煤炭资源勘探的特点

人们对煤的认识有一个历史过程，因此对寻找煤也有个历史过程。我国是世界上用煤最早的国家。据历史记载，早在两千多年前的春秋战国时期，就已经发现和使用煤炭。秦汉时期，进一步把煤炭用以炼铁。在河南南阳等地仍可见到西汉时期的炼铁遗址。唐、宋、明时，煤炭开采已具相当规模，至今山东淄博和太行山一带还保留有唐、宋的开采遗迹。古代劳动人民不但创造物质财富，也创造精神财富，在生产实践中不断加深了对煤的认识。古人称煤为石涅、石墨、石炭。北魏郦道元在《水经注》记载有“石墨可书，又燃之难烬，亦谓之石炭”，直至明朝则称为“煤”。宋应星在《天工开物》一书中把煤分为三种：明煤、碎煤、末煤，指出“明煤产北、碎煤产南”，并比较系统地总结了找煤、采煤的实际经验。著名医学家李时珍在其著作《本草纲目》中对煤的药用价值有较为详细的阐述。古人还有以煤咏诗的。宋高宗时的太学生朱弁在山西写了一首脍炙人口的咏煤诗：“西山石为薪，黝黑惊射目。方炽绝可迩，将尽还自续。飞飞涌玄云，焰之吐红玉。稍稀雷池出，又似风薄竹。”把煤在燃烧过程中的情景描述的惟妙惟肖。

煤在新疆的发现和使用也有悠久的历史，据史料记载，汉朝时期在民丰地区已开采煤用于炼铁。魏晋南北朝时期（公元 200 ～ 589 年），晋释道安在《西域记》记载：“屈茨北二百里有山，夜则火光昼日，但烟。人取此山石炭冶此山铁，恒充三十六国用”。说距今 1400 ～1800 年前的南北朝时期，在库车北山二百里处（今库拜煤田），有人取煤冶铁，但见夜晚火光如白昼，浓烟滚滚，铸铁的铁器供西域三十六国用。在库车、拜城北部山区，发现有唐代（公元 618 ～ 917 年）用煤炼铁的作坊遗址。元朝时期，新疆冶铁遗址明显增多，分布地区更加广泛，到清朝时开采的煤矿已具规模化。

新中国成立后，党和政府重视新疆的矿业开发，抽调了大批勘探队伍到新疆进行各种矿产资源包括煤的勘查，1956 年组建了新疆第一支专业煤田地质勘查队伍，成立了乌鲁木齐矿务局等煤矿企业，从此新疆的煤田地质勘查和煤矿开发进入了新的历史阶段。

早期人们对煤的认识及发现使用比较浅显，主要从地表出露的煤使用开始，沿着煤层向地下开采，开采的方法也很简陋。随着找煤经验的不断积累，科学技术的进步，找煤的方法不断丰富，手段不断创新，找煤的准确性随之提高。

（一）煤的勘探方法

煤的勘探方法和其他矿产资源的勘探方法有许多相同的地方，也有它本身的一些特点。主要方法有遥感、地质填图、槽探、钻探、物探、化探、硐探、化验与测试以及相关的水文地质、工程地质等。

遥感找煤：是利用卫星和飞机等航空器拍摄的地球表面照片，通过分析研究圈定有利成煤地段的一种找矿方法。

地质填图：利用地形图或卫星照片、航空照片，采用测量仪器定位，把地层、构造和煤层露头等各种地质内容填绘到地形图上，这种图件称为地形地质图。然后进行成煤地质条件的综合分析研究，这是找煤的一种方法。

槽探：是在地质找矿勘探中用于揭露近地表煤层的一种常用手段。它是在地表松散覆盖层挖出一道深度不超过 3 米左右的沟槽，用于揭露并了解煤层、地层与构造的情况。

浅井：是从地表向下挖掘的浅型垂直坑道，目的是了解近地表附近的煤层情况。浅井的断面形状有圆形、方形与长方形等形态，深度在 5 ～ 20 米之间，一般不超过 30 米。

钻探：是地质勘探工作中的一种常用的手段，是应用钻机与钻探工具，借助于电动机或内燃机的带动，向地下钻进不同的钻孔，并将钻孔中的岩芯或煤芯取出，依此分析研究地下地层、构造、煤质等情况。目前煤田勘探常用的是回旋钻进、绳索取芯或提升钻具取芯，钻孔深度一般在 1000 米左右（图 5-2-1）。

硐探：是采用掘进巷道的方法进行探矿，一般采用平巷的方法，有时也采用上山下山斜巷进行。

地球物理勘探：简称为物探，是用物理学方法和原理来研究地质构造情况和解决找矿问题的方法。是依据地下的各种岩石或矿体都具有不同的物理性质，用不同的物理方法测出岩石和矿体物理性质差异的数据并加以分析，以此来推断出地下的地质构造和矿体分布情况，达到找矿的目的。物探有多种方法，用于煤田勘探的主要有磁法勘探、电法勘探、地震勘探和放射性勘探等。物探可以在地面进行，也可以在钻孔中和井下巷道中进行。

