Развитие паровой машины резко повысило эффективность добычи угля во время промышленной революции, сделав уголь более дешевым, доступным и легкодоступным источником энергии. Это привело к созданию условий труда, которые спровоцировали появление влиятельных профсоюзов, и к загрязнению окружающей среды, которое вызвало экологическое движение.
КЛЮЧЕВЫЕ МОМЕНТЫ
- Уголь - это горючая осадочная порода черного или коричневато-черного цвета, расположенная в слоях или жилах, называемых угольными пластами или угольными пластами. Он состоит в основном из углерода, а также из различных количеств других элементов, в основном водорода, серы, кислорода и азота. Ископаемое топливо, уголь образуется из мертвых растений.
- Ранняя добыча угля была мелкой, уголь лежал либо на поверхности, либо очень близко к ней. Ранние методы добычи угля оставили после себя значительное количество годного к употреблению угля. Хотя глубокая добыча полезных ископаемых в Британии имела место еще в 1500-х годах, разработка глубоких шахт начала активно развиваться в конце 18 века, с быстрым расширением в течение 19 века и начала 20 века, когда отрасль достигла своего пика. Угольные месторождения способствовали процветанию регионов, в которых они находились. В Великобритании угля было так много, что его предложение можно было увеличить, чтобы удовлетворить быстро растущий спрос.
- Уголь сыграл центральную роль в разработке паровой машины, и, в свою очередь, паровая машина резко повысила эффективность добычи угля. Введение парового насоса Томасом Савери в 1698 году и паровой машины Ньюкомена в 1712 году значительно облегчило удаление воды из шахт и позволило сделать шахты глубже, что позволило добывать больше угля. Следующий важный шаг произошел, когда Джеймс Ватт разработал улучшенную версию движка Ньюкомена. Двигатели Ватта мощностью десять лошадиных сил позволяли приводить в действие широкий спектр производственного оборудования.
- Добыча угля оставалась очень опасной из-за наличия рудничного газа во многих угольных пластах. Условия работы были очень плохими, с большим числом пострадавших в результате камнепадов. Добыча угля также исторически была связана с кабальным трудом еще долгое время после того, как рабство было официально отменено во многих частях мира. Некоторые из самых серьезных злоупотреблений детским трудом продолжались на угольных шахтах. Шахтеры, менее затронутые импортной рабочей силой или машинами, чем рабочие хлопчатобумажных фабрик, начали создавать профсоюзы и вести жестокую борьбу за заработную плату против угольщиков и арендаторов роялти.
- Замена древесины и других видов биотоплива углем также стала серьезным изменением в металлургической промышленности во время промышленной революции. Для получения определенного количества тепла уголь требовал гораздо меньше труда, чем рубка дров и преобразование их в древесный уголь. Угля также было больше, чем древесины. Технология отражательной печи, которая предотвращает попадание примесей из угля в металл, была в то время очень развитой. Уголь также занимал центральное место в газовой осветительной промышленности.
- Истоки экологического движения лежат в ответ на рост уровня дымового загрязнения атмосферы во время промышленной революции. Появление крупных заводов и соответствующий огромный рост потребления угля привели к беспрецедентному уровню загрязнения воздуха в промышленных центрах. Первые неправительственные организации и политика защиты окружающей среды стали результатом развития угольной промышленности во время промышленной революции.
Уголь и добыча угля в Великобритании
Уголь - это горючая осадочная порода черного или коричневато-черного цвета, расположенная в слоях или жилах, называемых угольными пластами или угольными пластами. Уголь состоит в основном из углерода, а также других элементов, в основном водорода, серы, кислорода и азота. В качестве ископаемого топлива уголь образуется, когда мертвые растительные вещества превращаются в торф, который, в свою очередь, превращается в лигнит, затем полубитуминозный уголь, битуминозный уголь и, наконец, антрацит. Это связано с биологическими и геологическими процессами, происходящими во времени.
История добычи угля насчитывает тысячи лет. Раньше добыча угля была небольшой, уголь находился либо на поверхности, либо очень близко к ней. Ранние методы добычи угля оставили после себя значительное количество годного к употреблению угля. Хотя глубокая добыча полезных ископаемых в Британии имела место еще в 1500-х годах, разработка глубоких шахт начала активно развиваться в конце 18 века, с быстрым расширением в течение 19 века и начала 20 века, когда отрасль достигла своего пика. Расположение угольных месторождений способствовало процветанию Ланкашира, Йоркшира и Южного Уэльса. Нортумберленд и Дарем были ведущими производителями угля и местами первых глубоких карьеров. На большей части территории Британии уголь добывали в штольнях или соскребали, когда он выходил на поверхность. Небольшие группы горняков по совместительству использовали лопаты и примитивную технику.
