煤[炭]

煤炭是古代植物埋藏在地下經歷了複雜的生物化學和物理化學變化逐漸形成的固體可燃性礦物。

中文名稱	煤[炭]
英文名稱	coal
定　　義	古代植物遺體經成煤作用後轉變成的固體可燃礦產。
套用學科	煤炭科技（一級學科），煤炭科技總論（二級學科）

基本介紹

• 中文名：煤

煤炭簡介

煤炭是古代植物埋藏在地下經歷了複雜的生物化學和物理化學變化逐漸形成的固體可燃性礦物。一種固體可燃有機岩，主要由植物遺體經生物化學作用，埋藏後再經地質作用轉變而成。俗稱煤炭。中國是世界上最早利用煤的國家。遼寧省新樂古文化遺址中，就發現有煤制工藝品，一種固體可燃有機岩，主要由植物遺體經生物化學作用，埋藏後再經地質作用轉變而成，俗稱煤炭。中國是世界上最早利用煤的國家。遼寧省新樂古文化遺址中，就發現有煤制工藝品。河南鞏義市也發現有西漢時用煤餅煉鐵的遺址。《山海經》中稱煤為石涅，魏、晉時稱煤為石墨或石炭。明代李時珍的《本草綱目》首次使用煤這一名稱。希臘和古羅馬也是用煤較早的國家，希臘學者泰奧弗拉斯托斯在公元前約300年著有《石史》，其中記載有煤的性質和產地；古羅馬大約在2000年前已開始用煤加熱。煤炭是一種可以用作燃料或工業原料的礦物。它是古代植物經過生物化學作用和地質作用而改變其物理、化學性質，由碳、氫、氧、氮等元素組成的黑色固體礦物。煤作為一種燃料，早在800年前就已經開始。煤被廣泛用作工業生產的燃料，是從18世紀末的產業革命開始的。隨著蒸汽機的發明和使用，煤被廣泛地用作工業生產的燃料，給社會帶來了前所未有的巨大生產力，推動了工業的向前發展，隨之發展起煤炭、鋼鐵、化工、採礦、冶金等工業。煤炭熱量高，標準煤的發熱量為7000大卡/千克。而且煤炭在地球上的儲量豐富，分布廣泛，一般也比較容易開採，因而被廣泛用作各種工業生產中的燃料。煤炭除了作為燃料以取得熱量和動能以外，更為重要的是從中製取冶金用的焦炭和製取人造石油，即煤的低溫乾餾的液體產品——煤焦油。經過化學加工，從煤炭中能製造出成千上萬種化學產品，所以它又是一種非常重要的化工原料，如我國相當多的中、小氮肥廠都以煤炭作原料生產化肥。我國的煤炭廣泛用來作為多種工業的原料。大型煤炭工業基地的建設，對我國綜合工業基地和經濟區域的形成和發展起著很大的作用。此外，煤炭中還往往含有許多放射性和稀有元素如鈾、鍺、鎵等，這些放射性和稀有元素是半導體和原子能工業的重要原料。

形成過程

煤炭是千百萬年來植物的枝葉和根莖，在地面上堆積而成的一層極厚的黑色的腐植質，由於地殼的變動不斷地埋入地下，長期與空氣隔絕，並在高溫高壓下，經過一系列複雜的物理化學變化等因素，形成的黑色可然化石，這就是煤炭的形成過程。一座煤礦的煤層厚薄與這地區的地殼下降速度及植物遺骸堆積的多少有關。地殼下降的速度快，植物遺骸堆積得厚，這座煤礦的煤層就厚，反之，地殼下降的速度緩慢，植物遺骸堆積的薄，這座煤礦的煤層就薄。又由於地殼的構造運動使原來水平的煤層發生褶皺和斷裂，有一些煤層埋到地下更深的地方，有的又被排擠到地表，甚至露出地面，比較容易被人們發現。還有一些煤層相對比較薄，而且面積也不大，所以沒有開採價值，有關煤炭的形成至今尚未找到更新的說法。

