Каменный уголь

Хотите купить каменный уголь в Екатеринбурге по самым выгодным ценам? Обращайтесь в «Грунтовозов». Мы продаем уголь максимально дешево и гарантируем качество продукции и сроки доставки.

Цена на каменный уголь
от руб. за 1т
Заказать

Цены

Цена на каменный уголь складывается из стоимости материала на карьере и доставки до заказчика. У нас заключены договора со всеми карьерами Свердловской области, и при поступлении заказа наш менеджер рассчитает, с какого карьера дешевле всего будет доставить ваш заказ.

Ниже представлены базовые цены, уже включающие минимальное плечо доставки.

Наименование Цена
Уголь
Уголь ДОМ (20-40) от 4700 руб. за 1тзаказать
Уголь ДПК (50-200) от 4700 руб. за 1тзаказать
Уголь ДР (0-300) от 4400 руб. за 1тзаказать

Важно: цена каменного угля за тонну и за куб может отличаться. Мы привели примеры расчетов за куб. Если же вас интересуют расценки за тонну, воспользуйтесь нашим калькулятором: с его помощью можно легко перевести объем в вес и обратно.

Что такое каменный уголь, каковы его виды и свойства

Каменный уголь – это твердая горючая осадочная порода, образующаяся в земном пласте из остатков отмерших растений. Он занимает промежуточное положение в фазе углеобразования между бурым углем и антрацитом.

Уголь – это первое полезное ископаемое, которое использовалось человеком в качестве топлива и являлось основным вплоть до конца XX века.

Каменный уголь

Как образуется каменный уголь

Основные запасы каменного угля, которые сейчас добываются, сформировались еще 280 000 000 лет назад. В то время на земле росли гигантские растения и жили динозавры. Они и стали основой огромных накоплений органических отложений.

Давайте разберемся, как из останков животных и растений образовался каменный уголь.

Процесс углеобразования можно разделить на две части:

  • Торфообразование
  • Углефикация

Теперь подробнее рассмотрим каждый этап.

Торфообразование

В эру палеозоя на земле были такие растения как папоротники, плауны и хвощи. Со временем их перегной скапливался и сверху покрывался осадками. А в стоячей воде, лишенной кислорода, бактерии не имели возможность полностью разрушить органические остатки растений. Таким образом скапливалась масса, которая превращалась в торф – материал для образования угля. Данный период длился тысячелетия.

Углефикация

Процесс углефикации разделяют на две части:

  1. Диагенез угля, или превращение торфа в бурый уголь
  2. Метаморфизм угля, или последовательное превращение бурого угля в каменный и антрацит под влиянием повышенной температуры и давления

Подробнее о каждом читайте ниже.

  • Диагенез угля
    Пласты торфа со временем покрывались минеральными осадками и проседали все глубже, теряя влагу и доступ к кислороду. На этом этапе процесс разложения растений останавливался в связи с прекращением жизнедеятельности бактерий. Начинался процесс углефикации – превращения торфа в бурый уголь. Это вещество с малым содержанием углерода, черного или бурого цвета и рыхлой, камнеподобной структурой.
    Это самый молодой уголь, который используется как топливо для котлов, удобрение и даже как активированный уголь в таблетках.
  • Метаморфизм угля
    Во время движения тектонических плит происходит превращение бурого угля в каменный. Этот слой уходит под землю и соприкасается с магмой. Там он подвергается высокому давлению и температуре. Происходит метаморфизм угля, результатом которого становится увеличение содержания углерода и уменьшение влаги. В итоге мы получаем каменный уголь (содержит 75-95% углерода), высшей степенью превращения которого является антрацит (свыше 95% углерода).

Подводя итог вышесказанному, еще раз отметим, что каменный уголь отличается от бурого большим содержанием углерода. Это, в свою очередь, влияет на показатели теплового горения, зольности и других качественных характеристик, о которых вы узнаете далее.

Отдельно хотим акцентировать ваше внимание на следующем:

Многие путают каменный уголь и древесный. Имейте в виду, что это абсолютно разные виды.

Древесный уголь – высококалорийное топливо, которое получают при сжигании древесины, тем самым избавив ее от влаги. Наряду с каменным углем, данный вид обладает высоким показателем теплового горения, а также минимальным количеством дыма и копоти.

Читайте нашу статью Как образовался каменный уголь.

Уголь со следом растения

Далее вы узнаете о месторождениях каменного угля.

Месторождения каменного угля

Месторождения каменного угля называют угольными бассейнами. Это территория, на которой находятся сплошные или прерывистые залежи сырья.

По объемам запасов угля в мире Россия занимает 2-ое место, а по добыче 6-ое (350 миллионов тонн в год) после Китая, США, Индии, Австралии и Индонезии. В общей сложности, в недрах нашей страны сосредоточена треть мировых залежей угля.

На сегодняшний день Россия не включена в число лидеров по добыче каменного угля, но в 1958 году СССР вышел на первое место в мире и удерживал эту позицию 22 года. Этот период был назван «Золотым веком».

Основными угольными месторождениями бывшего союза считались:

  1. Донецкий
    Донецкий угольный бассейн, или Донбасс – первая угольная база страны.  Шахты были открыты еще в 1721-1724 годах, а их разработка началась в конце XVIII века. После окончания войны, в 1945 году, Донбасс стал лидером по добыче угля в стране. Качество сырья здесь очень высокое, более трети запасов составляют антрациты, которые по теплотворности считаются одними из лучших в мире.
  2. Кузнецкий
    Кузнецкий угольный бассейн, или Кузбасс – вторая угольная база бывшего СССР. Является одним из самых крупных угольных месторождений в мире. Первые упоминания о Кузбассе датируются 1721 годом. Здесь добывается 60% угля России.
  3. Карагандинский
    Этот каменноугольный бассейн занимал третье место по запасам угля в СССР. Он расположен в Карагандинской области Казахстана. На этой же территории находятся такие месторождения как Кушокы, Борлы и Шубаркольское. О последнем расскажем подробнее.
    Шубаркольское месторождение было открыто в 1983 году. Здесь добываются одни из наиболее экологически чистых углей. В них содержится низкое количество примесей, влаги и серы. Иными словами, это месторождение высококачественного энергетического топлива, которое подходит для бытового использования, слоевого и пылевидного сжигания.
    Уголь именно из Шубаркольского разреза и представлен у нас в продаже.
Угольный карьер

Теперь, когда вы знаете, что представляет собой месторождение каменного угля, поговорим о способах добычи материала.

