煤炭是如何从地下挖出来的?
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。
北美最大的地底采矿区，每年出产超过两千万吨煤炭。在这个庞大的矿区里，每天都有200多名矿工在地理作业。为了确保矿场的24小时持续运作，他们分白班和夜班，白班工作八小时后进行交班，晚班人员进入升降机前往200米深的地底。他们抵达矿井底部后，还需要坐上矿坑小火车，行驶八公里的路程才能到达采矿区。半小时后，矿工们抵达煤层开采区，就可以开始进行采煤作业。
第一、首先是用这部大型连续采煤机，靠着一个五米长的切割滚筒专用煤层开挖出长长的矿坑通道。采煤机每次往前开挖几米就必须要暂停，然后用气动支撑气撑住坑底。挖矿还会产生高爆性的煤尘，它会附着在刚挖开的岩石表面只要一点火星就会引起爆炸，为了降煤尘封住，矿工会不停的在岩壁上喷洒盐粉，同时还要避免高爆性的沼气浓度过高，如果没有及时排除沼气，也会有可能发生爆炸。
第二、接着就是轮到这不长壁式采煤机来踩没了，它的切削刃长达三米，每分钟能从煤层消夏50吨煤矿，这相当于每秒开采一吨的煤，足以供应一个普通家庭近三个月的用电量。而这个四米高的煤层蕴藏了300万吨的煤矿。但煤矿开采是个危险的工作，最大的危险来自坑顶与支架，他们很不稳定，矿工们需要随时留意，确保不会被掉落的东西砸到。机器用超大的液压挡板来防止矿顶坍塌，每次机器前进，挡板也会跟着移动。接下来这些混合岩石的煤矿通过输送带被快速送至地面上的选煤厂来除去煤矿中的岩石、泥土以及杂志，这部分占了原物料的30%，每天输送带会送来10万吨的煤矿，他们被直接送进选煤厂，为了确保能顺利处理这些煤矿。
第三、首先用水清洗掉煤矿上的泥土，再移到大小进行分级。为了分离煤炭和石头，接着将物料倒进大型浮选槽。由于石头比煤炭中，石头会沉到水底，而煤炭则会浮在表面，此时煤炭都是湿漉漉的，所以需要把它们倒入脱水机中。这个工业脱水机高速旋转煤炭，直到列出掉多余的水分为止。这些水会流入一个大水槽，再过滤掉杂质后会当做泥浆废液排放。然后，工厂会把不同尺寸的煤炭重新放在一起，将它们压碎成相近的大小后，再倒入大型储煤斗。接着运煤火车会停在储煤斗下方，空管工人开启槽管，让下面每一个车厢都装满六吨的煤炭。满载的运煤火车可以将1万多吨煤炭运送至北美各地的发电站。采煤一直以来是全球最危险的工作之一，矿工们必须冒着弟弟坑道塌方、爆炸以及毒气的风险才能挖出这一宝贵资源。虽然如今采矿比以往安全，但仍具有相当大的危险性。
是一种黑色、像岩石的物质。在距今3亿年前的古生代石炭纪，气候潮湿温和，大量植物腐败分解沉落于沼泽，形成泥煤，随着时间、压力、温度、地层变迁及地球变化的影响，形成煤。煤有三种主要类型：褐煤、烟煤、无烟煤。除了木材以外，煤是人类最古老的燃料。
我国西汉已经正式用煤炼铁，河南等地的煤田已经开始开采。对采煤技术有较详细记载的书是《天工开物》。书中曾说：“凡取煤经久者，从土面能辨有无之色。然后挖掘。深至五丈许，方始得煤。初见煤端时，毒气灼人。有将巨竹凿去中节，尖锐其末，插入炭中，其毒烟从竹中透上，人从其下施攫拾取者。或一井而下，炭纵横广有，则随其左右阔取。其上支板以防压崩耳”。可见我国自古已有了较科学的掘井采煤与排除煤层中瓦斯的技术。
煤的开采有两种主要方法：露天开采和地下开采。在煤层接近地表的.地方，可用剥离覆盖层的方法，露天开采。露天煤矿可用大型机械开采，产量高、成本低。煤层埋藏较深的地方只有用地下开采法，传统的地下开采有三种方法：竖井开采、斜井和横井开采。
