Уголь
термин
[coal] – твердая углеродистая горючая осад. п. растительного происхождения, всегда содержащая некоторое кол-во минер. примесей (условно не более 50%). Более высокозольные образования называются углистыми породами . У. залегает в виде пластовых залежей или прослоев среди др. осад. п. Образуются У. преимущественно на месте произрастания растений ( автохтонные угли ) или когда растительный материал частично переносится к месту накопления ( аллохтонные угли ). Выделяют три генетические гр. У. (таблица): гумолиты , состоящие из остатков высш. растений; сапропелиты , состоящие преимущественно из низш. растений; сапрогумолиты , представляющие переходную гр. с преобладанием высш. и участием низш. растений. Дальнейшее подразделение гр. на классы углей проводится по соотношению микролитотипов угля , отражающему преобладание тех или иных процессов преобразования орг. в-ва (гелификация, фюзенизация и т. п.). Классы и подклассы У. подразделяют на типы ( типы угля петрографические ), подтипы и разновид., устанавливаемые по комплексу признаков (напр. по структурно-вещественному, в т. ч. мацеральному, составу). В углях клареновых некоторых бассейнов выделяются типы У по восстановленности. По степени диагенеза и метаморфизма орг. в-ва различают угли бурые , угли каменные и антрациты , образующие единый ряд углефикации . Микроскопич. исследования У бурых, длиннопламенных, газовых, жирных, коксовых проводятся в проход. и отраж. свете, отощенно-спекающихся, тощих, антрацитов – в отраж. Текстура У может быть разл. и связана с распределением компонентов У. вне зависимости от их величины, формы и вещественного состава. Качество и свойства У зависят от состава исходной растительности, мацерального состава У, стадии углефикации, степени восстановленности, содер. минер. компонентов и др. Основными технологич. характеристиками качества У являюся следующие показатели: содер. углерода в сухом топливе (C daf ), влажность (W), выход летучих в-в (V), содер. водорода в сухом топливе (H daf ), высш. теплота сгорания (Q s daf , зольность (A), выход смолы полукоксования, спекаемость. Гл. факторами, определяющими физич. свойства У. (блеск, показатель отражения углей , пок. прел., плотность, пористость, скорость распространения ультразвука, твердость, цвет, электропроводность, хрупкость), являются петрографич. состав, степень углефикации, кол-во и характер распределения минер. примесей, а также степень выветрелости. Плотн. У. обычно варьирует от 0,92 до 1,70 г/см 3 , наимен. – у малозольных сапропелитов, а в ряду углефикации – у бурых У. Твердость по шкале Мооса – от 1 до 3. Коэф. пористости У. (отношение объема пор к общ. объему У) изменяется от 1,0 для бурых У до 0,16 для антрацитов с минимумом (0,13) в коксовых У. В ряду углефикации от торфа до каменного У пок. прел. возрастает от 1,6 до 2,0. Элемент. состав орг. массы У. характеризуется преобладанием в орг. в-ве углерода (от 60% в буроугольной стадии до 96% в антрацитах) и соответственно меньшим кол-вом кислорода (от 30 до 1%) и водорода (от 6 до 1%). Наибол. содер. C daf присуще фюзенолитам , H daf – сапропелитам (до 12%) и липоидолитам (до 8%). Сред. содер. серы в У 0,8–1,0% (± 0,2), миним. < 0,1%, макс. до 5–15%. Сера присутствует в четырех формах (в порядке уменьшения содер.): а) сульфидная; б) орг (конституционная, растений-углеобразователей) и вторичная орг.; в) сульфатная; г) элементарная (свободная), выделившаяся в результате окисления сероводорода (Кизильштейн Л.Я., 1975). Генезис отдельных форм серы связан с геохимич. обстановкой накопления и дальнейшего преобразования исходного материала. В восстановительных условиях, при достаточном доступе сульфатов, формируются У., обогащенные сульфатной и вторичной орг. серой вследствие процессов биогенной редукции сульфатов. В угольных пластах, сформировавшихся в паралических условиях, содер. серы выше, чем во внутриконтинентальных. У. известны в осад. отл. начиная с девонского периода. Широко используются в качестве топлива, являются сырьем для металлургич. и химич. пром-сти. Разработаны разл. классификации У на основе геологич., технологич. и экономич. признаков (пром., промышленно-генетическая, междунар. классификация каменных У., междунар. классификация У. в пластах, междунар. система кодификации У. сред. и высокого рангов и др.); с 1991 г. введена одна промышленно-генетическая классификация по ГОСТу 25543–88. Пром. классификации У. основываются на значениях параметров, позволяющих судить о важнейших технологич. свойствах У Для всех марок У общ. маркирующими параметрами являются пок. отраж. витринита R о и сумма отощающих компонентов (в %): ∑ОК = I ( инертинит ) + ⅔Sv ( семивитринит ). В единой классификации бурые У. от каменных четко отделяются по теплоте сгорания – Q s af = 24 МДж/кг. Интервал перехода от тощих каменных У к антрацитам по R о – 2,20–2,59%. Бурые У. дополнительно дифференцируются по влажности и выходу смолы полукоксования (T sk daf , %), а каменные – по выходу летучих в-в (V daf , %) и спекаемости по методу Рогá . Антрациты имеют два дополнительных индивидуальных маркирующих параметра – объемный выход летучих в-в V v daf и анизотропию отражения витринита A R . По технологич. свойствам и характеру использования выделяется большое кол-во марок угля . Международная классификация углей в пластах разработана Европейской экономической комиссией (ЕЭК) ООН, введена в 1998 г. и предназначена для унификации данных о качестве У. и мировых запасов У. разных марок, создания мирового банка данных. Классификация основана на применении таких параметров, как R, % (сред. показатель случайного отражения витринита, аналог R о ), ВТС (высш. теплота сгорания во влажном беззольном состоянии), влажность У. в естеств. состоянии, зольность в сухом состоянии У, петрографич. показатели – V (витринит), I (инертинит), L (липтинит) – в %; содер. водорода – в %. В данной классификации выделяются лигниты , угли суббитуминозные , угли битуминозные , антрациты; при этом граница по R r = 2,0% (каменные У. – антрациты) не соответствует принятому в Российской Федерации переходу от тощих У. к антрацитам (R, от 2,20 до 2,39%). По зольности (A d ) У. подразделяют на высокосортные (0–10%), сред. сорта (10–20%), низкого (20–30%) и очень низкого (30–50%)сорта. Зольность определяется встречающимися в У. минер. включениями. В основном это глинистые м-лы, сульфиды железа, карбонаты, оксиды кремния и др. Различают включения: а) сингенетические образования, формировавшиеся в процессе осадконакопления и торфообразования, принесенные в виде терригенного материала или взвесей, в коллоидном состоянии или в водорастворимых соединениях, в т. ч. редкие и рассеянные элементы, цветные металлы, сорбированные орг. массой или образующие металлоорганические соединения; б) возникшие в период диагенеза (диагенетические) и все конкреционные образования; в) эпигенетические (инфильтрационные), появившиеся после процесса углеобразования. Примеси разл. элементов, в т. ч. редких (Ge, Ga, Be, Sc, РЗЭ и др.), могут присутствовать в У в пром. кол-ве.
Источник:
Геологический словарь ВСЕГЕИ (3-е изд.)
Геологический словарь : в 3 т. / гл. ред. О. В. Петров. — 3-е изд., перераб. и доп. — СПб. : ВСЕГЕИ, 2010—2017. — ISBN 978-5-93761-169-7.