煤的历史简介

人类发现和使用煤炭,已有3000多年的历史了,「中古时期」(十二到十七世纪左右)快要结束的时候,煤炭才逐渐得到广泛应用．到了西元1710年左右,「蒸气」动力开始被运用在工业上,推动机器,甚至发动火车.

中国人在二千多年前的西汉时期，已懂得用煤炭作为燃料。然而，大多数欧洲人在十三世纪，还不知道煤的用途。故此，当马可波罗看到中国人用煤时，竟以为那是一种可以燃烧的「黑石头」。可见十三世纪时，中国的物质文明远在西方国家之上~

高等植物形成的煤叫腐殖煤，低等植物形成的煤叫腐泥煤，两种植物共同形成的煤叫腐殖腐泥煤。

我国较多的是腐殖煤，就腐殖煤而言，距现在约2.5亿年前，地球上水路纵横，沼泽密布，气候温和湿润，很适合植物的生长，由单细胞或多细胞构成的低等植物已逐步进化到有根、茎、叶等器官构成的高等植物。

煤炭燃烧时,氮不产生热量,在高温下转变成氮氧化合物和氨,以游离状态析出.硫、磷、氟、氯和砷等是煤炭中的有害成分,其中以硫最为重要.煤炭燃烧时绝大部分的硫被氧化成二氧化硫（SO2）,随烟气排放,污染大气,危害动、植物生长及人类健康,腐蚀金属设备；当含硫多的煤用于冶金炼焦时,还影响焦炭和钢铁的质量.所以,“硫分”含量是评价煤质的重要指标之一. 煤中的有机质在一定温度和条件下,受热分解后产生的可燃性气体,被称为“挥发分”,它是由各种碳氢化合物、氢气、一氧化碳等化合物组成的混合气体.挥发分也是主要的煤质指标,在确定煤炭的加工利用途径和工艺条件时,挥发分有重要的参考作用.煤化程度低的煤,挥发分较多.如果燃烧条件不适当,挥发分高的煤燃烧时易产生未燃尽的碳粒,俗称“黑烟”；并产生更多的一氧化碳、多环芳烃类、醛类等污染物,热效率降低.因此,要根据煤的挥发分选择适当的燃烧条件和设备.

煤的主要用途有：

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l0%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%。

扩展资料：

煤炭的分类：褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤和无烟煤。近代以煤的变质程度和工艺性质为参数的分类法发展较快，使煤分类具有更严格的科学性和广泛的实用性。但由于各国煤炭资源特点不同，以及工业技术发展水平的差异，各主要产煤国或以煤为主要能源的国家都根据本国情况，采用不同的分类方法。

参考资料：百度百科-煤炭

①燃烧。煤炭是人类的重要能源资源，任何煤都可作为工业和民用燃料。

②炼焦。把煤置于干馏炉中，隔绝空气加热，煤中有机质随温度升高逐渐被分解，其中挥发性物质以气态或蒸气状态逸出，成为焦炉煤气和煤焦油，而非挥发性固体剩留物即为焦炭。焦炉煤气是一种燃料，也是重要的化工原料 。煤焦油可用于生产化肥、农药、合成纤维、合成橡胶、油漆、染料、医药、炸药等。焦炭主要用于高炉炼铁和铸造，也可用来制造氮肥、电石。电石是塑料、合成纤维、合成橡胶等合成化工产品。

③气化。气化是指转变为可作为工业或民用燃料以及化工合成原料的煤气。

④低温干馏。把煤或油页岩置于 550℃左右的温度下低温干馏可制取低温焦油和低温焦炉煤气，低温焦油可用于制取高级液体燃料和作为化工原料。

⑤加氢液化。将煤、催化剂和重油混合在一起，在高温高压下使煤中有机质破坏，与氢作用转化为低分子液态和气态产物，进一步加工可得汽油、柴油等液体燃料。加氢液化的原料煤以褐煤、长焰煤、气煤为主。

