Угљеник, водоник и кисеоник су главне органске материје у угљу, чинећи више од 95%; Што је дубља угља, то је већи садржај угљеника и мањи је садржај водоника и кисеоника. Угљеник и водоник су елементи који стварају топлоту током сагоревања угља, а кисеоник је елемент који подржава сагоревање. Када се сагорева угаљ, азот не ствара топлоту, већ се на високој температури претвара у азотне оксиде и амонијак и таложи се у слободном стању. Сумпор, фосфор, флуор, хлор и арсен су штетне компоненте угља, од којих је сумпор најважнији. Када се сагорева угаљ, већина сумпора се оксидира у сумпордиоксид (СО2), који се испушта са димним гасом, загађујући атмосферу, угрожавајући раст животиња и биљака и здравље људи и кородирајући металну опрему; Када се угаљ са високим садржајем сумпора користи у металуршком коксовању, то утиче и на квалитет кокса и челика. Због тога је садржај "сумпора" један од важних индекса за процену квалитета угља.

Запаљиви гас који настаје разлагањем органске материје у угљу под одређеним температурама и условима назива се "испарљиви", што је мешани гас састављен од различитих угљоводоника, водоника, угљен-моноксида и других једињења. Испарљивост је такође главни индекс квалитета угља, који игра важну референтну улогу у одређивању начина прераде и коришћења и технолошких услова угља. Угаљ са ниским степеном угљавања има више испарљивих материја. Ако услови сагоревања нису одговарајући, угаљ са високим садржајем испарљивих лако ће при сагоревању произвести несагореле честице угљеника, опште познате као „црни дим“; И производи више загађивача као што су угљен моноксид, полициклични ароматични угљоводоници и алдехиди, а термичка ефикасност је смањена. Стога, одговарајуће услове сагоревања и опрему треба изабрати у складу са испарљивим материјама угља.

У угљу има мало неорганских материја, углавном воде и минерала, а њихово постојање умањује квалитет и употребну вредност угља. Минерали су главне нечистоће у угљу, као што су сулфид, сулфат и карбонат, од којих су већина штетне компоненте.

„Влага” има велики утицај на прераду и коришћење угља. Када се вода током сагоревања претвара у пару, она апсорбује топлоту, чиме се смањује калорична вредност угља. Влага у угљу се може поделити на спољашњу и унутрашњу влагу, а унутрашња влага се генерално користи као индекс за процену квалитета угља. Што је нижи степен угљенисаности, већа је унутрашња површина угља и већи је садржај влаге.

„Пепео“ је чврсти остатак који остаје након потпуног сагоревања угља и важан је индекс квалитета угља. Пепео углавном потиче од незапаљивих минерала у угљу. Када се минерал спаљује, треба да апсорбује топлоту, а велика количина шљаке ће одузети топлоту, па што је већи пепео, то је нижа топлотна ефикасност сагоревања угља; Што је више пепела, то је више пепела произведено сагоревањем угља, а више пепела се испушта. Генерално, садржај пепела у висококвалитетном угљу и чистом угљу је релативно низак [1].

Угаљ је распрострањен на свим континентима и океанским острвима, али је дистрибуција угља у свету веома неуједначена, а резерве угља у различитим земљама су такође веома различите. Кина, Сједињене Америчке Државе, Русија и Немачка су богате резервама угља, а такође су и велике земље произвођачи угља у свету, међу којима је Кина земља са највећом производњом угља у свету. Кинески ресурси угља су у првом плану у свету, на другом месту после Сједињених Држава, Русије и Аустралије [9].

Иако је важан положај угља замењен нафтом, он ће у дужем временском периоду неминовно опадати услед постепеног исцрпљивања нафте. Због огромних резерви угља и брзог развоја науке и технологије, нове технологије као што је гасификација угља постале су зреле и нашироко коришћене.

Према различитим изворним материјалима и условима настанка угља, угаљ у природи се може поделити у три категорије, и то хумусни угаљ, резидуални хумусни угаљ и сапропелни угаљ.

Кина је прва земља која користи угаљ на свету. Рукотворине од угља пронађене су у древном културном месту Ксинле у провинцији Лиаонинг, а колачи од угља такође су пронађени у граду Гонги, у провинцији Хенан.

У Шан Хаи Ђингу, угаљ се назива камен ние, док се у династијама Веи и Јин угаљ назива графит или угљеник. Назив угаљ је први пут коришћен у Цомпендиум оф Материа Медица од стране Ли Схизхена из династије Минг.

