人(rén)們通常把開發煤炭資源的(de)企業稱作煤礦，把開采出(chū)來(lái)的(de)煤礦産品稱爲(wéi / wèi)煤炭。我國(guó)古代曾稱煤炭爲(wéi / wèi)石涅，或稱石炭。它是(shì)植物遺體埋藏在(zài)地(dì / de)下經過漫長複雜的(de)生物化學、地(dì / de)球化學和(hé / huò)物理化學作用轉化而(ér)成的(de)一種固體可燃礦産。它不(bù)僅是(shì)工農業和(hé / huò)人(rén)民生活不(bù)可缺少的(de)主要(yào / yāo)燃料，而(ér)且還是(shì)冶金、化工、醫藥等部門的(de)重要(yào / yāo)原料。據統計，在(zài)我國(guó)能源生産和(hé / huò)消費構成中，煤炭一直居于(yú)主導地(dì / de)位，1995年，生産占75.5%，消費占75.0%。在(zài)國(guó)民經濟中，工業、農業、交通運輸的(de)發展都離不(bù)開煤炭。随着近代科學技術的(de)發展和(hé / huò)新工藝、新方法的(de)應用，煤炭的(de)用途和(hé / huò)綜合利用價值将會越來(lái)越大(dà)。可以(yǐ)預計，在(zài)未來(lái)相當長的(de)時(shí)期内，煤炭在(zài)我國(guó)國(guó)民經濟中都将占有相當重要(yào / yāo)的(de)地(dì / de)位。
一、礦物原料特點
(一) 煤的(de)物理性質
煤的(de)物理性質是(shì)煤的(de)一定化學組成和(hé / huò)分子(zǐ)結構的(de)外部表現。它是(shì)由成煤的(de)原始物質及其聚積條件、轉化過程、煤化程度和(hé / huò)風、氧化程度等因素所決定。包括顔色、光澤、粉色、比重和(hé / huò)容重、硬度、脆度、斷口及導電性等。其中，除了(le／liǎo)比重和(hé / huò)導電性需要(yào / yāo)在(zài)實驗室測定外，其他(tā)根據肉眼觀察就(jiù)可以(yǐ)确定。煤的(de)物理性質可以(yǐ)作爲(wéi / wèi)初步評價煤質的(de)依據，并用以(yǐ)研究煤的(de)成因、變質機理和(hé / huò)解決煤層對比等地(dì / de)質問題。
1.顔色
是(shì)指新鮮煤表面的(de)自然色彩，是(shì)煤對不(bù)同波長的(de)光波吸收的(de)結果。呈褐色—黑色，一般随煤化程度的(de)提高而(ér)逐漸加深。
2.光澤
是(shì)指煤的(de)表面在(zài)普通光下的(de)反光能力。一般呈瀝青、玻璃和(hé / huò)金剛光澤。煤化程度越高，光澤越強；礦物質含量越多，光澤越暗；風、氧化程度越深，光澤越暗，直到(dào)完全消失。
3.粉色
指将煤研成粉末的(de)顔色或煤在(zài)抹上(shàng)釉的(de)瓷闆上(shàng)刻劃時(shí)留下的(de)痕迹，所以(yǐ)又稱爲(wéi / wèi)條痕色。呈淺棕色—黑色。一般是(shì)煤化程度越高，粉色越深。
4.比重和(hé / huò)容重
煤的(de)比重又稱煤的(de)密度，它是(shì)不(bù)包括孔隙在(zài)内的(de)一定體積的(de)煤的(de)重量與同溫度、同體積的(de)水的(de)重量之(zhī)比。煤的(de)容重又稱煤的(de)體重或假比重，它是(shì)包括孔隙在(zài)内的(de)一定體積的(de)煤的(de)重量與同溫度、同體積的(de)水的(de)重量之(zhī)比。煤的(de)容重是(shì)計算煤層儲量的(de)重要(yào / yāo)指标。褐煤的(de)容重一般爲(wéi / wèi)1.05～1.2，煙煤爲(wéi / wèi)1.2～1.4，無煙煤變化範圍較大(dà)，可由1.35～1.8。煤岩組成、煤化程度、煤中礦物質的(de)成分和(hé / huò)含量是(shì)影響比重和(hé / huò)容重的(de)主要(yào / yāo)因素。在(zài)礦物質含量相同的(de)情況下，煤的(de)比重随煤化程度的(de)加深而(ér)增大(dà)。
5.硬度
是(shì)指煤抵抗外來(lái)機械作用的(de)能力。根據外來(lái)機械力作用方式的(de)不(bù)同，可進一步将煤的(de)硬度分爲(wéi / wèi)刻劃硬度、壓痕硬度和(hé / huò)抗磨硬度三類。煤的(de)硬度與煤化程度有關，褐煤和(hé / huò)焦煤的(de)硬度最小，約2～2.5；無煙煤的(de)硬度最大(dà)，接近4。