Способы добычи каменного угля

Разработка угольных бассейнов ведется как на поверхности, так и глубоко под землей.

Исходя из этого, существует два способа добычи угля:

  • Открытый
  • Закрытый

Давайте выясним, чем они отличаются.

Открытый способ

Открытым способом добывают угли, которые находятся на глубине до 100 метров. Метод также называют карьерным. Он считается наиболее быстрым и не затратным с экономической точки зрения.

Процесс добычи делится на несколько этапов:

  1. Анализ твердости почвы, выветриваемости и слоистости для определения необходимой техники. Если слой грунта над углем мягкий и тонкий, то достаточно бульдозеров, а если твердый, потребуется более мощная техника. Во втором случае также возможно применение взрывчатки.
  2. При помощи спецтехники снимается верхний слой земли, покрывающий уголь.
  3. После того, как материал добыли, его дробят и вывозят на перерабатывающие предприятия.
  4. После завершения работ по добыче рабочие выравнивают рельеф, чтобы сохранить окружающую среду.

Минус добычи карьерным методом заключается в том, что уголь на поверхности, как правило, менее качественный и содержит примеси других пород и грязь.

Закрытый способ

Это наиболее популярный подземный метод добычи полезных ископаемых. В отличие от открытого, при закрытом наносится меньше вреда окружающей среде и добывается более качественный уголь.

Здесь добыча может производиться:

  • Через штольни
  • Через шахты

Рассмотрим каждый из них.

Через штольни

Штольня – это горизонтальная (или под углом не менее 45 градусов) горная выработка, имеющая выход на поверхность. В ней добывают полезные ископаемые.

Данный метод используется при залегании небольшого пласта угля на глубине более 100 метров, в сложных горных рельефах и в местах, где обустройство карьеров экономически нецелесообразно. Со стороны данная выработка выглядит как обычная пещера в горе.

Через шахты

Добыча угля в шахтах – это метод, при котором происходит извлечение каменного угля из недр земли при помощи специального оборудования. Он считается самым продуктивным и, в то же время, опасным и дорогостоящим.

Шахты пробуриваются на глубину от 100 метров до километра (наиболее крупные в России достигают 1 200 метров). В среднем они эксплуатируются 10-20 лет. Но перед этим необходимо доказать наличие залежей и получить специальное разрешение для обустройства шахты.

Шахтный метод можно разделить на два вида:

  1. Камерно-столбовой
    Данный способ применяется при добыче на месторождениях с мощными и устойчивыми породами в пластах. Шахтную площадь разделяют на условные камеры и разрабатывают, оставляя столбы породы (их называют целики) для поддержания верхнего слоя и предотвращения обрушений.
  2. Система разработки длинными очистными забоями
    Данный метод позволяет добыть наибольшее количество угля и считается самым безопасным, так как присутствие людей здесь почти не требуется. При этой системе разработки оборудование перемещается по забоям – подвижной поверхности отбитой горной породы. При помощи выемочного агрегата снимается слой пласта угля. Обрушившись на забои, материал доставляется наверх.

Помимо вышеописанных способов существует несколько нетрадиционных, которые не имеют массового распространения ввиду дороговизны и отсутствия технологий.

Здесь можно выделить:

  • Гидравлический способ
    Уголь, расположенный на большой глубине в шахте, доставляется наверх сильным напором воды.
  • Добыча при помощи энергии сжатого воздуха
    С его помощью можно как дробить угольные пласты, так и поднимать материал на поверхность.
  • Виброимпульсный способ
    При помощи сильных колебаний происходит целенаправленное разрушение породы.

Все эти методы использовались еще в Советском Союзе, но из-за недостатка средств данные проекты пришлось закрыть. Кроме того, сейчас главным источником топлива в мире считается нефть. Но, несмотря на это, от каменного угля не только не спешат отказываться, но и развивают технологии по разработке месторождений.

Подробно о способах добычи материала читайте в наших статьях по теме:

Каменноугольный карьер
Техника для перевозки угля
Перевозка угля
Машина для добычи угля
Транспортировка угля на ленте
Сортировка угля

Далее мы расскажем о видах каменных углей и их классификациях по основным признакам.

Виды каменного угля

Сферы применения материала напрямую зависят от вида и качества исходного сырья. По этой причине необходимо разобраться, каким может быть каменный уголь.

Итак, материал классифицируют по следующим признакам:

  • Маркам
  • Фракциям
  • Наличию постобработки
  • Химическому составу
  • Структуре
  • Блеску
  • Текстуре
  • Излому
  • Вещественному составу

Теперь рассмотрим каждую характеристику.

По маркам

Уголь принято классифицировать по маркам, которые определяют его по самым основным свойствам.

Всего выделяют 9 марок углей:

  1. Бурый уголь (Б)
  2. Длиннопламенный уголь (Д)
  3. Газовый уголь (Г)
  4. Жирный уголь (Ж)
  5. Коксовый уголь (К)
  6. Отощенно-спекающийся уголь (ОС)
  7. Слабоспекающиеся угли (СС)
  8. Тощий уголь (Т)
  9. Антрацит (А)

Буквами в скобках обозначают сокращенное название марки.

Теперь давайте выясним, какими характеристиками они обладают.