磁法勘探是根据岩石和矿体具有不同的磁性并产生大小不同的磁场作为勘探的基础，通过对分布在地表的异常的研究，间接地得到地质构造和矿体的资料。煤田勘探中常用磁法探测煤层火烧区和烧变岩的范围及深度。

电法勘探是地球物理勘探的主要方法之一，它是根据岩石和矿体存在着电学性质的差别，利用天然的和人工建立的直流或交流电磁场并获得岩石和矿体的电性差异，间接地了解地质构造和矿体分布，以及解决水文地质、工程地质中的问题。煤田勘探中常用的有电阻率法、自然电场法、激发极化法、电磁感应法和大地电磁场法等。在地面常用的有电剖面法和电测深法，钻孔中常用的有视电阻率、自然电位、侧向电流法等。

地震勘探法是利用人工放炮或震源车制造的地震弹性波在地壳内的传播速度，研究不同的岩石和矿体地震反射波的传播速度，从而获得反射波的时间剖面，间接地探测地质构造和矿体分布。地震勘探是目前在煤田勘探中最常用的、也是最有效的物探方法之一。二维地震方法常用于较大范围的煤田勘探，可探测落差较大的断层和煤层起伏情况。三维地震常用于探测小范围的煤矿采区地质构造。三维地震能探测到落差大于 5 米的断层和落差大于 3 米的断点，同时可探明厚煤层的层数以及煤层产状和埋深。

放射性勘探是依据岩石中的伽马射线强度进行探矿，自然伽马和人工伽马是目前煤田勘探中地球物理测井的主要方法。

上述各种物理探矿方法用在地下探矿工程如钻井及巷道中，称作地球物理测井。相应有电测井、放射性测井、磁测井、声波测井、热测井等。

电测井主要用的是视电阻率法和自然电场法。视电阻率法的原理是根据钻孔所穿过的岩层具有不同电阻率，测出岩层视电阻率变化大小的曲线，将不同的岩层区分开来，达到区分不同岩层和矿体的目的。如含油岩层电阻率比较高，在曲线上出现高峰；煤层电阻率低，在曲线上反映为低峰。导电良好的金属硫化物矿体在曲线上也显得低一些。自然电场法是根据钻孔剖面中各种岩石电化学活动性能所造成不同性质的自然电场，可将沿钻孔剖面的各层岩石划分开来。渗透率差异较大的岩层很容易通过自然电场法划分出来。

放射性测井是在钻孔中利用岩层自然放射性、伽马射线与物质以及中子与物质的相互作用等一系列效应，研究岩层性质和检查井内技术情况的一整套方法。常用的方法有自然伽马、人工伽马、中子测井、能谱测井、同位素测井等。煤田勘探主要用的是自然伽马、人工伽马和中子测井。放射性测井的优点在于工作时不受温度、压力、化学性质等因素的影响，并可在有金属套管的钻孔内进行工作。

磁测井是通过在钻孔中测定具有不同磁性的岩体和矿体的磁化率或它们所产生的磁场，并对特征进行分析研究，从地质角度作出解释，以达到探矿的目的。磁测井对磁性矿体反映效果较好，常用于寻找铁矿盲矿体和划分铁矿品位。由于煤层不是磁性矿体，因此磁测井在煤田勘探中较少运用。

热测井是根据钻孔内温度随深度变化的特点，利用特定仪器在井内测定通过各种地质体时温度变化规律，从而研究地热梯度、地质构造、岩层特征等，达到找矿的目的。

综合勘探：是指对勘探方法与手段的综合运用，对勘查对象的综合评价。地质勘查保障体系是实现高产高效矿井的基础，能有效地查明高产高效井的必备的资源（数量与质量）基础，开采技术条件。要解决这些重大问题，必须进行综合勘探，选择合理的勘探类型，选择合理的勘探手段和方法。因为每一种勘探手段和方法都有其优势和局限性，只有针对不同的地质条件，选择合适的勘探手段和方法的综合运用才能达到最佳的勘探效果。比如钻探配合测井是最精确、最可行的勘探手段，但只能控制点上的情况。钻孔太少，钻孔之间控制程度不够，影响对钻孔之间地质情况的判断。只有通过多个点的控制，由点到线、由线到面，由地质工程师经过分析才能建立地质模型。但钻孔施工的过多，成本就会增加，又在经济上不合算。二维地震和三维地震在点上的控制精度远不如钻孔和测井，但其控制点密度可以很大，在面上和线上有较好的连续性，是单一钻探手段所不可比拟的。地震虽然有较好的连续性，但需要钻探资料进行标定。因此，只有把钻探和地震勘探手段紧密地结合起来，才能取得好的效果。如果煤层浅部有火烧区，则结合磁法勘探效果较好。如果地层倾角很陡，那么地震勘探就不适用了，那就要选择其他勘探手段加以配合。通常在地质勘查中，根据地质情况的不同、勘探阶段的不同可选择地质填图、槽探、电法、二维地震或三维地震、钻探、地球物理测井、抽水试验以及采样化验等方法。