6.脆度
是(shì)煤受外力作用而(ér)破碎的(de)程度。成煤的(de)原始物質、煤岩成分、煤化程度等都對煤的(de)脆度有影響。在(zài)不(bù)同變質程度的(de)煤中，長焰煤和(hé / huò)氣煤的(de)脆度較小，肥煤、焦煤和(hé / huò)瘦煤的(de)脆度最大(dà)，無煙煤的(de)脆度最小。
7.斷口
是(shì)指煤受外力打擊後形成的(de)斷面的(de)形狀。在(zài)煤中常見的(de)斷口有貝殼狀斷口、參差狀斷口等。煤的(de)原始物質組成和(hé / huò)煤化程度不(bù)同，斷口形狀各異。
8.導電性
是(shì)指煤傳導電流的(de)能力，通常用電阻率來(lái)表示。褐煤電阻率低。褐煤向煙煤過渡時(shí)，電阻率劇增。煙煤是(shì)不(bù)良導體，随着煤化程度增高，電阻率減小，至無煙煤時(shí)急劇下降，而(ér)具良好的(de)導電性。
(二) 煤的(de)化學組成
煤的(de)化學組成很複雜，但歸納起來(lái)可分爲(wéi / wèi)有機質和(hé / huò)無機質兩大(dà)類，以(yǐ)有機質爲(wéi / wèi)主體。
煤中的(de)有機質主要(yào / yāo)由碳、氫、氧、氮和(hé / huò)有機硫等五種元素組成。其中，碳、氫、氧占有機質的(de)95%以(yǐ)上(shàng)。此外，還有極少量的(de)磷和(hé / huò)其他(tā)元素。煤中有機質的(de)元素組成，随煤化程度的(de)變化而(ér)有規律地(dì / de)變化。一般來(lái)講，煤化程度越深，碳的(de)含量越高，氫和(hé / huò)氧的(de)含量越低，氮的(de)含量也(yě)稍有降低。唯硫的(de)含量則與煤的(de)成因類型有關。碳和(hé / huò)氫是(shì)煤炭燃燒過程中産生熱量的(de)重要(yào / yāo)元素，氧是(shì)助燃元素，三者構成了(le／liǎo)有機質的(de)主體。煤炭燃燒時(shí)，氮不(bù)産生熱量，常以(yǐ)遊離狀态析出(chū)，但在(zài)高溫條件下，一部分氮轉變成氨及其他(tā)含氮化合物，可以(yǐ)回收制造硫酸氨、尿素及氮肥。硫、磷、氟、氯、砷等是(shì)煤中的(de)有害元素。含硫多的(de)煤在(zài)燃燒時(shí)生成硫化物氣體，不(bù)僅腐蝕金屬設備，與空氣中的(de)水反應形成酸雨，污染環境，危害植物生産，而(ér)且将含有硫和(hé / huò)磷的(de)煤用作冶金煉焦時(shí)，煤中的(de)硫和(hé / huò)磷大(dà)部分轉入焦炭中，冶煉時(shí)又轉入鋼鐵中，嚴重影響焦炭和(hé / huò)鋼鐵質量，不(bù)利于(yú)鋼鐵的(de)鑄造和(hé / huò)機械加工。用含有氟和(hé / huò)氯的(de)煤燃燒或煉焦時(shí)，各種管道(dào)和(hé / huò)爐壁會遭到(dào)強烈腐蝕。将含有砷的(de)煤用于(yú)釀造和(hé / huò)食品工業作燃料，砷含量過高，會增加産品毒性，危及人(rén)民身體健康。
煤中的(de)無機質主要(yào / yāo)是(shì)水分和(hé / huò)礦物質，它們的(de)存在(zài)降低了(le／liǎo)煤的(de)質量和(hé / huò)利用價值，其中絕大(dà)多數是(shì)煤中的(de)有害成分。
另外，還有一些稀有、分散和(hé / huò)放射性元素，例如，鍺、镓、铟、钍、釩、钛、鈾……等，它們分别以(yǐ)有機或無機化合物的(de)形态存在(zài)于(yú)煤中。其中某些元素的(de)含量，一旦達到(dào)工業品位或可綜合利用時(shí)，就(jiù)是(shì)重要(yào / yāo)的(de)礦産資源。
通過元素分析可以(yǐ)了(le／liǎo)解煤的(de)化學組成及其含量，通過工業分析可以(yǐ)初步了(le／liǎo)解煤的(de)性質，大(dà)緻判斷煤的(de)種類和(hé / huò)用途。煤的(de)工業分析包括對水分、灰分、揮發分的(de)測定和(hé / huò)固定碳的(de)計算四項内容。
1.水分