Бурый уголь (Б)

Это самая молодая марка, имеющая наименьшую теплоту сгорания. Это объясняется низким содержанием углерода, повышенным – влажности и примесей. Из-за своей дешевизны применяется в мелких котельных и частных домах.

Длиннопламенный уголь (Д)

Уголь серо-черного цвета, который горит коптящим пламенем с длинными языками (отсюда и название). Содержит 70-80% углерода, меньшее количество примесей и влагоемкости. Он может гореть без поддува за счет собственной тяги. Также длиннопламенный уголь не спекается и дает много тепла.

Газовый уголь (Г)

Он напоминает длиннопламенный, но отличается меньшей влагоемкостью и высокой скоростью горения. Как правило, применяется в небольших промышленных котельных в качестве топлива.

Жирный уголь (Ж)

Жирные угли загораются тяжелее и горят небольшим пламенем. Также к недостаткам можно отнести высокое содержание летучих веществ. Поэтому данную марку редко используют как топливо. Зато такой материал считается ценным коксующимся углем из-за высокой теплоты сгорания. В результате нагрева образуется высокопрочный кокс – твердый каменный уголь, запеченный при высоких температурах. Его используют для чугуна и стали в черной металлургии.

Коксовый уголь (К)

Из этого вида получается ценный каменноугольный кокс. Данная марка образуется на глубине 5 500 метров под высоким давлением. Имеет однородную структуру и серый цвет. Содержание углерода здесь 88-90%, но при этом в качестве топлива коксовый уголь практически не используется. Применяется для плавки чугуна в целях получения железа.

Отощенно-спекающийся уголь (ОС)

Практически не отличается от коксового. Он содержит примерно такое же количества углерода и летучих веществ, но обладает большей теплотой сгорания. Эту марку используют иногда как топливо на электростанциях и часто в коксохимической промышленности. Но так как коксуется он тяжело, его необходимо смешивать с другими видами. Смесь нескольких марок угля называют шихтой.

Слабоспекающиеся угли (СС)

Отличительной чертой данной марки является слабая спекаемость, а иногда и вообще ее отсутствие. В связи с этим они имеют характерное свойство – их очень трудно разжечь. Слабоспекающиеся угли дают достаточно много тепла и горят без дыма и пламени, но за ними нужно следить, потому что без постоянного поддува они могут погаснуть. Применяется эта марка в основном в крупных промышленных печах и для растопки чугунных и железных котлов.

Тощий уголь (Т)

Залегает тонкими пластами на большой глубине (6 600 метров), отсюда и название. Данный вид не приспособлен к коксованию из-за отсутствия способности к спеканию. Он обладает очень высокой теплотой горения и не выделяет пламени. По этой причине его используют в металлургии, крупных электростанциях, промышленных котельных и многих других областях, где необходимы высокие температуры.

Антрацит (А)

Самый качественный уголь. В нем содержится до 98% углерода. Имеет самую высокую теплоту сгорания, термостойкость и электропроводность. Из-за своих качеств он подходит не всем печам, так как некоторые может просто испортить. Применяется антрацит, как правило, в металлургии.

Помимо вышеперечисленных марок, имеются еще и промежуточные:

  • ДГ (длиннопламенно-газовые)
  • ГЖ (газовые жирные)
  • КЖ (коксовые жирные)
  • ПА (полуантрациты)

В нашей области встречается только одна марка материала – это длиннопламенный уголь (Д).

Подробно об этой классификации читайте в нашем разделе Марки угля.

Бурый уголь
Каменный уголь

По фракциям

Во время добычи угля его дробят и измельчают. Затем куски разных размеров сортируют по фракции, или размеру. Это необходимо для того, чтобы получить материал нужной величины.

Марки и фракции – самые важные классификации. И чтобы охарактеризовать тот или иной уголь, для упрощения используют следующую систему: сорт = марка + фракция.

Итак, по фракциям уголь делится на:

  • (П) – плитный, большие куски от 10 см
  • (К) – крупный, размеры угля от 5 до 10 см
  • (О) – орех, от 2,5 до 5 см
  • (М) – мелкий, небольшого размера, от 1,3 до 2,5 см
  • (С) – семечко, или мелкие куски для длительного тления, от 0,6 до 1,3 см
  • (Ш) – штыб, или угольная пыль для брикетирования
  • (Р) – рядовой (или бесстандартный), который представляет собой смесь фракций различных размеров

Здесь так же, как и в марках, существуют объединенные фракции:

  • (ПК) – плитный крупный, от 50 см
  • (КО) – крупный орех, от 25 до 100 см
  • (ОМ) – орех мелкий, от 13 до 50 см
  • (МС) – мелкое семечко, от 6 до 25 см
  • (СШ) – семечко со штыбом, до 13 см
  • (МСШ) – мелкое семечко со штыбом, до 25 см
  • (ОМСШ) – орех мелкий с семечком и штыбом, до 50 см

У нас в продаже представлены следующие фракции длиннопламенного угля:

  1. ОМ (20-40)
  2. Р (0-300)
  3. ПК (50-200)

Подробно об этой классификации читайте в нашей статье Фракции угля.

Каменный уголь фракции 20-40 мм на белом фоне
Каменный уголь фракции 50-200 мм на белом фоне
Каменный уголь фракции 0-300 мм на белом фоне

По наличию постобработки

Каменный уголь добывается из земли и, соответственно, может иметь примеси и посторонние включения. Они влияют на его качество и температуру горения. Их наличие или отсутствие напрямую зависит от угольного бассейна.

В связи с этим, добытый каменный уголь может быть:

  • Без постобработки
  • С постобработкой

Без постобработки

Это уголь, который добыли и еще не подвергли обработке. Он малопригоден для использования, так как в нем могут содержаться примеси и обломки разных размеров.