成分

煤中有機質是複雜的高分子有機化合物，主要由碳、氫、氧、氮、硫和磷等元素組成，而碳、氫、氧三者總和約占有機質的95%以上；煤中的無機質也含有少量的碳、氫、氧、硫等元素。碳是煤中最重要的組分，其含量隨煤化程度的加深而增高。泥炭中碳含量為50%～60%，褐煤為60%～70%，煙煤為74%～92%，無煙煤為90%～98%。煤中硫是最有害的化學成分。煤燃燒時，其中硫生成SO2，腐蝕金屬設備，污染環境。煤中硫的含量可分為5級：高硫煤，大於4%；富硫煤，為2.5%～4%；中硫煤，為1.5%～2.5%；低硫煤，為1.0%～1.5%；特低硫煤，小於或等於1%。煤中硫又可分為有機硫和無機硫兩大類。

伴生元素

指以有機或無機形態富集於煤層及其圍岩中的元素。有些元素在煤中富集程度很高，可以形成工業性礦床，如富鍺煤、富鈾煤、富釩石煤等，其價值遠高於煤本身。根據煤中伴生元素的性質和用途，可分為有益元素、有害元素和指相元素3類。有益元素主要有鍺、鎵、鈾、釩等，可被利用。有害元素主要有硫、磷、氟、氯、砷、鈹、鉛、硼、鎘、汞、硒、鉻等。硫是煤中常見的有害成分，其他有害元素在煤中含量一般不高，但危害極大，如砷是一種有毒元素。煤在燃燒中，硫是造成城鎮環境污染的主要物質源。當然，對有害元素如果收集、處理得當也可變成對人有用的財富。煤中伴生元素，有各自的地球化學性質，形成於不同的沉積環境中。因此，可根據元素的相對含量、元素的共生組合關係及元素的比值，來判斷相和沉積環境。

分類

根據其碳化程度不同分類，可以依次分為泥炭、褐煤（棕褐煤、黑赫煤）、煙煤（生煤）、無煙煤、亞煤(褐煤的一種，是日本的特有分類）。無煙煤碳化程度最高，泥炭碳化程度最低。根據其岩石結構不同分類，可以分為燭煤、絲炭、暗煤、亮煤和鏡煤。含有95%以上鏡質體的為鏡煤，煤表面光亮，結構堅實，含有鏡質體和亮質體的為亮煤，含粗粒體的為暗煤，含絲質體的為絲炭，由許多小孢子形成的微粒體組成的為燭煤。根據煤中含有的揮發性成分多少來分類，可以分為貧煤（無煙煤，含揮發分低於12%）、瘦煤（含揮發分為12-18%）、焦煤（含揮發分為18-26%）、肥煤（含揮發分為26-35%）、氣煤（含揮發分為35-44%）和長焰煤（含揮發分超過42%）。其中焦煤和肥煤最適合用於煉焦碳，揮發分過低不粘結，過高會膨脹都無法用於煉焦，但一般煉焦要將多種煤配合。1989年10月，中華人民共和國國家標準局發布《中國煤炭分類國家標準》（GB5751-86），依據乾燥無灰基揮發分Vdaf、粘結指數G、膠質層最大厚度Y、奧亞膨脹度b、煤樣透光性P、煤的恆濕無灰基高位發熱量Qgr，maf等6項分類指標，將煤分為14類。即褐煤、長焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、氣煤、氣肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、貧瘦煤、貧煤和無煙煤。按終端用途，一般生產的煤炭可分為兩種：焦煤與電煤，均屬於廣義範圍的煙煤與次煙煤。焦煤與電煤市場的經營彼此相對獨立。

品質鑑定

對煤的品質鑑定，還要根據其發熱量、灰分（不能燃燒的部分）和含硫量等因素，根據起用途來確定。如果用做燃料，含硫高則會燃燒產生二氧化硫污染大氣，必須要增加脫硫的成本，用做煉焦，膨脹係數也是一個主要因素。