(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

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。

煤的用途与煤的种类有密切的关系，不同的煤种其用途是不同的，煤的种类与用途大致可以归纳以下几方面。

（一）煤的种类

煤的分类由于依据的主要标准不同，其分类也有差异，分类方法比较多。我这里主要介绍一下按成因分类及实用分类。

按成因分类：按成因分类是依据成煤植物在聚积阶段各种综合因素进行的，主要是根据成煤物质的种类——高等植物还是低等植物；植物遗体的环境和条件——沼泽的积水深浅、水的活动性、氧气供应和微生物活动等情况，还有成煤物质分解转化过程所决定的。

按成煤物质的种类可以分为三类，即高等植物形成的腐植煤；由低等植物形成的腐泥煤；由高等植物与低等植物形成的腐植－腐泥煤。按植物堆积环境和条件以及成煤物质转化过程将煤的成因类型可分为腐植煤和残植煤。腐植煤和残植煤都是由高等植物变成的，腐植煤的原始物质主要由高等植物的木质和纤维素组成，残植煤的原始物质则主要是植物生物化学稳定的组织，如角质层、孢子、树脂物质、树皮的木栓组织等。腐泥煤的物质组成主要是藻类物质变化产物。腐植腐泥煤是腐植煤与腐泥煤之间的过渡类型。自然界大多数的煤是腐植煤，残植煤、腐植－腐泥煤、腐泥煤则比较少见，通常构成腐植煤中的夹层和透镜体，在较少情况下可单独构成煤层。

按实用分类：这种分类方法，首先要对煤的物质组成进行较全面的了解。煤主要由碳、氢、氧、氮等元素构成的有机质和一些矿物杂质和水分等无机物所构成。煤的质量是由煤的主要组分指标及变质程度决定的。确定煤质量的主要指标有水分、灰分、挥发分、焦渣、角质层厚度、发热量、磷、硫、灰成分、灰熔融性、可选性等。

水分：煤中的水分可分外在水分和内在水分两种。外在水分是在采掘、搬运、储存及洗选过程中，存留在煤炭表面和裂隙中的水分。这种水分自然风干即可除去。另一种是内在水分，是吸附和凝聚在煤分子内部的一些细小的毛细孔里的水分。这种水分经自然风干是除不掉的，需在温度达到 100°以上时才能干燥蒸发掉。内在水分与煤的变质程度和风化程度有关。一般来说，煤的变质程度超高，内在水分越少。煤经风化后因疏松吸潮，内在水分又会增加。地质勘探中常采用内在水分作为评价煤质的数据。内在水分和外在水分的总和称为全水分，它是矿井采出来的煤或直接用工农业生产煤的总含水量，通常作为煤炭供销双方评价煤质的依据之一。我们常用的水分指标有全水分，用“mt”表示也常用“Mar”表示；空气干燥基水分，也可以认为是内在水分，常用（Mad）。

灰分：灰分是煤彻底燃烧以后所剩下的残渣。按成因可分为内存灰分和外在灰分两种。外在灰分是来自煤层顶底板和夹矸中的岩石碎块，它与采煤方法的合理与否有很大关系。外在灰分通过洗选后可大部分除去。内存灰分是成煤的原始物质本身所含的无机物，另外也包括沉积时由风和水搬运来的矿物杂质。内在灰分很难通过洗选除去，含有大量内在灰分的煤是非常难选的。常用的指标有空气干燥基灰分（Aad）、干燥基灰分（Ad），也有用收到基灰分的（Aar）。煤的灰分对煤的实用价值影响很大，是评价煤的质量的主要指标之一。冶金用煤的灰分如增加1%，炼铁炉平均要多消耗 2% ～ 2.5% 的焦炭，同时还会使炼铁炉的生产效率降低约 2%。灰分也增加运输上负担，增加运输成本。不同的国家对煤的灰分的指标要求有所不同。我们国家规定，炼焦用煤的灰分最好不超过 10%，动力用煤其指标可适当高一些，只要发热量达到要求就可以。当灰分大于 40% 时就不是煤了。

