Вуглярод, вадарод і кісларод з'яўляюцца асноўнымі арганічнымі рэчывамі вугалю, якія складаюць больш за 95%; Чым глыбей кааліфікацыя, тым вышэй утрыманне вугляроду і менш вадароду і кіслароду. Вуглярод і вадарод - гэта элементы, якія вылучаюць цяпло пры гарэнні вугалю, а кісларод - элемент, які падтрымлівае гарэнне. Пры спальванні вугалю азот не вылучае цяпла, а пры высокай тэмпературы ператвараецца ў аксіды азоту і аміяк і выпадае ў вольны стан. Шкоднымі кампанентамі вугалю з'яўляюцца сера, фосфар, фтор, хлор і мыш'як, сярод якіх сера з'яўляецца найбольш важным. Пры спальванні вугалю большая частка серы акісляецца ў дыяксід серы (SO2), які выкідваецца з дымавымі газамі, забруджваючы атмасферу, ствараючы небяспеку для росту жывёл і раслін і здароўя людзей, а таксама раз'ядаючы металічнае абсталяванне; Калі вугаль з высокім утрыманнем серы выкарыстоўваецца ў металургічным каксаванні, гэта таксама ўплывае на якасць коксу і сталі. Такім чынам, утрыманне «серы» з'яўляецца адным з важных паказчыкаў для ацэнкі якасці вугалю.

Гаручы газ, які ўтвараецца ў выніку раскладання арганічных рэчываў у вугалі пры пэўнай тэмпературы і ў пэўных умовах, называецца "лятучым", які ўяўляе сабой змешаны газ, які складаецца з розных вуглевадародаў, вадароду, угарнага газу і іншых злучэнняў. Лятучасць таксама з'яўляецца асноўным паказчыкам якасці вугалю, які гуляе важную арыенціровачную ролю ў вызначэнні спосабаў перапрацоўкі і выкарыстання і тэхналагічных умоў вугалю. Вугаль з нізкай ступенню кааліфікацыі мае больш лятучых рэчываў. Калі ўмовы гарэння не падыходзяць, вугаль з высокім утрыманнем лятучых рэчываў пры гарэнні будзе лёгка вырабляць часціцы незгарэлага вугляроду, шырока вядомыя як "чорны дым"; І вырабляюць больш забруджвальных рэчываў, такіх як угарны газ, поліцыклічныя араматычныя вуглевадароды і альдэгіды, і цеплавая эфектыўнасць зніжаецца. Такім чынам, адпаведныя ўмовы гарэння і абсталяванне павінны быць выбраны ў адпаведнасці з лятучымі рэчывамі вугалю.

У вугалі мала неарганічных рэчываў, галоўным чынам вады і мінеральных рэчываў, і іх наяўнасць зніжае якасць і ўтылізацыйную каштоўнасць вугалю. Мінералы - асноўныя прымешкі вугалю, такія як сульфід, сульфат і карбанат, большасць з якіх з'яўляюцца шкоднымі кампанентамі.

«Вільгаць» аказвае вялікі ўплыў на перапрацоўку і выкарыстанне вугалю. Калі вада ператвараецца ў пару падчас гарэння, яна паглынае цяпло, што зніжае каларыйнасць вугалю. Вільгаць у вугалі можна падзяліць на знешнюю і ўнутраную вільготнасць, а ўнутраная вільготнасць звычайна выкарыстоўваецца ў якасці паказчыка для ацэнкі якасці вугалю. Чым ніжэй ступень углефікацыі, тым больш унутраная паверхня вугалю і вышэй утрыманне вільгаці.

«Попел» - гэта цвёрды астатак, які застаецца пасля поўнага згарання вугалю, і гэта важны паказчык якасці вугалю. Попел у асноўным паходзіць з негаручых мінералаў вугалю. Калі мінерал спальваецца, ён павінен паглынаць цяпло, а вялікая колькасць дзындры будзе адбіраць цяпло, таму чым вышэй попел, тым ніжэй цеплавая эфектыўнасць згарання вугалю; Чым больш попелу, тым больш попелу ўтвараецца пры спальванні вугалю і тым больш выкідваецца лятучай попелу. Як правіла, зольнасць якаснага і чыстага вугалю адносна нізкая [1].