用途

煤用於煉焦，可以產生煤焦油及氨水。焦碳是用於煉鐵的重要原料。煤焦油可提取多種工業用的重要化合物。很多人以為煤氣是從煤製造出來的，但事實是煤氣是從原油提煉出來的石腦油再加以提煉而成的。煤也可以直接汽化，生成水煤氣（一氧化碳和氫的混合物），直接用做清潔燃料。煤，尤其是煙煤（任何揮發分較高的煤）直接作為燃料會冒出黑煙，浪費其中揮發分並造成大氣污染，英國由於氣候多霧，對污染尤其敏感，早在20世紀初即頒布法律禁止將原煤直接作為燃料，只能燃燒焦碳或半焦。焦碳作為煉鐵的重要原料，對生鐵的質量有關鍵的作用，如果含硫高，會嚴重降低生鐵質量，灰分高會降低熱值。因此用於煉焦的煤必須經過洗選，以降低其灰分和硫含量。煉出的焦碳必須選大塊堅實的，不能在高爐中被壓碎，以便可以通風。選出的碎焦只能做燃料，碎焦做燃料發熱量大，不冒煙，是很好的燃料。

採礦方法

大部分煙煤和無煙煤均利用深度採煤法所取得，而近代技術已可使用露天採煤法。露天採煤法需動用每小時能移除數百公噸之大型挖土機，移走數百英呎深之表面土層。雖然成本較低及較快擴挖速度，但會破壞環境景觀。一般深度採煤法之深度為數百呎至數千呎，通常需要數個直井作為坑道通風，抽走甲烷並減少礦坑內部之熱與濕度。目前大約90﹪以上的煤田利用機械方式採煤和輸送，因而坑道內之運輸主要依賴輸送帶，其將煤輸送至直井，然後再送出地面予以清洗、分類等處理。

儲藏量

據世界能源委員會的評估，世界煤炭可采資源量達4．84×104億t標準煤，占世界化石燃料可采資源量的66．8%。據《1997世界能源統計評論》統計，至1996年底，世界煤炭探明的可采儲量為1.03161×104億t，儲采比為224年，其中七位儲量最大的國家依次為美國、中國、澳大利亞、印度、德國、南非和波蘭。生態破壞/煤炭編輯傳統煤炭開採忽略其它共生、伴生礦物的開採、加工、利用，造成了資源的浪費。中國煤系共生、伴生20多種礦產，目前絕大多數沒有利用，另外礦物的隨意存放丟棄還會造成環境污染，破壞生態環境。煤炭開採破壞了地殼內部原有的力學平衡狀態。引起地表塌陷，原有生態系統受到破壞。這種破壞使原有土地收益的減少或喪失，同時也造成地表水利設施的破壞和生態環境惡化。每年因開採引起的地表塌陷面積已達40萬hm2，且平均每年以1.5萬hm2的速度增加。減少生態破壞，可以關閉部分現有運行的燃煤電廠和防止建造新的燃煤電廠。目的是減少會導致氣候變化的高濃度溫室氣體的排放。