由于成煤环境多种多样，成煤后受到的地质条件的变化因素千差万别，找煤的难度各不相同，所使用的找煤方法也相应不同，有的要用的多一些，有的要用的少一些。又加之地质工作是一个从简单到复杂、由表及里，研究程度由浅到深的过程，不同的勘查阶段所要解决的问题不一样，勘探程度不一样，所使用的找煤方法也有所不同。一般来说，地质情况复杂、勘探程度高时，所使用的找煤方法就多一些；而地质情况较简单，勘探程度低，所使用的找煤方法就少一些。

（二）煤的勘探阶段

煤田勘探是一个以煤为勘查对象的由面到点，由表及里，由浅到深，工程控制由稀到密，对全部地质体循序渐进的研究勘探过程。煤田的勘探过程准确地说，不只是找煤的问题，实际上是从找煤到评价的全部过程。既为了找到煤，又要评价煤的数量、煤的质量、煤的开采技术条件、煤的开采经济意义。煤田勘探过程是个大的系统工程，先从面上研究有利的成煤盆地预测选区开始，在此基础上随着研究工作的不断深入，选区的逐渐优选，逐步展开各种勘查活动。在煤田地质勘查工作中，通常划分为预查、普查、详查和勘探四个阶段。

煤田预查——预查的目的是为了找到具有工业利用价值的煤层，并初步查明煤层层数、厚度、埋深和分布范围。要找到煤层，首先要找到含煤地层，分析研究区域成煤规律，调查了解什么地方可能有含煤地层的赋存，然后再实际调查含煤地层的特征、时代以及含煤区域的分布范围和边界，估算预测的煤炭资源量。预查阶段是其他勘查阶段工作的基础。

煤田普查——在预查工作的基础上，对一个含煤区域或煤矿区进行概略的了解，初步查明普查区的含煤地层特征、构造特征和相关的水文地质条件，估计煤层的工业价值和确定对其进行勘探的必要性，估算煤层推断的内蕴经济资源量和预测的资源量，为编制煤炭工业远景规划提供依据。普查的范围可以是一个煤田，也可以是一个矿区或一个特定的勘查范围。

矿区详查——详查是在普查的基础上进行的。矿区一般是指在煤炭工业建设上构成独立体系的范围，它可以是一个单独的含煤构造单元，也可以是一个含煤构造单元的一部分。详查阶段要基本查明含煤地层时代、煤系厚度、含煤层数、煤层厚度、煤层结构及其变化；基本查明矿区的构造形态和影响井田划分的断裂构造；基本查明煤的质量和煤的种类，评价矿区的水文地质、工程地质、环境地质以及其他开采技术条件；估算煤层资源量，对煤矿开发的经济意义进行预可行性研究。详查的结果要能提出可供进行矿区开发总体设计的地质资料，以便初步确定矿区的开发规模、井田划分、开发方式、开发强度、接替关系及地面工业布置等。

井田勘探——也称为井田精查，是在矿区详查基础上划分的井田范围内进行勘查，对煤层厚度及其质量的变化，产状的变动、构造切割、煤层形态及开采技术条件进行精确的控制。要查明含煤地层时代、煤系地层厚度、含煤层数、煤层厚度、煤层的结构及其变化；查明矿区的构造形态和落差大于 30 米的断裂构造；查明煤的质量和煤的种类；详细评价矿区的水文地质、工程地质、环境地质以及其他开采技术条件；估算煤层探明的、控制的和推断的经济资源量，并且先期开采地段探明的、控制的资源量要达到一定比例；对煤矿开发的经济意义进行可行性评价。井田勘探的结果要能提出可供进行煤矿开采设计的地质资料。

上述煤田勘查阶段的划分是根据对煤田勘查过程的总体概括，在实际工作过程中并不是一成不变的，要根据不同煤田的实际情况合理掌握勘查阶段，有的勘查阶段可以从简或者省略。如在已知的煤系分布区，可以不进行预查，直接进行普查；在一个独立的、不能构成矿区的零星小块煤田，也不必再将矿区详查列为一个独立的工作阶段等。各个勘查阶段，一般都具有一些共同的工作步骤。工作开始之前要先分析研究已有的地质资料，制定勘查方案，即编制勘查设计。勘查设计经论证批准后，组织野外施工，取得各项原始地质资料。将获得的地质资料进行归纳、分析和整理，然后编写地质报告。

（三）煤资源储量类别

要评价煤的数量，就要运用上述各种勘探手段和方法，将找到的煤进行综合评价，不仅要将勘查区内煤有多少数量，也就是通常所说的煤的资源储量估算出来，而且还要划分出储量的类别。

