Качество угля изучается в условиях естественного его залегания, в добытой и отгружаемой товарной продукции, а также при поступлении на углеперерабатывающие и углепотребляющие предприятия.
В естественном состоянии изучается петрографический состав и физические свойства угля. Определение вещественного химического состава и технологических свойств угля производятся по результатам химических реакций, термического и иных воздействий, моделирующих процессы его переработки; совокупность различных показателей и методов их определения объединяются в понятиях: технический, элементарный и др.
Все показатели состава и свойств угля и их качественные характеристики имеют условные обозначения в виде буквенных символов и индексов. Анализируемые состояние угля: рабочее (г), аналитическое (а), сухое (d). Условные состояния угля: сухое беззольное (daf), влажное беззольное (af), органической массы (о). Все свойства и параметры, характеризующие качество углей, определяются в соответствии с нормативно - методическими документами, перечень которых приведен в приложении.
В каждом рабочем пласте макроскопически выделяются литотипы угля и определяется усредненный микрокомпонентный состав выделяемых литотипов и пласта в целом.
Гранулометрический состав - количественная характеристика угля по размеру кусков - нормируется для всех видов использования. Разделение угля на классы крупности производится путем его сортировки (грохочения) на ситах с отверстиями соответствующих размеров.
Механическая прочность углей изучается по двум параметрам: способность угля сохранять размеры кусков при ударе и при истирании. Она необходима при использовании углей для газификации, получении термоантрацитов, в электродном и литейном производствах.
Термическая прочность угля характеризуется механической прочностью в кусках после термической обработки. Она исследуется в углях, предназначенных для сжигания в топках транспортных средств, полукоксования, гидрирования и получения литейных электродных термоантрацитов.
Электрические свойства служат для оценки стадий метаморфизма: угли на низких стадиях являются диэлектриками, на средних - полупроводниками, на высоких (антрациты) - проводниками.
Плотность углей характеризует его пористость. В естественном состоянии извлеченный из недр уголь обычно имеет многочисленные трещины и включает поры (пустоты) различной формы и размеры. Различают действительную (dr) и кажущуюся (da), закрытую и открытую пористость.
Элементный анализ включает в себя определение содержания в органической массе следующих основных элементов: углерода, водорода, азота, кислорода и органической серы. Поскольку углерод, водород и кислород содержатся в минеральной части углей, входят в состав карбонатов, оксидов, а также содержатся в гидратной воде силикатов, различают соответственно содержание этих элементов: общее (ct, Ht, ot), в органической массе (co, Ho, oo) и в минеральной части углей (cm, Hm, om).
Технический анализ объединяет определение основных показателей качества угля, предусмотренных требованиями нормативных документов для всех видов их использования. К показателям качества угля относятся: влажность, зольность, содержание серы, фосфора, выход летучих веществ, теплота сгорания. В случаях, когда направление использования углей конкретного месторождения определено в достаточной степени, производится сокращенный технический анализ, включающий определения только зольности углей, влажности и выхода летучих веществ.
Зольность представляет собой отношение (в процентах) массы неорганического остатка (золы), получаемою после полного сгорания угля, к массе исследуемой пробы угля. Основные компоненты - оксиды Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K, подчиненное значение имеют оксиды Ti, P, Mn. Выход и состав золы зависят от природы угля, условий его сжигания (прежде всего от скорости горения и конечной температуры прокаливания). По составу золы угли подразделяются на кремнистые (SiO2 40-70%), глиноземные (A2O3 30-45%), железистые (Fe2O3 > 20%), известковистые (CaO - 20-40%).