中國煤炭資源

煤炭種類在漫長的地質演變過程中，煤田受到多種地質因素的作用；由於成煤年代、成煤原始物質、還原程度及成因類型上的差異，再加上各種變質作用並存，致使中國煤炭品種多樣化，從低變及程度的褐煤到高變質程度的無煙煤都有儲存。按中國的煤種分類，其中煉焦煤類占27．65%，非煉焦煤類占72．35%，前者包括氣煤（占13．75%），肥煤（占3．53%），主焦煤（占5．81%），瘦煤（占4．01%），其它為未分牌號的煤（占0．55%）；後者包括無煙煤（占10．93%），貧煤（占5．55%），弱鹼煤（占1．74%），不繳煤（占13．8%），長焰煤（占12．52%），褐煤（占12．76%），天然焦（占0．19%），未分牌號的煤（占13．80%）和牌號不清的煤（占1．06%）。中國煤炭灰分普遍較高，秦嶺以北地區，晉北、陝北、寧夏、兩淮、東北等地區，侏羅紀煤田為陸相沉積，煤的灰分一般為10%～20%，有的在10%以下，硫分一般小於1%，東北地區硫分普遍小於0．5%。中國北方普遍分布的石灰紀、秦嶺以南地區、湖南的黔陽煤系、湖北的梁山煤系等屬海陸交替沉積的煤，灰分一般達15%～25%，硫分一般高達2%～5%。廣西合山、四川上寺等地的晚二疊紀煤層屬淺海相沉積煤，硫分可高達6%～10%以上。據統計，中國灰分小於10%的特低灰煤僅占探明儲量的17%左右。大部分煤炭的灰分為10%～30%。硫分小於1%的特低硫煤占探明儲量的43．5%以上，大於4%的高硫煤僅為2．28%。中國的煉焦用煤一般為中灰、中疏煤，低灰和低硫煤很少。煉焦用煤的灰分一般都在20%以上；硫分含量大於2%的煉焦用煤占20%以上。中國煉焦用煤的另一大特點是：硫分越高，煤的動結性往往越強，其可選性一般較差。中國褐煤多屬老年褐煤。褐煤灰分一般為20%～30%。東北地區褐煤硫分多在1%以下，廣東、廣西、雲南褐煤硫分相對較高，有的甚至高達8%以上。褐煤全水分一般可達20%～50%，分析基水分為10%~20%，低位發熱量一般只有11．71～16．73MJ/kg。中國煙煤的最大特點是低灰、低硫；原煤灰分大都低於15%，硫分小於1%。部分煤田，如神府、東勝煤田，原煤灰分僅為3%一5%，被譽為天然精煤。煙煤的第二個特點是煤岩組分中絲質組含量高，一般在40%以上，因此中國煙煤大多為優質動力煤。中國貧煤的灰分和硫分都較高，其灰分大多為15%-30%，流分在1．5%-5%之間。貧煤經洗選後，可作為很好的動力煤和氣化用煤。中國典型的無煙煤和老年無煙煤較少，大多為三號年輕無煙煤，其主要特點是，灰分和硫分均較高，大多為中灰、中硫、中等發熱量、高灰熔點，主要用作動力用煤，部分可作氣化原料煤。

資源分布

中國在地質歷史上的成煤期共有14個，其中有4個最主要的成煤期，即廣泛分布在華北一帶的晚炭紀——早二疊紀，廣泛分布在南方各省的晚二疊紀，分布在華北北部、東北南部和西北地區的早中侏羅紀以及分布在東北地區、內蒙東部的晚侏羅紀—早白堊紀等四個時期。它們所賦存的煤炭資源量分別占中國煤炭資源總量的26%、5%、60%和7%，合計占總資源量的98%。上述四個最主要的成煤期中，晚二疊紀主要在中國南方形成了有工業價值的煤炭資源，其他三個成煤期分別在中國華北、西北和東北地區形成極為豐富的煤炭資源。中國煤炭資源分布面廣，除上海市外，全國30個省、市、自治區都有不同數量的煤炭資源。在全國2100多個縣中，1200多個有預測儲量，已有煤礦進行開採的縣就有1100多個，占60%左右。從煤炭資源的分布區域看，華北地區最多，占全國保有儲量的49．25%，其次為西北地區，占全國的30．39%，依次為西南地區，占8．64%，華東地區，占5．7%，中南地區，占3．06%，東北地區，占2．97%。按省、市、自治區計算，山西、內蒙、陝西、新疆、貴州和寧夏6省區最多，這6省的保有儲量約占全國的81．6%。

政策調整

2014年國慶，煤炭資源稅改落定、進口煤關稅上調、山西省內縣級及以下全部煤檢站點年內撤銷。利好煤企減負的政策逐一推出，神華、中煤兩大巨頭甚至抓住機會，齊現了年內煤價的最大漲幅。