依据煤田、矿区、井田勘查所求得的资源量的多少，可以将煤田、矿区类型分大、中、小等类型。

对于煤田：

大型——资源储量大于 50 亿吨

中型——资源储量 10 亿～ 50 亿吨

小型——资源储量小于 10 亿吨

对于矿区：

大型——资源储量大于 5 亿吨

中型——资源储量 2 亿～ 5 亿吨

小型——资源储量小于 2 亿吨

对于井田：

大型——资源储量大于 1 亿吨

中型——资源储量 1 亿～ 0.5 亿吨

小型——资源储量小于 0.5 亿吨

依据探求的资源量经济意义、可行性研究程度、工程控制程度将估算的资源储量划分为不同的类别。用表 5-2-1 综合表示：

表 5-2-1 煤矿产资源 / 储量分类表

注：表中所用编码（111-334），第一位数表示经济意义：1= 经济的，2M= 边际经济的，2S= 次边际经济的，3= 内蕴经济的，？ = 经济意义未定的；第 2 位数表示可行性评价阶段：1= 可行性研究，2= 预可行性研究，3= 概略研究；第 3 位数表示地质可靠程度：1= 探明的，2= 控制的，3= 推断的，4= 预测的。b= 未扣除设计、采矿损失的可采储量。

表中主要指标的含义是：

经济的：其数量和质量是依据符合市场价格确定的生产指标计算的。在可行性研究或预可行性研究当时的市场条件下开采，技术上可行，经济上合理，环境等其他条件允许，即每年开采矿产品的平均价值能足以满足投资回报的要求。或在政府补贴和其他扶持措施条件下，开发是可能的。

边际经济的：在可行性研究或预可行性研究当时，其开采是不经济的，但接近于盈亏边界，只有在将来由于技术、经济、环境等条件的改善或政府给予其他扶持的条件下才变成经济的。

次边际经济的：在可行性研究或预可行性研究当时，开采是不经济的或技术上不可行，需大幅度提高矿产品价格或技术进步，使成本降低后方能变成经济的。

内蕴经济的：仅通过概略研究做了相应的投资机会评价，未做预可行性研究或可行性研究。由于不确定因素多，无法区分其是经济的、边际经济的，还是次边际经济的。

经济意义未定的：仅指预查后预测的资源量，属于潜在矿产资源，无法确定其经济意义。

概略研究：是指对矿床开发经济意义的概略评价。所采用的矿石品位、矿体厚度、埋藏深度等指标通常是我国矿山几十年的经验数据，采矿成本是根据同类矿山生产的。其目的是为了由此确定投资机会。由于概略研究一般缺乏准确参数和评价所必需的详细资料，所估算的资源量只具内蕴经济意义。

预可行性研究：是指对矿床开发经济意义的初步评价。其结果可以为该矿床是否进行勘探或可行性研究提供决策依据。进行这类研究，通常应有详查或勘探后采用参考工业指标求得的矿产资源 / 储量数，实验室规模的加工选冶实验资料，以及通过价目表或类似矿山开采对比所获数据估算的成本。预可行性研究内容与可行性相同，但详细程度次之。当投资者为选择拟建项目而进行预可行性研究时，应选择适合当时市场价格的指标及各项参数，且论证项目尽可能齐全。

可行性研究：是指对矿床开发经济意义的详细评价，其结果可以详细评价拟建项目的技术经济可靠性，可作为投资决策的依据。所采用的成本数据是当时的市场价格，并充分考虑了地质、工程、环境、法律和政府的经济政策等各种因素的影响，具有很强的时效性。

预测的：是指对具有矿化潜力较大地区经过预查得出的结果。在有足够的数据并能与地质特征相似的已知矿床类比时，才能估算出预测的资源量。

推断的：是指对普查区按照普查的精度大致查明矿产的地质特征以及矿体（矿点）的展布特征、品位、质量，也包括那些由地质可靠程度较高的基础储量或资源量外推的部分。由于信息有限，不确定因素多，矿体（矿化）的连续性是推断的，矿产资源数量的估算所依据的数据有限，可信度低。

控制的：是指对矿区的一定范围依照详查的精度基本查明了矿床的主要地质特征、矿体的形态、产状、规模、矿石质量、品位及开采技术条件。矿体的连续性基本确定，矿产资源数量估算所依据的数据较多，可信度较高。

探明的：是指在矿区的勘探范围依照勘探的精度详细查明了矿床的地质特征、矿体的形态、产状、规模、矿石质量、品位及开采技术条件，矿体的连续性已经确定，矿产资源数量估算所依据的数据较多，可信度高。

煤是可以燃烧的含有机质的岩石。它的化学组成主要是碳、氢、氧、氮等几种元素。此外，还可能含有硫、磷、砷、氯、汞、氟等有害成分以及锗、镓、铀、钒等有用元素。

煤是古代植物深埋地下，在一定的温度和压力的条件下，经历漫长的时代和复杂的化学变化而形成的。如果将煤切成纸一样的薄片放到显微镜下，可以看到植物的细胞组织。在煤矿近旁的石头里，常可见到树枝和树叶的化石。辽宁省抚顺煤矿的一些煤块里偶尔夹有杏黄色的琥珀——昆虫和树脂的化石。这些化石都记载了煤的身世和历史。

煤的种类很多。按煤的含碳量分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四大类。一般民用的是无烟煤。乌黑而平凡的煤，经过化学加工，可生产出煤气、煤焦油、化肥、农药、合成染料、塑料、糖精、医药品和合成橡胶等产品。