指單位重量的(de)煤中水的(de)含量。煤中的(de)水分有外在(zài)水分、内在(zài)水分和(hé / huò)結晶水三種存在(zài)狀态。一般以(yǐ)煤的(de)内在(zài)水分作爲(wéi / wèi)評定煤質的(de)指标。煤化程度越低，煤的(de)内部表面積越大(dà)，水分含量越高。水分對煤的(de)加工利用是(shì)有害物質。在(zài)煤的(de)貯存過程中，它能加速風化、破裂，甚至自燃；在(zài)運輸時(shí)，會增加運量，浪費運力，增加運費；煉焦時(shí)，消耗熱量，降低爐溫，延長煉焦時(shí)間，降低生産效率；燃燒時(shí)，降低有效發熱量；在(zài)高寒地(dì / de)區的(de)冬季，還會使煤凍結，造成裝卸困難。隻有在(zài)壓制煤磚和(hé / huò)煤球時(shí)，需要(yào / yāo)适量的(de)水分才能成型。
2.灰分
是(shì)指煤在(zài)規定條件下完全燃燒後剩下的(de)固體殘渣。它是(shì)煤中的(de)礦物質經過氧化、分解而(ér)來(lái)。灰分對煤的(de)加工利用極爲(wéi / wèi)不(bù)利。灰分越高，熱效率越低；燃燒時(shí)，熔化的(de)灰分還會在(zài)爐内結成爐渣，影響煤的(de)氣化和(hé / huò)燃燒，同時(shí)造成排渣困難；煉焦時(shí)，全部轉入焦炭，降低了(le／liǎo)焦炭的(de)強度，嚴重影響焦炭質量。煤灰成分十分複雜，成分不(bù)同直接影響到(dào)灰分的(de)熔點。灰熔點低的(de)煤，燃燒和(hé / huò)氣化時(shí)，會給生産操作帶來(lái)許多困難。爲(wéi / wèi)此，在(zài)評價煤的(de)工業用途時(shí)，必須分析灰成分，測定灰熔點。
3.揮發分
指煤中的(de)有機物質受熱分解産生的(de)可燃性氣體。它是(shì)對煤進行分類的(de)主要(yào / yāo)指标，并被用來(lái)初步确定煤的(de)加工利用性質。煤的(de)揮發分産率與煤化程度有密切關系，煤化程度越低，揮發分越高，随着煤化程度加深，揮發分逐漸降低。
4.固定碳
測定煤的(de)揮發分時(shí)，剩下的(de)不(bù)揮發物稱爲(wéi / wèi)焦渣。焦渣減去灰分稱爲(wéi / wèi)固定碳。它是(shì)煤中不(bù)揮發的(de)固體可燃物，可以(yǐ)用計算方法算出(chū)。焦渣的(de)外觀與煤中有機質的(de)性質有密切關系，因此，根據焦渣的(de)外觀特征，可以(yǐ)定性地(dì / de)判斷煤的(de)粘結性和(hé / huò)工業用途。
(三)煤的(de)工藝性質
爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)提高煤的(de)綜合利用價值，必須了(le／liǎo)解、研究煤的(de)工藝性質，以(yǐ)滿足各方面對煤質的(de)要(yào / yāo)求。煤的(de)工藝性質主要(yào / yāo)包括：粘結性和(hé / huò)結焦性、發熱量、化學反應性、熱穩定性、透光率、機械強度和(hé / huò)可選性等。
1.粘結性和(hé / huò)結焦性
粘結性是(shì)指煤在(zài)幹餾過程中，由于(yú)煤中有機質分解，熔融而(ér)使煤粒能夠相互粘結成塊的(de)性能。結焦性是(shì)指煤在(zài)幹餾時(shí)能夠結成焦炭的(de)性能。煤的(de)粘結性是(shì)結焦性的(de)必要(yào / yāo)條件，結焦性好的(de)煤必須具有良好的(de)粘結性，但粘結性好的(de)煤不(bù)一定能單獨煉出(chū)質量好的(de)焦炭。這(zhè)就(jiù)是(shì)爲(wéi / wèi)什麽要(yào / yāo)進行配煤煉焦的(de)道(dào)理。粘結性是(shì)進行煤的(de)工業分類的(de)主要(yào / yāo)指标，一般用煤中有機質受熱分解、軟化形成的(de)膠質體的(de)厚度來(lái)表示，常稱膠質層厚度。膠質層越厚，粘結性越好。測定粘結性和(hé / huò)結焦性的(de)方法很多，除膠質層測定法外，還有羅加指數法、奧亞膨脹度試驗等等。粘結性受煤化程度、煤岩成分、氧化程度和(hé / huò)礦物質含量等多種因素的(de)影響。煤化程度最高和(hé / huò)最低的(de)煤，一般都沒有粘結性，膠質層厚度也(yě)很小。
2.發熱量
