. «Знаете ли Вы где получают тепло?» 16 человек ответили «Нет»
5. «Знаете ли Вы о важности угля?» 14 человек ответили «Нет»
По результатам анкетирования, для наглядности, я построил графики.
Вывод: Из анкетирования я понял, что много одноклассников не знают, что такое уголь, и где его берут. И я решил узнать и рассказать всем, что такое уголь.
ГЛАВА 2
Что такое уголь?
Я узнал, что уголь — это полезное ископаемое, образовавшееся из частей древних растений под землей без доступа кислорода.
Уголь был первым из используемых человеком видов ископаемого топлива. Без угля мы не получим ни тепла, ни электричества.
Международное название углерода происходит от лат. carbō («уголь»).
Как и где образовался уголь
Уголь образуется в условиях, когда гниющий растительный материал накапливается быстрее, чем происходит его бактериальное разложение. Идеальная обстановка для этого создается в болотах, где стоячая вода, обеднённая кислородом, препятствует жизнедеятельности бактерий и тем самым предохраняет растительную массу от полного разрушения. На определенной стадии процесса выделяемые в ходе его кислоты предотвращают дальнейшую деятельность бактерий. Так возникает торф — исходный продукт для образования угля. Если затем происходит его захоронение под другими наносами, то торф испытывает сжатие и, теряя воду и газы, преобразуется в уголь.
Состав угля
Уголь, подобно нефти и газу, представляет собой органическое вещество, подвергшееся медленному разложению под действием биологических и геологических процессов.
Основа образования угля — растительные остатки.
Виды угля
Из книг я узнал, что в зависимости от количества удельного количества углерода в угле различают четыре его типа: бурые угли (лигниты), каменные угли, антрациты и графиты.
Бурые угли являют собой твердые ископаемые угли, которые образовались из торфа и на 65-70% состоят из углерода. Данный вид бурого цвета наиболее молодой среди всех ископаемых углей. Формируется под воздействиями высокой нагрузки и повышенной температуры из органических отмерших остатков на глубинах около 1 километра.
Каменные угли представляют собой осадочную породу, образовавшуюся из разложения различных остатков растений (хвощей, первых голосеменных растений, древовидных папоротников и плаунов). Каменные угли образуются из бурых на глубинах около трех километров. Имеет высокую теплоту сгорания из-за содержания 8-20% влаги и в зависимости от сорта – от 75% до 95% углерода.
Антрациты являются углями самой высокой степени углефикации. Отличаются высокой плотностью и блеском. Углерода содержат 95%. Формируются под действием температуры и давления из каменного угля на глубинах около 6 километров. Применяются в качестве твердого высококалорийного топлива, поскольку имеют наивысшую степень теплоты сгорания, но при этом плохо воспламеняются.
Графиты – минералы, являющиеся наиболее устойчивой в земной коре полиморфной гексагональной модификацией углерода. Имеют слоистую структуру. Химически стойкие, электропроводны и огнеупорные. Используются при изготовлении щелочных аккумуляторов, электродов, карандашей, плавильных тиглей, а также в литейном деле. Хотя графиты получают и искусственным путем – нагреванием без доступа воздуха антрацита.
Каменный уголь: свойства и применение
Каменный уголь – твердое полезное ископаемое черного, иногда серо-черного цвета; хрупкий горючий материал. Энергетические свойства каменного угля зависят от многих факторов, в том числе, места добычи и условий хранения. Поэтому указаны усредненные данные о его свойствах:
процентное содержание летучих материалов: 39-41%;
процентное содержание золы: 14-16%;
процентное содержание серы: 0,5%;
калорийность: 5400-7000 ккал/кг;
влажность: 13-15%.
Способы добычи угля
Я узнал о способах добычи угля, которые зависят от глубины его залегания. Разработка ведется открытым способом в угольных разрезах, если глубина залегания угольного пласта не превышает 100 метров. Для добычи угля с больших глубин используется подземный способ, с помощью шахт. Самые глубокие шахты на территории Российской Федерации добывают уголь с глубины до 1200 метров.
Вред от угля
Когда я был на угольном разрезе «Черногорский» я узнал, что добыча угля связана с риском для жизни, и несмотря на строгие меры безопасности, ежегодно во всём мире погибают сотни шахтеров. Да и сжигание угля чревато экологическими последствиями и приводит ко многим заболеваниям, а дым и газы выделяемые при сжигании угля, могут стать причиной рака и заболевания легких.
Угольные газы также содержат соединения серы, вызывающие кислотные дожди. В результате наносится вред растительности, гибнет рыба и другие представители водной фауны, разрушаются здания.
Вывод: Я узнал, что такое уголь, как он формируется и как его добывают.
ГЛАВА 3
Технология добычи угля на разрезе «Черногорский»
Со смотровой площадки разреза я увидел, что угольные пласты похожи на пирог, где уголь чередуется с породой.
Одни угольные пласты простираются на сотни и тысячи километров, другие резко изменяются на коротком расстоянии и могут расщепляться, образуя веер самостоятельных пластов.
Чтобы добыть уголь, необходимы вскрышные работы.
Огромный экскаватор РС-4000 своим большим ковшом загружает вскрышную породу в БелАЗ, для транспортирования породы в отвал, на отвалах проводится формирование насыпи с помощью бульдозера.
Вскрытый угольный пласт подготавливают для взрыва и буровым станком бурят скважины которые заряжаются взрывчатым веществом для разрыхления угля
Когда угольный пласт вскрыт, экскаватор загружает уголь в самосвалы, которые везут его на обогатительную фабрику.
На Обогатительной фабрике происходит процесс обогащение угля, улучшается его качество за счёт отделения лишних примесей от угля, повышается калорийность и уменьшается зольность угля.
После процесса обогащения происходит отгрузка потребителям. Погрузка угольной продукции ведётся в железнодорожные вагоны и в автомобильный транспорт.
Уголь отвозят на ОАО «Хакасский ТЭК» где его сжигают в котлах и тепло по трубам попадает в дома, или в частных домах его сжигают в печках и отапливают дом.
Вывод: Я узнал, как добывают уголь на разрезе «Черногорский» и куда его транспортируют для получения тепла в домах.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проведя своё исследование, Я узнал всю цепочку от формирования угля до сжигания его для получения тепла.
Оказывается - это очень трудоёмкий и опасный процесс. В нём принимают участие много людей различных горных и другихпрофессий. Они работают в сложных условиях и в любую погоду. Их труд необходим всем нам.
Я узнал про уголь много! Уголь это жизнь!
Город Черногорск был построен для добычи каменного угля, а следовательно, угольная промышленность дала развитие городу Черногорск.
Если бы не была угля, не было бы и тепла, а значит не было бы и жизни!
После моего рассказа, я снова провёл анкетирование.
Результаты анкетирования
Вывод: Мои одноклассники все ответили, что узнали об угле больше и откуда в наши дома приходит тепло.
.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
-
Угольная летопись Хакасии. От первых упоминаний до наших дней. – Абакан: ООО «Кооператив «Журналист», 2014.
-
В.Д.Войлошников, И.А.Войлошникова. Книга о полезных ископаемых. М. Мир, Недра. – 1991.
-
Интернет ресурсы