В Великобритании угля было так много, что его предложение можно было увеличить, чтобы удовлетворить быстро растущий спрос. В 1700 году годовая добыча угля составляла чуть менее 3 миллионов тонн. Между 1770 и 1780 годами годовая добыча угля составляла около 6,25 миллиона длинных тонн (или примерно за полторы недели в 20 веке). После 1790 года объем производства резко увеличился, достигнув к 1815 году 16 миллионов длинных тонн. К 1830 году этот показатель вырос более чем на 30 миллионов тонн.
Использование угля во время промышленной революции
Развитие промышленной революции привело к широкомасштабному использованию угля, поскольку паровая машина пришла на смену водяному колесу. В 1700 году пять шестых всего угля в мире добывалось в Великобритании.
Паровоз и добыча угля
Уголь сыграл центральную роль в разработке паровой машины, и, в свою очередь, паровая машина резко повысила эффективность добычи угля. До появления паровой машины неглубокие колокольные ямы следовали за пластом угля на поверхности, которые были заброшены по мере добычи угля. В других случаях, если геология была благоприятной, уголь добывался с помощью штольни или штольни, забитой в сторону холма. На некоторых участках проводилась шахтная добыча, но ограничивающим фактором была проблема удаления воды. Это можно было сделать, перетаскивая ведра с водой вверх по стволу или к рывку (туннель, проложенный в холме для осушения шахты). В любом случае воду нужно было сбрасывать в ручей или канаву на уровне, где она могла стекать под действием силы тяжести.
Введение парового насоса Томасом Савери в 1698 году и паровой машины Ньюкомена в 1712 году облегчило удаление воды и позволило сделать валы глубже, чтобы можно было добывать больше угля. Ряд двигателей Ньюкомена были успешно использованы в Великобритании для осушения ранее непригодных для работы глубоких шахт, когда двигатель находился на поверхности. Эти большие машины, для постройки которых требовался большой капитал, были крайне неэффективны по современным стандартам, но значительно увеличивали масштабы добычи угля, когда располагались там, где уголь был дешевым в шахтах.
Несмотря на свои недостатки, двигатели Ньюкомена были надежными и простыми в обслуживании, и их продолжали использовать на угольных месторождениях до первых десятилетий XIX века. Следующий важный шаг произошел, когда Джеймс Ватт (1763–1775) разработал улучшенную версию двигателя Ньюкомена. Первые двигатели Бултона и Ватта использовали вдвое меньше угля, чем улучшенная версия двигателя Ньюкомена Джона Смитона. Двигатели Ватта мощностью десять лошадиных сил могли питать широкий спектр производственного оборудования и располагаться везде, где можно было добыть воду, уголь или древесное топливо.
Добыча угля оставалась очень опасной из-за наличия рудничного газа во многих угольных пластах. Определенную степень безопасности обеспечивала лампа безопасности, изобретенная в 1816 году сэром Хэмфри Дэви и независимо Джорджем Стефенсоном. Однако лампы оказались ложным рассветом, потому что они очень быстро стали небезопасными и давали слабый свет. Взрывы газовых двигателей продолжались, часто приводя к взрывам угольной пыли, поэтому на протяжении всего XIX века число жертв росло. Условия работы были очень плохими, с большим числом пострадавших в результате камнепадов.
Добыча угля также исторически была связана с кабальным трудом еще долгое время после того, как рабство было официально отменено во многих частях мира. Например, шотландские горняки были связаны со своими «хозяевами» Законом 1606 года «Anent Coalyers and Salters». Закон Коллиерс и Солтерс (Шотландия) 1775 года признал это «состояние рабства и кабалы» и официально отменил его. Это решение вступило в силу новым законом в 1799 году. Некоторые из самых ужасных злоупотреблений детским трудом продолжались на угольных шахтах на протяжении всей промышленной революции. Шахтеры, менее затронутые импортной рабочей силой или машинами, чем рабочие хлопчатобумажных фабрик, начали создавать профсоюзы и вести жестокую борьбу за заработную плату против угольщиков и арендаторов роялти. В Южном Уэльсе горняки проявили высокую степень солидарности. Они жили в изолированных деревнях, где составляли подавляющее большинство рабочих. Образ жизни отличался высокой степенью равноправия. В сочетании с евангельским религиозным стилем, основанным на методизме, это привело к формированию «сообщества солидарности» под руководством Федерации горняков.