是(shì)指單位重量的(de)煤在(zài)完全燃燒時(shí)所産生的(de)熱量，亦稱熱值，常用106J/kg表示。它是(shì)評價煤炭質量，尤其是(shì)評價動力用煤的(de)重要(yào / yāo)指标。國(guó)際市場上(shàng)動力用煤以(yǐ)熱值計價。我國(guó)自1985年6月起，改革沿用了(le／liǎo)幾十年的(de)以(yǐ)灰分計價爲(wéi / wèi)以(yǐ)熱值計價。發熱量主要(yào / yāo)與煤中的(de)可燃元素含量和(hé / huò)煤化程度有關。爲(wéi / wèi)便于(yú)比較耗煤量，在(zài)工業生産中，常常将實際消耗的(de)煤量折合成發熱量爲(wéi / wèi)2.930368×107J/kg的(de)标準煤來(lái)進行計算。
3.化學反應性
又稱活性。是(shì)指煤在(zài)一定溫度下與二氧化碳、氧和(hé / huò)水蒸汽相互作用的(de)反應能力。它是(shì)評價氣化用煤和(hé / huò)動力用煤的(de)一項重要(yào / yāo)指标。反應性強弱直接影響到(dào)耗煤量和(hé / huò)煤氣的(de)有效成分。煤的(de)活性一般随煤化程度加深而(ér)減弱。
4.熱穩定性
又稱耐熱性。是(shì)指煤在(zài)高溫作用下保持原來(lái)粒度的(de)性能。它是(shì)評價氣化用煤和(hé / huò)動力用煤的(de)又一項重要(yào / yāo)指标。熱穩定性的(de)好壞，直接影響爐内能否正常生産以(yǐ)及煤的(de)氣化和(hé / huò)燃燒效率。
5.透光率
指低煤化程度的(de)煤(褐煤、長焰煤等)，在(zài)規定條件下用硝酸與磷酸的(de)混合液處理後，所得溶液對光的(de)透過率稱爲(wéi / wèi)透光率。随着煤化程度加深，透光率逐漸加大(dà)。因此，它是(shì)區别褐煤、長焰煤和(hé / huò)氣煤的(de)重要(yào / yāo)指标。
6.機械強度
是(shì)指塊煤受外力作用而(ér)破碎的(de)難易程度。機械強度低的(de)煤投入氣化爐時(shí)，容易碎成小塊和(hé / huò)粉末，影響氣化爐正常操作。因此，氣化用煤必須具備較高的(de)機械強度。
7.可選性
是(shì)指煤通過洗選，除去其中的(de)夾矸和(hé / huò)礦物質的(de)難易程度。我國(guó)現行的(de)選煤方法，詳見第四節。
二、用途與技術經濟指标
(一) 煤的(de)工業分類
1958年，國(guó)家頒布了(le／liǎo)以(yǐ)煉焦用煤爲(wéi / wèi)主的(de)分類方案，爲(wéi / wèi)工業部門合理使用煤炭資源創造了(le／liǎo)有利條件，但在(zài)實踐中也(yě)出(chū)現了(le／liǎo)一些問題。在(zài)認真分析研究和(hé / huò)吸收國(guó)外先進分類方法的(de)基礎上(shàng)，爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)使各項分類的(de)技術經濟指标最能反映煤的(de)質量特點，達到(dào)更加合理地(dì / de)利用煤炭資源的(de)目的(de)，1986年，國(guó)家重新頒布了(le／liǎo)從褐煤到(dào)無煙煤的(de)全面技術分類标準，将自然界中的(de)煤劃分爲(wéi / wèi)14大(dà)類，其中，褐煤和(hé / huò)無煙煤又分别劃分爲(wéi / wèi)2個(gè)和(hé / huò)3個(gè)小類(表2.2.1)。這(zhè)就(jiù)是(shì)我國(guó)現行的(de)煤炭分類國(guó)家标準。
表 2.2.1中國(guó)煤炭分類國(guó)家标準 (GB5751-86)
(1) 分類指标及其符号Vr爲(wéi / wèi)幹燥無灰基揮發分(%)；Hr爲(wéi / wèi)幹燥無灰基氫含量(%)；GR.I(簡記G)爲(wéi / wèi)煙煤的(de)粘結指數；Y爲(wéi / wèi)煙煤的(de)膠質層最大(dà)厚度；PM爲(wéi / wèi)煤樣的(de)透光率(%)；b爲(wéi / wèi)煙煤的(de)奧亞膨脹度(%)；Q-A.GNGW爲(wéi / wèi)煤的(de)恒濕無灰基高位發熱量(MJ/kg)。
(2) 煤類的(de)編碼各類煤用兩位阿拉伯數碼表示。10位表示煤的(de)揮發分，個(gè)位數在(zài)無煙煤及褐煤表示煤化程度，在(zài)煙煤表示結粘性。
(二) 各煤類的(de)主要(yào / yāo)特征和(hé / huò)用途
1.褐煤
