Плотность является одной из важнейших физических характеристик углей. Плотностью называют массу, заключенную в единице объема вещества.
Для дисперсных и пористых тел, к которым относятся угли, различают действительную, кажущуюся и насыпную плотности.
Действительную и кажущуюся плотности используют для технологических расчетов, при вычислении запасов углей в недрах, при установлении количества добытого топлива, а также для расчета пористости углей. Понятие насыпной плотности введено для характеристики состояния угля в насыпном слое. По этому показателю судят об уплотнении слоя угля или о степени заполнения технологического оборудования (например, коксовых печей), а также транспортных средств.
Под действительной плотностью угля понимают массу единицы его объема за вычетом объема пор и трещин. Средние показатели действительной плотности углей (без породы) колеблются в следующих интервалах: бурые угли — 1,1–1,4 г/см3, каменные угли — 1,2–1,8 г/см3, антрациты — 1,4–1,8 г/см3. Действительную плотность обозначают символом dr.
Действительная плотность углей при прочих равных условиях зависит от содержания и состава минеральных компонентов. С увеличением зольности плотность углей растет. Это объясняется тем, что плотность минеральных компонентов значительно выше действительной плотности органической массы углей и колеблется от 2,5 г/см3 (глины) до 5 г/см3 (пирит).
Действительная плотность углей может быть выражена только на сухое состояние топлива (ddr). Действительную плотность определяют из воздушно-сухой аналитической пробы и пересчитывают измеренную массу навески на сухое состояние.
Под кажущейся плотностью угля понимают массу единицы его объема, включая объем пор и трещин. Кажущуюся плотность обозначают символом da и определяют, используя куски угля.
Упрощенно кажущуюся плотность можно представить следующим образом: если мысленно вырезать из куска угля образец правильной геометрической формы, рассчитать его объем и взвесить, то кажущуюся плотность вычисляют по формуле:
Методы определения действительной и кажущейся плотности твердого топлива регламентированы в ГОСТ 2160–2015 (ISO 5072:2013) «Топливо твердое минеральное. Определение действительной и кажущейся плотности».
Твердое топливо, как сыпучая масса, характеризуется также насыпной плотностью. Согласно ГОСТ 17070–2014, «насыпная плотность — отношение массы свеженасыпанного угля к его объему, определяемому в установленных условиях заполнения емкости». Насыпную плотность обозначают символом BD (bulk density) и определяют путем взвешивания единицы объема свободно насыпанного угля (без уплотнения).
