煤的发展历程是怎样的

煤炭的形成：

煤碳是地壳运动的产物。远在3亿多年前的古生代和1亿多年前的中生代以及几千万年前的新生代时期，大量植物残骸经过复杂的生物化学、地球化学、物理化学作用后转变成煤，从植物死亡、堆积、埋藏到转变成煤经过了一系列的演变过程，这个过程称为成煤作用。

一般认为，成煤过程分为两个阶段泥炭化阶段和煤化阶段。前者主要是生物化学过程，后者是物理化学过程。

泥炭化阶段

第一阶段泥炭化阶段是植物在泥炭沼泽、湖泊或浅海中不断繁殖，其遗骸在微生物参加下不断分解、化合和聚积，在这个阶段中起主导作用的是生物地球化学作用。低等植物经过生物地球化学作用形成腐泥，高等植物形成泥炭，因此成煤第一阶段可称为腐泥化阶段或泥炭化阶段。

煤化阶段

煤化阶段包含两个连续的过程:

第一个过程，在地热和压力的作用下，泥炭层发生压实、失水、肢体老化、硬结等各种变化而成为褐煤。褐煤的密度比泥炭大，在组成上也发生了显著的变化，碳含量相对增加，腐植酸含量减少，氧含量也减少。因为煤是一种有机岩，所以这个过程又叫做成岩作用。

第二个过程，是褐煤转变为烟煤和无烟煤的过程。在这个过程中煤的性质发生变化，所以这个过程又叫做变质作用。地壳继续下沉，褐煤的覆盖层也随之加厚。在地热和静压力的作用下，褐煤继续经受着物理化学变化而被压实、失水。其内部组成、结构和性质都进一步发生变化。这个过程就是褐煤变成烟煤的变质作用。烟煤比褐煤碳含量增高，氧含量减少，腐植酸在烟煤中已经不存在了。烟煤继续进行着变质作用。由低变质程度向高变质程度变化。从而出现了低变质程度的长焰煤、气煤，中等变质程度的肥煤、焦煤和高变质程度的瘦煤、贫煤。它们之间的碳含量也随着变质程度的加深而增大。

温度对于在成煤过程中的化学反应有决定性的作用。随着地层加深，地温升高，煤的变质程度就逐渐加深。高温作用的时间愈长，煤的变质程度愈高，反之亦然。在温度和时间的同时作用下，煤的变质过程基本上是化学变化过程。在其变化过程中所进行的化学反应是多种多样的，包括脱水、脱羧、脱甲烷、脱氧和缩聚等。

压力也是煤形成过程中的一个重要因素。随着煤化过程中气体的析出和压力的增高，反应速度会愈来愈馒，但却能促成煤化过程中煤质物理结构的变化，能够减少低变质程度煤的孔隙率、水分和增加密度。

煤的形成年代

在整个地质年代中，全球范围内有三个大的成煤期：　

(1)古生代的石炭纪和二叠纪，成煤植物主要是孢子植物。主要煤种为烟煤和无烟煤。　

(2)中生代的侏罗纪和白垩纪，成煤植物主要是裸子植物。主要煤种为褐煤和烟煤。　

(3)新生代的第三纪，成煤植物主要是被子植物。主要煤种为褐煤，其次为泥炭，也有部分年轻烟煤。

煤中的矿物质:

按来源分为:

原生矿物质(成煤植物本身)

次生矿物质(成煤过程混入)

外来矿物质(采煤过程混入)

按性质分为:

[1]粘土类矿物:高岭石Al4[Si4O10](OH)8、水云母K21Al2[(Si2Al)4O10](OH)2·nH2O

[2]硫化物类矿物:黄铁矿FeS2、白铁矿FeS2

[3]碳酸盐类矿物:方解石CaCO3等

[4]氧化物类矿物:石英SiO2

[5]硫酸盐类矿物:石膏CaSO4·2H2O

煤的工业分析:水分、灰分、挥发分、固定炭

煤的元素分析:C、H、O、N、S

(1)古代煤炭产业的发展

我国是世界上最早开发和利用煤炭资源的国家。流传久远的神话传说充分说明，我国很早就已发现和利用煤炭。

1973年10月在沈阳“新乐遗址”出土的文物中，有97块煤精雕刻制品和煤块，经鉴定为抚顺煤田西部本层煤，“新乐遗址”出土文物属于新石器时代，早、中期，这说明我国抚顺煤田早在距今6800—7200年以前就被发现和利用了。1938年有抚顺还发现过一处距今2000多年前汉代居民点遗址燃煤的遗迹。

