山西煤炭开采历史

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。

如果太行断裂是单一的一条断层，那么就不会在太行山中间和边缘形成这样多的大小煤田。正因为太行断裂是个复杂的断裂组合，又经过多期次的活动，这才使得原先沉积的含煤地层，以褶皱形式、断裂间陷落形式留存下来。如著名的京西门头沟煤田，它就是受北东向断层所控制的褶皱煤系；而石家庄西的井陉煤田，它则是较简单的褶皱煤系；邯郸西边的峰峰煤田，也是一个复杂的断裂褶皱煤系；豫北的鹤壁煤田，则是多组断层控制的小型断陷煤田；焦作煤田是较简单的单斜煤田。

山西省主要煤田和煤矿的分布

上述煤田，都属于太行山的边山煤田，它们的特征是煤的保有量较少，煤田构造复杂，各矿区煤矿储量差异大，矿层产状变化大。

另一类分布在太行山腹地，其煤的储藏量丰富，煤矿构造简单，所以单个矿区的煤保有量也大。如阳泉煤田、屯留煤田、晋城煤田，是太行山西一侧长治–沁水大向斜的东部边缘单斜地层区的，从北向南排列的煤矿集中区。

这一大向斜的西侧同样分布着系列大型煤田，如太原的东山煤田、西山煤田，中部的孝义煤田、霍西煤田。当然在东西两个系列煤田中间，在地层深处，一千多米的地下，更蕴藏着数量特别巨大的煤层，只因埋藏太深，开采成本太高而保存着，暂未开发利用。

因为手头缺少外省煤田资料，所以只能就山西省境内太行山区东侧的煤田作一简要的介绍。

中国煤炭资源分布极不平衡，北多南少，西多东少。在昆仑山—秦岭—大别山一线以北地区，煤炭资源量占全国的90.3%，其中太行山—贺兰山之间地区占北方地区的65%；昆仑山—秦岭—大别山一线以南的地区，只占全国的9.7%，其中90.6%又集中在川、云、贵、渝等省市。

在大兴安岭—太行山—雪峰山一线以西地区煤炭资源量占全国的89%，该线以东地区仅占全国的11%，是煤炭贫乏地区。中国煤炭基础储量3261.44亿吨。

中国煤炭资源总量虽然较多，但探明程度低，人均占有储量较少。根据BP2009世界能源统计评论，2008年底中国煤炭探明可采储量为1145亿吨，占世界比例的13.9%，人均储量约86.4吨，约为世界人均可采储量的69%。

中国煤炭资源和现有生产力呈逆向分布，从而形成了“北煤南运”和“西煤东调”的基本格局。大量煤炭自北向南、由西到东长距离运输，给煤炭生产和运输造成很大压力。

扩展资料

煤炭可分为褐煤和硬煤两大类，硬煤包括烟煤和无烟煤。烟煤包括：长焰煤，不粘煤，弱粘煤，气煤，肥煤，焦煤，瘦煤，贫煤。硬煤按碳化程度从低到高分为：低变质烟煤(长焰煤，不粘煤，弱粘煤)，中变质烟煤(气煤，肥煤，焦煤，瘦煤)，高变质煤(贫煤，无烟煤)

煤炭的演变是逐级进行的：褐煤-低变质烟煤-气煤-肥煤-焦煤-瘦煤-贫煤-无烟煤。煤的碳化程度与成煤时间，所处地层的压力和温度有关.时间越长，压力越大，温度越高，则碳化程度越高。

由于碳化程度受多种因素影响，因而同一成煤年代产生的煤种并不相同，相同的煤种可能来源于不同的年代.例如：侏罗纪煤普遍为低变质烟煤和气煤。

而宁夏汝箕沟的侏罗纪煤由于受到火山余热的影响，加速了碳化进程，煤种为无烟煤.辽宁抚顺的长焰煤来自第三纪，阜新的长焰煤来自白垩纪，甘肃华亭的长焰煤来自侏罗纪，内蒙古准格尔的长焰煤来自石炭二叠纪。

参考资料来源：百度百科-煤炭资源