کاربن، ہائیڈروجن اور آکسیجن کوئلے میں اہم نامیاتی مادہ ہیں، جو 95 فیصد سے زیادہ ہیں۔ کولیفیکیشن جتنا گہرا ہوگا، کاربن کا مواد اتنا ہی زیادہ ہوگا اور ہائیڈروجن اور آکسیجن کا مواد اتنا ہی کم ہوگا۔ کاربن اور ہائیڈروجن وہ عناصر ہیں جو کوئلے کے دہن کے دوران حرارت پیدا کرتے ہیں، اور آکسیجن دہن کو سپورٹ کرنے والا عنصر ہے۔ جب کوئلہ جلایا جاتا ہے تو، نائٹروجن گرمی پیدا نہیں کرتا، لیکن اعلی درجہ حرارت پر نائٹروجن آکسائیڈ اور امونیا میں تبدیل ہو جاتا ہے، اور ایک آزاد حالت میں تیز ہو جاتا ہے۔ کوئلے میں سلفر، فاسفورس، فلورین، کلورین اور آرسینک نقصان دہ اجزاء ہیں جن میں سلفر سب سے اہم ہے۔ جب کوئلہ جلایا جاتا ہے، تو سلفر کا زیادہ تر حصہ سلفر ڈائی آکسائیڈ (SO2) میں آکسائڈائز ہو جاتا ہے، جو فلو گیس کے ساتھ خارج ہوتا ہے، ماحول کو آلودہ کرتا ہے، جانوروں اور پودوں کی نشوونما اور انسانی صحت کو خطرے میں ڈالتا ہے، اور دھاتی آلات کو خراب کرتا ہے۔ جب میٹالرجیکل کوکنگ میں زیادہ سلفر مواد والا کوئلہ استعمال کیا جاتا ہے، تو یہ کوک اور سٹیل کے معیار کو بھی متاثر کرتا ہے۔ لہذا، کوئلے کے معیار کو جانچنے کے لیے "سلفر" کا مواد اہم اشاریہ جات میں سے ایک ہے۔

مخصوص درجہ حرارت اور حالات میں کوئلے میں نامیاتی مادے کے گلنے سے پیدا ہونے والی آتش گیر گیس کو "متغیر" کہا جاتا ہے، جو مختلف ہائیڈرو کاربن، ہائیڈروجن، کاربن مونو آکسائیڈ اور دیگر مرکبات پر مشتمل مخلوط گیس ہے۔ اتار چڑھاؤ کوئلے کا بنیادی معیار کا اشاریہ بھی ہے، جو کوئلے کی پروسیسنگ اور استعمال کے طریقوں اور تکنیکی حالات کا تعین کرنے میں ایک اہم حوالہ کا کردار ادا کرتا ہے۔ کم کولیفیکیشن ڈگری والے کوئلے میں زیادہ اتار چڑھاؤ ہوتا ہے۔ اگر دہن کے حالات مناسب نہیں ہیں تو، زیادہ اتار چڑھاؤ والا کوئلہ جلتے وقت آسانی سے غیر جلے ہوئے کاربن کے ذرات پیدا کرے گا، جسے عام طور پر "کالا دھواں" کہا جاتا ہے۔ اور زیادہ آلودگی پیدا کرتے ہیں جیسے کاربن مونو آکسائیڈ، پولی سائکلک آرومیٹک ہائیڈرو کاربن اور الڈیہائیڈز، اور تھرمل کارکردگی کم ہو جاتی ہے۔ لہذا، کوئلے کے غیر مستحکم مادے کے مطابق دہن کے مناسب حالات اور آلات کا انتخاب کیا جانا چاہیے۔

کوئلے میں کچھ غیر نامیاتی مادے ہیں، بنیادی طور پر پانی اور معدنیات، اور ان کی موجودگی سے کوئلے کے معیار اور استعمال کی قدر میں کمی واقع ہوتی ہے۔ معدنیات کوئلے میں بنیادی نجاست ہیں، جیسے سلفائیڈ، سلفیٹ اور کاربونیٹ، جن میں سے زیادہ تر نقصان دہ اجزاء ہیں۔

