Вугаль

Ву́галь — цьвёрды, гаручы, вуглевадародны выкапень расьліннага паходжаньня. Утвараецца з разлажэньня астаткаў вышэйшых расьлінаў. Сярод паліўна—энэргетычных рэсурсаў мае найвялікшыя запасы. Сусьветныя запасы вугля складаюць звыш 5 трлн тонаў. Найвялікшыя месцароджаньні вуглю знаходзяцца ў ЗША (445 млрд тон), Кітаі (272), Расеі (200), ПАР (130), Нямеччыне (100), Аўстраліі (90), Вялікабрытаніі (50), Канадзе (50), Індыі (29) і Польшчы (25 млрд тон). Пры цяперашнім узроўні спажываньня вуглю (4,5 млрд тон у год), вядомых на сёньняшні дзень запасаў можа хапіць прыкладна на 400 год.

У 2004 годзе ў сьвеце было здабыта 5500 млн.т вуглю (у 2003 г. — 4835). Лідэры: Кітай — 1956, ЗША — 1020, Індыя — 397, Аўстралія — 365, Расея — 283, ПАР — 253, Нямеччына — 208, Польшча — 159, Інданэзія — 136, Казахстан — 87, Украіна — 81, Грэцыя — 74, Канада — 67, Чэхія — 64, Калюмбія — 53, Турэччына — 48. Найбольш высокае разьвіцьцё вуглездабычы ідзе ў Кітаі, ЗША, Інданэзіі і Калюмбіі.

Прыкладна 10% вуглю (500 млн.тон) выкарыстоўваецца для вытворчасьці каля 400 млн тон коксу, нязначную частку для вытворчасьці сынтэтычнага вадкага паліва, газу, электродаў, адсарбентаў, карбідаў кальцыю і крэмнію.

Адкрытая вугальная шахта ў Гарцвайлеры, Нямеччына. Панарама высокага разрозьненьня

Віды вугля

Адрозьніваюць два віды вугляў: буры і каменны. Бурыя вуглі, у адрозьненьне ад каменных, утрымліваюць адносна мала вугляроду і шмат кіслароду, што абумоўлівае ніжэйшую цеплыню згараньня і большую вільготнасьць.

Буры вугаль

Буры вугаль — пераходная форма ад торфу да каменнага вуглю. Ад торфу буры вугаль адрозьнівае большая гаматнасьць і меншае ўтрыманьне розных расьлінных астаткаў, ад каменнага вуглю — галоўным чынам афарбоўка бурымі адценьнямі (ад кававага да чорнага). На паветры хутка драбіцца на дробныя кавалкі.

Буры вугаль выкарыстоўваецца як энэргетычнае паліва і хімічная сыравіна для атрыманьня вадкага паліва і розных сынтэтычных рэчываў, газа і ўгнаеньняў.

Склад бурага вугля

Для бурага вугля ўласьцівая наяўнасьць гумінавых кіслотаў, высокая гіграскапічнасьць і вільготнасьць. У гаручай масе бурага вугалю ўтрыманьне вугляроду 55—78%, вадароду 4—6,5%, кіслароду 15—30%; максымальная цеплыня гарэньня рабочай масы бязпопельнага вуглю меней за 23,88 МДж (5700 ккал/кг); выхад першаснай смалы 5—20% і болей; утрыманьне лятучых рэчываў у залежнасьці ад петраграфічнага складу вугля вагаецца ад 65 да 40%. Па генэтычных прыкметах буры вугаль дзеляць на шчыльныя і зямлістыя разнастайнасьці, дадаючы да апошніх і лігніты, якія ўяўляюць сабой асобны гатунак пераўтварэньня і захаваньня аскепкаў з драўлянай структурай. Акрамя структурных адрозьненьняў, улічваецца неаднолькавае ўтрыманьне вільгаці кіслароду, лятучых рэчываў і першаснай смалы. Па беларускай клясыфікацыі буры вугаль дзеліцца на тры тэхналягічныя групы: Б1 зь вільготнасьцю звыш 40%, Б2 — зь вільготнасьцю 30—40% і Б3 — зь вільготнасьцю меншай за 30%.

Радовішчы бурага вугля

Найбольш буйныя радовішчы бурага вуглю характэрныя для мэзазойскага і кайназойскага пэрыядаў; буры вугаль утварае як невялікія праслойкі, так і буйныя пласты — да 100—120 мэтраў. Галоўныя месцы здабычы бурага вуглю разьмешчаны ў Расейскай Федэрацыі, Нямеччыне, Польшчы, Чэхіі, Аўстраліі.