零關稅

2014年10月9日上午，財政部發布國務院關稅稅則委員會關於調整煤炭進口關稅的通知，經國務院批准，從10月15日起，取消無煙煤、煉焦煤、煉焦煤以外的其他煙煤、其他煤、煤球等燃料等5個品種的零進口暫定稅率，分別恢復實施3%到6%不等的最惠國稅率。而此次調整未提到的褐煤，早在2013年8月就已經由國務院關稅稅則委員會通知取消了零稅率，恢復為3%。

撤銷縣級

煤炭救市組合拳圖冊晉能集團內部人士稱，已開內部會議傳達，12月31日前撤銷縣級及以下煤檢站。這幾乎是可以載入山西煤炭行業歷史的重要一步，在山西煤企眼中的“二道販子”煤運公司下屬煤檢站即將被撤銷，在山西煤炭業行使近30年收費職能的“煤運”時代或將落幕。長期以來，晉能集團下屬子公司山西煤炭運銷集團在山西省內設立煤檢站等放桿收費，成為當地一大“特色”，不僅加大了煤企物流成本，還滋生了一些腐敗。

資源稅改

國務院決定實施煤炭資源稅改革，2014年12月起全國煤炭資源稅將由“從量計征”改為“從價計征”，稅率由省級政府在規定幅度內確定。與此同時，產煤大省山西持續兩年的涉煤稅費清理整頓工作，也最終迎來明確的資源稅改革時間表。在這一節點上，山西省的稅率將定為多少成為業內關注的焦點。

運銷改革

山西省現有的公路運銷體制主要在於“煤票”的管理運作，在山西省內只要通過公路運輸的煤炭，出不出省都要收費。山西省煤炭工業廳政策法規處處長武玉祥表示，清費立稅和公路運銷體制改革是山西省煤炭行業2014年的兩項大事，針對於公路運銷涉及很多問題，此後的改革應該還會涉及管理方式、交易方式等。

調價

神華調價：所有煤種價格上調15元/噸，從10日凌晨起開始執行，調整後5500大卡動力煤的長協最惠價格執行499元/噸、5000大卡439元/噸。中煤集團也宣布，將所有煤種價格上調15元/噸。中煤的漲價幅度甚至還要大於神華，因為其根據硫份的優惠也有所減少。

產銷統計

　2014年前8個月全國煤炭產銷量“雙下降”，其中煤炭產量25.18億噸，同比下降1.44%；煤炭銷量24億噸，同比下降1.62%。　其中，2014年8月份當月，全國煤炭產量為3.02億噸，同比下降0.98%；銷量為2.9億噸，同比下降0.5%。　在煤炭進出口方面，2014年前8個月，全國累計進口煤炭20176萬噸，同比下降5.3%；出口393萬噸，同比下降27.5%。8月份當月，全國煤炭進口1886萬噸，同比下降27.4%。前7個月褐煤進口4175萬噸，同比增長16.1%。　在煤炭庫存方面，數據顯示，截至2014年8月底，全社會煤炭庫存已持續33個月在3億噸以上。其中，煤炭企業庫存10100萬噸，同比增長17%；重點發電企業存煤7953萬噸，同比增長25.3%；主要港口存煤4441萬噸，同比下降8.3%。　煤炭價格方面，2014年9月12日，中國煤炭價格指數為136.4，同比下降21.6點，比年初下降25.4點，比歷史最高點（2008年7月）下降86.4點。其中，動力煤價格9月份止跌微升。

煤的生成

　在地表常溫、常壓下，由堆積在停滯水體中的植物遺體經泥炭化作用或腐泥化作用，轉變成泥炭或腐泥；泥炭或腐泥被埋藏後，由於盆地基底下降而沉至地下深部，經成岩作用而轉變成褐煤；當溫度和壓力逐漸增高，再經變質作用轉變成煙煤至無煙煤。泥炭化作用是指高等植物遺體在沼澤中堆積經生物化學變化轉變成泥炭的過程。腐泥化作用是指低等生物遺體在沼澤中經生物化學變化轉變成腐泥的過程。腐泥是一種富含水和瀝青質的淤泥狀物質。