کوئلے کی پروسیسنگ اور استعمال پر "نمی" کا بڑا اثر ہے۔ جب دہن کے دوران پانی بھاپ میں بدل جاتا ہے، تو یہ حرارت جذب کرتا ہے، اس طرح کوئلے کی حرارت کی قدر کو کم کر دیتا ہے۔ کوئلے میں نمی کو بیرونی نمی اور اندرونی نمی میں تقسیم کیا جا سکتا ہے، اور اندرونی نمی کو عام طور پر کوئلے کے معیار کا اندازہ کرنے کے لیے انڈیکس کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ کولیفیکیشن کی ڈگری جتنی کم ہوگی، کوئلے کی اندرونی سطح کا رقبہ اتنا ہی زیادہ ہوگا اور نمی کی مقدار اتنی ہی زیادہ ہوگی۔

"راکھ" کوئلے کے مکمل طور پر جل جانے کے بعد باقی رہ جانے والی ٹھوس باقیات ہے، اور یہ کوئلے کے معیار کا ایک اہم اشاریہ ہے۔ راکھ بنیادی طور پر کوئلے میں غیر آتش گیر معدنیات سے آتی ہے۔ جب معدنیات کو جلایا جاتا ہے، تو اسے گرمی کو جذب کرنا چاہئے، اور سلیگ کی ایک بڑی مقدار گرمی کو دور کردے گی، لہذا راکھ جتنی زیادہ ہوگی، کوئلے کے دہن کی تھرمل کارکردگی اتنی ہی کم ہوگی؛ جتنی زیادہ راکھ، کوئلے کے دہن سے اتنی ہی زیادہ راکھ پیدا ہوتی ہے، اور اتنی ہی زیادہ فلائی ایش خارج ہوتی ہے۔ عام طور پر، اعلیٰ معیار کے کوئلے اور صاف کوئلے میں راکھ کا مواد نسبتاً کم ہوتا ہے [1]۔

کوئلہ تمام براعظموں اور سمندری جزائر میں تقسیم کیا جاتا ہے، لیکن دنیا میں کوئلے کی تقسیم بہت غیر مساوی ہے، اور مختلف ممالک میں کوئلے کے ذخائر بھی بہت مختلف ہیں۔ چین، امریکہ، روس اور جرمنی کوئلے کے ذخائر سے مالا مال ہیں، اور وہ دنیا میں کوئلہ پیدا کرنے والے بڑے ممالک بھی ہیں، جن میں چین دنیا میں سب سے زیادہ کوئلے کی پیداوار والا ملک ہے۔ چین کے کوئلے کے وسائل دنیا میں سب سے آگے ہیں، دوسرے نمبر پر امریکہ، روسی اور آسٹریلوی [9] ہیں۔

اگرچہ کوئلے کی اہم حیثیت تیل کی جگہ لے لی گئی ہے، لیکن طویل عرصے تک، تیل کی بتدریج کمی کی وجہ سے یہ لازمی طور پر زوال پذیر ہوگا۔ کوئلے کے وسیع ذخائر اور سائنس اور ٹیکنالوجی کی تیز رفتار ترقی کی وجہ سے، نئی ٹیکنالوجیز جیسے کول گیسیفیکیشن پختہ اور وسیع پیمانے پر استعمال ہو چکی ہیں۔

کوئلے کی تشکیل کے مختلف اصل مواد اور حالات کے مطابق، فطرت میں کوئلے کو تین قسموں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے، یعنی humus کوئلہ، بقایا humus کوئلہ اور sapropelic کوئلہ۔

چین دنیا میں کوئلہ استعمال کرنے والا پہلا ملک ہے۔ کوئلے کی دستکاری صوبہ لیاؤننگ کے قدیم ثقافتی مقام Xinle میں پائی گئی اور صوبہ ہینان کے گونگی شہر میں کوئلے کے کیک بھی پائے گئے۔

شان ہائی جینگ میں کوئلے کو پتھر نی کہا جاتا ہے جبکہ وی اور جن خاندانوں میں کوئلے کو گریفائٹ یا کاربونیفیرس کہا جاتا ہے۔ کوئلے کا نام سب سے پہلے منگ خاندان میں لی شیزن نے میٹیریا میڈیکا کے کمپینڈیم میں استعمال کیا تھا۔

یونان اور قدیم روم بھی پہلے کوئلہ استعمال کرنے والے ممالک تھے۔ یونانی اسکالر تھیوفراستوس نے تقریباً 300 قبل مسیح میں پتھر کی تاریخ لکھی جس میں کوئلے کی نوعیت اور ماخذ کو درج کیا گیا تھا۔ قدیم روم نے تقریباً 2000 سال پہلے کوئلے کو گرم کرنے کے لیے استعمال کرنا شروع کیا۔

