煤炭是怎樣形成的
煤炭主要被人類開採用作燃料，對於煤炭的形成，很多人都想知道其中的原因。接下來就跟著小編一起去看看煤炭的形成原因吧。
煤炭的形成
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。
煤炭的分析
——優勢
2010年下半年，隨著國家政策的實施，煤炭產業集中度將明顯提高，產業結構得到優化，煤炭工業的規模化、機械化、現代化水平明顯提高，為煤炭產業優化升級奠定了重要基礎。
——劣勢
技術及安全水平落後。由於我國煤層賦存條件複雜，井工開採比例大，中小型礦井數量多，導致了煤炭開採技術水平的多層次性，煤礦整體技術水平和安全生產水平還相對落後，煤炭 資源潔淨開發利用研究起步晚，技術不夠成熟，大量煤炭直接燃燒而造成的環境汙染還相當嚴重。要解決煤炭工業健康發展的一系列重大問題，必須依靠技術進步與創新，全面提升煤炭工業 的整體技術水平。
——機會
根據低碳經濟策，國家淘汰煤炭落後產能，甚至關閉小煤礦，不準新建煤礦，更有利於上市公司減少競爭，有利於提高集中度，有利效益的大幅提高。
——風險
新技術應用風險。環境與氣候變化問題對煤炭消費構成嚴重的壓力，為了解決該問題對煤炭行業發展帶來的負面影響，需要大力發展潔淨煤技術和煤炭的產品加工轉化等技術。
潔淨煤技術，主要包括煤炭的洗選、脫硫燃燒等，目前已經有相對比較成熟的技術，但是今後還面臨低氮燃燒和固炭技術的開發應用，目前存在較大困難。
煤炭所含的元素
構成煤炭有機質的元素主要有碳、氫、氧、氮和硫等，此外，還有極少量的磷、氟、氯和砷等元素。
中國煤炭資源分佈圖碳、氫、氧是煤炭有機質的主體，佔95%以上;煤化程度越深，碳的含量越高，氫和氧的含量越低。碳和氫是煤炭燃燒過程中產生熱量的元素，氧是助燃元素。煤炭燃燒時，氮不產生熱量，在高溫下轉變成氮氧化合物和氨，以遊離狀態析出。硫、磷、氟、氯和砷等是煤炭中的有害成分，其中以硫最為重要。煤炭燃燒時絕大部分的硫被氧化成二氧化硫***SO2***，隨煙氣排放，汙染大氣，危害動、植物生長及人類健康，腐蝕金屬裝置;當含硫多的煤用於冶金煉焦時，還影響焦炭和鋼鐵的質量。所以，“硫分”含量是評價煤質的重要指標之一。
煤中的有機質在一定溫度和條件下，受熱分解後產生的可燃性氣體，被稱為“揮發分”，它是由各種碳氫化合物、氫氣、一氧化碳等化合物組成的混合氣體。揮發分也是主要的煤質指標，在確定煤炭的加工利用途徑和工藝條件時，揮發分有重要的參考作用。煤化程度低的煤，揮發分較多。如果燃燒條件不適當，揮發分高的煤燃燒時易產生未燃盡的碳粒，俗稱“黑煙”;併產生更多的一氧化碳、多環芳烴類、醛類等汙染物，熱效率降低。因此，要根據煤的揮發分選擇適當的燃燒條件和裝置。
煤中的無機物質含量很少，主要有水分和礦物質，它們的存在降低了煤的質量和利用價值。礦物質是煤炭的主要雜質，如硫化物、硫酸鹽、碳酸鹽等，其中大部分屬於有害成分。
“水分”對煤炭的加工利用有很大影響。水分在燃燒時變成蒸汽要吸熱，因而降低了煤的發熱量。煤炭中的水分可分為外在水分和內在水分，一般以內在水分作為評定煤質的指標。煤化程度越低，煤的內部表面積越大，水分含量越高。