它是(shì)煤化程度最低的(de)煤。其特點是(shì)水分高、比重小、揮發分高、不(bù)粘結、化學反應性強、熱穩定性差、發熱量低，含有不(bù)同數量的(de)腐殖酸。多被用作燃料、氣化或低溫幹餾的(de)原料，也(yě)可用來(lái)提取褐煤蠟、腐殖酸，制造磺化煤或活性炭。一号褐煤還可以(yǐ)作農田、果園的(de)有機肥料。
2.長焰煤
它的(de)揮發分含量很高，沒有或隻有很小的(de)粘結性，膠質層厚度不(bù)超過5mm,易燃燒，燃燒時(shí)有很長的(de)火焰，故得名長焰煤。可作爲(wéi / wèi)氣化和(hé / huò)低溫幹餾的(de)原料，也(yě)可作民用和(hé / huò)動力燃料。
3.不(bù)粘煤
它水分大(dà)，沒有粘結性，加熱時(shí)基本上(shàng)不(bù)産生膠質體，燃燒時(shí)發熱量較小，含有一定的(de)次生腐殖酸。主要(yào / yāo)用作制造煤氣和(hé / huò)民用或動力燃料。
4.弱粘煤
水分大(dà)，粘結性較弱，揮發分較高，加熱時(shí)能産生較少的(de)膠質體，能單獨結焦，但結成的(de)焦塊小而(ér)易碎，粉焦率高。這(zhè)種煤主要(yào / yāo)用作氣化原料和(hé / huò)動力燃料。
5. 1/2中粘煤
它具有中等粘結性和(hé / huò)中高揮發分。可以(yǐ)作爲(wéi / wèi)配煤煉焦的(de)原料，也(yě)可以(yǐ)作爲(wéi / wèi)氣化用煤和(hé / huò)動力燃料。
6.氣煤
揮發分高，膠質層較厚，熱穩定性差。能單獨結焦，但煉出(chū)的(de)焦炭細長易碎，收縮率大(dà)，且縱裂紋多，抗碎和(hé / huò)耐磨性較差。故隻能用作配煤煉焦，還可用來(lái)煉油、制造煤氣、生産氮肥或作動力燃料。
7.氣肥煤
它的(de)揮發分和(hé / huò)粘結性都很高，結焦性介于(yú)氣煤和(hé / huò)肥煤之(zhī)間，單獨煉焦時(shí)能産生大(dà)量的(de)氣體和(hé / huò)液體化學物質。最适合高溫幹餾制造煤氣，更是(shì)配煤煉焦的(de)好原料。
8.肥煤
具有很好的(de)粘結性和(hé / huò)中等及中高等揮發分，加熱時(shí)能産生大(dà)量的(de)膠質體，形成大(dà)于(yú)25mm的(de)膠質層，結焦性最強。用這(zhè)種煤來(lái)煉焦，可以(yǐ)煉出(chū)熔融性和(hé / huò)耐磨性都很好的(de)焦炭，但這(zhè)種焦炭橫裂紋多，且焦根部分常有蜂焦，易碎成小塊。由于(yú)粘結性強，因此，它是(shì)配煤煉焦中的(de)主要(yào / yāo)成分。
9. 1/3焦煤
它是(shì)介于(yú)焦煤、肥煤和(hé / huò)氣煤之(zhī)間的(de)過渡煤，具有很強的(de)粘結性和(hé / huò)中高等揮發分，單獨用來(lái)煉焦時(shí)，可以(yǐ)形成熔融性良好、強度較大(dà)的(de)焦炭。因此，它是(shì)良好的(de)配煤煉焦的(de)基礎煤。
10.焦煤
具有中低等揮發分和(hé / huò)中高等粘結性，加熱時(shí)可形成穩定性很好的(de)膠質體，單獨用來(lái)煉焦，能形成結構緻密、塊度大(dà)、強度高、耐磨性好、裂紋少、不(bù)易破碎的(de)焦炭。但因其膨脹壓力大(dà)，易造成推焦困難，損壞爐體，故一般都作爲(wéi / wèi)煉焦配煤使用。
11.瘦煤
具有較低揮發分和(hé / huò)中等粘結性。單獨煉焦時(shí)，能形成塊度大(dà)、裂紋少、抗碎強度較好，但耐磨性較差的(de)焦炭。因此，用它加入配煤煉焦，可以(yǐ)增加焦炭的(de)塊度和(hé / huò)強度。
12.貧瘦煤
揮發分低，粘結性較弱，結焦性較差。單獨煉焦時(shí)，生成的(de)焦粉很多。但它能起到(dào)瘦化劑的(de)作用。故可作煉焦配煤使用，同時(shí)，也(yě)是(shì)民用和(hé / huò)動力的(de)好燃料。
13.貧煤
具有一定的(de)揮發分，加熱時(shí)不(bù)産生膠質體，沒有粘結性或隻有微弱的(de)粘結性，燃燒火焰短，煉焦時(shí)不(bù)結焦。主要(yào / yāo)用于(yú)動力和(hé / huò)民用燃料。在(zài)缺乏瘦料的(de)地(dì / de)區，也(yě)可充當配煤煉焦的(de)瘦化劑。
14.無煙煤
