вугілля викопне
уголь ископаемый - fossil coal (mineral) - fossile Kohle - тверда горюча копалина органічного походження. Утворилося переважно з рослинних решток. Колір — від бурого до чорного. Густина 0,92…1,7, твердість 1…3. Виділяють гумоліти (вугілля кам’яне, вугілля буре та антрацити), сапропеліти й сапрогумоліти. В.в. - один з найбільш поширених видів к.к., вони виявлені на всіх континентах земної кулі. Відомо бл. 3000 вугільних родовищ і басейнів. Існують різні оцінки загальних світових запасів В.в. - від 3,7 до 16 і більше трлн.т (1990). В.в. складає бл. 87,5% викопного палива Землі. Розвідані запаси вугілля Світовим енергетичним конгресом 1998 р. в млрд.т.у.п. були оцінені так: світові – 799,8; Європа – 72,6; Україна – 34,0. У світовому паливно-енергетичному балансі В.в. складає бл.25%.В.в. - переважно чорна, блискуча, тьмяно-блискуча, матова речовина, що характеризується різними відтінками кольору і блиску, різною текстурою (землистою, шаруватою, монолітною) та структурою (смугастою, штриховою, однорідною та ін.) та поверхнею зламу (зернистою, гладенькою, напівраковинною та ін.), різною тріщинністю з плитчастою, кутасто-грудкуватою та ін. відмінами; поодинокими включеннями вуглефікованих фрагментів різних частин рослин; прошарками осадових порід та мінеральних включень. У складі В.в. виділяють фітерали (залишки рослинного матеріалу) та мацерали (вуглеутворюючі компоненти). Осн. компоненти В.в.: органіч. речовина, мінеральні домішки і волога. Маса органіч. речовини становить 50-97% від загальної маси сухого вугілля. Хімічний склад органічної частини В.в. включає C, H, O, S, N та ін. хім. елементи. Переважає вуглець, на частку якого припадає 60-98% маси вуг. речовини. Мінеральні домішки розсіяні в органіч. масі у вигляді кристалів, конкрецій, тонких прошарків і лінз. Найбільш поширені глинисті мінерали; вміст їх в середньому становить 60-80% від загальної маси неорганіч. матеріалу. Підлегле значення мають карбонати, сульфіди заліза і кварц. У незначн. кількостях містяться сульфіди кольорових і рідкісних металів, фосфати, сульфати, солі лужних металів. Відносний вміст мінеральних домішок в сухій речовині вугілля коливається в широких межах (зольність 50-60%). Волога В.в. в осн. сорбційна, капілярна та порова, частково волога входить до складу органіч. маси або міститься в кристалізаційних ґратках мінералів (пірогенетична волога). Масова частка сумарної вологи коливається від 60% в м'яких пухких до 16% в щільному бурому вугіллі, знижуючись до 6-10% в кам. вугіллі і антрацитах. Мінім. вологість (до 4%) має середньометаморфізоване кам. вугілля. Величина цього показника - один з осн. параметрів класифікації бурого вугілля. Вища теплота згоряння сухого беззольного вугілля коливається в межах (МДж/кг): для бурих 25,5-32,6, для кам'яних 30,5-36,2 і для антрацитів 35,6 33,9. Нижча теплота згоряння в перерахунку на робоче паливо (МДж/кг): 6,1-18,8 для бурого вугілля, 22,0-22,5 для кам. вугілля і 20-26 для антрацитів.
Промислові класифікації В.в. відображають практику їх використання, що склалася. В Україні основа традиційної пром. класифікації В.в. - їх марочна приналежність. Марка вугілля - умовна назва різновидів вугілля, близьких за генетич. ознаками і осн. енергетич. і технол. властивостями. Все буре вугілля належить до однієї марки Б, а антрацити - до марки А. Всередині марок виділяють технол. групи В.в. Буре вугілля за вмістом робочої вологи поділяється на 3 технол. групи: 1Б (W понад 40%), 2Б (31-40%), ЗБ (W менше 30%), вугілля Дніпровського бас. технол. групи 1Б додатково поділяють на 4 групи за виходом смол і кожна з них на 4 підгрупи за величиною вищої теплоти згоряння (по бомбі). За класифікацією, введеною у 1990 р (ГОСТ 25543-88), передбачено таке віднесення вугілля: до бурого при сер. показнику відбивання вітриніту Rо менше 0,60% і вищій теплоті згоряння в перерахунку на вологий беззольний стан (Qsaf) менше 24 МДж/кг; до кам. вугілля - при сер. величині Rо 0,40-2,59%, Qsaf 24 МДж/кг і більше і виході летких речовин в перерахунку на сухий беззольний стан (Vdaf) 8% і більшe; до антрацитів - при серед. величині Rо від 2,20% і більше і Vdaf менше за 8%. Передбачене визначення наступних генетич. параметрів вугілля: міри їх метаморфізму (встановлюється за Rо), особливості петрографіч. складу - мінім. сумарний вміст фюзенізованих опіснюючих компонентів - ОК, %; макс. вологоємність на беззольний стан Wafmax %, для бурого вугілля, вихід летких речовин Vdaf, %, для кам'яного вугілля, і Vvdaf, см3/г, для антрацитів; вихід смол напівкоксування Тskdaf для бурого вугілля, спікливість за товщиною пластич. шару у, мм, і індексу Рога R1 для кам'яного вугілля, анізотропія відображення витриніту АR,%, для антрацитів. За перерахованими показниками виділено 50 класів вугілля з Rо від 0,20 до 5,0% і більше, 8 категорій з ОК від 10 до 69%, 6 типів бурого вугілля з Wafmax від 20 до 70%, 11 - кам'яного з Vdaf від 48 до 8% і 4 - антрацитів з Vvdaf від 200 до 100 см3/г, 4 підтипи бурого вугілля з Тskdaf від 20 до 10% , 23 - кам'яного за показниками спікливості і 6 - антрацитів за показниками анізотропії відбиття витриніту. За сукупністю генетичних параметрів вугілля кодується семизначним кодовим числом. Відповідно до генетич. параметрів визначаються технол. марка, група і підгрупа вугілля. Всього виділено 17 марок, з них по одній для бурого (Б) вугілля і антрацитів (А) і 15 для кам'яного вугілля: довгополуменеве (Д), довгополуменеве газове (ДГ), газове (Г), газове жирне опіснене (ГЖО), газове жирне (ГЖ), жирне (Ж), коксове жирне (КЖ), коксівне (К), коксове опіснене (КО), коксове слабкоспікливе низькометаморфізоване (КСН), коксове слабкоспікливе (КС), опіснене спікливе (ОС), пісне спікливе (ПС), слабкоспікливе (СС) і пісне (П). Інші варіанти цієї класифікації виділяють 16-18 марок вугілля кам'яного. В подальшому така класифікація була вдосконалена.