挥发分：挥发分是煤在与空气隔绝的高温条件下所排出的挥发物质，主要成分为沼气、氢、二氧化碳和其他碳氢化合物等。挥发分含量与煤的变质程度有关，变质程度越高挥发分越少。挥发分可以作各种高发热量的燃料，也可用来制造染料、塑料、炸药以及其他许多化工产品。挥发分是评价煤质，进行煤种分类的主要指标之一。由于挥发分是煤中有机可燃体的一部分，所以在实际生产中，通常是以挥发分占有机可燃体的百分含量为指标。常使用的有空气干燥基挥发分（Vad）、干燥基挥发分（Vd）、干燥无灰基挥发分（Vdaf）和收到基挥发分（Var），其中 Vdaf 是煤炭分类的重要指标之一。

焦渣：煤中除去挥发分后残留在坩埚里的固态物质就是焦渣。它是由灰分和煤中不挥发的有机物质固定炭组成。固定碳的含量，通常是以其占有机可燃体的百分含量表示，其含量随着变质程度增高而增高。不同的煤形成的焦渣特征是不同的，有的焦渣呈粉末状，有的焦渣熔融黏结成块状，强度大。因此，根据焦渣特征可以初步判断煤的黏结性，对估计煤能不能炼焦是有很大意义的。

角质层厚度：角质层厚度是依照炼焦过程，在实验室里用仪器测定的。把有黏结性的煤粉碎成细粒，在密封的条件下加热到一定温度时，煤中有机质受热分解，软化而成角质层，最后结成了块状的焦炭。黏结性好的煤，加热时形成的角质层厚度适当，结成的焦炭熔融黏结成块状。不黏结的煤加热时，就不能产生角质层，也就不能结成焦炭，呈粉末状。一般来说，煤的角质层厚度是随煤的变质程度增加而有规律的变化，变质程度很低或很高的煤，角质层的厚度都很小或等于零，也就是黏结性不好或没有黏结性。角质层厚度能反映煤的黏结性，因此也就成了评价煤质、进行煤的工业分类的重要指标之一。常用 y 或 b 表示。

发热量：煤的发热量是指单位重量的煤完全燃烧时放出的热量。它对评定煤的燃烧价值有很重要的意义。在煤质评价中，通常用煤的低位发热量来评定煤的燃烧价值，即每千克煤在坩埚中燃烧后实际能被选用的热量。煤的发热量大小与煤的可燃元素碳、氢等含量有关，因而也与煤的变质程度有关。一般来说，变质程度越高，发热量越大。但是，当烟煤向无烟煤过渡时，氢的储量明显降低，由于氢在燃烧时产生的热量约等于碳的 4.2 倍，所以某些烟煤的发热量略高于无烟煤。另外，水分和灰分的增多，均可降低煤的发热量。不同的煤种其发热量是不同的，因此煤的发热量用不同的等级表示。

（1）低热值煤，表示为 LQ8.50 ～ 12.50 MJ/kg

（2）中低热值煤，表示为 MLQ12.51 ～ 17.00 MJ/kg

（3）中热值煤，表示为 MQ17.01 ～ 21.00 MJ/kg

（4）中高热值煤，表示为 MHQ21.01 ～ 24.00 MJ/kg

（5）高热值煤，表示为 HQ24.01 ～ 27.00 MJ/kg

（6）特高热值煤，表示为 SHQ>27.00 MJ/kg

注：1cal15（15℃卡）＝ 4.1855J

硫和磷：煤中常含有硫和磷。硫是煤中的有害杂质，煤在燃烧时硫会变成二氧化硫，腐蚀锅炉、管道，污染大气，增加温室效应，空气中的硫多了还会形成酸雨。炼焦时，有一部分硫会转入焦炭，用含硫高的焦炭炼铁，会降低钢铁的质量。钢铁中的硫分超过一定限额，就会使钢铁变脆，强度降低。煤中的无机硫主要是黄铁矿硫，常常呈细脉充填在煤的裂缝中，或者结核状夹在煤层中，对这部分硫可以通过机械洗选的方法剔除。均匀地分散在煤中的有机硫则很难选除掉。煤中的硫分是评价煤质的极其重要的指标。在实际的生产中通常是以绝对干燥煤样的总含硫量为指标来评价煤的质量的。我国规定，凡是工业用煤必须先经过洗选，尽量降低硫的含量；含硫量大于 3% 的煤就不能开采。常用的指标有空气干燥基全硫（St，ad）、干燥基全硫（St.d）及收到基全硫（St，ar）。

