煤的形成、分布、成份與煤的綜合利用

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煤的形成、開采、利用煤的形成 　　煤是由植物殘骸經過復雜的生物化學作用和物理化學作用轉變而成的。這個轉變過程叫做植物的成煤作用。一般認為，成煤過程分為兩個階段泥炭化階段和煤化階段。前者主要是生物化學過程，后者是物理化學過程。　　在泥炭化階段，植物殘骸既分解又化合，最后形成泥炭或腐泥。泥炭和腐泥都含有大量的腐植酸，其組成和植物的組成已經有很大的不同。　　煤化階段包含兩個連續的過程：　　第一個過程，在地熱和壓力的作用下，泥炭層發生壓實、失水、肢體老化、硬結等各種變化而成為褐煤。褐煤的密度比泥炭大，在組成上也發生了顯著的變化，碳含量相對增加，腐植酸含量減少，氧含量也減少。因為煤是一種有機巖，所以這個過程又叫做成巖作用。　　第二個過程，是褐煤轉變為煙煤和無煙煤的過程。在這個過程中煤的性質發生變化，所以這個過程又叫做變質作用。地殼繼續下沉，褐煤的覆蓋層也隨之加厚。在地熱和靜壓力的作用下，褐煤繼續經受著物理化學變化而被壓實、失水。其內部組成、結構和性質都進一步發生變化。這個過程就是褐煤變成煙煤的變質作用。煙煤比褐煤碳含量增高，氧含量減少，腐植酸在煙煤中已經不存在了。煙煤繼續進行著變質作用。由低變質程度向高變質程度變化。從而出現了低變質程度的長焰煙、氣煤，中等變質程度的肥煤、焦煤和高變質程度的瘦煤、貧煤。它們之間的碳含量也隨著變質程度的加深而增大。　　溫度對于在成煤過程中的化學反應有決定性的作用。隨著地層加深，地溫升高，煤的變質程度就逐漸加深。高溫作用的時間愈長，煤的變質程度愈高，反之亦然。在溫度和時間的同時作用下，煤的變質過程基本上是化學變化過程。在其變化過程中所進行的化學反應是多種多樣的，包括脫水、脫羧、脫甲烷、脫氧和縮聚等。　　壓力也是煤形成過程中的一個重要因素。隨著煤化過程中氣體的析出和壓力的增高，反應速度會愈來愈饅，但卻能促成煤化過程中煤質物理結構的變化，能夠減少低變質程度煤的孔隙率、水分和增加密度。當地球處于不同地質年代，隨著氣候和地理環境的改變，生物也在不斷地發展和演化。就植物而言，從無生命一直發展到被子植物。這些植物在相應的地質年代中造成了大量的煤。在整個地質年代中，全球范圍內有三個大的成煤期：　　(1)古生代的石炭紀和二迭紀，成煤植物主要是袍子植物。主要煤種為煙煤和無煙煤。　　(2)中生代的株羅紀和白堊紀，成煤植物主要是裸子植物。主要煤種為褐煤和煙煤。　　(3)新生代的第三紀，成煤植物主要是被子植物。主要煤種為褐煤，其次為泥炭，也有部分年輕煙煤。 ●煤的開采 采煤向來是一項最艱苦的工作，當前正在花較大的力量來改善工作條件。由于煤炭資源的埋藏深度不同，一般相應的采用礦井開采（埋藏較深）和露天開采（埋藏較淺）兩種方式。可露天開采的 資源量在總資源量中的比重大小，是衡量開采條件優劣的重要指標，我國可露天開采的儲量僅占7。5%，美國為32%，澳大利亞為35%；礦井開采條件的好壞與煤礦中含瓦斯的多少成反比，我國煤礦中含瓦斯比例高，高瓦斯和有瓦斯突出的礦井占40%以上。我國采煤以礦井開采為主，如山西、山東、徐州及東北地區大多數采用這一開采方式，也有露天開采，如內蒙古霍林河煤礦就是我國最大的露天礦區。●煤的利用 煤既是動力燃料，又是化工和制焦煉鐵的原料，素有“工業糧食”之稱。眾所周知，工業界和民間常用煤做燃料以獲取熱量或提 供動力,世界歷史上，揭開工業文明篇章的瓦特蒸汽機就是由煤驅動的。此外，還可把燃煤熱能轉化為電能進而長途輸運，火力發電占我國電結構的比重很大，也是世界電能的主來源之一。煤燃燒殘留的煤矸石和灰渣可作建筑材料。煤還是重要的化工材料。煉焦、高溫干餾制煤氣是煤最為重要的化工應用，還用于民間和制造合成氨原料；低灰、低硫和可磨性好的品種還可以制造多種碳素材料。