它是(shì)煤化程度最高的(de)煤。揮發分低、比重大(dà)、硬度高、燃燒時(shí)煙少火苗短、火力強。通常作民用和(hé / huò)動力燃料。質量好的(de)無煙煤可作氣化原料、高爐噴吹和(hé / huò)燒結鐵礦石的(de)燃料，以(yǐ)及制造電石、電極和(hé / huò)炭素材料等。
(三) 工業用煤的(de)質量要(yào / yāo)求
煤的(de)工業用途非常廣泛，歸納起來(lái)主要(yào / yāo)是(shì)冶金、化工和(hé / huò)動力三個(gè)方面。同時(shí)，在(zài)煉油、醫藥、精密鑄造和(hé / huò)航空航天工業等領域也(yě)有廣闊的(de)利用前景。各工業部門對所用的(de)煤都有特定的(de)質量要(yào / yāo)求和(hé / huò)技術标準。簡要(yào / yāo)介紹如下：
1.煉焦用煤
煉焦是(shì)将煤放在(zài)幹餾爐中加熱，随着溫度的(de)升高(最終達到(dào)1 000℃左右)，煤中有機質逐漸分解，其中，揮發性物質呈氣态或蒸汽狀态逸出(chū)，成爲(wéi / wèi)煤氣和(hé / huò)煤焦油，殘留下的(de)不(bù)揮發性産物就(jiù)是(shì)焦炭。焦炭在(zài)煉鐵爐中起着還原、熔化礦石，提供熱能和(hé / huò)支撐爐料，保持爐料透氣性能良好的(de)作用。因此，煉焦用煤的(de)質量要(yào / yāo)求，是(shì)以(yǐ)能得到(dào)機械強度高、塊度均勻、灰分和(hé / huò)硫分低的(de)優質冶金焦爲(wéi / wèi)目的(de)。國(guó)家對冶金焦用煤有專門的(de)質量标準，見表2.2.2。
表 2.2.2冶金焦用煤質量标準 (GB397-65)見上(shàng)圖
2氣化用煤
煤的(de)氣化是(shì)以(yǐ)氧、水、二氧化碳、氫等爲(wéi / wèi)氣體介質，經過熱化學處理過程，把煤轉變爲(wéi / wèi)各種用途的(de)煤氣。煤氣化所得的(de)氣體産物可作工業和(hé / huò)民用燃料以(yǐ)及化工合成原料。常用的(de)制氣方法有兩種：①固定床氣化法。目前國(guó)内主要(yào / yāo)用無煙煤和(hé / huò)焦炭作氣化原料，制造合成氨原料氣。要(yào / yāo)求作爲(wéi / wèi)原料煤的(de)固定碳＞80%，灰分(Ag)＜25%，硫分(SgQ)≤2%，要(yào / yāo)求粒度要(yào / yāo)均勻，25～75mm,或19～50mm,或13～25mm，機械強度＞65%，熱穩定性S+13＞60%，灰熔點(T2)＞1 250℃，揮發分不(bù)高于(yú)9%，化學反應性愈強愈好。②沸騰層氣化法。對原料煤的(de)質量要(yào / yāo)求是(shì)：化學反應性要(yào / yāo)大(dà)于(yú)60%，不(bù)粘結或弱粘結，灰分(Ag)＜25%，硫分(SgQ)＜2%，水分(WQ)＜10%，灰熔點(T2)＞1 200℃，粒度＜10mm，主要(yào / yāo)使用褐煤、長焰煤和(hé / huò)弱粘煤等。
3.煉油用煤
一般以(yǐ)褐煤、長焰煤爲(wéi / wèi)主，弱粘煤和(hé / huò)氣煤也(yě)可以(yǐ)使用，其要(yào / yāo)求取決于(yú)煉油方法。①低溫幹餾法，是(shì)将煤置于(yú)550℃左右的(de)溫度下進行幹餾，以(yǐ)制取低溫焦油，同時(shí)還可以(yǐ)得到(dào)半焦和(hé / huò)低溫焦爐煤氣。煤種爲(wéi / wèi)褐煤、長焰煤、不(bù)粘煤或弱粘煤、氣煤。對原料煤的(de)質量要(yào / yāo)求是(shì)：焦油産率(Tf)＞7%，膠質層厚度＜9mm，熱穩定性S+13＞40%，粒度6～13mm,最好爲(wéi / wèi)20～80mm 。②加氫液化法，是(shì)将煤、催化劑和(hé / huò)重油混合在(zài)一起，在(zài)高溫高壓下使煤中有機質破壞，與氫作用轉化成低分子(zǐ)液态或氣态産物，進一步加工可得到(dào)汽油、柴油等燃料。原料煤主要(yào / yāo)爲(wéi / wèi)褐煤、長焰煤及氣煤。要(yào / yāo)求煤的(de)碳氫化(C/H)＜16，揮發分＞35%，灰分(Ag)＜5%，煤岩的(de)絲炭含量＜2%。
4.燃料用煤
