煤炭是怎么形成的

2016-12-02

煤炭是怎么形成的：

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。

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。在地表常温、常压下，由堆积在停滞水体中的植物遗体经泥炭化作用或腐泥化作用，转变成泥炭或腐泥;泥炭或腐泥被埋藏后，由于盆地基底下降而沉至地下深部，经成岩作用而转变成褐煤;当温度和压力逐渐增高，再经变质作用转变成烟煤至无烟煤。泥炭化作用是指高等植物遗体在沼泽中堆积经生物化学变化转变成泥炭的过程。腐泥化作用是指低等生物遗体在沼泽中经生物化学变化转变成腐泥的过程。

腐泥是一种富含水和沥青质的淤泥状物质。冰川过程可能有助于成煤植物遗体汇集和保存。

煤炭的开采方法：

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%。

矿井排水

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。

煤炭分类：

煤炭是世界上分布最广阔的化石能资源，主要分为烟煤和无烟煤、次烟煤和褐煤等四类。世界煤炭可采储量的60%集中在美国(25%)、前苏联地区(23%)和中国(12%)，此外，澳大利亚、印度、德国和南非4 个国家共占29%，上述7 国或地区的煤炭产量占世界总产量的80%，已探明的煤炭储量在石油储量的63 倍以上，世界上煤炭储量丰富的国家同时也是煤炭的主要生产国。

煤炭分类表根据国家科委推荐的《中国煤炭分类方案》，我国煤炭分为十大类，一般将瘦煤、焦煤、肥煤、气煤、弱粘结、不粘结、长焰煤等统称为烟煤;贫煤称为半无烟煤;挥发分大于40%的称为褐煤。无烟煤可用于制造煤气或直接用作燃料，烟煤用于炼焦、配煤、动力锅炉和气化工业;褐煤一般用于气化、液化工业、动力锅炉等。煤炭分类表(以炼焦用煤为主)

类别

无烟煤

贫煤

瘦煤

焦煤

肥煤

气煤

弱粘

结煤

不粘

结煤

长焰煤

褐煤

挥发分

0~10

>10~20

>14~20

14~30

26~37

>30

>20~37

>37

>40

焦渣特征

0（粉状)

0(成块)

8~20

12~25

9~25

0（成块）~8

0（成块）~9

0(粉状)

0~5

煤炭粒度分类

分类

特大块

大块

中块

小块

末煤

混煤

粒度（mm）

>100

50~100

25~50

13~25

0~13

0~50

0~100

褐煤多为块状，呈黑褐色，光泽暗，质地疏松;含挥发分40%左右，燃点低，容易着火，燃烧时上火快，火焰大，冒黑烟;含碳量与发热量较低(因产地煤级不同，发热量差异很大)，燃烧时间短，需经常加煤。

烟煤一般为粒状、小块状，也有粉状的，多呈黑色而有光泽，质地细致，含挥发分30%以上，燃点不太高，较易点燃;含碳量与发热量较高，燃烧时上火快，火焰长，有大量黑烟，燃烧时间较长;大多数烟煤有粘性，燃烧时易结渣。

无烟煤有粉状和小块状两种，呈黑色有金属光泽而发亮。杂质少，质地紧密，固定碳含量高，可达80%以上;挥发分含量低，在10%以下，燃点高，不易着火;但发热量高，刚燃烧时上火慢，火上来后比较大，火力强，火焰短，冒烟少，燃烧时间长，粘结性弱，燃烧时不易结渣。应掺入适量煤土烧用，以减轻火力强度。1989年10月，国家标准局发布《中国煤炭分类国家标准》(GB5751-86)，依据干燥无灰基挥发分Vdaf、粘结指数G、胶质层最大厚度Y、奥亚膨胀度 b、煤样透光性P、煤的恒湿无灰基高位发热量Qgr，maf，包括干燥无灰基氢含量Hdaf在内的7项指标，将煤分为14类。即褐煤、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。

国标煤炭分类国标把煤分为三大类，即无烟煤、烟煤和褐煤，共29 个小类。无烟煤分为3个小类，数码为01、02、03,数码中的“0”表示无烟煤，个位数表示煤化程度，数字小表示煤化程度高;烟煤分为12 个煤炭类别，24 个小类，数码中的十位数(1~4)表示煤化程度，数字小表示煤化程度高;个位数(1~6)表示粘结性，数字大表示粘结性强;褐煤分为2 个小类，数码为51、52,数码中的“5”表示褐煤，个位数表示煤化程度，数字小表示煤化程度低。在各类煤的数码编号中，十位数字代表挥发分的大小，如无烟煤的挥发分最小，十位数字为0,褐煤的挥发分最大，十位数字为5,烟煤的十位数字介于1~4之间，个位数字对烟煤类来说，是表征其粘结性或结焦性好坏，如个位数字越大，表征其粘结性越强,如个位数字为6 的烟煤类，都是胶质层最大厚度Y 值大于25mm 的肥煤或气肥煤类，个位数为1 的烟煤类，都是一些没有粘结性的煤，如贫煤、不粘煤和长烟煤。个位数字为2~5 的烟煤，他们的粘结性随着数码的增大而增强。

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