Вуглець, водень і кисень є основною органічною речовиною вугілля, що становить понад 95%; Чим глибше вуглефікація, тим вищий вміст вуглецю і менший вміст водню та кисню. Вуглець і водень є елементами, які виділяють тепло під час спалювання вугілля, а кисень є елементом, що підтримує горіння. При спалюванні вугілля азот не виділяє тепла, а при високій температурі перетворюється в оксиди азоту і аміак і випадає в осад у вільному стані. Шкідливими компонентами вугілля є сірка, фосфор, фтор, хлор і миш'як, серед яких сірка є найважливішою. Під час спалювання вугілля більша частина сірки окислюється до двоокису сірки (SO2), який виділяється з димовими газами, забруднюючи атмосферу, створюючи загрозу росту тварин і рослин, здоров’ю людей і роз’їдаючи металеве обладнання; Коли вугілля з високим вмістом сірки використовується в металургійному коксуванні, це також впливає на якість коксу та сталі. Тому вміст «сірки» є одним із важливих показників оцінки якості вугілля.

Горючий газ, що утворюється в результаті розкладання органічних речовин у вугіллі за певних температур і умов, називається «летким», який є змішаним газом, що складається з різних вуглеводнів, водню, оксиду вуглецю та інших сполук. Летючі речовини також є основним показником якості вугілля, який відіграє важливу орієнтовну роль у визначенні способів переробки, використання та технологічних умов вугілля. Вугілля з низьким ступенем вугільності містить більше летючих речовин. Якщо умови горіння невідповідні, вугілля з високим вмістом летючих легко вироблятиме незгорілі частинки вуглецю під час спалювання, широко відомі як «чорний дим»; І виробляти більше забруднюючих речовин, таких як окис вуглецю, поліциклічні ароматичні вуглеводні та альдегіди, і теплова ефективність знижується. Тому відповідні умови спалювання та обладнання слід вибирати відповідно до летких речовин вугілля.

У вугіллі мало неорганічних речовин, головним чином води та мінеральних речовин, і їх наявність знижує якість і споживану цінність вугілля. Основними домішками вугілля є мінерали, такі як сульфіди, сульфати та карбонати, більшість з яких є шкідливими компонентами.

«Вологість» має великий вплив на переробку та утилізацію вугілля. Коли під час згоряння вода перетворюється на пару, вона поглинає тепло, таким чином знижуючи теплотворну здатність вугілля. Вологість у вугіллі можна розділити на зовнішню вологість і внутрішню вологість, а внутрішню вологість зазвичай використовують як показник для оцінки якості вугілля. Чим нижчий ступінь вуглефікації, тим більша внутрішня поверхня вугілля і тим вищий вміст вологи.

«Зола» — це твердий залишок, який залишається після повного спалювання вугілля, і є важливим показником якості вугілля. Зола в основному походить із негорючих мінералів у вугіллі. При спалюванні корисна копалина повинна поглинати тепло, а велика кількість шлаку забиратиме тепло, тому чим вище зольність, тим нижче теплова ефективність спалювання вугілля; Чим більше золи, тим більше золи утворюється при спалюванні вугілля, і тим більше золи викидається. Як правило, зольність високоякісного вугілля та чистого вугілля відносно низька [1].

Вугілля поширене на всіх континентах і океанських островах, але розподіл вугілля у світі дуже нерівномірний, і запаси вугілля в різних країнах також дуже різні. Китай, Сполучені Штати, Росія та Німеччина мають багаті запаси вугілля, а також є основними вугільними країнами світу, серед яких Китай є країною з найбільшим видобутком вугілля у світі. За ресурсами вугілля Китай займає перше місце в світі, поступаючись лише США, Росії та Австралії [9].

Хоча важливе положення вугілля було замінено нафтою, протягом тривалого періоду часу воно неминуче занепаде через поступове виснаження нафти. Завдяки величезним запасам вугілля та стрімкому розвитку науки і техніки нові технології, такі як газифікація вугілля, стали зрілими та широко використовуються.

Відповідно до різних вихідних матеріалів та умов утворення вугілля, вугілля в природі можна розділити на три категорії, а саме гумусне вугілля, залишкове гумусне вугілля та сапропелеве вугілля.

Китай є першою країною в світі, яка використовує вугілля. Ремісничі вироби з вугілля були знайдені в стародавньому культурному об’єкті Сіньле в провінції Ляонін, а вугільні коржі також були знайдені в місті Гуньї провінції Хенань.

У Шань Хай Цзін вугілля називають кам'яним ніє, а в династіях Вей і Цзінь вугілля називають графітовим або вугільним. Назва вугілля вперше була використана в Compendium of Materia Medica Лі Шіженем часів династії Мін.