任何一種煤都可以(yǐ)作爲(wéi / wèi)工業和(hé / huò)民用的(de)燃料。不(bù)同工業部門對燃料用煤的(de)質量要(yào / yāo)求不(bù)一樣。蒸汽機車用煤要(yào / yāo)求較高，國(guó)家規定是(shì)：揮發分(Vr)≥20%，灰分(Ag)≤24%，灰熔點(T2)≥1 200℃，硫分(SgQ)長隧道(dào)及隧道(dào)群區段≤1%，低位發熱量2.09312×107～2.51174×107J/kg以(yǐ)上(shàng)。發電廠一般應盡量用灰分(Ag)＞30%的(de)劣質煤，少數大(dà)型鍋爐可用灰分(Ag)20%左右的(de)煤。爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)将優質煤用于(yú)發展冶金和(hé / huò)化學工業，近年來(lái)，我國(guó)在(zài)開展低熱值煤的(de)應用方面取得了(le／liǎo)較快的(de)進展，不(bù)少發熱量僅有8 372.5J/ kg左右的(de)劣質煤和(hé / huò)煤矸石也(yě)能用于(yú)一般工廠，有的(de)發電廠已摻燒煤矸石達30%。
煤的(de)其他(tā)用途還很多。如，褐煤和(hé / huò)氧化煤可以(yǐ)生産腐殖酸類肥料；從褐煤中可以(yǐ)提取褐煤蠟供電氣、印刷、精密鑄造、化工等部門使用；用優質無煙煤可以(yǐ)制造碳化矽、碳粒砂、人(rén)造剛玉、人(rén)造石墨、電極、電石和(hé / huò)供高爐噴吹或作鑄造燃料；用煤瀝青制成的(de)碳素纖維，其抗拉強度比鋼材大(dà)千倍，且重量輕、耐高溫，是(shì)發展太空技術的(de)重要(yào / yāo)材料；用煤瀝青還可以(yǐ)制成針狀焦，生産新型的(de)電爐電極，可提高電爐煉鋼的(de)生産效率等等。總之(zhī)，随着現代科學技術的(de)不(bù)斷進步，煤炭的(de)綜合利用技術也(yě)在(zài)迅速發展，煤炭的(de)綜合利用領域必将繼續擴大(dà)。
三、礦業簡史
(一) 古代煤礦業簡史
我國(guó)是(shì)世界上(shàng)發現、利用煤炭最早的(de)國(guó)家。1973年，在(zài)遼甯省沈陽市北陵附近新石器時(shí)代的(de)新樂遺址下層發現了(le／liǎo)爲(wéi / wèi)數不(bù)少的(de)精煤制品。其中有：圓泡形飾25件，耳（王當）形飾6件，圓珠15件，和(hé / huò)這(zhè)些煤制品同時(shí)出(chū)土的(de)還有碎煤精、精煤半成品和(hé / huò)煤塊97塊。這(zhè)些煤制品，經過前遼甯省煤田地(dì / de)質勘探公司科研所鑒定，“呈弱油脂光澤，均一狀結構，硬度、韌性均很大(dà)爲(wéi / wèi)其特點”，很容易用火柴點燃，燃燒時(shí)發出(chū)明亮而(ér)帶黑煙的(de)火焰，并發出(chū)一種燒橡皮的(de)氣味。經過工業分析和(hé / huò)元素分析證明，其原料就(jiù)是(shì)燭煤。這(zhè)是(shì)世界上(shàng)用煤最早的(de)确鑿證據，也(yě)是(shì)說(shuō)明我國(guó)早在(zài)六七千年前就(jiù)已發現并開始利用煤炭的(de)曆史見證。
50年代中期和(hé / huò)70年代中期，考古工作者先後在(zài)陝西省4處西周墓中出(chū)土了(le／liǎo)煤雕制品，其中，寶雞市茹家莊一處就(jiù)出(chū)土了(le／liǎo)200餘枚之(zhī)多。據此可以(yǐ)判斷，早在(zài)西周時(shí)期，作爲(wéi / wèi)當時(shí)全國(guó)政治、經濟中心的(de)陝西地(dì / de)區，煤炭已經被開采利用。
戰國(guó)時(shí)期，除繼續利用煤炭雕刻生活用品外，還在(zài)當時(shí)的(de)著作中出(chū)現了(le／liǎo)關于(yú)煤的(de)記載。先秦時(shí)期的(de)地(dì / de)理著作《山海經》就(jiù)有3處有關石涅的(de)記載：一處見于(yú)該書的(de)《西山經》，“女床之(zhī)山，其陽多赤銅，其陰多石涅”；另二處見于(yú)《中山經》，“岷山之(zhī)首，曰女幾之(zhī)山，其上(shàng)多石涅”，“又東一百五十裏，曰風雨之(zhī)山，其上(shàng)多白金，其下多石涅”。據有關專家考證，女床之(zhī)山，女幾之(zhī)山，風雨之(zhī)山，分别位于(yú)今陝西鳳翔、四川雙流、什邡和(hé / huò)通江、南江、巴中一帶。古今對照，以(yǐ)上(shàng)各地(dì / de)均有煤炭産出(chū)，證明《山海經》的(de)記載基本是(shì)對的(de)，同時(shí)，說(shuō)明當時(shí)這(zhè)些地(dì / de)方的(de)煤炭已被發現，而(ér)且已積累了(le／liǎo)一些找煤的(de)初步地(dì / de)質知識。