世界煤炭地层分布很不平衡，大多集中在温带和亚寒带，其中北半球一条分布带是从英国奔宁山麓向东横越法国、德国、波兰、俄罗斯，直到我国的华北和东北；另一条则横亘于北美中部。在南半球，煤田仅分布于澳大利亚和南非的温带地区。就煤炭储量而论，以俄罗斯最为丰富，约占世界总储量的43.5％。煤层最厚的是加拿大西部不列颠哥伦比亚省加合特河煤田，地质储量为100亿吨，已探明的储量达14.6亿吨，煤层总厚度达300米。

我国煤炭资源也很丰富，地质储量约为1.4万亿吨，煤田主要分布于华北的山西和内蒙古等省、区，其中仅山西省储量就达400亿吨，东北抚顺的煤田地层厚达120米。

近些年，地质学家又在南极大陆发现了世界上最大的煤矿，估计蕴藏量要比其他地方煤储量总和还要多几倍。

煤炭从地下挖出来，一个方法是煤炭是从地面向下挖竖井，把煤炭开采出来，然后再运到井上；另一个方法是从地面比较大面积的挖开，成为露天煤矿，然后把煤挖出来，这是浅层的煤矿挖煤的方法。

根据氧的地球物理化学特征及其在地层中的运移规律.用测氡法探测煤矿地质构造。测氡法是本世纪在放射性矿床的勘探生产中发展起来的一种新颖的核物探技术.长期以来。该技术一直被用于寻找地下深部铀矿床、查明深大断裂、了解水源、地震预报及进行环境评价等许多领域。

煤炭偶然发现拾趣

在我国古代，由于缺少煤炭勘探设备及先进勘测手段，往往是一些偶然的因素，使人们意外发现煤炭资源，从而引发了当地的煤炭开采活动。有的则是人们在有意识的寻找过程中，受到偶然线索的提示，发现了煤炭的赋存。这类情况在我国地方志，以及煤矿历史记载中，甚至传闻轶事中，是不乏其例的。

在山西太原的西山矿区，古来就有关于偶然发现煤炭的传说。一是有个在山坡上放羊的孩子，一天发现有的地方石头着了火，小孩把这种可以燃烧的石头拿回家，用于取暖烧饭。这样，煤炭就逐渐被当地人认识和利用了。

还有一个传说是，有一个上山打柴的农民，在山上看见一些黑石头，与一般石头很不相同，感到很奇怪，就将一些黑石头带回家。但不小心，一块黑石头掉进了灶坑。没想到，黑石头居然能燃起火苗，而且火力比木柴还旺。这样，这里有黑石头（煤）可以用来取暖做饭的消息就传开了。

广东兴宁县的传说也很有趣。几百年前当地人并不知道这里赋存有煤炭。一次一些人在山坡上烧山草作肥料时，偶然发现黑石头也着了火，且经久不熄，热度高。这才知道黑石头可以当柴烧，由此开始利用。此外，有人在山上崩石头或挖树根时也发现了煤炭，于是沿露头挖取煤炭。

广东五华县双头地区的煤炭也不是专门勘探而发现的。据说在清咸丰五年（1855年）双头区黄塔乡万里村有个姓巫的青年，到南洋谋生。他看到南洋人烧的煤与家乡山上露出的黑色石头和土块很相似。咸丰九年（1859年）这位青年自南洋返回家乡。他为证实山上的黑石头、土块是否象在南洋见到的煤那样可以燃烧，便到楠水坑山挖了一簸箕回来。扔进火中，果然可以点燃起火。为此他心情激动，第二天便带领几个兄弟上山去挖，进而又掘洞开采。所开采的煤炭，除自家烧用外，其余的卖给集镇商户。这样，当地的煤炭资源逐渐得到了开发。

内蒙古哲里木盟霍林郭勒地区的煤炭，据说是牧民放羊时发现的。煤田地质勘探部门根据牧民提供的线索，进行正规勘探，发现一个大煤田。

内蒙古满州里一带发现煤炭，据说是见到旱獭从洞中带出的土有煤屑，故进一步调查而得到确认。据《黑龙江志稿》卷23载：“察汗敖拉（在满州里地区）煤矿在察汗敖拉卡伦东数里。该卡卡官王凯胜见旱獭由地内穿穴，所出之土含煤质，遂命卡兵采探。探至丈余见碎煤，至三丈则有煤块重叠。”当然，这个传说是否真实已很难考证了。

首先是基础地质工作，通过区调或矿调人工寻找有利的成矿地层，例如盆地边缘等位置，再缩小地区，利用物探测定地下的地层物理性差异，例如磁性、导电性等，确定大概层位及规模深度，再打钻进行勘探，比较笼统，细节很多要查资料希望帮到你。

中国已经查证的煤炭储量达到7241.16亿吨，其中生产和在建已占用储量为1868.22亿吨，尚未利用储量达4538.96亿吨。

煤炭储量是指煤炭的储存量。一是将煤视作均一物质来处理。长期以来，在应用的煤质检测指标和以此将炼焦煤分类，并以此作为经验配煤的基础。其优点是检测简单而迅速，并因长期应用，积累了丰富经验。