人工挖掘采煤方式已经落后，现在地下开采大多使用机械。传统的开采法是将开采坑道支撑起来，然后挖掘、钻孔、爆破、装载，最后将煤运到地上。还有一种连续开采法，是用机械不断地挖掘和钻孔，再用其它机械将煤输出坑道。这种方式每分种大约可生产12吨煤。
采出的煤还要经过品质分析、分选大小、清洗、破碎等过程。煤的处理方式根据用途而定。
在20世纪初，英国领导着全世界的采煤业。1913年，英国煤的年产量达l亿吨之多。随后，德国、波兰也跟了上来。第二次世界大战后，美国开始大量输出廉价煤。但随着石油的大量开采，煤发日渐被取而代之。但70年代由于出现了中东石油危机，煤又重新引起人们的注意。今天在世界上所使用伪能源有三分之一是从煤而来。目前，全世界煤藏量仍很丰富，若以现代化的方法开采，这种既可靠又经济的能源可供应世界能源需求的一半以上。许多国家在研究提高煤的利用技术，其中把煤进行气化和液化是发展现代煤炭利用技术的重点。
根据煤炭资源赋存情况，传统的煤矿开采方法分为露天开采和井工开采(地下开采)。[2]露天煤矿煤层的地表覆盖层较浅，挖开地表层即可进行采煤，危险系数较低。井工煤矿煤层埋藏较深，必须掘进到地层中进行采煤，地下作业，危险系数高。
虽然从政策上看，我国从第一个五年计划开始，就一直非常重视优先发展露天采煤，并将其作为国家的一项技术政策，但我国采煤仍以矿井开采为主，露天采煤发展缓慢。建国以来，露天采煤产量比重一直在10%以下，多数年份在5%以下。而世界上开采条件好的国家，露天开采比重已达50%以上。
露天开采的极限深度，在理论上常用境界剥采比大于经济合理剥采比的原则来确定。但经济合理剥采比是一个随矿产品价格变动的因数。现代科研设计和生产一般采用浮动圆锥法等方法，根据矿产品市场价格确定露天开采极限深度，并随时修改。露天转地下开采矿山，露天开采的极限深度不能用原先单一采用露天开采的方式进行计算和确定，应按露天开采和地下开采每吨矿石时，生产成本相等的原则确定较为合理，此时露天开采的极限深度就与单一采用露天开采的矿山不同。另外，现代社会对土地、环境保护、安全生产等的要求已经成为开采方式选择、确定露天转地下矿山露天开采深度的重要因数。
1.2.3.1 露天开采主要特点分析
当矿体埋藏较浅或地表有露头时，采用露天开采最为优越(图1-3)。与地下开采相比，露天开采优点是:资源利用充分、回采率高、贫化率低，适于用大型机械施工，建矿快，产量大，劳动生产率高，成本低，劳动条件好，生产安全缺点是:需剥离并排弃大量岩土，尤其较深的露天矿，往往占用较多的农田设备购置费用较高，初期投资较大设备效率及劳动生产率受气候影响较大。
图1-3 煤炭露天开采
随着开采技术的发展，适于露天采矿的范围越来越大，包括开采低品位矿床和某些地下开采过的残矿。对平缓矿床(一般矿层倾角小于12°)采用倒堆、横运或纵运采矿法对于倾斜矿床采用组合台阶、横采掘带或分区分期开采的方法。
纵观世界经济发达国家煤炭工业的发展特点是:依据本国煤田赋存条件，优先发展露天采煤，露天采煤量占总采煤量的比重不断增加。开采条件好的国家露天开采比重均超过50%，其中加拿大88.0%、德国78.3%、印度73.8%、澳大利亚70.0%、印尼70.0%、美国61.5%、俄罗斯56.1%、南非52.9%、波兰33.3%、英国23.6%、日本11.6%。各国逐渐形成了各具特点的露天采煤工艺，其中具有代表性的有美国、澳大利亚、俄罗斯及印度。
经过几十年的发展，随着露天开采现代新技术和新工艺的引入，我国在条件适宜地区的露天开采成本大幅度下降，劳动生产率大幅度提高，获得显著经济效益。同时，露天煤矿产量占全国煤矿产量比重逐渐增加，由2002年的4%左右提高到目前的10%左右。根据《煤炭工业“十一五”发展规划》，全国将重点建设10个千万t级现代化露天煤矿。在这种大的宏观经济和能源供需背景下，我国煤炭露天开采又进入了新的发展阶段。