Вугаль распаўсюджаны на ўсіх кантынентах і акіянічных астравах, але размеркаванне вугалю ў свеце вельмі нераўнамернае, і запасы вугалю ў розных краінах таксама вельмі розныя. Кітай, Злучаныя Штаты, Расія і Германія багатыя запасамі вугалю, і яны таксама з'яўляюцца асноўнымі краінамі, якія здабываюць вугаль у свеце, сярод якіх Кітай з'яўляецца краінай з самым высокім здабычай вугалю ў свеце. Па вугальных рэсурсах Кітай займае першае месца ў свеце, саступаючы толькі ЗША, Расіі і Аўстраліі [9].

Нягледзячы на ​​тое, што важная пазіцыя вугалю была заменена нафтай, на працягу доўгага перыяду часу яна непазбежна будзе зніжацца з-за паступовага вычарпання нафты. З-за велізарных запасаў вугалю і хуткага развіцця навукі і тэхнікі новыя тэхналогіі, такія як газіфікацыя вугалю, сталі сталымі і шырока выкарыстоўваюцца.

У залежнасці ад розных зыходных матэрыялаў і ўмоў утварэння вугалю, вугаль у прыродзе можна падзяліць на тры катэгорыі, а менавіта гумусны вугаль, рэшткавы гумусавы вугаль і сапрапелевы вугаль.

Кітай - першая краіна ў свеце, якая пачала выкарыстоўваць вугаль. Вырабы ручной работы з вугалю былі знойдзены ў старажытным культурным помніку Сіньлэ ў правінцыі Ляанін, а вугальныя пірожныя таксама былі знойдзены ў горадзе Гуньі правінцыі Хэнань.

У Шань Хай Цзін вугаль называюць каменем nie, у той час як у дынастыях Вэй і Цзінь вугаль называюць графітавым або вугальным. Назва вугаль была ўпершыню выкарыстана ў Кампендыуме Матэрыі Медыкі Лі Шычжэнем часоў дынастыі Мін.

Грэцыя і Старажытны Рым таксама раней выкарыстоўвалі вугаль. Грэчаскі вучоны Тэафраст напісаў «Гісторыю каменя» прыкладна ў 300 г. да н.э., дзе апісаў прыроду і паходжанне вугалю. Старажытны Рым пачаў выкарыстоўваць вугаль для ацяплення каля 2000 гадоў таму.

Вугаль - гэта надзвычай тоўсты пласт чорнага гумусу, назапашаны на зямлі галінамі і каранямі раслін мільёны гадоў. З-за змены зямной кары ён пастаянна пахаваны пад зямлёй і надоўга ізаляваны ад паветра, і пасля шэрагу складаных фізічных і хімічных змен пад дзеяннем высокай тэмпературы і высокага ціску ўтварае чорную гаручую ападкавую пароду, якая адбываецца працэс утварэння каменнага вугалю.

Таўшчыня вугальнага пласта ў вугальнай шахце звязана з хуткасцю паніжэння зямной кары і назапашвання раслінных рэшткаў у гэтай галіне. Зямная кара хутка ападае, а рэшткі раслін насыпаны тоўстымі, таму вугальны пласт у гэтай вугальнай шахце тоўсты. Наадварот, зямная кара павольна апускаецца, а раслінныя рэшткі насыпаны тонкімі, таму вугальны пласт у гэтай вугальнай шахце тонкі. З-за тэктанічных рухаў зямной кары першапачатковыя гарызантальныя вугальныя пласты складаюцца і трэшчынаватыя. Некаторыя вугальныя пласты пахаваны глыбей пад зямлёй, іншыя выштурхнуты на паверхню або нават адкрыты да зямлі, якую лёгка знайсці людзям. Ёсць таксама некаторыя вугальныя пласты, якія з'яўляюцца адносна тонкімі і невялікімі па плошчы, таму няма каштоўнасці здабычы, і няма абноўленых звестак аб утварэнні вугалю.