کوئلہ سیاہ humus کی ایک انتہائی موٹی تہہ ہے جو زمین پر لاکھوں سالوں سے پودوں کی شاخوں اور جڑوں کے ذریعے جمع ہوتی ہے۔ زمین کی تہہ کی تبدیلی کی وجہ سے یہ مسلسل زیر زمین دبی رہتی ہے اور طویل عرصے تک ہوا سے الگ تھلگ رہتی ہے اور زیادہ درجہ حرارت اور زیادہ دباؤ میں پیچیدہ جسمانی اور کیمیائی تبدیلیوں کے بعد یہ ایک سیاہ آتش گیر تلچھٹ چٹان کی شکل اختیار کر لیتی ہے۔ کوئلے کی تشکیل کا عمل ہے۔

کوئلے کی کان میں کوئلے کے سیون کی موٹائی کا تعلق کرسٹل کے گرنے کی رفتار سے ہوتا ہے اور اس علاقے میں پودے کا جمع رہتا ہے۔ زمین کی پرت تیزی سے گر رہی ہے، اور پودے کی باقیات موٹی ہیں، اس لیے کوئلے کی اس کان میں کوئلے کی سیون موٹی ہے۔ اس کے برعکس، زمین کی پرت آہستہ آہستہ گر رہی ہے، اور پودے کی باقیات پتلی ہیں، اس لیے کوئلے کی اس کان میں کوئلے کی سیون پتلی ہے۔ زمین کی پرت کی ٹیکٹونک حرکت کی وجہ سے، کوئلے کی اصل افقی سیون جوڑ اور ٹوٹ جاتی ہیں۔ کوئلے کے کچھ سیونز کو زمین کے اندر گہرائی میں دفن کیا جاتا ہے، دوسروں کو سطح کی طرف دھکیل دیا جاتا ہے، یا یہاں تک کہ زمین کے سامنے لایا جاتا ہے، جسے لوگوں کو تلاش کرنا آسان ہوتا ہے۔ کوئلے کے کچھ حصے ایسے بھی ہیں جو نسبتاً پتلے اور رقبے میں چھوٹے ہیں، اس لیے کوئی کان کنی کی قدر نہیں ہے، اور کوئلے کی تشکیل کے بارے میں کوئی تازہ ترین بیان نہیں ہے۔

کیا کوئلہ اس طرح بنتا ہے؟ آیا کچھ نمائشوں کا مزید مطالعہ اور تبادلہ خیال کیا جانا چاہئے۔ کوئلے کی ایک بڑی کان میں کوئلے کی موٹی سیون اور کوئلے کا بہترین معیار ہوتا ہے، لیکن اس کا رقبہ عام طور پر بہت بڑا نہیں ہوتا ہے۔ اگر یہ لاکھوں سالوں سے پودوں کی پتیوں اور جڑوں کا قدرتی ذخیرہ ہے تو اس کا رقبہ بہت بڑا ہونا چاہیے۔ چونکہ قدیم زمانے میں زمین پر جنگلات اور گھاس کے میدان ہر جگہ موجود تھے، اس لیے زیر زمین ہر جگہ کوئلے کے ذخیرے کے آثار ہونے چاہئیں۔ ضروری نہیں کہ کوئلے کی سیون بہت موٹی ہو، کیونکہ پودوں کے پتے اور جڑیں ہیمس میں سڑ جاتی ہیں، جسے پودے جذب کر لیتے ہیں۔ اگر اسے دہرایا جاتا ہے، تو یہ اتنا مرتکز نہیں ہوگا جب اسے آخر کار زیر زمین دفن کیا جائے گا، اور مٹی کی تہہ اور کوئلے کے سیون کے درمیان کی حد اتنی واضح نہیں ہوگی۔