从汉代开始，煤炭已经用于冶铁过程中。西汉时期，开始采煤炼铁东汉末年三国时期，煤炭的开采和使用得到了进一步发展。

晋代以及南北朝时期，江西高安、新疆库车和山西大同等地区煤炭开发比较突出。

隋文帝初年，煤炭就成了宫廷中的重要燃料。唐元和四年(公元809年)，炼丹家清虚子发明了黑火药，使采矿业进入了爆破开采的时代。从唐代开始，我国煤炭开发利用的知识逐渐传播到国外，在一些外国著作中，记述了中国人民利用煤炭的情况，成为中外友好交往的象征。

宋代的煤炭开发利用以现今河南、河北、陕西、山东等地最为突出。在宋代，我国人民就已经利用焦炭，炼焦技术已臻成熟。

元代，在全国统一之后，以蒙古贵族为首的统治集团为了巩固统治，大力发展生产，注重矿业。特别是都城大都(今北京)的西山地区，采煤业发展较为普遍，成为最大的煤炭生产基地。

明代，我国煤炭开发利用得到了比较明显的发展。当时煤炭业不仅在河南、河北、山东、山西、陕西等地有了普遍进步，且在江西、安徽、四川、云南等地也不同程度地得到了发展。

清代的采煤业，在明代的基础上，得到了进一步发展。从清初到道光，历代统治者对煤炭生产都是比较重视，并对煤炭开发采取扶植措施。由于各级官府对煤炭开发比较重视，加上社会的迫切需要和各地人民的辛勤劳动，从而使清代采煤业有了普遍的发展，尤其是在乾隆年间(公元1736～1795年)，出现了我国古代煤炭开发史上的又一个高潮。

(2)近代煤炭产业的发展

中国正式建成的第一个近代煤矿是台湾基隆煤矿。至1895年为止，各地开办了十几个规模较小的近代煤矿，使中国的采煤业进入了一个新的历史时期，此为中国近代煤矿发展的第一阶段。

1895～1936年，在外资和民族资本家争相投资中国煤矿的情况下，又出现一批新式合资煤矿企业。1929年国民党政府建设委员会开办淮南煤矿同年，成立山西晋北矿务局，开采大同煤矿至1936年，全国年产5万t以上的新式煤矿61个，全国原煤产量3900万t，平均效率为每工0.3t。

这一时期的基本特点是:①各帝国主义相继攫取中国矿权，以单独经营或同中国合资经营的方式，控制了中国主要煤矿。这期间外国人投资的煤矿32个，投资额占中国煤矿总投资额的51.78%。1933年全国煤产量属于有外资的产额占61.3%。②中国民族资本在资金不足，技术力量薄弱的条件下，开办了一批煤矿，其效率较低，成本较高，经受不住外煤倾销的打击，往往亏损。③生产环节的机械配置极不合理，矿井提升、通风、排水用新式机器，而回采工作面主要是手镐刨煤，巷道运输多靠人力和畜力。④煤矿企业分布极不合理，主要集中于河北、山东、辽宁、山西、河南5省。1936年这5省煤产量占全国煤产量的76.5%。

(3)抗日战争时期的煤炭产业

1937年抗日战争爆发，日本帝国主义继1931年侵占东北所有煤矿之后，又陆续侵占华北、华中煤矿。日本帝国主义在东北、华北、华中占领区进行掠夺性开采，煤矿开采有以下几个特点:①日本帝国主义为解决设备不足的困难，而又能更多、更快地掠夺中国煤炭资源，煤田开拓方式主要采用小斜井和小立井，例如东北有大小煤坑267个，其中立井8个，露天矿7个，斜井252个采煤方法绝大多数为残柱式，回收率仅20%左右。②增产主要靠增加劳动力，很少增加机械设备。③生产效率逐年下降，煤炭成本逐年提高。④缺少保安设备和措施，灾害事故严重，1942年本溪湖煤矿发生世界罕见的瓦斯煤尘爆炸事故，死亡1549人。