“灰分”是煤炭完全燃燒後剩下的固體殘渣，是重要的煤質指標。灰分主要來自煤炭中不可燃燒的礦物質。礦物質燃燒灰化時要吸收熱量，大量排渣要帶走熱量，因而灰分越高，煤炭燃燒的熱效率越低;灰分越多，煤炭燃燒產生的灰渣越多，排放的飛灰也越多。一般，優質煤和洗精煤的灰分含量相對較低。
煤炭的分類
煤炭是世界上分佈最廣闊的化石能資源，主要分為煙煤和無煙煤、次煙煤和褐煤等四類。世界煤炭可採儲量的60%集中在美國***25%***、前蘇聯地區***23%***和中國***12%***，此外，澳大利亞、印度、德國和南非4 個國家共佔29%，上述7 國或地區的煤炭產量佔世界總產量的80%，已探明的煤炭儲量在石油儲量的63 倍以上，世界上煤炭儲量豐富的國家同時也是煤炭的主要生產國。[5]
根據國家科委推薦的《中國煤炭分類方案》，我國煤炭分為十大類，一般將瘦煤、焦煤、肥煤、氣煤、弱粘結、不粘結、長焰煤等統稱為煙煤;貧煤稱為半無煙煤;揮發分大於40%的稱為褐煤。
無煙煤可用於製造煤氣或直接用作燃料，煙煤用於煉焦、配煤、動力鍋爐和氣化工業;褐煤一般用於氣化、液化工業、動力鍋爐等。
煤炭分類表***以煉焦用煤為主***
褐煤
多為塊狀，呈黑褐色，光澤暗，質地疏鬆;含揮發分40%左右，燃點低，容易著火，燃燒時上火快，火焰大，冒黑煙;含碳量與發熱量較低***因產地煤級不同，發熱量差異很大***，燃燒時間短，需經常加煤。
煙煤
一般為粒狀、小塊狀，也有粉狀的，多呈黑色而有光澤，質地細緻，含揮發分30%以上，燃點不太高，較易點燃;含碳量與發熱量較高，燃燒時上火快，火焰長，有大量黑煙，燃燒時間較長;大多數煙煤有粘性，燃燒時易結渣。
無煙煤
有粉狀和小塊狀兩種，呈黑色有金屬光澤而發亮。雜質少，質地緊密，固定碳含量高，可達80%以上;揮發分含量低，在10%以下，燃點高，不易著火;但發熱量高，剛燃燒時上火慢，火上來後比較大，火力強，火焰短，冒煙少，燃燒時間長，粘結性弱，燃燒時不易結渣。應摻入適量煤土燒用，以減輕火力強度。
***10月 ，國家標準局釋出《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、煤的恆溼無灰基高位發熱量Qgr，maf，包括乾燥無灰基氫含量Hdaf在內的7項指標，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。
國標煤炭分類
國標把煤分為三大類，即無煙煤、煙煤和褐煤，共29 個小類。無煙煤分為3個小類，數碼為01、02、03,數碼中的“0”表示無煙煤，個位數表示煤化程度，數字小表示煤化程度高;煙煤分為12 個煤炭類別，24 個小類，數碼中的十位數***1~4***表示煤化程度，數字小表示煤化程度高;個位數***1~6***表示粘結性，數字大表示粘結性強;褐煤分為2 個小類，數碼為51、52,數碼中的“5”表示褐煤，個位數表示煤化程度，數字小表示煤化程度低。
在各類煤的數碼編號中，十位數字代表揮發分的大小，如無煙煤的揮發分最小，十位數字為0,褐煤的揮發分最大，十位數字為5,煙煤的十位數字介於1~4之間，個位數字對煙煤類來說，是表徵其粘結性或結焦性好壞，如個位數字越大，表徵其粘結性越強,如個位數字為6 的煙煤類，都是膠質層最大厚度Y 值大於25mm 的肥煤或氣肥煤類，個位數為1 的煙煤類，都是一些沒有粘結性的煤，如貧煤、不粘煤和長煙煤。個位數字為2~5 的煙煤，他們的粘結性隨著數碼的增大而增強。