缺点是出现问题时难以解说，也不易找出正确原因和合适措施，故再提高一步有困难；

另一种方法是从别的学科移植过来的煤岩学，其概念符合炼焦煤客观实际，并在作一些针对性工作后，再在煤焦领域应用，均能在原有基础上获得不同程度的提高。但这种针对性工作难度大，而且已形成的基础工作又十分费时，难以随同生产三班按时出结果。这就是这新旧两种不同概念形成方法的主要优缺点。

煤炭是千百万年来植物的枝叶和根茎，在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐植质，由于地壳的变动煤炭不断地埋入地下，长期与空气隔绝，并在高温高压下，经过一系列复杂的物理化学变化等因素，形成的黑色可燃沉积岩，这就是煤炭的形成过程。 一座煤矿的煤层厚薄与这地区的地壳下降速度及植物遗骸堆积的多少有关。地壳下降的速度快，植物遗骸堆积得厚，这座煤矿的煤层就厚，反之，地壳下降的速度缓慢，植物遗骸堆积的薄，这座煤矿的煤层就薄。又由于地壳的构造运动使原来水平的煤层发生褶皱和断裂，有一些煤层埋到地下更深的地方，有的又被排挤到地表，甚至露出地面，比较容易被人们发现。还有一些煤层相对比较薄，而且面积也不大，所以没有开采价值，有关煤炭的形成至今尚未找到更新的说法。 煤炭是这样形成的吗？有些论述是否应当进一步加以研究和探讨。一座大的煤矿，煤层很厚，煤质很优，但总的来说它的面积并不算很大。如果是千百万年植物的枝叶和根茎自然堆积而成的，它的面积应当是很大的。因为在远古时期地球上到处都是森林和草原，因此，地下也应当到处有储存煤炭的痕迹；煤层也不一定很厚，因为植物的枝叶、根茎腐烂变成腐植质，又会被植物吸收，如此反复，最终被埋入地下时也不会那么集中，土层与煤层的界限也不会划分得那么清楚。 但是，无可否认的事实和依据，煤炭千真万确是植物的残骸经过一系统的演变形成的，这是颠簸不破的真理，只要仔细观察一下煤块，就可以看到有植物的叶和根茎的痕迹；如果把煤切成薄片放到显微镜下观察，就能发现非常清楚的植物组织和构造，而且有时在煤层里还保存着像树干一类的东西，有的煤层里还包裹着完整的昆虫化石。值得探讨的是它为何形成得如此集中，而且又是那么如此的优质呢？ 记得上小学的时候，我家住在离城不远的乡村，每当盛夏雨季来临时，一场暴雨过后，村子中央就会出现一条湍急的“小溪流”，我们许多小朋友就会跑到那里面去嬉戏，那小溪流也会因暴雨停止时间的延长，而变得越来越小，最后干涸。但在没有断流之前你会发现，很多水流处却被冲下来的木棍儿、杂草等漂浮物堵塞，形成一个个小的水坎儿。为了能让水流通畅，我们不时地把那些小水坎扒开，有的时候也会借此筑起一道小溪上的“堤坝”。既便是现在居住在城里，一场暴雨过后，街道上很多地方也会出现各种各样的漂浮物截住了水流，堵塞了下水道口，而且很多漂浮物又被集中地滞留在一个地方的现象。 小巫见大巫，由此我们便可以推断出煤炭的形成可能与洪水有直接关系。如果没有洪水那样强大的力量煤炭和搬运的功能，煤炭的形成绝对不会那么集中，也不会那么优质。 我们可以设想一下，在千百万年前的地质历史期间，由于气候条件非常适宜，地面上生长着繁茂高大的植物，在海滨和内陆沼泽地带，也生长着大量的植物，那时的雨量又是相当的充沛，当百年一遇的洪水或海啸等自然灾害降临时，就会淹没了草原、淹没了大片森林，那里的大小植物就会被连根拨起，漂浮在水面上，植物根须上的泥土也会随之被冲刷得干干净净，这些带着须根和枝杈的大小树木及草类植物也会相互攀缠在一起，顺流漂浮而下，一旦被冲到浅滩、湾叉就会搁浅，它们就会在那里安家落户，并且象筛子一样把所有的漂浮物筛选在那里，很快这里就会形成一道屏障，并且这个地方还会是下次洪水堆积植物残骸（也会有许多动物的残骸）的地方。当洪水消退后，这里就会形成一道逶迤的堆积植物残骸的丘岭，再经过长期的地质变化，这座植物残骸的丘岭就会逐渐地埋入地下，最后演变成今天的煤矿。 那么也许有人会问，1998年中国遭受的一场罕见的水灾，为何没有出现这样的情况呢？我认为，那是因为中国目前的森林覆盖率很低，而且有森林的地方多在高海拔地区，在平原到处是粮田，几乎到了没有什么森林可淹的境地，只不过是淹没了一些农田的防护林，并且农田防护林的树木很稀少，而且树木的根须又十分的发达，抓地抓得十分牢固，短时间的浸泡、冲击不会造成多大危害。而森林中的树木就不同了，很多树木都挤在一起生活，它们为了吸食太阳的能量，拼命地往上长，根须并不发达，一旦一处树木被洪水连根拨起，就会连带成片的树木被洪水毁掉，就如同放木排一样，顺流漂浮而下，势不可挡，最后全部堆积在一个地方。 另外，由于人类对大自然认识的增强，抵御突发性自然灾害的能力不断提高，兴修水利，筑起坚固的堤坝，加固江堤、河堤，大大地减缓了凶猛洪水的冲击力，泛滥的现象少了，甚至乖乖地听从人类的召唤，并把凶猛的洪水变成了电能、动能、热能，造福于人类，服务于人类社会。 不仅洪水有搬运动植物这样的能力，而且潮汐、台风、海啸也具备这样的能力。由于地震、火山喷发等因素引起的海啸，可以使海浪掀起三、四十米还高，并且在顷刻之间把一个岛屿上的动植物扫荡一空；把海岸线附近的一切生物全部洗劫。 再者，地球表面上的物质不可能永久的一成不变地等待着地球进行沉降运动的，而且地球表面上的物质煤炭是在不断地循环流动着的。因此，“水灾说”是使煤炭形成得如此集中、优质，还是有一定的道理的，是有说服力的，也是能够令人信服的。 由于古代的在植物大量沉积,被深深的埋在地层下,受到高压和高温,经过几亿年的时间,变成煤炭 煤矿和其它矿一样，是层状的，且不是到处都有，如果是地表植物积聚而成，则不会那么集中，应该到处都有，所以我认为，书上所说的不对。碳元素是地球故有的，地表的碳大部分以化合物形式存在，地心的碳以单质形式存在，地心的碳向地表喷出时，一部分为钻石，一部分为石墨，大部分为煤（不同条件下形成不同的物质），和其它大部分矿的成因一样。 植物当被压在地下，在长时间的缺氧高压的条件下便会形成煤。 石炭纪地球植物大繁盛，为煤的形成形成的强大的物质基础，后来的造山运动为煤的形成提供了外部条件。经过长年累月，便有了煤。