Исключением здесь является антрацит. Как правило, посторонних включений он практически не имеет, а обработка нужна лишь для получения необходимой фракции.

С постобработкой

Для того, чтобы дальнейшее использование угля было максимально безопасным и эффективным, его подвергают постобработке. После нее мы получаем материал определенного размера и без примесей. Данная процедура называется обогащением.

Перед постобработкой проводят подготовительную процедуру – дробление. На этой стадии крупные обломки угля разрушают на более мелкие.

После этого ископаемое проходит этап обогащения, который бывает 3 видов:

  • Грохочение – разделение породы по крупности через сита при помощи вибраций
  • Гравитационный метод – разделение частиц при помощи воды, основанное на различии в плотности
  • Сухое обогащение – способ схож с гравитационным, только вместо воды используется песок

В результате обогащения мы получаем несколько видов каменного угля, которые могут использоваться в разных отраслях.

По степени обогащения каменный уголь делится на:

  1. Угольный концентрат
    Продукт обогащения, в котором сохранилось больше горючего вещества, а примеси сократились до минимума. Данное топливо используется при получении электро- и теплоэнергии.
  2. Промышленные продукты
    Это промежуточный продукт, используемый в металлургии.
  3. Шлам
    Это материал, который остается после дробления угля (пыль). Из него формируют брикеты, которые в дальнейшем идут для бытовых твердотопливных котлов.
Сортировка угля по фракциям
Сортировка угля по фракциям

По химическому составу

Каменный уголь – это сложное химическое соединение, состав которого зависит от его возраста, сорта и месторождения.

В его состав входят следующие элементы:

  • Углерод (C): 69 — 95%
    Это главный параметр классификации каменных углей. Благодаря ему определяют удельную теплоту сгорания. Данный показатель увеличивается по мере перехода бурых углей к антрацитам.
  • Водород (H): 2,5 — 5,5%
    Чем меньше данный показатель, тем выше удельная теплота сгорания.
  • Кислород (O): 1,5 — 15%
    Количество кислорода уменьшается по мере перехода бурых углей к антрацитам.
  • Азот (N): до 1,5%
    Чем выше степень углефикации, тем меньше азота.
  • Сера (S): 0,5 — 1%
    При сжигании она превращается в оксид серы, который очень вреден для окружающей среды и разрушает элементы котла. Чем выше показатель, тем ниже теплота сгорания угля.
  • Летучие вещества: 2-45%
    В результате нагрева угля до 850°С без доступа воздуха из него выделяются газообразные и парообразные вещества: бензол, толуол, аммиак, водород, метан и другие.
  • Фосфор (Р): до 0,03%
    Очень вредная примесь, содержание которой не должно превышать заданной отметки.

По структуре

Структура определяется вещественным составом, формой и размером углеобразующего компонента.

Выделяют несколько разновидностей: 

  • Лигнитовая структура
    Встречается у бурых углей. Содержит в себе остатки растений и древесины.
  • Листоватая структура
    Уголь легко разделяется на тонкие листы истлевшей растительной массы.
  • Волокнистая структура
    Представляет собой вытянутые нити растительного происхождения.
  • Полосчатая структура
    Преимущественно встречается среди каменных и бурых углей и представляет собой чередование полос разного блеска.
  • Штриховатая структура
    Характеризует неоднородные угли, покрытые мелкими штрихами и полосами.
  • Слоистая структура
    Подразумевает присутствие в образце слоев другой степени углефикации.
  • Однородная структура
    Представлена материалом из одного вида угля.
Уголь

По блеску

Блеск – это способность угля отражать падающий свет. Она зависит от степени углефикации и петрографического состава. Блеск изменяется от смолистого к металлическому по мере увеличения содержания углерода, а с повышением зольности становится более матовым.

По характеру блеска выделяют следующие типы:

  1. Смолистый
    Матовый блеск с блестящими вкраплениями. Он встречается у длиннопламенных и некоторых бурых углей.
  2. Жирный
    Этот блеск характерен для бурых углей. Данная порода имеет пористое, неоднородное, ярко выраженное древесное строение.
  3. Шелковистый
    Шелковистый блеск присущ волокнистому углю. По свойствам он мягкий, рыхлый, напоминает древесный. Имеет серовато-черный или бархатисто-черный цвет.
  4. Стеклянный
    Стеклянный блеск имеют угли коксовой марки.
  5. Металлический
    Сильный металлический, иногда золотистый и красноватый оттенок встречаются редко. Как правило, такой блеск имеет антрацит.

Также угли разделяют по степени блеска. Данный показатель зависит от вещественного состава углей и содержания минеральных примесей.

Здесь бывают такие угли:

  • Матовые
  • Полуматовые
  • Блестящие
  • Полублестящие
Уголь

По текстуре

Текстурой называют расположение компонентов поверхности угля независимо от формы и состава. Он бывает плотным или рыхлым.

По текстуре классифицируют только твердые, плотные породы, которые характеризуются следующими сложениями:

  1. Массивная
    Часто наблюдается у плотных матовых углей без признаков слоистости. Массивный характер текстуры объясняется наличием однородных условий образования угля.
  2. Полосчатая
    Состоит из полос углей разного состава. Данный вид, в зависимости от силы и длины полос, подразделяют на штриховой, тонко-, средне- и крупнополосчатый.
  3. Слоистая
    В угле присутствуют прослои другой степени углефикации. В этом случае текстуру делят по мощности слоев (тонко-, средне-, крупнослоистую) и по типу (горизонтальную, вертикальную и косослоистую).

По излому

Излом – это характер поверхностей, образующихся при раскалывании угля. Он обусловлен вещественно-петрографическим составом и степенью метаморфизма.