Грчка и стари Рим су такође биле земље које су раније користиле угаљ. Грчки научник Теофраст је написао Историју камена око 300. године пре нове ере, у којој је забележена природа и порекло угља. Стари Рим је почео да користи угаљ за грејање пре око 2000 година.

Угаљ је изузетно дебео слој црног хумуса који се милионима година акумулира на земљи од грана и корена биљака. Због промене земљине коре, она је непрекидно закопана под земљом и дуго изолована од ваздуха, а после низа компликованих физичко-хемијских промена под високом температуром и високим притиском формира црну запаљиву седиментну стену, која је процес формирања угља.

Дебљина слоја угља у руднику угља повезана је са брзином опадања коре и акумулације биљних остатака на овом подручју. Земљина кора брзо опада, а биљни остаци су нагомилани дебело, па је слој угља у овом руднику дебео. Напротив, земљина кора полако опада, а биљни остаци су нагомилани танки, па је угљени слој у овом руднику танак. Због тектонског кретања земљине коре, првобитни хоризонтални слојеви угља су пресавијени и поломљени. Неки слојеви угља су затрпани дубље под земљом, други су изгурани на површину, или чак изложени земљи, што људи лако пронађу. Постоје и слојеви угља који су релативно танки и мале површине, тако да нема рударске вредности, а нема ни ажуриране изјаве о формирању угља.

Да ли се угаљ формира на овај начин? Да ли нека излагања треба даље проучавати и дискутовати. Велики рудник угља има дебео слој угља и одличан квалитет угља, али његова површина уопште није велика. Ако је то природна акумулација лишћа и корена биљака милионима година, њена површина би требало да буде веома велика. Пошто су шуме и пашњаци били свуда на земљи у древним временима, требало би да постоје трагови складиштења угља свуда под земљом; Угљени слој није нужно веома дебео, јер листови и корени биљака труну у хумус, који ће биљке апсорбовати. Ако се понови, неће бити толико концентрисан када се коначно закопа под земљом, а граница између слоја тла и угљеног слоја неће бити тако јасна.

Међутим, не може се порећи чињеница и основа да угаљ заиста настаје систематском еволуцијом биљних остатака, што је непобитна истина. Докле год пажљиво посматрате блок угља, можете видети трагове лишћа и корена биљака; Ако исечете угаљ и посматрате га под микроскопом, можете пронаћи врло јасна биљна ткива и структуре, а понекад су ствари попут дебла сачуване у угљеним слојевима, а неки слојеви угља су још увек обавијени потпуним фосилима инсеката.

Под нормалном температуром и притиском површине, биљни остаци нагомилани у стајаћој води се тресетом или сапропелом претварају у тресет или сапропел; Након затрпавања, тресет или сапропелични муљ тоне у дубоко подземље услед опадања басенског подрума и трансформише се у лигнит кроз дијагенезу; Када се температура и притисак постепено повећавају, метаморфизмом се претвара у битуменски угаљ у антрацит. Пеатизација се односи на процес да се остаци виших биљака акумулирају у мочварама и трансформишу у тресет кроз биохемијске промене. Сапропаргизација се односи на процес да се остаци нижих организама трансформишу у сапропелично блато кроз биохемијске промене у мочварама. Сапропаргит је врста блатњаве супстанце богате водом и асфалтеном. Глечерски процес може допринети прикупљању и очувању биљних остатака који стварају угаљ [2].

Доба формирања угља

У читавом геолошком добу у свету постоје три главна периода стварања угља:

У палеозоику карбону и перму, биљке које су стварале угаљ биле су углавном спорне биљке. Главне врсте угља су битуменски угаљ и антрацит.

У јури и креди мезозоика, биљке које стварају угаљ биле су углавном голосеменице. Главне врсте угља су лигнит и битуменски угаљ.

У терцијару кенозоика, биљке које стварају угаљ биле су углавном критосеменчице. Главни угаљ је лигнит, затим тресет и нешто младог битуменског угља.

Угаљ је најраспрострањенији фосилни енергетски ресурс на свету, који је углавном подељен у четири категорије: битуменски угаљ и антрацит, суббитуменски угаљ и лигнит. 60% светских резерви угља је концентрисано у Сједињеним Државама (25%), совјетским републикама (23%) и Кини (12%). Поред тога, Аустралија, Индија, Немачка и Јужна Африка чине 29% укупне светске производње угља, а доказане резерве угља су више од 63 пута веће од резерви нафте. Угаљ су и земље са богатим резервама угља у свету.