煤炭被人们誉为黑色的金子,工业的食粮,它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一。虽然它的重要位置已被石油所代替,但在今后相当长的一段时间内,由于石油的日渐枯竭,必然走向衰败,而煤炭因为储量巨大,加之科学技术的飞速发展,煤炭汽化等新技术日趋成熟,并得到广泛应用,煤炭必将成为人类生产生活中的无法替代的能源之一。
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t之间。截止2002 年底,
全国煤矸石积存量约34亿t, 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t,
利用率54%。
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, 目前绝大多数没有利用,
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。
生态破坏:
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。
煤炭的用途十分广泛,可以根据其使用目的总结为两大主要用途:(1)动力煤,(2)炼焦煤。
中国是焦炭生产大国,也是世界焦炭市场的主要出口国。2003
年,全球焦炭产量是3.9
亿吨,中国焦炭产量达到1.78
亿吨,约占全球总产量的46%。在出口方面,2003
年我国共出口焦煤1475 万吨,其中出口欧盟458
万吨,约占1/3。2004 年,中国共出口焦炭1472
万吨,相当于全球焦炭贸易总量的56%,国际焦炭市场仍供不应求。
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。
中国煤炭资源丰富,除上海以外其它各省区均有分布,但分布极不均衡。在中国北方的大兴安岭-太行山、贺兰山之间的地区,地理范围包括煤炭资源量大于1000亿吨以上的内蒙古、山西、陕西、宁夏、甘肃、河南6省区的全部或大部,是中国煤炭资源集中分布的地区,其资源量占全国煤炭资源量的50%左右,占中国北方地区煤炭资源量的55%以上。在中国南方,煤炭资源量主要集中于贵州、云南、四川三省,这三省煤炭资源量之和为3525.74亿吨,占中国南方煤炭资源量的91.47%;探明保有资源量也占中国南方探明保有资源量的90%以上。
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