Выделяют следующие виды излома:

  • Землистый
    Встречается у молодых бурых углей, имеющих рыхлое строение.
  • Раковистый
    Наиболее распространенный среди углей однородного состава. В месте излома порода вымывается в форме раковины, отсюда и название.
  • Волокнистый
    Наблюдается у бурых углей. Излом содержит включения растительной ткани.
  • Занозистый
    Напоминает волокнистый. Также содержит элементы полуразложившихся растительных тканей.
  • Угловатый
    Излом типичен для антрацитов. Для него характерна ступенчатая поверхность.
  • Неровный
    Встречается у большинства плотных углей. При изломе образуются мелкие острые края.

По вещественному составу

Вещественный, или петрографический состав углей характеризуют по содержанию макрокомпонентов (литотипов), микрокомпонентов (мацералов) и минеральных включений.

  • Литотипный состав углей
  • Мацералы
  • Минеральные включения

Литотипный состав углей

Макрокомпоненты различают в углях невооруженным глазом — по блеску, цвету, излому, структуре и трещиноватости.

Как правило, выделяют четыре основных компонента:

  1. Витрен
  2. Кларен
  3. Фюзен
  4. Дюрен

Все угли редко состоят из одного ингредиента, чаще двух, трех или четырех. Поэтому рассмотрим каждый макрокомпонент более подробно.

Витрен – блестящий уголь, который формирует черные линзообразные слои толщиной от 3 до 10 мм (более тонкие относятся к кларену), с раковистым изломом, хрупкие и с густо вертикальными трещинами.

Кларен – полублестящий, менее трещиноватый уголь с выраженным наслоением. Слои толщиной до 3 мм, цвет чёрный, излом угловато-неровный, а текстура полосчатая. Внешне кларен напоминает витрен, имеет бесструктурную массу с элементами спор, древесины и коры.

Дюрен – матовый, черного или серого цвета, иногда с жирным блеском. Мощность слоев от 3 до 10 мм. По структуре твердый, однородный, при разломе колется на крупные куски с зернистым изломом.

Фюзен сходен с древесным углем. Он волокнистый, черного цвета, с шелковистым блеском или полуматовый. Фюзен по структуре мягкий, сажистый, легко растирается в порошок и пачкает руки.

Мацералы

Мацералы – это мельчайшие единицы вещественного состава углей, которые определяются только под микроскопом. Они являются элементами растительного материала, которые изменяются в процессе метаморфизма.

Микрокомпоненты разделяют на четыре основные группы:

  1. Витринит
  2. Семивитринит
  3. Липтинит
  4. Инертинит

Рассмотрим каждую группу отдельно.

Витринит

Он является одним из основных компонентов углей, имеет блестящий вид, напоминающий стекло. В состав витринита входят остатки тканей высших растений, которые подверглись гелефикации – то есть превратились в гель. Мацералы этой группы имеют ровную поверхность и любые размеры – от крупных фрагментов до микрокомочков. Они имеют яркую окраску (от желтовато-красных до буро-красных оттенков) в зависимости от степени метаморфизма.

Семивитринит

Они, подобно предыдущей группе, также представляют собой продукты гелификации тканей высших растений и низших грибов, но отличаются несколько иной окраской под микроскопом. В отражённом свете имеют серо-белый цвет различных оттенков.

Липтинит

Это группа мацералов, включающая в себя остатки спор, кутикулы, водорослей и пыльцы. Имеют окраску от желтого до темно-серого цвета, в зависимости от стадии метаморфизма. Для них характерен самый высокий выход летучих веществ. Форма и размер мацералов этой группы зависят от исходного растительного материала.

Инертинит

Это группа мацералов, характеризующаяся наиболее высоким, по сравнению с другими группами, содержанием углерода. Имеет оттенки от коричневого до темно-коричневого, вплоть до черного цвета.

Минеральные включения

Минеральные включения – это примеси в твердых горючих ископаемых в виде вкраплений и линз, определяемые только с помощью микроскопа. Они бывают разнообразные, их количество варьируется от нуля до преобладания над угольными компонентами.

Количество примесей выражается плотностью. Чистые или слабо загрязненные угли имеют плотность до 1,5 г/см3. Угли с плотностью от 1,5 до 2,0 г/см3 называются карбоминеритами, или углеминералами.

Наиболее часто в каменных углях и антрацитах встречаются следующие минералы:

  • Глинистые
  • Карбонатные
  • Сульфиды железа
  • Оксиды кремния
  • Кварц

Также иногда встречаются германий и уран.

Классификация угля в отдельных странах происходит по-разному. В России материал подразделяют на марки по комплексу таких параметров как содержание углерода, зольность, выход летучих веществ и теплота сгорания. В США каменный уголь классифицируют по содержанию связанного углерода, относительному выходу летучих веществ и теплоте сгорания. А в Японии, прежде всего, учитываются топливный коэффициент, крепость кокса или неспособность к коксованию.

Возможно, вам интересно будет прочитать наши следующие статьи по теме:

Состав каменного угля
Состав каменного угля

Далее вы узнаете о свойствах каменного угля.

Свойства каменного угля

Угли обладают множеством характеристик, которые определяют их дальнейшее использование, будь то бытовое или промышленное.

К основным характеристикам относят:

  • Зольность
  • Теплоту сгорания
  • Петрографический состав
  • Влагоемкость
  • Спекаемость
  • Содержание связанного углерода
  • Содержание летучих веществ
  • Содержание хлора
  • Содержание мышьяка
  • Коксовую способность
  • Вспучиваемость
  • Показатель отражательной способности
  • Пористость
  • Плотность
  • Электропроводность
  • Насыпную плотность
  • Прочность
  • Дробимость
  • Хрупкость
  • Твёрдость
  • Радиоактивность

Теперь опишем эти свойства.

Зольность

Зольность показывает количество негорючих примесей (золы) после выжигания горючей части топлива и удаления летучих соединений в лабораторных условиях.

Это основной показатель качества угля. Чем меньше зольность, тем больше тепла дает килограмм топлива.