Добыча всегда была опасной из-за взрывов метана, провалов крыш и трудностей при проведении горноспасательных работ. Самая страшная катастрофа в истории британской угледобычи произошла на месторождении Сенгенидд на угольном месторождении Южного Уэльса. В 1913 году в результате взрыва и последующего пожара погибло 436 мужчин и мальчиков. Катастрофа на шахте Куррьер, крупнейшая в Европе авария на шахтах, унесла жизни 1099 горняков в Северной Франции в 1906 году.
Вагоны для перевозки угля в районах добычи угля появились в 17 веке и часто ассоциировались с системами каналов или рек для дальнейшего движения угля. Все они были запряжены лошадьми или полагались на силу тяжести, со стационарным паровым двигателем, который тащил повозки обратно на вершину склона. Первые применения паровоза были на вагонных или пластинчатых путях (как их тогда часто называли по используемым чугунным пластинам). Общественные железные дороги, запряженные лошадьми, появились только в начале XIX века, когда усовершенствования производства чугуна и кованого железа снизили затраты. Разработка Тревитиком паровоза в начале 19 века дала дополнительный импульс, и потребление угля быстро росло по мере расширения железнодорожной сети в викторианский период.
Металлургия
Замена древесины и других видов биотоплива углем также стала серьезным изменением в металлургической промышленности во время промышленной революции. При заданном количестве тепла для добычи угля требовалось гораздо меньше труда, чем для резки древесины и преобразования ее в древесный уголь, а угля было больше, чем для древесины. и другие из 1678 года, использующие угольные отражательные печи, известные как вагранки.
Они работали с пламенем, воздействующим на смесь руды и древесного угля или кокса, восстанавливая оксид до металла. Это означает, что примеси (например, серная зола) в угле не переходят в металл. Эта технология применялась к свинцу с 1678 года и к меди с 1687 года. Она также применялась в литейном производстве чугуна в 1690-х годах. но в этом случае отражательная печь была известна как воздушная печь. За этим последовал Авраам Дарби, который добился больших успехов в использовании кокса в качестве топлива для своих доменных печей в Коулбрукдейле в 1709 году. Коксовый чугун практически не использовался для производства кованого железа в кузнях до середины 1750-х годов, когда сын Авраама, Авраам Дарби II, построил Печи Horsehay и Ketley (недалеко от Coalbrookdale). К тому времени коксохимический чугун был дешевле, чем чугун на древесном угле.
Газовое освещение
Другой важной отраслью более поздней промышленной революции, в которой уголь был в центре внимания, было газовое освещение. Хотя другие сделали подобное нововведение в другом месте, его широкомасштабное внедрение было работой Уильяма Мердока, сотрудника Boulton & Watt, пионера паровых двигателей. Процесс состоял из крупномасштабной газификации угля в печах, очистки газа (удаление серы, аммиака и тяжелых углеводородов), а также его хранения и распределения.
Первые газовые осветительные компании были открыты в Лондоне между 1812 и 1820 годами. Вскоре они стали одним из основных потребителей угля в Великобритании. Газовое освещение повлияло на социальную и промышленную организацию, поскольку позволяло фабрикам и магазинам оставаться открытыми дольше, чем при использовании сальных свечей или масла. Его введение позволило ночной жизни процветать в городах и поселках как интерьеры.
Промышленная революция, уголь и экологическое движение
Истоки экологического движения лежат в ответ на рост уровня дымового загрязнения атмосферы во время промышленной революции. Появление крупных заводов и связанный с этим огромный рост потребления угля привели к беспрецедентному уровню загрязнения воздуха в промышленных центрах. После 1900 года большой объем промышленных выбросов химических веществ увеличил количество необработанных человеческих отходов. Первые крупномасштабные современные законы об охране окружающей среды были приняты в виде британских законов о щелочах, принятых в 1863 году, чтобы регулировать вредное загрязнение воздуха, вызываемое процессом Леблана, используемым для производства кальцинированной соды.
Уровень загрязнения воздуха вырос во время промышленной революции, что привело к принятию первых современных экологических законов в середине XIX века.
В промышленных городах местные эксперты и реформаторы, особенно после 1890 года, взяли на себя ведущую роль в выявлении деградации и загрязнения окружающей среды и инициировали массовые движения, требующие реформ и проводившие их. Обычно наивысшим приоритетом было загрязнение воды и воздуха. Общество по борьбе с угольным дымом было создано в Великобритании в 1898 году, что сделало его одной из старейших экологических неправительственных организаций (НПО). Он был основан художником сэром Уильямом Блейком Ричмондом, который был разочарован покрывалом, брошенным угольным дымом. Хотя существовали и более ранние законодательные акты, Закон о здравоохранении 1875 года требовал, чтобы все печи и камины потребляли собственный дым. Он также предусматривал санкции против заводов, выделяющих большое количество черного дыма.