煤炭基本知識
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。那麼你煤炭對了解多少呢?以下是由小編整理關於煤炭知識的內容，希望大家喜歡!
煤炭應用歷史
雖然煤炭的重要位置已被石油所替代，但在相當長的一段時間內，由於石油的日漸枯竭，導致它必然走向衰敗，而煤炭因儲量巨大，加之科學技術的飛速發展，煤炭汽化等新技術日趨成熟，並得到廣泛應用，煤炭必將成為人類生產生活中的無法替代的能源之一。
根據成煤的原始物質和條件不同，自然界的煤可分為三大類，即腐植煤、殘植煤和腐泥煤。
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鍊鐵的遺址。《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。
煤炭形成原因
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，形成的黑色可燃沉積岩，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。 煤炭是這樣形成的嗎?有些論述是否應當進一步加以研究和探討。一座大的煤礦，煤層很厚，煤質很優，但總的來說它的面積並不算很大。如果是千百萬年植物的枝葉和根莖自然堆積而成的，它的面積應當是很大的。因為在遠古時期地球上到處都是森林和草原，因此，地下也應當到處有儲存煤炭的痕跡;煤層也不一定很厚，因為植物的枝葉、根莖腐爛變成腐植質，又會被植物吸收，如此反覆，最終被埋入地下時也不會那麼集中，土層與煤層的界限也不會劃分得那麼清楚。 但是，無可否認的事實和依據，煤炭千真萬確是植物的殘骸經過一系統的演變形成的，這是顛簸不破的真理，只要仔細觀察一下煤塊，就可以看到有植物的葉和根莖的痕跡;如果把煤切成薄片放到顯微鏡下觀察，就能發現非常清楚的植物組織和構造，而且有時在煤層裡還儲存著像樹幹一類的東西，有的煤層裡還包裹著完整的昆蟲化石。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。冰川過程可能有助於成煤植物遺體彙集和儲存。
煤炭造成的環境問題
1、排煙脫硫
大氣中的SO2汙染主要由包括煤炭在內的燃料燃燒所致。燃燒前脫硫可由煤炭洗選及轉化中完成。燃燒中脫硫可以用加入脫硫劑辦法除掉部分硫分，常用的脫硫劑為白雲石和石灰石。
更常用的脫硫技術為排煙脫硫，即將排放的含硫煙氣或廢氣通入吸收劑和吸附劑去掉硫氧化物，又可分為幹法、半乾法及溼法三種。幹法採用固態吸附劑、吸收劑，其裝備龐大，費用較高。半乾法包括將半固態脫硫劑吹入煙道，也可將排煙氣和空氣同時吹入半固態脫硫劑，以除去煙氣中的SO2、溼法用液態吸收劑，包括鹼性吸收劑法和鹼土金屬類吸收劑法等，前者使用銨、鈉、鉀溶液，後者使用有鈣鎂的氧化物或氫氧化物溶液。
2、煙塵汙染及防治
煤在燃燒過程中產生煙氣、塵粒可形成環境汙染。其汙染物可分為兩類，即氣溶膠狀態汙染物和氣態汙染物。煙塵屬於前者。
煤炭在燃燒過程中經過三個階段，首先是乾燥揮發階段，其次為燃燒階段，最後為燃盡階段，不同階段需要不同的空氣量，過大或過小的空氣量都會使燃燒不完全，而使炭粒排入空中形成黑煙。煤中不可燃成分如灰分，燃燒中部分留於灰渣，部分隨煙氣排入大氣形成煙塵，不同灰分的煤其煙塵量也有很大差別。按煙塵粒徑不同可分為降塵和飄塵，後者可以長期不降落且可輸送距離更遠。
煙塵可致人體呼吸道疾病，或作為其他汙染物及細菌載體。還可影響植物生長及降低大氣的能見度。防治方法是改進燃燒裝置和燃燒方式，減少煙塵排放量，還要安裝除塵裝備，降低煙塵排放濃度。
煤炭開採方法
矸石排放
煤礦生產排放量最大的固體廢物， 也是中國工業固體廢物中產生量和堆積量最大的固體廢物，產生量一般為煤炭產量的10%左右。中國煤矸石年排放量大約在1、5 億~2、0 億噸之間。截止2002 年底， 全國煤矸石積存量約34億噸，佔地2、6 萬公頃， 是中國工業固體廢物中產出量和累計積存量最大的固體廢物。2004 年，全國煤矸石綜合利用量為1、35 億噸， 利用率54%。
礦井排水
在煤礦建設和生產過程中，各種型別的水源水會通過不同的途徑進入巷道和工作面， 為了保證採礦安全，防止水害發生，需將礦井湧水排出。據不完全統計，在採煤過程中， 2004 年全國煤礦礦井水排放約30 億m³，平均每噸煤湧水量約為2m³。資源化利用率僅佔22%左右。
瓦斯抽放與礦井通風
在煤炭開採前和開採中抽放瓦斯氣， 是保證煤礦安全的重要措施。但將抽放的瓦斯排入大氣，會產生強烈的溫室效應，瓦斯中所含甲烷的溫室效應比二氧化碳大20 倍。另外煤礦在生產過程中， 井下巷道每秒鐘都需要數十萬乃至數百萬立方米的空氣，它們主要是通過礦井通風來完成， 礦井通風同樣含有瓦斯，並且還有大量粉塵。據近幾年有關評價估算，全國煤層瓦斯資源量為3×106 。2002 年中國重點煤礦煤層瓦斯產生量為9773、37，其中利用瓦斯量為517、49 ，利用率5%左右。
開採造成的生態破壞
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，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汙染，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。
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