Сначала определяют показатель зольности аналитической пробы угля, который имеет обозначение Aa. Затем он в процентах пересчитывается на абсолютно сухое вещество (или Ad), воздушно-сухое топливо (его буквенное обозначение Aad) или рабочее топливо. Последнее отмечают как Аr. Зольность варьируется от 2-3% до 45% и более. В промышленности по проценту зольности проводят границу между углями и углистыми сланцами. Если показатель меньше 45%, это уголь, если больше, то сланец.

Подробно об этом показателе читайте в нашей статье Зольность каменного угля.

Теплота сгорания

Показатель определяет количество тепла, выделяемое при полном сгорании 1 кг топлива. Может выражаться в ккал/кг, кДж/кг, Дж/г. Величина характеризует энергетическую ценность угля.

Теплота сгорания подразделяется на:

  • Высшую, которая пересчитывается исходя из сгорания сухого беззольного угля и обозначается Qdaf. Данный показатель характеризует природный тип угля, степень его углефикации и вещественный состав.
  • Низшую, где теплота сгорания рабочей массы угля (или Qr) отображает количество тепла, полученное с учетом балласта (влаги и золы).

Теплота сгорания зависит от состава топлива, степени метаморфизма и содержания углерода и водорода. При этом существенное влияние оказывает водород – 1% дает тепло в 3,5 раза больше, чем углерод.

Величина теплоты сгорания:

  • У бурых углей – 3500-6000 ккал/кг
  • У каменных – 6000-8500 ккал/кг
  • У антрацитов – около 8000 ккал/кг

Подробно об этом показателе читайте в нашей статье Теплота сгорания (калорийность) каменного угля.

Каменный уголь

Петрографический состав

Количественный расчет мацералов позволяет отнести уголь к тем или иным классам, подклассам, типам, подтипам и группам. Данный метод используется также для определения генетических особенностей и технологических характеристик углей по ГОСТу 25543-88.

Для обозначения категории каменного угля вычисляется сумма фюзенизированных компонентов (обозначается ∑ОК). Фюзенизация – превращение остатков отмерших растений в мацералы групп инертинита (или I) и семивитринита (выражается как Sv).

Сумма фюзенизированных компонентов вычисляется следующей формулой:

∑ОК = I+2/3*Sv

Подробно об этом показателе читайте в нашей статье Генетическая классификация угля (петрографический состав).

Влагоемкость

Влагоемкость отображает содержание в топливе влаги, теряемой при высушивании.

Данный показатель зависит от степени метаморфизма, зольности, петрографического состава и других факторов.

Выделяется несколько разновидностей влаги:

  1. Поверхностная
    Находится на поверхности и свободно удаляется стеканием.
  2. Общая
    Теряется при высушивании до постоянной массы при температуре 105-110°С.
  3. Внешняя
    Это влага, которая испаряется при доведении угля до воздушно-сухого равновесного состояния, то есть в воздухе.
  4. Гидратная
    Влага, входящая в состав минеральных примесей.

Основным показателем из всех вышеперечисленных является общая влага рабочей массы (обозначается Wf).

Ее содержание в углях различной углефикации:

  • В землистых бурых углях – 60 %
  • В плотных бурых – 16 %
  • В каменных – до 4-6 %
  • В антрацитах – до 5-8 %

В антрацитах влаги больше, чем в каменных углях, потому что у них более мелкие поры. Поэтому поглощение воды происходит эффективнее.

Высокая влагоемкость отрицательно сказывается на теплоте сгорания. Кроме того, зимой влажный уголь может смерзаться.

Подробно об этом показателе читайте в нашей статье Влажность и влагоемкость каменного угля.

Спекаемость

Спекаемость – это способность угля переходить в пластическое состояние при нагревании без доступа воздуха. Если уголь имеет свойство спекать смешанные с ним зерна других инертных материалов или даже неспекающиеся, то это называется спекающейся способностью.

Сначала угли определенного петрографического состава и степени углефикации нагревают при температуре выше 300°С без доступа воздуха. В процессе из них выделяются парогазовые и жидкие продукты, часть из которых удаляется, а оставшиеся образуют пластическую массу вместе с твердыми продуктами.  При температуре 500-550°С эта масса затвердевает, образуется спекшийся твердый остаток — полукокс. Если увеличить температуру до 1000°С и более, то в полукоксе снизится содержание кислорода, водорода и серы, вырастет содержание углерода, и он превратится в кокс.

Существует мнение, что спекаемость угля зависит от толщины пластического слоя: чем она больше, тем лучше.  Метод заключается в испытании угля в пластометрическом аппарате. Здесь создается среда, сходная с условиями промышленного коксования. Помимо определения спекаемости угля, этот способ позволяет подобрать также шихту для коксования.

Подробно об этом показателе читайте в нашей статье Спекаемость каменного угля.

Каменный уголь

Содержание связанного углерода

Связанный (нелетучий) углерод – это массовая доля углерода, которая остается после нагревания до полного удаления летучих веществ. Данный показатель выражается в процентах и рассчитывается по следующей формуле: 100% – (% зольности + % общей влаги + % содержания летучих веществ).

Процент содержания связанного углерода в углях влияет на теплотворную способность. Чем он выше, тем более качественным считается уголь и при сгорании дает больше тепла.

Рассмотрим содержание углерода в разных марках угля:

  • Бурый – до 76%
  • Длиннопламенный – 76%
  • Газовый – 83%
  • Жирный – 86%
  • Коксовый – 88%
  • Отощенно-спекающийся – 89%
  • Слабоспекающийся – 89%
  • Тощий – 90%
  • Антрацит – от 91% до 98%

Содержание летучих веществ

При нагревании угля в стандартных условиях из него выделяются газообразные и жидкие вещества. Они и называются летучими и отражают свойства органической массы. Показатель обозначается V.