تاہم، اس حقیقت اور بنیاد سے انکار نہیں کیا جا سکتا کہ کوئلہ واقعی پودوں کے ملبے کے منظم ارتقاء سے بنتا ہے، جو کہ ایک ناقابل تردید سچائی ہے۔ جب تک آپ کوئلے کے بلاک کا بغور مشاہدہ کریں گے، آپ پودوں کی پتیوں اور جڑوں کے نشانات دیکھ سکتے ہیں۔ اگر آپ کوئلے کو کاٹ کر اسے خوردبین کے نیچے دیکھتے ہیں، تو آپ کو پودوں کے بہت واضح ٹشوز اور ڈھانچے مل سکتے ہیں، اور بعض اوقات تنے جیسی چیزیں کوئلے کے سیون میں محفوظ رہتی ہیں، اور کوئلے کے کچھ حصے ابھی بھی مکمل کیڑوں کے فوسلز سے لپٹے ہوئے ہیں۔

سطح کے عام درجہ حرارت اور دباؤ کے تحت، پودا ساکن پانی میں جمع رہتا ہے پیٹ یا sapropelic کے ذریعے پیٹ یا sapropelic میں تبدیل ہو جاتا ہے۔ دفن ہونے کے بعد، پیٹ یا سیپروپیلک کیچڑ بیسن کے تہہ خانے کے گرنے کی وجہ سے گہری زیر زمین تک دھنس جاتی ہے اور ڈائی جینیسیس کے ذریعے لگنائٹ میں تبدیل ہو جاتی ہے۔ جب درجہ حرارت اور دباؤ بتدریج بڑھتا ہے، تو یہ میٹامورفزم کے ذریعے بٹومینس کوئلے سے اینتھرا سائیٹ میں تبدیل ہو جاتا ہے۔ پییٹائزیشن سے مراد وہ عمل ہے کہ اونچے پودوں کی باقیات دلدل میں جمع ہوتی ہیں اور بائیو کیمیکل تبدیلیوں کے ذریعے پیٹ میں تبدیل ہوجاتی ہیں۔ Sapropargization سے مراد وہ عمل ہے کہ نچلے جانداروں کی باقیات دلدل میں حیاتیاتی کیمیائی تبدیلیوں کے ذریعے sapropelic مٹی میں تبدیل ہو جاتی ہیں۔ Sapropargite ایک قسم کا کیچڑ والا مادہ ہے جو پانی اور اسفالٹین سے بھرپور ہوتا ہے۔ گلیشیر کا عمل کوئلہ بنانے والے پلانٹ کی باقیات کو جمع کرنے اور محفوظ کرنے میں معاون ثابت ہو سکتا ہے [2]۔

کوئلے کی تشکیل کی عمر

پورے ارضیاتی دور میں، دنیا میں کوئلے کی تشکیل کے تین بڑے ادوار ہیں:

Paleozoic Carboniferous اور Permian میں، کوئلہ بنانے والے پودے بنیادی طور پر تخمی پودے تھے۔ کوئلے کی اہم اقسام بٹومینس کوئلہ اور اینتھراسائٹ ہیں۔

Mesozoic کے جراسک اور کریٹاسیئس میں، کوئلہ بنانے والے پودے بنیادی طور پر جمناسپرم تھے۔ کوئلے کی اہم اقسام لگنائٹ اور بٹومینس کوئلہ ہیں۔

سینوزوک کے تیسرے حصے میں، کوئلہ بنانے والے پودے بنیادی طور پر انجیو اسپرمز تھے۔ اہم کوئلہ لگنائٹ ہے، اس کے بعد پیٹ اور کچھ نوجوان بٹومینس کوئلہ ہے۔

کوئلہ دنیا میں سب سے زیادہ تقسیم ہونے والا فوسل توانائی کا وسیلہ ہے، جسے بنیادی طور پر چار اقسام میں تقسیم کیا گیا ہے: بٹومینس کوئلہ اور اینتھرا سائیٹ، ذیلی بٹومینس کوئلہ اور لگنائٹ۔ دنیا کے قابل بازیافت کوئلے کے ذخائر کا 60% ریاستہائے متحدہ (25%)، سوویت جمہوریہ (23%) اور چین (12%) میں مرکوز ہیں۔ اس کے علاوہ، آسٹریلیا، بھارت، جرمنی اور جنوبی افریقہ دنیا کی کل کوئلے کی پیداوار کا 29% حصہ بناتے ہیں، اور ثابت شدہ کوئلے کے ذخائر تیل کے ذخائر سے 63 گنا زیادہ ہیں۔ دنیا کے جن ممالک میں کوئلے کے ذخائر موجود ہیں وہ بھی کوئلے کے ہیں۔