Каменните въглища са изкопаемо гориво, извличано от земята чрез открит (кариери) или подземен (минен) въгледобив. Те представляват запалима черна или кафеникаво-черна седиментна скала. Основните елементи, изграждащи въглищата са въглерод, азот, кислород и водород. В по-малки количества сяра и фосфор, както и различно количество минерални примеси (пепелно съдържание). Често свързвани с Индустриалната революция, въглищата и днес са важно гориво за добив на електричество в ТЕЦ.
Състав и образуване
Над 50% от теглото и над 70% от обема на въглищата е въглерод. Други основни елементи, съдържащи се във въглищата, са водород, азот, кислород и сяра. Въглищата са образувани от растителни остатъци, които са се уплътнили, втвърдили, изменили химически и метаморфозирали от топлината и налягането в хода на геоложката история. Колкото по-голяма е степента на промяна на въглищата, толкова по-голям е процентът на въглерода в тях и по-малко съдържанието на другите елементи. В торфа, който е изходен материал за въглеобразувателния процес, съдържанието на въглерод е около 40%, а в антрацитните въглища – около 95%.
Въглищата се образуват от древни растения в блатни екосистеми. След смъртта им тяхната биомаса се отлага в анаеробна водна среда, където ниското съдържание на кислород предотвратява гниенето и оксидирането им. Поколения наред такива растения растат и умират, образувайки дебели пластове торф, покрит по-късно от седименти и уплътнен във въглищни пластове.
Най-големите въглищни находища се получават в блатата, образуващи се в морските крайбрежия, където при топъл и влажен климат се развиват мангрови гори. Следващите по значение и размери са находища, образувани в езера и блата, намиращи се на сушата (т.нар. лимнични басейни). Такъв басейн е Марица изток. Най-малки по размери и значение са находища, образувани в блата и езера, намиращи се във вътрешнопланински понижения. Такива са въглищата в района на Своге.
За да може да се образуват дебели въглищни пластове, е необходимо районът на блатата да потъва с ниска скорост (около 1 – 2 мм годишно) в продължение на голям период от време. Потъването се компенсира от нарастването на растенията. По този начин се образуват дебели торфени пластове. В случай че скоростта на потъване се увеличи и растенията не могат да я компенсират, натрупването на торф спира и върху него започват да се натрупват нормални седименти. Често пъти посоката и скоростта на колебателните движения се променя така, че се образуват няколко въглищни пласта с различна дебелина, разделени от пластове седиментни скали.
Свидетелства за растенията, допринесли за възникването на въглищните залежи, се откриват в шистовите или пясъчникови седименти над въглищните пластове, както и в самите въглища, посредством специална техника. Периодът на най-често образуване на въглища в геоложката история е карбонът преди 280 до 345 милиона години.
Видове въглища
Под налягането, предизвиквано от геоложките процеси, с времето торфът се преобразува последователно в:
лигнит – най-долната категория въглища, използвани почти изключително като гориво за топлоелектрическите централи.
кафяви въглища – свойствата им са междинни, използват се главно като гориво за топлоелектрическите централи.
черни въглища – плътни въглища, често с добре изразени ивици от лъскав и матов материал; използват се като гориво за топлоелектрическите централи, както и за производство на кокс и други приложения в промишлеността.
антрацит – най-горната категория, използвана главно за отопление на сгради.