1.2.3.2 露天开采主要作业内容
露天开采作业主要内容包括:穿孔爆破、采装、运输和排土。这四项工作的好坏及它们之间的配合如何，是露天采矿的关键。
(1)穿孔爆破。是在露天采场矿岩内钻凿一定直径和深度的定向爆破孔，以炸药爆破，对矿岩进行破碎和松动。穿孔设备主要有回转钻机、潜孔钻机和牙轮钻机等，爆破多用铵油炸药、浆状抗水炸药、乳化炸药及粒状乳化炸药。
(2)采装。是用采矿或机械将矿岩装入运输设备，或直接卸到指定地点的作业。常用的设备有单斗挖掘机轮斗挖掘机、拉斗铲与露天采矿机等，最广泛采用的为单斗挖掘机。
(3)运输。是将露天采场的矿、岩分别运送到卸载点(或选矿厂)和排土场，同时把生产人员、设备和材料运送到采矿场。主要运输方式有铁路、公路、输送机、提升机，还有水力运输和用于崎岖山区的索道运输。选择运输方式必须综合考虑地形、地质、气候条件，露天矿生产能力，开采深度，矿石和围岩的物理力学性质等，经过全面技术经济比较后，确定合理的运输方式。
(4)排土。是指从露天采场将剥离覆盖在矿床上部及其周围的表土和岩石，运送到专门设置的排土场进行排弃的作业。排土方法依其排土设备的不同，分为推土犁推土、推土机排土、前装机排土和拖拉铲运机或拉斗铲排土等。排土场优先选用内部排土方式，外土场应选择在尽量靠近采矿场，少占农田的位置，有条件的应放置在山谷、洼地处，利于环境保护和土地复垦。
1.2.3.3 露天开采存在的问题剖析
我国露天煤矿开采技术与国外先进水平相比，仍存在着规模小、产业集中度低、经济效益较低，技术工艺与装备水平、设备制造水平相对落后，自动化程度低，大型成套装备国产化程度低、进程较慢等问题。
(1)我国露天开采技术发展缓慢
同国外露天煤矿的发展相比，我国的露天煤矿发展缓慢。主要原因是我国适宜于露天开采的煤炭资源地理位置不佳，离煤炭消费重心较远，综合开发条件较好的很少，大部分煤田埋藏较深，基建工程量大，剥采比大。同时，我国机械制造水平低，过去已有的技术设备无法适应大型露天煤矿的开发。
20世纪80年代，我国煤炭部提出了“优先发展露天开采”的方针，规划建设霍林河、伊敏河、平朔、准格尔、元宝山等5大露天矿，把露天开采作为持续稳定、健康发展煤炭工业的一项重要战略方针[4]。可是，由于我国煤炭工业建设长期以井工开采为主，露天开采在煤炭工业中没有放在应有的重要地位，而且在我国可以划归的露天开采储量中，煤化程度普遍较低，最高为气煤，最多是褐煤。
我国露天采煤发展缓慢还有一个原因是露天煤矿分布具有明显的区域性，多集中在中西部地区，以山西、内蒙古、陕西、新疆等地为主。这些地区多属于煤炭输出区，自身对煤炭的消费量不大，加上向外运输条件较差，使得大规模露天开采受到制约。这些地区生态系统比较脆弱，考虑到大规模露天开采对环境的破坏，一是恢复起来比较难，二是植被破坏后造成沙尘增加，直接影响到我国的中部和东部地区。另外，这些地区经济欠发达，而大规模露天采煤前期投入较高，地方无力承担，这也是煤炭露天开采比重一直较低的一个原因。
(2)露天煤炭开采新技术研发投入不足
一方面，我国露天矿具有各不相同的内、外部复杂条件，其各项重大技术决策具有举足轻重的作用，正确的设计决策能为露天矿带来上千万元甚至以亿元计的经济效益，而错误的决策会造成惊人的损失。长期以来，露天煤炭开采设计缺乏创新，一些煤炭开采技术问题始终难以解决。如:绝大多数露天煤矿为近水平煤层埋藏、分区开采、汽车端帮环线开拓运输系统压帮内排、端帮边坡设计采用静态分析，造成端帮边坡角偏小、端帮压煤、运输成本高等问题。