Ниже представлена информация по выходу летучих веществ в зависимости от марки угля:

  • Длиннопламенный – более 37%
  • Газовый – более 37%
  • Жирный – более 33%
  • Коксовый – от 17 до 25%
  • Отощенно-спекающийся – менее 17%
  • Слабоспекающийся – от 25 до 35%
  • Тощий – менее 17%
  • Антрацит – менее 10%

Чем меньше процент выхода летучих веществ, тем дольше процесс горения и воспламенения. Такой уголь считается качественным.

Во время термической обработки угля до 350°С выделяются вода и двуокись углерода. А при нагреве до температуры 500-550°С без доступа воздуха (полукоксования) образуются:

  1. Смола (первичный деготь)
    Она используется для получения моторных топлив, растворителей, моющих средств.
  2. Парагенетическая (подсмольная) вода
    В ней содержатся аммиак, цианистые соединения, уксусная кислота.
  3. Газ полукоксования
    Это смесь различных неконденсирующихся газов (CH4, H2, CO, CO2), используемая как топливо.
  4. Полукокс
    Он представляет собой твердый нелетучий остаток, используемый как облагороженное (бездымное) топливо или добавка в коксовую шихту.

Подробно об этом показателе читайте в нашей статье Выход летучих веществ каменного угля.

Содержание хлора

Хлор в углях относится к числу вредных элементов и при использовании в промышленных масштабах может вызвать коррозию. При содержании менее 0,015% хлор не оказывает влияния на окружающую среду и аппаратуру.

В углях содержание хлора варьируется от 0,015% до 0,15%. Большее количество хлора найдено в бурых и длиннопламенных марках (до 1%).

Содержание мышьяка

Мышьяк – это токсичный элемент, который выделяется при сжигании угля. Он загрязняет экологию, а также является технологически вредным элементом при производстве кокса.

Концентрация мышьяка изменяется в широких пределах — от 0,3 до 8000 г/т (грамм мышьяка на тонну угля) сухого топлива. В среднем его содержание в углях колеблется от 10 до 250 г/т, а в коксе – 18 г/т.

Подробно об этом и других показателях читайте в нашей статье Состав каменного угля.

Коксовая способность

Коксуемость – это способность угля самостоятельно или в виде шихты спекаться с последующим образованием кокса, который обладает определенным размером и степенью прочности.

Процесс коксования заключается в следующем: после спекания и образования полукокса при температуре 500-550°С твердый остаток нагревают в течение 15 часов до 1 000°С и более. В результате снижаются зольность, содержание летучих веществ, серы, увеличивается содержание углерода, и в итоге образуется кокс.

Существует 2 параметра, характеризующие коксующую способность угля:

  1. Толщина пластического слоя при нагревании без доступа воздуха – у, мм
  2. Величина усадки после образования нелетучего остатка – х, мм

По способности к коксообразованию, уголь делят на следующие марки:

  • Коксовый (К)
  • Коксовый жирный (КЖ)
  • Коксовый отощенный (КО)
  • Коксовый слабоспекающийся низкометаморфозный (КСН)
  • Коксовый слабоспекающийся (КС)
  • Газовый коксующийся (ГК)

Коксующиеся угли обладают более высокой температурой сгорания и меньшим содержанием примесей.

Их используют как промышленное топливо там, где требуется большое количество тепловой энергии (например, в металлургии или для получения следующих химических элементов: свинца, молибдена, цинка, германия, серы и галлия).

Подробно об этом показателе читайте в нашей статье Коксуемость каменного угля.

Вспучиваемость

Вспучиваемость – это свойство угля, находящегося в пластическом состоянии, увеличиваться в объеме из-за выделяющихся летучих веществ.

Индекс свободного вспучивания является одним из параметров спекаемости. Его определяют следующим образом: уголь массой 1 г нагревают до температуры 350 ± 5°С, затем получившийся профиль нелетучего остатка (королька) сравнивают со стандартными профилями корольков. Профиль – это шкала, состоящая из 17 пунктов, каждому из которых соответствует значение показателя свободного вспучивания.

Подробно об этом показателе читайте в нашей статье Вспучиваемость каменного угля.

Каменный уголь

Показатель отражательной способности

Отражательная способность – это оптическая характеристика, применяемая для определения стадии метаморфизма углей. Данный показатель обозначается R и выражается в процентах. R измеряется отношением отраженного света (L0) к падающему (Lп).

Подробно об этом показателе читайте в нашей статье Отражательная способность каменного угля.

Пористость

Пористость – это отношение объема всех пор и трещин к общему объему угля.

Под воздействием внешних факторов и структурных трансформаций на стадии метаморфизма уголь претерпевает различные изменения. В результате происходит образование пор и трещин. В ископаемых низкой стадии метаморфизма их больше всего, с чем и связана высокая способность к впитыванию влаги.

В процессе углефикации пористость изменяется по кривой, которая достигает минимального значения в области спекающихся углей. Это как раз и объясняет тот факт, что у некоторых марок каменных углей влагоемкость меньше, чем у антрацитов, несмотря на высшую стадию метаморфизма у последних.

Коэффициент пористости изменяется от 1,0 у бурых углей до 0,16 в антрацитах и имеет свой минимум в коксовых углях – 0,13.

Подробно об этом показателе читайте в нашей статье Пористость каменного угля.

Плотность

Плотность является обобщенным выражением количества примесей в угле. Данный показатель выражается в г/см3.

Плотность углей в зависимости от степени метаморфизма:

  • Бурый – 0,5-1,5 г/см3
  • Каменный – 1,2-1,5 г/см3
  • Антрацит – 1,5-1,7 г/см3

Также существуют такие понятия как:

  • Действительная плотность угля (обозначается dr) – отношение его массы к его объему без учета пор и трещин
  • Кажущаяся плотность (или da) показывает отношение массы угля к его объему с учетом объема пор и трещин

Электропроводность

Угли относятся к полупроводникам. Их электропроводность определяется обратной величиной — удельным электрическим сопротивлением, которое выражается в ом/м или в ом/см.