1937年以后，随着华北主要产煤区被日本帝国主义的侵占，国民党政府不得不把煤炭开发事业转向西南、华南和西北。从1937～1945年，国民党政府管辖区新建或扩建日产50t以上的煤矿57个，规模最大的是天府煤矿，年产30多万t，其他煤矿年产量多在2万t以下。从1938～1945年国民党政府管辖区共计产煤4562万t。

(4)解放战争时期的煤炭产业

1945年日本投降后，所侵占的煤矿大部分为国民党政府接收。这些煤矿因受日帝掠夺破坏和战争影响，多数处于停产或半停产状态。西南等地的煤矿因销路不旺，产量锐减。1946～1948年国民党政府资源委员会直辖的29个煤矿只生产原煤1252万t。

在中国解放区，民主政府先是从日帝手中接管了一批煤矿，嗣后又陆续从国民党政府手中接管了除台湾省以外的所有煤矿。这些煤矿都曾遭到严重破坏。民主政府在器材物资极端缺乏的条件下，进行艰苦的修复工作，逐步恢复生产。从1946～1949年，中国解放区约生产原煤2000万t。

(5)新中国成立后的煤炭产业

新中国在建立之初，从旧中国接收了约40个煤矿企业、200处矿井和少数几个露天煤矿，加上解放区民主政府兴办的小煤矿、公私合营煤矿和私人开办的小煤窑，1949年生产原煤32.43Mt。

在三年恢复时期(1950～1952年)，全面恢复了原有煤矿的生产，对32处矿井进行了改扩建，并开工建设新井17处，设计生产能力12.51Mt/a，初步奠定了煤矿开采发展的基础。

“一五”时期(1953～1957年)开始了大规模的煤矿生产建设，重点扩建了开滦、大同、阜新、鹤岗等15个老矿区，又开发建设了平顶山、鹤壁、包头、潞安、石嘴山等10个新矿区，开工建设矿井194处，设计生产能力75.37Mt/a建成投产矿井205处，设计生产能力63.76Mt/a恢复矿井38处，设计生产能力11.34Mt/a，1957年全国原煤产量达到130.73Mt。

1958年开始的三年大跃进及这期间出现的高指标、瞎指挥等不科学的做法，导致不适当地扩大了煤矿建设规模，一些新建矿井简易投产，一些生产矿井重采轻掘，推行了不合理的采矿方法，出现严重的采掘失调。针对大跃进带来的问题，煤炭工业进行了第一次大调整。

“三五”(1966～1970年)和“四五”(1971～1975年)时期，煤炭开发战略和建设重点有重大改变。在此期间，集中建设了煤炭工业“大三线”——西南和西北煤炭生产基地，突击性开发江南煤田。在西南主要建设了六盘水(六枝、盘县、水城三个矿区的总称)和攀枝花矿区，建设矿井共28处，设计生产总能力14.11Mt/a，建成投产矿井21处，设计生产能力9.40Mt/a在西北的贺兰山基地和渭北基地。

“四五”期间，建设总规模达到42处，设计生产能力12.82Mt/a建成矿井(露天)13处，设计生产能力11.22Mt/a，满足了西南和西北用煤的需要，显著改善了煤炭开发布局。为扭转北煤南运的局面，“三五”时期对江南煤田进行了大规模的煤田地质勘探和分布范围广阔的矿区建设，到“四五”期末，建成矿井295处，设计生产能力39.36Mt/a。由于建设部署不符合江南煤田实际，尽管做出了巨大努力，但“扭转北煤南运”的原定目标仍未能实现。

针对20世纪70年代偏重挖掘生产矿井潜力，新井建设规模缩小，一些生产矿井又出现采掘失调的情况，从70年代后期起，又进行了煤炭工业第二次大调整。加大了新井建设规模，建设重点由西南、江南转向北方和东部，加强了生产矿井的开拓延深，改善了安全生产条件。