[编辑本段]形成新说

研究过程

中国安徽宣城溪口农民李六四自发、自费研究地震十七年（截至2010年），他认为：“地震是由地幔中核变的及时效应造成的。煤炭是石油演变产生的，石油是天然气演变产生的。溶洞是因为液体受热转化成气体，其膨胀压力造成的，地球生物是在早期地球的液态有机硅中诞生并进化而来的。”其理论学说为《地球热核演变说》。 他的学说有可能成为后人了解地球、地震等的理论基础。但是，由于条件、知识的局限某些内容尚在研究、完善中。

主要内容

当碳元素由一些较轻的元素聚变形成后的一定时期里，它与原始大气里的氢元素反应生成甲烷，随着温度下降，氧气变得越来越活泼，它氧化、聚合了甲烷形成了石油分子，由于长时间的氧化、聚合，石油分子越来越大，形成了大量的近似沥青的物质，当早期地球频繁的火山熔岩喷发在沥青上时，由于熔岩密度大，沉入石油底部对其隔绝空气加强热，导致碳氢键断裂，释放氢气，形成煤炭。（一部分石油分子不是甲烷经氧化、聚合而形成的，它们是在地球温度较高时，由碳、氢直接形成不饱和烃聚合而成的）

[编辑本段]开采

矸石排放

煤矿生产排放量最大的固体废物, 也是中国工业固体废物中产生量和堆积量最大的固体废物, 产生量一般为煤炭产量的10%左右。中国煤矸石年排放量大约在1.5 亿~2.0 亿吨之间。截止2002 年底, 全国煤矸石积存量约34亿吨, 占地2.6 万公顷, 是中国工业固体废物中产出量和累计积存量最大的固体废物。2004 年, 全国煤矸石综合利用量为1.35 亿吨, 利用率54%。

矿井水的排放

在煤矿建设和生产过程中, 各种类型的水源水会通过不同的途径进入巷道和工作面, 为了保证采矿安全, 防煤炭止水害发生,需将矿井涌水排出。据不完全统计, 在采煤过程中, 2004 年全国煤矿矿井水排放约30 亿m³, 平均每吨煤涌水量约为2m³。资源化利用率仅占22%左右。

瓦斯抽放与矿井通风

在煤炭开采前和开采中抽放瓦斯气, 是保证煤矿安全的重要措施。但将抽放的瓦斯排入大气, 会产生强烈的温室效应, 瓦斯中所含甲烷的温室效应比二氧化碳大20 倍。另外煤矿在生产过程中, 井下巷道每秒钟都需要数十万乃至数百万立方米的空气, 它们主要是通过矿井通风来完成, 矿井通风同样含有瓦斯, 并且还有大量粉尘。据近几年有关评价估算, 全国煤层瓦斯资源量为3×106 Mm³。2002 年中国重点煤矿煤层瓦斯产生量为9773.37Mm³, 其中利用瓦斯量为517.49 Mm³, 利用率5%左右。