可选性：上面已讲过，煤中的灰分、硫分、磷分等，对煤的加工利用都是有害杂质。为了降低煤中的有害杂质，提高煤的质量，特别是提高炼焦用煤的质量，就需要对原煤进行洗选。对于直径大于 50 毫米的矸石和黄铁矿等杂质，可以用人工手选，颗粒小于 1 毫米的粉煤，则可采用浮选方法进行选煤。煤中矿物的颗粒大小和分布状态，直接影响着煤的洗选难易程度，这就是煤的可选性。煤的可选性是评价煤质，特别是评价炼焦用煤质量的重要指标之一。

灰成分和灰熔融性：灰成分是煤灰分中的矿物成分，灰熔融性是煤的灰分在不同温度下发生变形、软化和熔化状态。它们也是影响煤的用途的重要指标之一。

另外，煤中的有害有毒元素对煤的质量和用途也有较大的影响，如砷、汞和放射性铀等，若其含量超标，会对人体健康产生大的影响。

依据上述煤质量的各种指标，结合煤的变质程度和用途，就可以对煤进行实用性分类。我国煤的分类是根据煤的煤化度，将我国所有的煤分为褐煤、烟煤和无烟煤三大煤类。又根据煤化度、煤质组分和工业利用的特点，将褐煤分成 2 个小类，无烟煤分成 3 个小类。烟煤比较复杂，按挥发分分为 4 个档次，按黏结性可以分为 5 个或 6 个档次。主要类型是褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2 中粘煤、气煤、气肥煤、肥煤、1/3 焦煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤、无烟煤。其中褐煤的变质程度最低，无烟煤的变质程度最高。长烟煤到气煤是低变质烟煤，肥煤到焦煤是中变质烟煤，瘦煤、贫煤和无烟煤是高变质煤。

褐煤的特点是光泽暗淡，内生裂隙不发育，有干缩裂纹，腐殖酸含量高，发热量低。是低热值燃料和制作化肥的原料。

长焰煤、不粘煤、弱粘煤和中粘煤的共同特点是韧性大，光泽较弱，内生裂隙很少，燃烧焰长，不结焦，是燃烧锅炉、化工、制油的最佳煤种。气煤除上述性质和用途外，还具有膨胀熔融结渣，有时有气体喷出的现象。气煤有一定的结焦性，还可以作为炼焦配煤。

肥煤和焦煤的共同点是具有玻璃光泽，内生裂隙发育，性脆易破碎。膨胀熔融黏结性好，焦渣有光泽，是炼焦的最佳原料。

瘦煤光泽强，微膨胀熔融，燃烧时烟淡焰短难着火，可做炼焦配煤。

贫煤具有金刚光泽，不膨胀熔融，燃烧时烟淡焰短难着火，适合燃烧锅炉和化工用煤。

无烟煤具有似金刚光泽，致密坚硬，比重较大，燃烧时不易着火，无烟几乎无焰，可做化工用煤和民用燃煤。

（二）煤的主要用途

早在几千年前，劳动人民就发现了煤可以燃烧，可以用来燃烧取暖、做饭和冶铁。蒸汽机发明后，煤成为机器动力的主要燃料。后来，煤又用来炼焦、发电、制作电石、煤气等。现在，煤仍然是主要的能源。我国的一次性能源结构中煤占到 70% 左右。有专家预测，近期内这种能源结构不会有大的改变。当前煤的主要用途是发电、炼焦、供热取暖和民用燃烧，但煤气化、煤液化、煤化工等煤的综合利用也在迅速地发展。

动力用煤：动力用煤是煤的主要用途，它是把煤作为燃料用来燃烧锅炉取暖、发电和作为蒸汽机车的动力等。因为动力用煤主要是燃烧，所以任何牌号的煤都可以用来作燃料取得热源。