За Стандартом України "Вугілля буре, кам’яне та антрацит" (ДСТУ 3472-96) в залежності від значень середнього показника відбивання вітриніту Rо, виходу летких речовин Vdaf, теплоти згоряння на сухий беззольний Qsdaf або вологий беззольний Qsaf стан та спікливості, яка оцінюється товщиною пластичного шару "Y" і індексом Рога RI вугілля України поділяється на марки у відповідності з таблицею:
* Qsaf - при значенні показника Rо, <0,83% та Y = 16 мм вугілля належить до марки Г - * Vdaf < 8% та Qsdaf < 35,2 МДж/кг вугілля належить до марки П.
У зарубіжних класифікаціях В.в. прийнятий підрозділ їх на бурі, кам'яні і антрацити з додатковим виділенням лігнітів або ототожненням останніх з бурим вугіллям. Більш дрібні підрозділи в цих класифікаціях основані на ступені їх вуглефікації і зумовлених нею таких найважливіших показниках пром. властивостей, як питома теплота згоряння і спікливість. У класифікації Грюнера, поширеній в зарубіжних європ. країнах, прийняті такі осн. параметри: елементний склад, вихід і властивості нелеткого залишку. У США В.в. поділене на 4 класи: лігніти, суббітумінозне і бітумінозне вугілля, антрацити. У кожному класі виділені групи для лігнітів і неспікливого (суббітумінозного) вугілля за величиною вищої пит. теплоти згоряння беззольного вугілля, а для вугілля, що спікається (бітумінозного) і антрацитів, - за вмістом зв’язаного вуглецю і виходом летких речовин. Див. також класифікація вугілля.
Осн. напрями сучасного використання В.в., крім енергетики, - одержання металург. коксу, хім. сировини (більше 300 найменувань речовин), газифікація і інш. Перспективні напрями переробки В.в. - гідрогенізація і піроліз вугілля з метою отримання рідкого і газоподібного палива, а також продуктів для органіч. синтезу, нових видів пластмас, вилучення сірки.
Найбільші загальні ресурси В.в. знаходяться в США, КНР, РФ, Австралії, Канаді, ФРН, ПАР, Великобританії, Польщі, Індії. В Україні поклади вугілля викопного зосереджені в Донецькому, Львівсько-Волинському та Дніпровському басейнах. За геологічними запасами В.в. Україна посідає перше місце в Європі. Розвідані запаси В.в. в Україні складають 34,0 млрд. т.у.п. або бл. 50 млрд.т (1998). Прогнозні запаси – бл. 120 млрд.т. В структурі балансових запасів представлені всі марки від вугілля бурого до високометаморфізованих антрацитів. Питома вага марок вугілля складає (%): буре (Б) – 6,6; довгополуменеве (Д) – 22,4; газове (Г) – 36,1; газово-жирне (ГЖ) – 4,1%; жирне (Ж) – 4,7%; коксівне (К) – 3,1%; піснувате спікливе (ПС) – 3,3%; пісне (П) – 8,4; антрацити (А) – 11,3%.
За прогнозними оцінками світова потреба вугілля у 2010 р. складе 4293 млн.т., при цьому на країни ЄС припаде 2057 млн.т., Зах. Європу 406, Сх. Європу 610, Півн. Америку 1040. Видобуток вугілля відповідно досягне 4300, 2013, 122, 607, 1285, імпорт 630, 352, 290, 36, 19, експорт 637, 308, 5, 33, 270 відповідно. Імпорт в Зах. Європу виросте з 150 до 290 млн.т. На виробництво енергії в країнах ЄС витрачається 60% вугілля, у світі – 45%. Найбільшими вугледобувними країнами в цей період будуть: Австралія, Індія, Китай, Польща, ПАР, Росія, США, Україна. Вони будуть давати бл. 85% кам'яного вугілля. Частка ЄС зменшиться з 52% (1990) до 46% (2010).
Див. вугілля кам’яне, вугілля буре, вугілля коксівне, антрацит, сапропеліт, марки вугілля, промислова класифікація вугілля, класифікація вугілля за розміром грудок, петрогенетична (генетична) класифікація вугілля викопного, рядове вугілля, вуглеутворення, вуглефікація.