Węgiel powstał na skutek przemian nagromadzonej materii organicznej zachodzących pod wpływem czynników biologicznych, biochemicznych, geologicznych i geochemicznych. Proces takiej przemiany nazywa się uwęgleniem, czyli wzbogaceniem w pierwiastek węgiel (C). Węgiel kamienny zawiera od 75 do 92% tego pierwiastka, a jego odmiana – antracyt – do 97%. Antracyt jest jednocześnie ostatnim ogniwem w łańcuchu przemian: torf – węgiel brunatny – węgiel kamienny – antracyt.
Podstawowymi składnikami węgla kamiennego są macerały (grupy witrynitu, liptynitu i inertynitu – odpowiedniki minerałów w skałach nieorganicznych) powstałe w wyniku uwęglenia materiału organicznego np. tkanki roślinnej, liści, pyłków.
Węgiel jest zwięzły i kruchy, ma czarną barwę. Węgiel kamienny cechuje się dużą zmiennością parametrów chemicznych i technologicznych, od których zależy jego późniejsze wykorzystanie w ciepłownictwie, koksownictwie i przemyśle chemicznym. Właściwości węgla kamiennego zależą w dużej mierze od warunków, w jakich tworzył się ten surowiec. Największą rolę miały wysoka temperatura i ciśnienie, towarzyszące procesom diagenetycznym i metamorficznym.
Skład chemiczny węgla kamiennego jest następujący:
- węgiel – C – zawartość od 75 do 97%,
- wodór – H – zawartość od 2 do 6%,
- tlen – O2 – zawartość od 1 do 18%,
- azot – N – zawartość od 0,5 do 2%,
- siarka – S – zawartość od 0,2 do 2%.
Substancja organiczna budująca węgiel kamienny zanieczyszczona jest substancją mineralną (popiołem) w ilości nawet do około 40%. W skład popiołu wchodzą m. in. A2O3, Fe2O3, SiO2, a także tlenki Ca, Na, K, S i innych pierwiastków występujących zazwyczaj w niewielkich ilościach: Cu, Pb, Cd, Hg itp.
Ze względu na genezę węgiel kamienny można podzielić na:
- węgiel humusowy – utworzony ze szczątków flory lądowej,
- węgiel sapropelowy, – utworzony ze szczątków flory wodnej,
- węgiel liptobiolitowy – powstały z nagromadzenia żywiczno – woskowych składników roślin.
Wydobywany w kopalniach węgiel kamienny dzieli się ze względu na typy, sortymenty i klasy.
Typy węgla kamiennego wydzielono ze względu na jego właściwości takie jak: spiekalność, zawartość części lotnych i ciepło spalania. Wyróżniono kilkanaście typów tego surowca ze względu na jego przydatność i zastosowanie (Norma Polska PN-G-97002:1982P Węgiel kamienny – typy).
| Typy węgla | Właściwości | Podstawowe zastosowanie | |
| Nazwa | Wyróżnik | ||
| Energetyczne | |||
| Węgiel płomienny | 31 | Węgiel niespiekający, zawartość części lotnych powyżej 28% | Przydatny dla wszystkich typów kotłów i palenisk przemysłowych i domowych oraz do generatorów |
| Węgiel gazowo-płomienny | 32 | Węgiel słabo i średnio spiekający, zawartość części lotnych powyżej 28% | Przydatny dla wszystkich typów kotłów i palenisk przemysłowych i domowych, do procesów wytlewania i uwodornienia |
| Węgiel gazowy | 33 | Węgiel dobrze spiekający, zawartość części lotnych powyżej 28% | Stosowany w gazownictwie, koksownictwie, wytlewaniu |
| Koksowe | |||
| Węgiel gazowo-koksowy | 34 | Węgiel silnie spiekający, zawartość części lotnych powyżej 28% | Wykorzystywany do produkcji koksu i do gazownictwa. Nie nadaje się dla urządzeń grzewczych małej mocy ze względu na zbyt duże zdolności spiekania |
| Węgiel ortokoksowy | 35 | Węgiel średnio lub silnie spiekający, zawartość części lotnych od 20 do 31% | Wykorzystywany do produkcji koksu, szczególnie metalurgicznego. Nie nadaje się dla urządzeń grzewczych małej mocy ze względu na zbyt duże zdolności spiekania oraz wysokie ciśnienie rozprężania |
| Węgiel metakoksowy | 36 | Węgiel silnie spiekający, zawartość części lotnych od 14 do 28% | Wykorzystywany do produkcji koksu, szczególnie odlewniczego. Nie nadaje się dla urządzeń grzewczych małej mocy ze względu na zbyt duże zdolności spiekania oraz wysokie ciśnienie rozprężania |
| Węgiel semikoksowy | 37 | Węgiel słabo spiekający, zawartość części lotnych od 14 do 28% | Wykorzystywany do produkcji koksu, stosowany jako dodatek schudzający wkład węglowy. Przydatny dla wszystkich typów kotłów i palenisk. Krajowa baza węglowa nie dysponuje węglem tego typu |
| Specjalne | |||
| Węgiel chudy | 38 | Węgiel słabo lub niespiekający, zawartość części lotnych od 14 do 28% | Przydatny dla wszystkich typów kotłów i palenisk przemysłowych i domowych oraz do generatorów |
| Węgiel antracytowy | 41 | Węgiel niespiekający, zawartość części lotnych od 10 do 14% | Węgiel energetyczny, wymaga stosowania specjalnych konstrukcji palenisk. Stosowany także na mieszanki do produkcji koksu. Krajowa baza węglowa nie dysponuje węglem tego typu |
| Antracyty | |||
| Antracyt | 42 | Węgiel niespiekający, zawartość części lotnych (do 3%) | Stosowany jako paliwo specjalne |
| Metaantracyt | 43 | Węgiel niespiekający, zawartość części lotnych (do 3%) | Stosowany jako paliwo specjalne |