煤焦化：煤焦化就是用煤炼焦。它是将煤在隔绝空气的密闭炼焦炉内加热，得到的是焦炭、煤焦油和焦炉气三种原料。这三种原料经进一步加工处理可以得到一系列的煤化工产品。高温炼焦可以获得大约 78% 的焦炭，4% 的焦油，18% 的焦炉气。焦炭的主要用途是炼铁，其次是用于化肥工业。焦炭经进一步加工可制成合成氨、电石等。电石还可以再制成塑料、合成纤维、合成橡胶、合成化工产品等。煤焦油是煤焦化的副产品，是一种黑色黏稠状液体，主要成分是芳香族化合物。它的用途更加广泛，可以制成轻油、酚油、萘油、洗油、蒽油、沥青等。用这些产品还可以制成苯、农药、炸药、染料、油漆、二早酚、聚乙烯稳定剂、合成材料等。焦炉气是很好的气体燃料和宝贵的化工原料，可作为冶金工业燃料、民用煤气，也可以制作氨、粗苯、氢、甲烷、乙烯、硫化氢及各种化工产品。如果一个焦化厂每小时能生产 15000 立方米焦炉气作为化工原料，则一年可以生产 55000 吨尿素或 70000 吨硝铵，16000 吨甲醇，2500 吨乙烯。因此焦化厂焦炉气的综合利用对发展农业、冶金工业和化学工业都具有重要的意义。

煤气化：煤气化是在高温有氧的情况下，将煤中的有机质转变成为含有一氧化碳、沼气、氢气等煤气的过程。煤气是一种极好的工业和民用燃料，用煤气作燃料比直接烧煤的效率高一倍多，气体燃料还有一系列优点，如燃烧完全、使用和输送方便等。因此，煤气已广泛用于冶金工业，机械工业、化学工业、建筑材料工业以及城市中的民用燃料。煤气中的一氧化碳和氢气可合成甲醇、醛、酮、酸、饱和烃、烯烃、芳香烃、合成氨等，所以，煤气也是重要的有机化学工业原料。

煤气化有地面气化和地下气化。地面气化是利用煤气发生炉把煤变成煤气。地下气化是在地下直接把煤层燃烧气化，再把煤气从地下输送到地面利用。

在地面用煤和焦炭等固体原料生产煤气的方法很多，大体可归纳为两类。一类是固体原料的气化，将煤或焦炭在有高温和气化剂的条件下转化为气体。又根据气化所用的固体原料种类不同以及固体原料在气化炉中存在的状态不同，制气的方法又分为固定层气化法和沸腾层气化法两种。另一类是固体原料的干馏，它是煤的有机质热解为气体的方法，这是生产城市煤气的常用方法。

固定层气化法是气化的固体在煤气发生炉中基本是固定的。发生炉煤气的气化过程是在固定层煤气发生炉中进行的，从煤气发生炉的底部通入空气和少量的水蒸气，从炉顶加入煤或焦煤，使气体和煤在 700℃～ 800℃以上的高温下发生剧烈的化学反应生成煤气。发生炉煤气用于炼钢炉、玻璃窑炉、炼焦炉等的加热，也可与水煤气混合作为制造合成氨、甲醇的原料气。水煤气是水蒸气与炽热的无烟煤工焦煤作用的产物。水煤气是制造合成氨的主要原料气。

沸腾层气化法是从炉底以高速通入气化剂，使气化炉中的细粒状煤处于浮动的状态，很像液体的沸腾，故称为沸腾层气化法。沸腾层气化法是直接对小于 10 毫米的煤粒进行连续气化的方法。

煤液化：煤液化是把煤由固体状态变为液体状态的过程。煤液化可以是直接液化，也可以是间接液化。

煤的直接液化可以通过低温干馏和加氢液化。煤的加氢液化是将煤、催化剂和重油混合在一起，在 380℃～ 550℃的高温、200 ～ 700 个大气压高压氢之下，使煤中的有机质几乎全部转化为液体和气体产物，进一步加工得到汽油、柴油等液体燃料。低温干馏是将煤通过内热式发生炉变成焦油产物，进一步加工为液体燃料和化工产品。

煤的间接液化是将煤先进行气化，进一步加工成为液体燃料的过程。

煤化工：煤化工就是将煤制成化工产品的方法。煤制化工产品的方法很多。通常是把煤先进行气化或液化，再进一步加工成化工产品。也可以先把煤加工成电石，再转化成为化工产品。