进入20世纪80年代，随着改革开放的深化，煤矿开采在质与量方面都有很大发展，新开发了10多个新矿区，新建设一批现代化的大型矿井和露天矿，大力推广采矿机械化和综合机械化，有重点地建设多层次的高产高效矿井，大力发展了地方煤矿，开办了遍布全国的乡镇煤矿，有选择地建设了重点产煤县，使煤矿开采在更大规模和高质量的基础上持续向前发展。

20世纪的最后10年，我国煤矿开采以提高经济效益为中心，应用现代高新技术与采矿技术及装备相结合，加速推进煤矿生产技术的现代化，进行了高产高效矿井(露天)建设，并建成129处高产高效煤矿(井工123处，露天6处)，少数矿井达到了世界最先进的水平，获得了巨大的经济效益和社会效益，也开拓出了我国煤矿开采21世纪发展的新道路。[1]

进入21世纪以来，我国煤炭行业发展迅速，掀起了煤矿开发及开采的新高潮。据国家统计局发布的《2012年国民经济和社会发展统计公报》指出，2012年我国原煤产量已达36.5亿t。图1-1为近六年来我国原煤产量及增长情况。

图1-1 近六年来原煤产量及增长比例

30多年来，煤炭工业经历了曲折的发展道路。

1949～1952年迅速恢复遭受战争破坏的旧煤矿，1952年生产原煤6649万吨，超过了中华人民共和国成立之前的最高年产量。

1953～1957年大规模建设新矿井，改造和扩建老矿井，推广长壁后退式采煤法，回采工作面采用电钻打眼放炮，刮板输送机运煤。部分矿井使用截煤机和联合采煤机。煤产量以每年递增14.5%的速度增长，1957年比1952年增长一倍，达1.3亿吨，原煤生产全员效率比1952年提高48%，每工0.978吨。

1958～1961年，由于领导工作上的失误，经营管理紊乱，片面追求产量，乱采乱掘，造成采掘比例严重失调，产量大上大下，1960年全国煤产量猛增到3.97亿吨，1962年又不得不降到2.2亿吨。

1962～1965年，煤炭工业进行调整，使原煤产量稳定在2.1亿吨水平上。与此同时，学习国际煤炭开采技术经验，研制成功了单滚筒采煤机，并且批量生产，装备回采工作面。经过调整，1965年煤炭工业重新出现稳步上升的趋势，煤产量达2.31亿吨，采煤机械化程度达8.23%。

1966～1976年，煤炭工业是在动乱中艰难前进的。经过广大煤矿工人的努力，煤炭产量于1975年达到4.82亿吨。但由于十年内乱的影响，煤矿正常生产建设秩序遭到破坏，采掘关系等各种比例失调比较严重。1977～1978年，在失调的情况下指标过高，1978年煤炭产量升到6.17亿吨，进一步加剧了失调现象。

1979年起，开始了全面调整和整顿，加强了生产矿井的开拓掘进，发展了采掘机械化，完备了矿区和矿井的生产配套工程、安全技术措施工程和生活福利措施，使全国原煤年产量稳定在 6.2亿吨的水平。1982年增长到6.66亿吨。这一时期除重点发展统配煤矿外，并积极鼓励和扶持地方煤矿的发展。到1982年，各省、地、县、社队开办的煤矿共有18532个，年产原煤31642万吨，占全国原煤产量的47.5%。其中国营煤矿产煤 17035万吨，社队集体煤矿产煤14607万吨。

在建设新井的同时，还注意革新、改造老矿。1976～1979年，统配煤矿经过改造扩建的矿井共增产原煤4600万吨，占同期统配矿新老矿井增产7782万吨的59%。

在发展北部、东部沿海煤矿的同时，注意发展南方和内地的煤矿，改善全国煤炭工业的布局。目前西南、西北地区煤炭已基本自给，江南9省煤炭自给率也有不同程度提高。1957年各大区的煤炭产量占全国煤炭产量的比例是：西南8.4%、西北4.1%、华东12.2%、中南8.9%、华北33.4%、东北33%；1982年变为：西南10.7%、西北7.8%、华东16.1%、中南15.7%、华北 34.6%、东北15.1%。