कोयले में कार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन मुख्य कार्बनिक पदार्थ हैं, जो 95% से अधिक के लिए जिम्मेदार हैं; कोयलाकरण जितना गहरा होगा, कार्बन की मात्रा उतनी ही अधिक होगी और हाइड्रोजन और ऑक्सीजन की मात्रा कम होगी। कार्बन और हाइड्रोजन वे तत्व हैं जो कोयले के दहन के दौरान गर्मी पैदा करते हैं, और ऑक्सीजन दहन-सहायक तत्व है। जब कोयला जलाया जाता है, तो नाइट्रोजन गर्मी पैदा नहीं करता है, लेकिन उच्च तापमान पर नाइट्रोजन ऑक्साइड और अमोनिया में बदल जाता है, और एक मुक्त अवस्था में अवक्षेपित होता है। सल्फर, फास्फोरस, फ्लोरीन, क्लोरीन और आर्सेनिक कोयले में हानिकारक घटक हैं, जिनमें से सल्फर सबसे महत्वपूर्ण है। जब कोयला जलाया जाता है, तो अधिकांश सल्फर सल्फर डाइऑक्साइड (SO2) में ऑक्सीकृत हो जाता है, जिसे फ़्लू गैस के साथ छुट्टी दे दी जाती है, जिससे वातावरण प्रदूषित होता है, जानवरों और पौधों और मानव स्वास्थ्य के विकास को खतरा होता है, और धातु के उपकरणों को नुकसान पहुँचता है; जब उच्च सल्फर सामग्री वाले कोयले का उपयोग धातुकर्म कोकिंग में किया जाता है, तो यह कोक और स्टील की गुणवत्ता को भी प्रभावित करता है। इसलिए, "सल्फर" की सामग्री कोयले की गुणवत्ता का मूल्यांकन करने के लिए महत्वपूर्ण सूचकांकों में से एक है।

कोयले में कार्बनिक पदार्थों के अपघटन से एक निश्चित तापमान और परिस्थितियों में बनने वाली दहनशील गैस को "वाष्पशील" कहा जाता है, जो विभिन्न हाइड्रोकार्बन, हाइड्रोजन, कार्बन मोनोऑक्साइड और अन्य यौगिकों से बनी मिश्रित गैस है। वाष्पशील कोयले का मुख्य गुणवत्ता सूचकांक भी है, जो कोयले के प्रसंस्करण और उपयोग के तरीकों और तकनीकी स्थितियों को निर्धारित करने में एक महत्वपूर्ण संदर्भ भूमिका निभाता है। कम कोयलाकरण डिग्री वाले कोयले में अधिक वाष्पशील पदार्थ होते हैं। यदि दहन की स्थितियाँ उपयुक्त नहीं हैं, तो उच्च वाष्पशील सामग्री वाला कोयला जलने पर आसानी से बिना जले कार्बन कण पैदा करेगा, जिसे आमतौर पर "काला धुआँ" कहा जाता है; और कार्बन मोनोऑक्साइड, पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन और एल्डिहाइड जैसे अधिक प्रदूषक पैदा करता है, और थर्मल दक्षता कम हो जाती है। इसलिए, कोयले के वाष्पशील पदार्थ के अनुसार उपयुक्त दहन की स्थिति और उपकरण का चयन किया जाना चाहिए।

कोयले में कुछ अकार्बनिक पदार्थ होते हैं, मुख्य रूप से पानी और खनिज, और उनका अस्तित्व कोयले की गुणवत्ता और उपयोगिता मूल्य को कम करता है। कोयले में खनिज मुख्य अशुद्धियाँ हैं, जैसे सल्फाइड, सल्फेट और कार्बोनेट, जिनमें से अधिकांश हानिकारक घटक हैं।

