Kolenlaag

figuur 1. Kolenlagen (donkere zwarte banden) in een rots.

een kolenlaag is een donkerbruine of zwarte afzetting van steenkool die zichtbaar is in lagen gesteente. Deze lagen bevinden zich onder de grond en kunnen worden ontgonnen met behulp van deep mining of strip mining technieken, afhankelijk van hun nabijheid tot het oppervlak. Deze lagen ondergaan normale kolenvorming en dienen als een conventionele steenkoolbron. De steenkoolreserves zijn immens en zijn de grootste van alle fossiele brandstoffen.

deze lagen kunnen ook fungeren als een onconventionele bron van aardgas. Wanneer aardgas wordt gewonnen uit een kolenlaag, is het bekend als kolenlaag gas of kolenbed methaan. Dit gas bindt zich aan het oppervlak van ondergrondse kolenlagen, die over het algemeen met water worden gevuld. Door de druk van dit water vormt het gas een dunne laag op het oppervlak van de kool. Het niveau van het aan de kolenlaag gebonden gas hangt af van de dikte van de kolen, de diepte van de kolen en de permeabiliteit.

vorming

hoofdpagina

kolenlagen worden gevormd uit dood en rottend organisch materiaal. Over het algemeen kwam deze materie uit oude veengebieden die stierven en in ondiepe, stilstaande wateren vielen. Toen dit materiaal verging, werd het na verloop van tijd turf. Toen dit Veen onder sediment werd begraven, nam de temperatuur toe en werd de druk groter. Deze compressie en verhitting veranderde langzaam de zachte turf in hardere bruinkool. Met verdere begraving en compressie werd deze bruine bruinkool subbitumineuze kool, daarna bitumineuze kool en tenslotte antracietkool. Ongeacht de grootte of plaatsing van de kolenlaag blijft dit vormingspatroon hetzelfde.

locatie

de grootte, de locatie en de toegankelijkheid van kolenlagen kunnen sterk variëren. Als gevolg van extreme druk die betrokken zijn bij de compressie van het veen bij de vorming van steenkool, zal ongeveer 10 meter turf slechts ongeveer 1 meter steenkool vormen. De dikte van de steenkoolbanden kan echter aanzienlijk variëren, afhankelijk van de hoeveelheid turf die aanvankelijk werd begraven. Er zijn kolenlagen gevonden die zo klein zijn als 30 centimeter (of ongeveer een voet) helemaal tot meer dan 30 meter breed. Bovendien kunnen deze naden zeer diep of vrij dicht bij het oppervlak worden begraven. Meestal worden de diep begraven lagen ontgonnen met behulp van diepe mijntechnieken, terwijl die dicht bij het oppervlak worden verkregen door middel van strip mijnbouw.

Branden

Figuur 2. Een deel van een snelweg verwoest door de Centralia mijnbrand.

kolenlagen kunnen een brandgevaar opleveren en daardoor soms beginnen te smeulen. Over het algemeen worden deze branden ontstoken door bovengrondse branden, maar kunnen blijven smeulen onder de grond voor vele jaren. Soms kunnen deze branden tientallen jaren of eeuwen branden totdat de brandstof onder het oppervlak is opgebruikt of het vuur is gedoofd. Een van de bekendste kolenbranden is de Centralia-mijnbrand, die al sinds 1962 brandt. Hoewel deze branden gevaarlijk en belangrijk zijn om te blussen, zijn ze duur en moeilijk te blussen. Internationaal branden duizenden ondergrondse kolenbranden op elk continent behalve Antarctica. Deze branden zijn gevaarlijk omdat ze giftige dampen afgeven – waaronder kooldioxide, methaan en kwik – en nieuwe bovengrondse branden kunnen ontsteken. De wereldwijde uitstoot van kolenbrand veroorzaakt naar schatting jaarlijks 40 ton kwik in de atmosfeer en vertegenwoordigt 3% van de jaarlijkse CO2-uitstoot in de wereld.