Каменны вугаль

Каменны вугаль — выкапнёвы гумусавы вугаль больш высокай ступені вуглефікацыі ў параўнаньні з бурым вуглем. Каменны вугаль утрымлівае ў гаручай масе ад 75 да 97% вугляроду, цеплыня гарэньня — 30,1—36,6 МДж/кг (5700 ккал/кг). Каменны вугаль распаўсюджаны ў адлажэньнях каменнавугальнай, пермскай і юрскай сыстэмаў. Глыбіня заляганьня каменнага вугля — ад паверхні да 2000—2500 мэтраў. Ён утварыўся з прадуктаў распаду арганічных астаткаў вышэйшых расьлінаў, якія зьмяніліся пад уплывам вялікага ціску вакольных парод зямной кары і параўнальна высокай тэмпэратуры. З узрастаньнем ступені пераўтварэньня пасьлядоўна павялічваецца ўтрыманьне вугляроду і адначасова зьмяншаецца колькасьць кіслароду, вадароду, лятучых рэчываў; зьмяняецца цеплыня згараньня, здольнасьць сьпякацца і іншыя ўласьцівасьці.

Каменны вугаль — гаматная горная парода, утвораная аморфным вугляродам, аксамітна і смаляна—чорнага колеру; бліскучасьць каменнага вугля — тлустая, злом ракавісты; цьвёрдасьць 2—3; удзельная вага 1,25—1,4. Каменны вугаль гарыць яркім полымем, распаўсюджваючы моцны дым і смалісты водар.

Па міжнароднай клясыфікацыі да каменных адносяць вугалі з вышэйшай цеплынёй гарэньня больш за 23,88 МДж (5700 ккал/кг) і выхадам лятучых болей за 9%.

Апрацоўкай растворам хлёрава-каліевай солі і азотнай кіслаты калі—некалі можна выявіць у каменным вуглі структуру папараці, сілірярыі, лепідэндрона і іншых каменнавугальных расьлінаў.

Віды і склад каменнага вугля

Адрозьніваюць наступныя віды каменнага вугля: смалісты ці бліскучы — з ракавістым, бліскучым зломам, грубы — з грубазерністым зломам, слаёвы — з сланцаватай асобнасьцю, валаконны — з валаконнай структурай і інш. Каменны вугаль утрымлівае ў сярэднім наступныя элемэнты: 82% вуглярод, 1,5—5,7% вадарод, 1,5—15% кісларод, 0,5—4% сера, да 1,5% азот, 2—45% лятучых рэчываў; колькасьць вадкасьці 4—14%, утрыманьне залы нязначнае. Большая ці меншая прысутнасьць серы абумоўленая дадаткам сернага калчадана ці іншых сярністых мінэралаў. Чым больш у каменным вуглі вадароду, тым больш атрымліваецца зь яго пры награваньні бяз доступу паветра смалістых рэчываў, тым лепш такі каменны вугаль гарыць і тым больш ён прыдатны для атрыманьня сьвяцільнага газу, такі, багаты смоламі каменны вугаль, называюць тлустым, а бедны гэтымі рэчывамі — худым. Худыя вуглі загараюцца зь цяжкасьцю, і іх гарэньне можа падтрымлівацца толькі пры моцным прытоку паветра. Пры пракальваньні ў зачыненай прасторы тлусты каменны вугаль сьпякаецца і плавіцца, утвараючы порыстую губчатую масу — кокс, які зусім ня ўтрымлівае серы і няшмат Н і О; пры гэтым атрымліваюць газападобны сьвяцільны газ і вадкі каменнавугальны варволь.

Каменны вугаль, у якім смалістыя рэчывы амаль зусім адсутнічаюць, мае назву антрацыт.

Прыблізныя зьвесткі пра сусьветныя запасы каменнага вуглю

Найбольш буйнымі распрацоўваемымі басэйнамі каменнага вуглю зьяўляюцца: Данецкі, Кузьнецкі, Пячорскі, Карагандзінскі, Апалацкі, Пэнсыльванскі, Верхнесілескі, Астрава-Карвінскі, Рурскі, Вялікі Хуанэбас, Паўднёва-Ўэйлскі, Валансьенскі, Брабанцкі. Тры чвэрці сусьветных запасаў каменнага вуглю прыходзіцца на краіны СНД, ЗША, КНР.

Рэгіён	Колькасьць (млрд т)	Доля
Краіны СНД	4400	45,2%
ЗША	1570	16,1%
Кітай	1570	16,1%
Заходняя Эўропа	865	8,9%
Акіянія	800	8,2%
Афрыка	225	2,3%
Азія (без краінаў СНД і Кітая)	185	1,9%
Канада	65	0,7%
Лацінская Амэрыка	60	0,6%
Агулам	9740	100%

У 1990—х гадах сусьветнае спажываньне каменнага вуглю склала 2,3 млрд тон у год. У адрозьненьне ад спажываньня нафты, спажываньне вуглю значна павялічылася ня толькі ў краінах, што разьвіваюцца, але і ў прамыслова разьвітых краінах.

Спажываньне вуглю

Спажываньне вуглю ў млн тон.

Рэгіён	2001 год	2005 год	Зьмены
ЗША	1060	1567	+47,8%
Заходняя Эўропа	574	463	−19,3%
Японія	166	202	+21,7%
Краіны былога СССР	446	436	−2,2%
Кітай	1383	2757	+99,3%
Індыя	360	611	+69,7%
Астатні сьвет	1274	3518	+20,7%
Агулам	5263	7574	+43,9%