煤的综合利用：煤中的有益元素很多，煤灰中可以提取锗、镓、铀、钒等重要的稀有分散元素、放射性元素，这些元素是国防工业的原料。煤中还共生具有巨大开发价值的煤层气。煤灰还可以制造水泥、改良土壤等。煤灰的综合利用是煤综合利用的一个重要方面。

煤中锗和镓的利用：锗是半导体和电子工业重要的原料之一。锗在地壳中很少呈单独矿物出现，主要作为伴生组分存在于铅锌矿和煤层中。锗的提取工艺简单，主要从煤灰中和烟尘中提取。煤中的锗一般品位不高，但分布广泛，是锗矿床的主要成矿类型。煤中的锗含量达到每吨煤中 20 克就可以回收。新疆的伊犁、青河等煤矿的煤层中都含有锗和镓。

煤中铀的利用：铀在煤中主要以含铀的有机化合物存在，是铀矿床的重要工业类型之一，一般要求煤中伴生铀的工业品位为 0.02%。煤中铀的富集一是在泥炭堆积阶段，含铀的水溶液注入泥炭沼泽后，被腐殖酸强烈吸附所致。二是地下水的淋滤作用把铀带到煤层中。铀在煤中的富集主要是由于腐殖酸吸附铀离子变为金属有机络合物，或者作为还原剂把铀离子转变为不溶状态，固定于有机组分中。铀通常也存在于煤层顶底板的砂岩中，局部可富集出现。新疆的侏罗纪含煤地层常出现铀的富集区，在伊犁南部、吐鲁番地区等地的含煤地层中，铀的含量已达到工业品位。目前，利用地浸法开采煤系地层的低品位铀取得很好的效果。

煤中钒的利用：钒主要用于钢铁工业炼制优质合金。自然界钒的分布很分散，常与其他元素伴生形成含钒矿床。钒在煤系地层中的富集，与海生浮游生物和底栖生物成因的有机质密切相关，所以由浅海藻类聚集形成的腐泥煤中钒含量较高。钒在煤层中主要呈金属有机络合物形式存在，一般来说有机质含量越高钒含量就越富集。煤系地层中有时存在含钒砂岩，钒和铀经常共生形成钒钾铀矿。

煤层气的开发利用，近些年无论在国际上还是在国内，都发展得很快，可以说一个新兴的产业正在兴起，将在能源结构中占有很重要地位。这里只提一下，将煤的情况讲完后专门详细介绍。

（三）开采煤要注意保护资源和环境

煤是不可再生资源，用完了就没有了，因此要十分珍惜爱护煤炭资源。煤的开采要合理规划、统筹安排；选择先进合理的采煤方法，提高煤资源回收率，充分利用薄煤层；以科学发展观为指导，建立循环经济产业链，充分地利用煤炭资源的各种使用效能，提高煤的利用效率。

煤的开采利用对环境会产生一定的影响，因此在开采和利用煤炭资源时要特别注意环境的保护。煤矿开采中由于地下挖空塌陷，常会在地面上形成裂缝、塌陷坑、岩体滑移、山体滑坡等地质灾害，对森林、草原和农田造成危害甚至造成严重破坏；煤矿开采排出的瓦斯、二氧化碳和一氧化碳等废气能污染大气，增加温室效应；排出的硫化氢气体还可以形成酸雨，对人、生物、农作物产生严重危害；排出的废水可以污染环境及地下水；排出的粉尘、矸石可以污染大气、周围环境。炼焦排放的煤烟、工业锅炉和民用锅炉排放的烟尘可以污染大气；煤液化、煤化工也能形成大量废气和废水，污染环境。但是，上述煤开采利用中存在对环境的各种不利影响和危害，只要采取切实有效的措施，是可以大大降低其影响程度的，甚至可以完全避免其危害。关键是在开采和利用煤矿时要牢固地树立环境意识，要把保护环境贯穿在开采利用的全过程，采取切实有效的措施，防止对环境的影响和危害，做到煤尽其用，物有所归，环境良好，人与自然和谐相处。