煤炭开采造成的生态破坏

传统煤炭开采忽略其它共生、伴生矿物的开采、加工、利用, 造成了资源的浪费。中国煤系共生、伴生20 多种矿产, 目前绝大多数没有利用, 另外矿物的随意存放丢弃还会造成环境污染, 破坏生态环境。 煤炭开采破坏了地壳内部原有的力学平衡状态。引起地表塌陷, 原有生态系统受到破坏。这种破坏使原有土地收益的减少或丧失, 同时也造成地表水利设施的破坏和生态环境恶化。每年因开采引起的地表塌陷面积已达40万hm2, 且平均每年以1.5 万hm2 的速度增加。

[编辑本段]作用

煤炭的用途十分广泛，可以根据其使用目的总结为两大主要用途：(1)动力煤，(2)炼焦煤。 我国动力煤的主要用途有：

动力煤

1) 发电用煤：我国约1/3 以上的煤用来发电，目前平均发电耗煤为标准煤370g/(kW·h)左右。电厂利用煤的热值，把热能转变为电能。 2) 蒸汽机车用煤：占动力用煤2%左右，蒸汽机车锅炉平均耗煤指标为100kg/(万吨·km)左右。 3) 建材用煤：约占动力用煤的10%以上，以水泥用煤量最大，其次为玻璃、砖、瓦等。 4) 一般工业锅炉用煤：除热电厂及大型供热锅炉外，一般企业及取暖用的工业锅炉型号繁多，数量大且分散，用煤量约占动力煤的30%。 5) 生活用煤：生活用煤的数量也较大，约占燃料用煤的20%。 6) 冶金用动力煤：冶金用动力煤主要为烧结和高炉喷吹用无烟煤，其用量不到动力用煤量的1%。

炼焦煤

我国虽然煤炭资源比较丰富，但炼焦煤资源还相对较少，炼焦煤储量仅占我国煤炭总储量27.65%。 炼焦煤类包括气煤(占13.75%)，肥煤(占3.53%)，主焦煤(占 5.81%)，瘦煤(占4.01%)，其它为未分牌号的煤(占 0.55%)；非炼焦煤类包括无烟煤(占10.93%)，贫煤(占5.55 % )， 弱碱煤(占1.74%)，不缴煤(占13.8%)，长焰煤(占12.52%)，褐煤(占12.76%)，天然焦(占0.19%)，未分牌号的煤(占13.80%)和牌号不清的煤(占1.06%)。 炼焦煤的主要用途是炼焦炭，焦炭由焦煤或混合煤高温冶炼而成，一般1.3 吨左右的焦煤才能炼一吨焦炭。焦炭多用于炼钢，是目前钢铁等行业的主要生产原料，被喻为钢铁工业的“基本食粮”。 中国是焦炭生产大国，也是世界焦炭市场的主要出口国。2003 年，全球焦炭产量是3.9 亿吨，中国焦炭产量达到1.78 亿吨，约占全球总产量的46%。在出口方面，2003 年我国共出口焦煤1475 万吨，其中出口欧盟458 万吨，约占1/3。2004 年，中国共出口焦炭1472 万吨，相当于全球焦炭贸易总量的56%，国际焦炭市场仍供不应求。2008 年我国焦炭产量总计约32700 万吨，2009 年1月至9月焦炭产量25276.87万吨

自然界赋存的已查明的和推定的富集煤炭的资源。这些资源已证明在经济上有开采价值，或在可预见的时期内有经济价值。据第11届世界能源会议估计，世界煤炭预测储量为13.6万亿吨。据世界能源委员会《世界能源统计评论》公布，1994年未世界煤炭可采储量为10438.6亿吨。其中独联体、美国、中国、澳大利亚、德国、印度、南非、波兰、印尼、加拿大。世界煤炭探明储量中，石炭纪占41.3%，二叠纪占9.9%、白垩纪占16.8%、侏罗纪占8.1%、第三纪占23.6%。

世界煤炭资源的地理分布。世界煤炭储量十分丰富，居各能源之首，约占各种能源总储量的90%，按规模可持续开采300年左右。据第14届世界能源会议资料（1989年），世界煤炭总资源量约为14.3万亿吨，1991年底探明储量10405.29亿吨，其中硬煤略多于褐煤。煤炭资源空间分布特点，地球上含煤层的面积约占陆地面积的15%，全球含煤地层煤炭密度每平方公里地质储量为200万吨。按探明储量世界煤炭资源的储量、密度，北半球高于南半球，特别是高度集中在亚洲、北美洲和欧洲的中纬度地带，合占世界煤炭资源的96%，形成两大煤炭蕴藏带：一是亚欧大陆煤田带，东起我国东北、华北煤田延伸到俄罗斯的库茨巴斯、伯绍拉，哈萨克斯坦的卡拉于达和乌克兰的顿巴斯煤田，波兰和捷克的西里西亚，德国的鲁尔区，再向西越海到英国中部；二是北美洲的中部。而南半球含煤率低，仅澳大利亚、南非和博茨瓦纳发现有较大煤田。世界上已有80多个国家发现煤炭资源，共有大小煤田2370多个。按硬煤经济可采储量计，以中国（占11%）、美国（占23.1%）和俄罗斯最为丰富，次为印度、南非、澳大利亚、波兰、乌克兰、德国等9国共占90%。