另一方面，除了传统的技术开发研究，未来的露天煤炭开采技术——数字化技术、自动化技术、无人化技术研究投入不够。矿业界迄今尚未能达到实现开采系统完全自动化、无人化操作的目标。如获成功，这将可大大提高生产效率，大大降低生产成本，大大提高作业安全水平。我国尚没有对煤炭开采作业的自动化和机器人化的深入研究。
(3)露天煤炭开采造成的环境问题
世界各采煤国家都将优先发展露天采煤作为增加煤产量的主要途径，尽量实现集中开采，以提高劳动生产率，降低成本。但是露天采煤业迅猛发展的同时，也带来了一系列的矿山环境问题和生态破坏，严重影响地区的生态环境质量和经济持续发展。以往传统的地质、采矿及管理学科没有或很少将矿山环境勘查、评价、预测、管理、立法、执法与露天煤矿勘查、露天煤矿建设、设计、生产、闭坑有机地结合起来。如露天采矿学就追求剥离最少，采煤最多，只要不滑坡，边坡越陡越好，很少考虑地面变形或闭坑后灾害，很少以综合的、长远的经济效益、社会效益和环境效益作为研究追求的出发点。露天采煤形成的凹坑，由于地质构造、边坡岩体、地表水地下水作用等原因，诱发滑坡、塌陷、水土流失、泥石流等一系列地质灾害，又引起地面变形而危及周边地区的工业企业和居民建筑的安全，既造成巨大的经济损失又破坏了原来的生态地质环境。
我国露天煤矿开采环境问题复杂、多样、特殊、敏感，由于特定历史因素影响，对矿业城市地质环境和生态环境的影响和破坏巨大。露天煤矿开采环境问题根本上说是人类采矿工程活动使环境发生变化或恶化。这就需要决策者、管理者、生产者有可持续发展的眼光，开发科学、先进、环保的煤炭开采技术，从事露天煤矿开采，主动地、积极地利用开采工程改善、美化周边环境，变有害为无害，变不利为有利，实现资源开发和环境保护的协调发展。发展露天煤炭开采技术解决环境问题是非常必要的。
煤的开采是一项最艰苦的工作,当前正在花较大的力量来改善工作条件.由于煤炭资源的埋藏深度不同,开采方式一般相应地也有矿井开采(埋藏较深)和露天开采(埋藏较浅)之分.其中,可露天开采的资源量在总资源中的比重大小,是衡量开采条件优劣的重要指标,中国可露天开采的储量仅占7.5%,美国为32%,澳大利亚为35%矿井开采条件的好坏与煤矿中含瓦斯的多少成反比,中国煤矿中含瓦斯比例高,高瓦斯和有瓦斯突出的矿井占40%以上.中国采煤以矿井开采为主,如山西\山东\徐州及东北地区大数采用这一开采方式,也有露天开采,如朔州平朔煤矿——全国最大的露天煤矿.
三分之二以上的地下煤炭生产由使用连续采矿机械的房柱法开采。有钨合金钻头的连续开采机一面前一面从表面上破煤，然后再运输到等候接送的汽车上运送到输送带被转移到地面。采煤机前进一段距离，停止移动而后支撑被放入。这个过程反复，直到煤层开采完。不使用爆破手段。
另一种地下采煤方法，是长壁开采法，占了百分之二十左右的生产。这种方法使用横跨400至600英尺的煤层（长壁）的切割机。这台机器上有一个旋转缸钨钻头切下煤，而后煤炭送入输送系统，再由其带出来的矿井。屋顶由大型钢铁支持，附于机器。由于机器向前推动，屋顶支撑也前进。近80 ％的煤炭开采可使用这种方法。
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 。2002 年中国重点煤矿煤层瓦斯产生量为9773.37，其中利用瓦斯量为517.49 ，利用率5%左右。
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，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。