Греція і Стародавній Рим теж раніше використовували вугілля. Приблизно в 300 р. до н. е. грецький учений Теофраст написав «Історію каменю», де описав природу та походження вугілля. Стародавній Рим почав використовувати вугілля для опалення приблизно 2000 років тому.

Вугілля - це надзвичайно товстий шар чорного гумусу, накопиченого на землі гілками та корінням рослин протягом мільйонів років. Через зміну земної кори вона постійно похована під землею та тривалий час ізольована від повітря, і після серії складних фізико-хімічних змін під дією високої температури та високого тиску утворює чорну горючу осадову породу, яка відбувається процес утворення вугілля.

Товщина вугільного пласта у вугільній шахті пов’язана зі швидкістю ослаблення земної кори та накопиченням рослинних решток у цій зоні. Земна кора швидко опускається, а рослинні залишки нагромаджені, тому вугільний пласт у цій шахті товстий. Навпаки, земна кора повільно опускається, а рослинні рештки насипані тонкими купами, тому вугільний пласт у цій шахті тонкий. Внаслідок тектонічного руху земної кори початкові горизонтальні пласти вугілля складчасті та тріщинні. Деякі вугільні пласти поховані глибше під землею, інші витісняються на поверхню або навіть оголюються над землею, яку легко знайти людям. Є також деякі вугільні пласти, які є відносно тонкими та невеликими за площею, тому немає жодної цінності для видобутку, і немає оновлених даних про утворення вугілля.

Чи утворюється таким чином вугілля? Чи варто деякі експозиції додатково вивчати та обговорювати. Велика вугільна шахта має потужний вугільний пласт і відмінну якість вугілля, але її площа в цілому не дуже велика. Якщо це природне скупчення листя і коренів рослин протягом мільйонів років, його площа повинна бути дуже великою. Оскільки в давні часи ліси та луки були скрізь на землі, скрізь під землею повинні бути сліди зберігання вугілля; Вугільний пласт необов'язково має бути дуже товстим, тому що листя і коріння рослин перегниває в перегній, який буде засвоюватися рослинами. Якщо воно повториться, то, коли його остаточно поховають під землею, воно не буде настільки концентрованим, а межа між шаром ґрунту та вугільним пластом буде не такою чіткою.

Однак не можна заперечувати той факт і підстави, що вугілля справді утворюється в результаті систематичної еволюції рослинних залишків, що є неспростовною істиною. Поки ви уважно спостерігаєте за вугільною брилою, ви можете побачити сліди листя та коріння рослин; Якщо розрізати вугілля та розглянути його під мікроскопом, можна знайти дуже чіткі рослинні тканини та структури, а іноді у вугільних пластах зберігаються такі речі, як стовбури, а деякі вугільні пласти все ще загорнуті повними скам’янілостями комах.

При нормальній температурі і тиску поверхні рослинні залишки, накопичені в стоячій воді, перетворюються торфом або сапропелем в торф або сапропелі; Після поховання торф або сапропелевий мул занурюється глибоко під землю внаслідок занепаду фундаменту басейну і перетворюється на буре вугілля шляхом діагенезу; Коли температура і тиск поступово підвищуються, він перетворюється в бітумінозне вугілля в антрацит шляхом метаморфізму. Торфовування означає процес накопичення залишків вищих рослин у болотах і перетворення їх на торф шляхом біохімічних змін. Сапропаргізація означає процес перетворення залишків нижчих організмів у сапропелевий мул через біохімічні зміни в болотах. Сапропаргіт - це різновид каламутної речовини, багатої водою та асфальтеном. Льодовиковий процес може сприяти збору та збереженню залишків рослин, що утворюють вугілля [2].

Вік утворення вугілля

У всьому геологічному віці в світі виділяють три основні періоди утворення вугілля:

У палеозої карбону і пермі вуглеутворюючими рослинами були переважно спорові рослини. Основними видами вугілля є бітумінозне вугілля та антрацит.

У юрі та крейді мезозою вуглеутворюючими рослинами були переважно голонасінні. Основними видами вугілля є буре та бітумінозне вугілля.

У третинному періоді кайнозою вуглеутворюючими рослинами були переважно покритонасінні рослини. Основним вугіллям є буре вугілля, потім торф і трохи молодого бітумінозного вугілля.

Вугілля є найпоширенішим викопним енергетичним ресурсом у світі, який в основному поділяється на чотири категорії: бітумінозне вугілля та антрацит, суббітумінозне вугілля та буре вугілля. 60% світових видобувних запасів вугілля зосереджено в США (25%), радянських республіках (23%) і Китаї (12%). Крім того, на Австралію, Індію, Німеччину та Південну Африку припадає 29% загального світового видобутку вугілля, а підтверджені запаси вугілля більш ніж у 63 рази перевищують запаси нафти. Країни світу з багатими запасами вугілля також є вугільними.