Węgiel kamienny to skała osadowa która powstała na drodze akumulacji substancji roślinnej w odpowiednich warunkach środowiskowo – klimatycznych, przez długi czas ulegała długotrwałym procesom metamorfozy biogenicznej na poziomie odkrytego torfowiska, a w dalszej kolejności procesom metamorfozy geochemicznej zachodzącej w historii geologicznej. Węgiel kamienny to skała wykorzystywana głównie jako cenne źródło ciepła i energii, stosowana już od pierwszego  wieku naszej ery.

Węgiel kamienny jako jeden z węgli należących do grupy kopalnych, zawiera 78 - 92% pierwiastka węgla C (węgiel kamienny obejmuje także antracyt, zawierający do 97% węgla). Skała osadowa jaką jest węgiel kamienny charakteryzuje się niejednorodną budową; zawiera kilka składników (tzw. odmian petrograficznych) różniących się między sobą takimi cechami jak połysk i twardość. Węgiel kamienny charakteryzuje się barwą czarną, kruchością, zwartością. Podczas spalania pojawia się błyszczący długo płomień. Surowiec taki jak węgiel kamienny zaliczany jest do węgli humusowych, posiada niejednorodną strukturę, jest to mieszanina stanowiąca kilka odmian, które często tworzą pojedyncze pasma. Surowiec ten pochodzenia naturalnego jest jednym z najcenniejszych  pod względem energetyczno - chemicznym. Pochodzi z procesu niszczenia martwych szczątków roślin w wyniku złożonych przemian biochemicznych, geofizycznych i geochemicznych, zachodzących w okresie karbonu, permu i trzeciorzędu. Można wyróżnić cztery rodzaje skał nazywanych węglowymi (tzw. makrolitypy):

  • węgiel błyszczący
  • węgiel semi- błyszczący
  • węgiel matowy
  • węgiel włóknisty

Skała osadowa jaką jest węgiel składa się w 75 - 95% z C, 2,5 - 5,5% z H, 2,5 - 18% z O, z S, N i innych składników mineralnych przejawiających się w ilościach znacznie mniejszych, ponadto także z wody (1 - 8%). Skała ta w odróżnieniu od innych skał spala się wydzielając przy tym dużo ciepła i dużo energii. Węgiel kamienny obrabia się go na drodze koksowania tzw. suchej destylacji węgla, to znaczy w procesie wysokotemperaturowego (około 1000°C) odgazowywania zachodzącego w piecach koksowniczych bez dostępu powietrza. Podczas tego procesu dochodzi do powstania koksu, gazu koksowniczego, wody pogazowej i smoły pogazowej.

Węgiel zalicza się do nielicznych minerałów, które w odróżnieniu od innych skał spalają się, wydzielając dużo ilości energii w postaci ciepła. Ogółem wyróżnia się trzy rodzaje węgla:

  1. Torf.
  2. Węgiel brunatny.
  3. Węgiel kamienny.

Najpierw węgiel kamienny służył głównie jako paliwo, a ciągu  rozwoju przemysłu zaczęto go także wyzyskiwać w coraz to nowszych dziedzinach gospodarki. Jest on głównie  podstawowym surowcem dla otrzymywania energii, ponadto ma szerokie zastosowanie w przemyśle chemicznym.

Węgiel kamienny, który się wydobywa złożony jest głównie z węgla pierwiastkowego C, co sprawia, że ma on czarny kolor, dodatkowo zawiera gazy: wodór (H2), tlen (O2), azot (N2). Na drodze  przeobrażania się torfu  uzyskiwane są 3 rodzaje węgla:

  • Pierwszy tworzy się torf, zawierający jedynie ok. 30% węgla, co decyduje o jego niskiej wartości opałowej.
  • Kolejno uzyskuje się węgiel brunatny o ilości czystego węgla równej ok. 30-70%. Podczas spalania daje mało ciepła i wydziela się bardzo dużo kopcenia.
  • Najbardziej energetyczny zostaje  węgiel kamienny. Antracyt, będący jego odmianą - zawiera 98% czystego węgla.