कोयले के प्रसंस्करण और उपयोग पर "नमी" का बहुत प्रभाव पड़ता है। जब दहन के दौरान पानी भाप में बदल जाता है, तो यह गर्मी को अवशोषित करता है, जिससे कोयले का कैलोरी मान कम हो जाता है। कोयले में नमी को बाहरी नमी और आंतरिक नमी में विभाजित किया जा सकता है, और आंतरिक नमी का उपयोग आम तौर पर कोयले की गुणवत्ता का मूल्यांकन करने के लिए एक सूचकांक के रूप में किया जाता है। कोयलाकरण की डिग्री जितनी कम होगी, कोयले का आंतरिक सतह क्षेत्र उतना ही बड़ा होगा और नमी की मात्रा उतनी ही अधिक होगी।

"राख" कोयले के पूरी तरह से जलने के बाद बचा हुआ ठोस अवशेष है, और यह एक महत्वपूर्ण कोयला गुणवत्ता सूचकांक है। राख मुख्य रूप से कोयले में मौजूद गैर-दहनशील खनिजों से आती है। जब खनिज को जलाया जाता है, तो उसे गर्मी को अवशोषित करना चाहिए, और बड़ी मात्रा में स्लैग गर्मी को दूर ले जाएगा, इसलिए राख जितनी अधिक होगी, कोयले के दहन की ऊष्मीय दक्षता उतनी ही कम होगी; जितनी अधिक राख होगी, कोयले के दहन से उतनी ही अधिक राख बनेगी, और उतनी ही अधिक फ्लाई ऐश निकलेगी। आम तौर पर, उच्च गुणवत्ता वाले कोयले और स्वच्छ कोयले की राख की मात्रा अपेक्षाकृत कम होती है [1]।

कोयला सभी महाद्वीपों और महासागर द्वीपों में वितरित किया जाता है, लेकिन दुनिया में कोयले का वितरण बहुत असमान है, और विभिन्न देशों में कोयले के भंडार भी बहुत अलग हैं। चीन, संयुक्त राज्य अमेरिका, रूस और जर्मनी कोयला भंडार में समृद्ध हैं, और वे दुनिया के प्रमुख कोयला उत्पादक देश भी हैं, जिनमें से चीन दुनिया में सबसे अधिक कोयला उत्पादन वाला देश है। चीन के कोयला संसाधन दुनिया में सबसे आगे हैं, जो संयुक्त राज्य अमेरिका, रूसी और ऑस्ट्रेलियाई [9] के बाद दूसरे स्थान पर है।

यद्यपि कोयले की महत्वपूर्ण स्थिति को तेल द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है, लेकिन लंबे समय तक, तेल की क्रमिक कमी के कारण यह अनिवार्य रूप से कम हो जाएगा। कोयले के विशाल भंडार और विज्ञान और प्रौद्योगिकी के तेजी से विकास के कारण, कोयला गैसीकरण जैसी नई तकनीकें परिपक्व हो गई हैं और व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं।

कोयला निर्माण की विभिन्न मूल सामग्रियों और स्थितियों के अनुसार, प्रकृति में कोयले को तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है, अर्थात् ह्यूमस कोयला, अवशिष्ट ह्यूमस कोयला और सैप्रोपेलिक कोयला।

चीन दुनिया में कोयले का इस्तेमाल करने वाला पहला देश है। लिओनिंग प्रांत के शिनले प्राचीन सांस्कृतिक स्थल में कोयले से बनी हस्तकलाएं पाई गईं, और हेनान प्रांत के गोंगयी शहर में कोयले की खली भी मिली।

शान है जिंग में कोयले को स्टोन नी कहा जाता है, जबकि वेई और जिन राजवंशों में कोयले को ग्रेफाइट या कार्बोनिफेरस कहा जाता है। कोयला नाम का पहली बार इस्तेमाल मिंग राजवंश में ली शिझेन द्वारा मटेरिया मेडिका के संग्रह में किया गया था।