煤炭是怎么形成的呢？地球历史上，大约在距今3.55亿年到2.95亿年的这段时期，被地质学家称为石炭纪。那时植物死亡后不容易腐烂，大部分地面被沼泽覆盖，这样植物死后仍或多或少地可以保持完好无损。很多死亡的树受到土壤表层的压力作用以及地球内部地心热的作用，水分逐渐丧失，变成了一种越来越接近纯碳的物质，这种类似纯碳的物质就是现在的煤炭。

森林是在泥盆纪才出现的，也就是石炭纪之前的地质年代，虽然并不是石炭纪才有的煤炭，但是，石炭纪植被形成煤炭的比例是远远高于其他时期。

为什么石炭纪植被形成煤炭是最多的？

沼泽当然起到了一定作用。由于沼泽中缺乏氧气，微生物的活动放慢了树木腐烂的速度。但沼泽并不只在石炭纪存在，为何煤炭在这一时期出现得最多？有一种说法是，当时周围的微生物活动不是很活跃。

有个假说认为，植物自身的化学变化使树木生长得很高大，使植物坚不可摧，从而阻碍微生物的活动，这个观点很有意思。

石炭纪的树木都很结实，这是纤维素功劳，这种古老的材料组成链状糖分子，形成植物细胞壁。但真正推动树木的进化是第二种分子的出现，也就是木质素。这是由酚类化合物构成，更不容易让死树腐败。与此同时，森林树木死亡后沼泽地带堆积，其中的一些纤维素已经消失，但是木质素留了下来，成了煤炭。

这个结果是对真菌进化进行分析得出来的。利用分子时钟，它可以用来衡量的基因变化，表明这种消化酶确实第一次出现在石炭纪时期之后的二叠纪。

然而，斯坦福大学的凯文?博伊斯和他的同事们发表在《美国国家科学院学报》的论文对该假说提出相反的观点，认为石炭纪煤炭资源丰富和沼泽较多是分不开的，而这些都是陆地运动的结果。之所以怀疑，是因为他们对一个北美地层学数据库进行了分析，这个数据库信息很全，从中他们可以发现当时地层植物群中哪种植物是构成煤炭的主要成分。

石炭纪的树木并不像今天，是何种类型的树生长期跨越了如此长的时间段？博伊斯博士和他的团队认为，煤形成的时间是石松类植物占统治地位的时期。然而石松树干主要由“周皮”这种组织形成，与现代树木树皮的组织相同，木质素含量都很低。在石松类植物出现前后，森林中有很多富含木质素的树种，不过并没有多少最终形成煤炭。

此外，尽管在北美地区二叠纪岩石含煤量不多，虽说从当时的植物化石中看不出来哪些酶存在于真菌当中，但是可以看出真菌在石炭纪和二叠纪是多种多样也是很活跃的。在博伊斯博士看来，石炭纪煤炭的形成似乎并不是真菌作用的结果，进化滞后假说是不会起作用的。他们认为石炭纪煤层是大陆漂移的结果。

石炭纪大陆的漂移导致山脉和盆地的形成。博伊斯博士表示，局部沉降导致洪水定期泛滥，使沉积物被埋藏在沼泽中，避免受到微生物的侵蚀。

局部沉降发生在石炭纪已不是新闻。19世纪的地质学家已经得出结论，尽管他们对大陆漂移一无所知，但先前关于植物进化之后的解释往往专注于生物学。博伊斯博士认为，实际的原因是地质作用。由于沉降作用，煤炭不会被腐蚀，直到今天。

在二叠纪时期，大陆运动停止了一段时间，世界上所有的陆地都聚集在一起，形成了单一的超级大陆，叫做泛大陆。这不仅是陆地下沉停滞，同时还使气候干燥，这意味着沼泽会更少，所以那时煤炭形成得很少，直到白垩纪，泛大陆再次分解后，煤炭又逐步形成，一直保存下来。

根据博伊斯博士的假说，煤炭大量形成的时代是白垩纪和随后的新生代时期。如果他的假设是正确的，那么推动工业革命的力量就是大陆漂移——没有大陆漂移就没有煤炭的形成。