Электропроводность углей бывает разная и изменяется в зависимости от выхода летучих веществ, влагоемкости, зольности и степени углефикации.

Так, например:

  • Бурые угли имеют низкое электрическое сопротивление и электропроводность ионной формы
  • У каменных углей ионно-электронная электропроводность, а сопротивление снижается по мере увеличения степени углефикации
  • У антрацитов самое низкое удельное электрическое сопротивление и электронная электропроводность

Если угли нагреть до 1100-1300°С, то электрическое сопротивление достигнет минимума, а электропроводность сравнится с проводимостью металлов.

Подробно об этом показателе читайте в нашей статье Электропроводность каменного угля.

Насыпная плотность

Насыпная плотность – это отношение массы угля к его объему. Этот показатель зависит от влагоемкости, зольности и фракции топлива. Величину насыпной плотности используют для измерения массы угля в вагонах, штабелях и бункерах. Она обозначается BD и измеряется в кг/м3.

BD вычисляется путем засыпки угля в контейнер без использования уплотняющих усилий. Для топлива фракции до 2,5 см используют контейнер объемом 0,5м3, а для крупности от 2,5 см мерную емкость объемом 1м3. Как правило, для точного результата используют среднеарифметическое значение 5 взвешиваний.

Насыпная плотность углей различных марок:

  • Бурый – от 680 до 720 кг/м3
  • Длиннопламенный – от 700 до 800 кг/м3
  • Жирный – 800 кг/м3
  • Газовый – 800 кг/м3
  • Тощий – от 1250 до 1300 кг/м3
  • Антрацит – 800 кг/м3

Насыпная плотность угля в месте погрузки может отличаться от определенной у покупателя из-за изменения влажности и размеров угля за время доставки.

Подробно об этом показателе читайте в нашей статье Насыпная плотность каменного угля.

Прочность

Механическая прочность – это свойство углей оказывать сопротивление разрушению.

Данный показатель напрямую зависит от содержания углерода и минеральных примесей. В связи с этим, наиболее высокая прочность у антрацита, длиннопламенных и газовых углей.

Для определения механической прочности используют барабан, в котором вращают куски угля крупностью от 1,3 до 10 см. Затем вычисляют отношение полученной массы углей крупностью от 1,3 см к массе изначально загруженного угля и выражают в процентах.

Подробно об этом показателе читайте в нашей статье Прочность каменного угля.

Дробимость

Дробимость, или измельчаемость – это способность углей сопротивляться разрушению дробящими устройствами: молотками, зубьями и плоскими поверхностями.

Дробимость, как показатель, выражается:

  1. Количеством затрачиваемой работы
  2. Отношением размеров кусков угля после дробления к крупности кусков до измельчения

Дробимость углей зависит от стадии метаморфизма и достигает своего максимума у каменных углей с выходом летучих веществ от 12 до 28%.

Подробно об этом показателе читайте в нашей статье Дробимость каменного угля.

Хрупкость

Хрупкость углей – это свойство разрушаться без применения специальных устройств для дробления, например, при транспортировке. Данный показатель зависит от петрографического состава топлива и от наличия трещин. Хрупкость определяют в барабане без использования дробящих элементов. Наиболее подвержены разрушению такие марки углей как жирные, коксовые и отощенно-спекающиеся. У длиннопламенных и антрацитов хрупкость меньше.

Подробно об этом показателе читайте в нашей статье Хрупкость и вязкость каменного угля.

Твердость

Твердость – это способность угля при упругой и пластической деформации оказывать сопротивление.

Выделяют 3 вида твердости:

  1. Абразионная – оказание сопротивления шлифованию
  2. Минералогическая – сопротивление при царапании другими твердыми телами (стальной иглой, алмазом)
  3. По методу Виккерса – оказание противодействия вдавливанию шарика или алмазной пирамидки

Данный показатель определяется по шкале Мооса в значениях от 2 до 5, где 2 – это мягкие угли, а 5 – твердые.

Твердость углей по шкале Мооса:

  • У бурых – 2
  • У каменных – от 2,5 до 3
  • У антрацитов – то 3,5 до 5

Подробно об этом показателе читайте в нашей статье Твердость каменного угля.

Каменный уголь
Каменный уголь

Радиоактивность

Радиоактивность – это свойство химических элементов излучать альфа (α), бета (β) частицы и гамма (γ) кванты. В углях могут содержаться радиоактивные изотопы урана, тория и калия. Калий самостоятельно выводится из организма, а торий и уран имеют свойство накапливаться.

Содержание урана больше всего зафиксировано в торфе. В процессе метаморфизма часть элементов торфа теряется, и, таким образом, образовавшийся уголь утрачивает часть урана. Среднее значение этого элемента в углях составляет – 3,6 г/т.

Торий в природе входит в состав глинистых минералов и встречается в бурых углях (6,3 г/т) и каменных (3,5 г/т). Его концентрация зависит от зольности топлива.

Подробно об этом показателе читайте в нашей статье Радиоактивность каменного угля.

Каменный уголь

Об этих и других показателях читайте в нашем разделе Характеристики и свойства каменного угля.

Подведем итог вышесказанному.

Каменный уголь – это универсальное топливо с рядом преимуществ:

  1. Он прост в хранении и на него не воздействуют внешние факторы.
  2. Материал считается безопасным, потому что его невозможно случайно разжечь искрой или сигаретой.
  3. Он идеален в соотношении цена-качество, так как его запасы в мире достаточно высоки. Каменный уголь не находится в таком дефиците как высококачественный антрацит.

Если вы хотите узнать, подойдет ли каменный уголь для ваших нужд, просто свяжитесь с нами (см. раздел «Контакты») – и наши менеджеры проконсультируют вас.