ग्रीस और प्राचीन रोम भी ऐसे देश थे जो पहले कोयले का इस्तेमाल करते थे। ग्रीक विद्वान थियोफ्रेस्टोस ने लगभग 300 ईसा पूर्व में द हिस्ट्री ऑफ स्टोन लिखा था, जिसमें कोयले की प्रकृति और उत्पत्ति दर्ज की गई थी। प्राचीन रोम ने लगभग 2000 साल पहले हीटिंग के लिए कोयले का इस्तेमाल करना शुरू किया था।

कोयला लाखों वर्षों से पौधों की शाखाओं और जड़ों द्वारा जमीन पर जमा की गई काली ह्यूमस की एक अत्यंत मोटी परत है। पृथ्वी की पपड़ी के परिवर्तन के कारण, यह लगातार भूमिगत दफन हो जाता है और लंबे समय तक हवा से अलग रहता है, और उच्च तापमान और उच्च दबाव के तहत जटिल भौतिक और रासायनिक परिवर्तनों की एक श्रृंखला के बाद, यह एक काली दहनशील तलछटी चट्टान का निर्माण करता है, जो कोयले की निर्माण प्रक्रिया है।

कोयला खदान में कोयले की परत की मोटाई इस क्षेत्र में क्रस्टल गिरावट और पौधों के अवशेषों के संचय की गति से संबंधित है। पृथ्वी की पपड़ी तेजी से गिर रही है, और पौधों के अवशेष मोटे तौर पर ढेर हो रहे हैं, इसलिए इस कोयला खदान में कोयले की परत मोटी है। इसके विपरीत, पृथ्वी की पपड़ी धीरे-धीरे गिर रही है, और पौधों के अवशेष पतले ढेर हो रहे हैं, इसलिए इस कोयला खदान में कोयले की परत पतली है। पृथ्वी की पपड़ी के टेक्टोनिक आंदोलन के कारण, मूल क्षैतिज कोयला परतें मुड़ी हुई और खंडित हो जाती हैं। कुछ कोयला परतें जमीन के नीचे गहरी दबी हुई हैं, अन्य सतह पर धकेल दी गई हैं, या यहाँ तक कि जमीन के संपर्क में हैं, जिन्हें लोगों द्वारा खोजना आसान है। कुछ कोयला परतें भी हैं जो अपेक्षाकृत पतली और क्षेत्र में छोटी हैं, इसलिए उनका कोई खनन मूल्य नहीं है, और कोयले के निर्माण के बारे में कोई अद्यतन विवरण नहीं है।

क्या कोयला इस तरह से बनता है? क्या कुछ प्रदर्शनों का आगे अध्ययन और चर्चा की जानी चाहिए। एक बड़ी कोयला खदान में एक मोटी कोयला परत और उत्कृष्ट कोयला गुणवत्ता होती है, लेकिन इसका क्षेत्र सामान्य रूप से बहुत बड़ा नहीं होता है। यदि यह लाखों वर्षों से पौधों की पत्तियों और जड़ों का प्राकृतिक संचय है, तो इसका क्षेत्र बहुत बड़ा होना चाहिए। क्योंकि प्राचीन काल में पृथ्वी पर हर जगह जंगल और घास के मैदान थे, इसलिए हर जगह भूमिगत कोयले के भंडारण के निशान होने चाहिए; कोयला परत जरूरी नहीं कि बहुत मोटी हो, क्योंकि पौधों की पत्तियां और जड़ें सड़ कर ह्यूमस में बदल जाती हैं, जिसे पौधे सोख लेंगे। यदि इसे दोहराया जाता है, तो यह अंत में भूमिगत दफन होने पर इतना केंद्रित नहीं होगा, और मिट्टी की परत और कोयला परत के बीच की सीमा इतनी स्पष्ट नहीं होगी।