Такім чынам утвараецца вугаль? Ці трэба асобныя экспазіцыі дадаткова вывучаць і абмяркоўваць. Вялікая вугальная шахта мае тоўсты вугальны пласт і выдатную якасць вугалю, але ў цэлым яе плошча не вельмі вялікая. Калі гэта натуральнае назапашванне лісця і каранёў раслін на працягу мільёнаў гадоў, яго плошча павінна быць вельмі вялікай. Паколькі ў старажытныя часы лясы і лугі былі паўсюль на зямлі, паўсюль пад зямлёй павінны быць сляды захоўвання вугалю; Вугальны пласт неабавязкова вельмі тоўсты, таму што лісце і карані раслін загніваюць у перагной, які будзе ўбірацца раслінамі. Калі ён паўторыцца, то, калі канчаткова будзе пахаваны пад зямлёй, ён не будзе такім канцэнтраваным, а мяжа паміж пластом глебы і вугальным пластом будзе не такой выразнай.

Аднак нельга адмаўляць факт і аснову таго, што вугаль сапраўды ўтвараецца ў выніку сістэматычнай эвалюцыі раслінных рэшткаў, што з'яўляецца неабвержнай ісцінай. Пакуль вы ўважліва назіраеце за вугальнай глыбай, вы можаце ўбачыць сляды лісця і каранёў раслін; Калі разрэзаць вугаль і разгледзець яго пад мікраскопам, можна знайсці вельмі выразныя раслінныя тканіны і структуры, а часам у вугальных пластах захаваліся такія рэчы, як ствалы, а некаторыя вугальныя пласты ўсё яшчэ загорнуты поўнымі выкапнямі насякомых.

Пры нармальнай тэмпературы і ціску паверхні раслінныя рэшткі, назапашаныя ў стаялай вадзе, ператвараюцца торфам або сапрапелем у тарфяную або сапрапелевую; Пасля пахавання торф або сапрапелевыя гразі апускаюцца глыбока пад зямлю з-за паніжэння фундамента басейна і ператвараюцца ў буры вугаль шляхам дыягенезу; Калі тэмпература і ціск паступова павялічваюцца, ён ператвараецца ў бітумінозны вугаль у антрацыт шляхам метамарфізму. Атарфяненне - гэта працэс, пры якім рэшткі вышэйшых раслін назапашваюцца ў балотах і ператвараюцца ў торф шляхам біяхімічных змен. Сапрапаргізацыя адносіцца да працэсу, пры якім рэшткі ніжэйшых арганізмаў пераўтвараюцца ў сапрапелевую гразь праз біяхімічныя змены ў балотах. Сапрапаргіт - гэта глеістае рэчыва, багатае вадой і асфальтэнам. Працэс ледавікоў можа спрыяць збору і захаванню рэшткаў раслін, якія ўтвараюць вугаль [2].

Узрост каменнага ўтварэння

Ва ўсёй геалагічнай эпохі ў свеце вылучаюць тры асноўныя перыяды ўтварэння вугалю:

У палеазое каменнавугальным і пермі вугляўтваральнымі раслінамі былі пераважна споравыя расліны. Асноўныя віды вугалю - бітумінозны вугаль і антрацыт.

У юры і мелу мезазоя вуглеўтваральнымі раслінамі былі пераважна голанасенныя. Асноўныя віды вугалю - буры і бітумінозны вугаль.

У троесным перыядзе кайназоя вуглеўтваральнымі раслінамі былі пераважна пакрытанасенныя. Асноўны вугаль — буры, за ім ідуць торф і трохі маладога бітумінознага вугалю.

Вугаль з'яўляецца найбольш распаўсюджаным выкапнёвым энергетычным рэсурсам у свеце, які ў асноўным дзеліцца на чатыры катэгорыі: бітумінозны вугаль і антрацыт, суббітумінозны вугаль і буры вугаль. 60% сусветных здабываемых запасаў вугалю сканцэнтравана ў ЗША (25%), савецкіх рэспубліках (23%) і Кітаі (12%). Акрамя таго, на долю Аўстраліі, Індыі, Германіі і Паўднёвай Афрыкі прыпадае 29% ад агульнай здабычы вугалю ў свеце, а разведаныя запасы вугалю больш чым у 63 разы перавышаюць запасы нафты. Краіны з багатымі запасамі вугалю ў свеце таксама з'яўляюцца вугалем.