Kierując się użytecznością węgla kamiennego dla celów energetycznych i technologicznych opracowano przeróżne podziały węgla kamiennego. Klasyfikacja oparta na właściwościach technologicznych węgla jest najczęściej stosowana, określa zawartość w węglu składników lotnych, ciepło spalania węgla, jego spiekalność i ciśnienie rozprężenia. Klasyfikacja polska przedstawia dziesięć  typów węgla kamiennego:

1. Antracyt42.

2. Węgiel antracytowy.

3. Węgiel chudy.

4. Węgiel semi – koksowy.

5. Węgiel meta – koksowy.

6. Węgiel orto-koksowy.

7. Węgiel gazowo-koksowy.

8. Węgiel gazowy.

9. Węgiel gazowo-płomienny.

10. Węgiel płomienny).

Węgiel kamienny w procesie palenia wydziela niebezpieczny dla człowieka i środowiska dwutlenek węgla (CO2) który jest czynnikiem powodującym powstawanie efektu cieplarnianego.

Zastosowanie:

  • węgiel kamienny jest jedynym w swoim rodzaju surowcem w przemyśle energetycznym oraz ma zastosowanie w starych mechanizmach  ogrzewających gospodarstwa
  • jest cennym surowcem dla przemysłu chemicznego
  • zanim pojawiła się w użyciu gaz ziemny, otrzymywano go właśnie z węgla
  • jest cennym surowcem dla przemysłu chemicznego,  służy do produkcji kosmetyków i pestycydów
  • są szeroko wyzyskiwane  produkty przetwarzania węgla - smoła węglowa nadaje się do wytwarzana materiałów wybuchowych, rozpuszczalników, leków, aromatów do ciast, tłuszczów i środków do pielęgnacji, odzyskany z węgla amoniak również jest często wyzyskiwany
  • pochodne węgla kamiennego, obejmujące  związki amoniaku, smołę i lekkie oleje, są niezastąpione w produkcji barwników do tkanin, lekarstw, środków zapachowych, nawozów, środków ochrony roślin i do wielu innych dziedzin gospodarki
  • węgiel kamienny jest ma wielką przyszłość jako paliwo w światowej gospodarce energetycznej, węgiel ten spełnia główne warunki jakie stawiane są współczesnym paliwom energetycznym, do których zalicza się: dostępność w skali globalnej, użyteczność poprzez produkcję elektryczności oraz możliwość bycia paliwem niegroźnym dla środowiska

Węgiel kamienny jest istotnym paliwem wyzyskiwanym bezpośrednio podczas spalania lub po obróbce chemicznej dla celów energetycznych. Stanowi od przeszło kilku stuleci podstawowe źródło energii pierwotnej, a dla niejednego kraju świata zadecydował o jego rozwoju gospodarczym i cywilizacyjnym. W drugiej połowie XX wieku zmienia się nagle i wyraźnie sytuacja na światowym  rynku produkcji i wyzyskiwania węgla kamiennego. Zasoby węgla kamiennego szacuje się na ok. 300-400 lat. Mogą się szybko skończyć jego pokłady jako, że nie ma sobie równych  - stanowi najtańsze źródło energetyczne. Wydobywany metodą głębinową węgiel kamienny znajdujący się głęboko pod powierzchnią ziemi wymaga budowy specjalnych szybów i zwożenia pracujących górników wraz ze sprzętem w głąb.

Największe złoża węgla kamiennego szacuje się na Stany Zjednoczone (m.in. takie stany jak: Wirginia, Pensylwania, Ohio, Kentucky), w Rosji i dawnych republikach radzieckich (m.in. zagłębia: Leńskie, Tunguskie, Kuźnieckie, Peczorskie) także w Chinach (zwł. prowincja Shanxi). Najwięksi potentaci w przemyśle węgla kamiennego to również Australia (Nowa Pd. Walia, Queensland), Kanada (głównie prowincja Alberta), Niemcy (m.in. zagłębia: Ruhry i Saary), Republika Południowej Afryki (głównie Transwal), Wielka Brytania (zagłębia: Yorkshire, Derbyshire, Durham i inne), Indie (głównie dorzecze rzeki Damodar),  a także i Polska (Zagłębia Górnośląski, Dolnośląski i Lubelski).