हालांकि, इस तथ्य और आधार से इनकार नहीं किया जा सकता है कि कोयला वास्तव में पौधों के मलबे के व्यवस्थित विकास से बनता है, जो एक अकाट्य सत्य है। जब तक आप कोयले के ब्लॉक को ध्यान से देखते हैं, आप पौधों की पत्तियों और जड़ों के निशान देख सकते हैं; यदि आप कोयले को काटते हैं और माइक्रोस्कोप के नीचे देखते हैं, तो आप बहुत स्पष्ट पौधों के ऊतकों और संरचनाओं को पा सकते हैं, और कभी-कभी कोयले की परतों में तने जैसी चीजें संरक्षित होती हैं, और कुछ कोयले की परतें अभी भी पूरी तरह से कीटों के जीवाश्मों से लिपटी हुई हैं।

सतह के सामान्य तापमान और दबाव में, स्थिर पानी में जमा पौधे के अवशेष पीट या सैप्रोपेलिक द्वारा पीट या सैप्रोपेलिक में बदल जाते हैं; दफन होने के बाद, पीट या सैप्रोपेलिक कीचड़ बेसिन के तहखाने की गिरावट के कारण गहरे भूमिगत में डूब जाता है और डायजेनेसिस के माध्यम से लिग्नाइट में बदल जाता है; जब तापमान और दबाव धीरे-धीरे बढ़ता है, तो यह मेटामॉर्फिज्म द्वारा बिटुमिनस कोयले से एन्थ्रेसाइट में बदल जाता है। पीटाइजेशन उस प्रक्रिया को संदर्भित करता है जिसमें उच्च पौधों के अवशेष दलदल में जमा होते हैं और जैव रासायनिक परिवर्तनों के माध्यम से पीट में बदल जाते हैं। सैप्रोपार्गाइजेशन उस प्रक्रिया को संदर्भित करता है जिसमें निचले जीवों के अवशेष दलदल में जैव रासायनिक परिवर्तनों के माध्यम से सैप्रोपेलिक कीचड़ में बदल जाते हैं

कोयला निर्माण की आयु

संपूर्ण भूवैज्ञानिक युग में, विश्व में कोयला निर्माण की तीन प्रमुख अवधियाँ हैं:

पेलियोज़ोइक कार्बोनिफेरस और पर्मियन में, कोयला बनाने वाले पौधे मुख्य रूप से बीजाणु पौधे थे। मुख्य कोयला प्रकार बिटुमिनस कोयला और एन्थ्रेसाइट हैं।

मेसोज़ोइक के जुरासिक और क्रेटेशियस काल में कोयला बनाने वाले पौधे मुख्य रूप से जिम्नोस्पर्म थे। कोयले के मुख्य प्रकार लिग्नाइट और बिटुमिनस कोयला हैं।

सेनोज़ोइक के तृतीयक काल में कोयला बनाने वाले पौधे मुख्य रूप से एंजियोस्पर्म थे। मुख्य कोयला लिग्नाइट है, उसके बाद पीट और कुछ युवा बिटुमिनस कोयला है।

कोयला दुनिया में सबसे व्यापक रूप से वितरित जीवाश्म ऊर्जा संसाधन है, जिसे मुख्य रूप से चार श्रेणियों में विभाजित किया गया है: बिटुमिनस कोयला और एन्थ्रेसाइट, सब-बिटुमिनस कोयला और लिग्नाइट। दुनिया के 60% पुनर्प्राप्त करने योग्य कोयला भंडार संयुक्त राज्य अमेरिका (25%), सोवियत गणराज्यों (23%) और चीन (12%) में केंद्रित हैं। इसके अलावा, ऑस्ट्रेलिया, भारत, जर्मनी और दक्षिण अफ्रीका दुनिया के कुल कोयला उत्पादन का 29% हिस्सा हैं, और सिद्ध कोयला भंडार तेल भंडार से 63 गुना अधिक है। दुनिया में समृद्ध कोयला भंडार वाले देश भी कोयला हैं।