西漢至魏晉南北朝，出(chū)現了(le／liǎo)一定規模的(de)煤井和(hé / huò)相應的(de)采煤技術，煤的(de)用途，不(bù)僅用作生産燃料，而(ér)且還用于(yú)冶鐵；不(bù)僅能夠利用原煤，而(ér)且還把粉煤進行成型加工成煤餅，從而(ér)提高了(le／liǎo)煤炭的(de)使用價值。煤的(de)産地(dì / de)不(bù)僅在(zài)北方，而(ér)且在(zài)南方，甚至新疆也(yě)都有了(le／liǎo)産煤的(de)記載。同時(shí)，煤雕工藝在(zài)這(zhè)時(shí)已初步普及。
隋、唐至元代，煤炭開發更爲(wéi / wèi)普遍，用途更加廣泛，冶金、陶瓷等行業均以(yǐ)煤作燃料，煤炭成了(le／liǎo)市場上(shàng)的(de)主要(yào / yāo)商品，地(dì / de)位日益重要(yào / yāo)，人(rén)們對煤的(de)認識更加深化。特别應該指出(chū)的(de)是(shì)，唐代用煤煉焦開始萌芽，到(dào)宋代，煉焦技術已臻成熟。1978年秋和(hé / huò)1979年冬，山西考古研究所曾在(zài)山西省稷山縣馬村金代磚墓中發掘出(chū)大(dà)量焦炭。1957年冬至 1958年4月，河北省文化局文物工作隊在(zài)河北峰峰礦區的(de)硯台鎮發掘出(chū)3座宋、元時(shí)期的(de)煉焦爐遺址。焦炭的(de)出(chū)現和(hé / huò)煉焦技術的(de)發明，标志着煤炭的(de)加工利用已進入了(le／liǎo)一個(gè)嶄新的(de)階段。
從明朝到(dào)清道(dào)光20年(1840年)的(de)時(shí)間裏，當時(shí)的(de)封建統治者比較重視煤炭的(de)開發，對發展煤炭生産采取了(le／liǎo)一些措施，礦業管理政策也(yě)發生了(le／liǎo)某些利于(yú)煤業的(de)變化，煤炭行業的(de)各個(gè)環節，比以(yǐ)前都有較大(dà)的(de)進步。煤炭開發技術得到(dào)了(le／liǎo)發展，形成了(le／liǎo)豐富多彩的(de)中國(guó)古代煤炭科學技術。盡管當時(shí)都是(shì)手工作業煤窯，但因其開采利用早于(yú)其他(tā)國(guó)家，因此，17世紀以(yǐ)前，中國(guó)煤炭技術和(hé / huò)管理許多方面都處于(yú)世界領先地(dì / de)位，這(zhè)是(shì)值得我們自豪的(de)。但是(shì)，日益衰敗腐朽的(de)封建制度終于(yú)阻礙了(le／liǎo)古代煤業的(de)繼續前進，這(zhè)就(jiù)導緻了(le／liǎo)中國(guó)近代煤礦的(de)誕生。
(二) 近代煤礦業簡史
1840年鴉片戰争以(yǐ)後，中國(guó)的(de)門戶被迫開放，進入了(le／liǎo)半封建半殖民地(dì / de)社會，開始出(chū)現近代航運業和(hé / huò)機器工業，需要(yào / yāo)大(dà)量煤炭，而(ér)舊式手工煤窯生産已遠遠不(bù)能适應需要(yào / yāo)，因此，清廷洋務派積極醞釀引進西方先進的(de)采煤技術和(hé / huò)設備，于(yú)是(shì)近代煤礦開始出(chū)現。近代煤礦的(de)主要(yào / yāo)标志，一是(shì)資本主義經營方式；二是(shì)在(zài)提升、通風、排水三個(gè)生産環節上(shàng)使用以(yǐ)蒸汽爲(wéi / wèi)動力的(de)提升機、通風機和(hé / huò)排水機，其他(tā)生産環節仍然靠人(rén)力和(hé / huò)畜力。這(zhè)種技術狀況差不(bù)多一直延續到(dào)1949年，其中即或有所變化，也(yě)隻是(shì)局部的(de)、微小的(de)。這(zhè)是(shì)近代煤礦區别于(yú)古代手工煤窯和(hé / huò)現代機械化礦井的(de)主要(yào / yāo)技術特征。
我國(guó)最早的(de)近代煤礦是(shì)台灣的(de)基隆煤礦和(hé / huò)河北的(de)開平煤礦。基隆煤礦是(shì)清政府兩江總督沈葆祯雇用英國(guó)煤師開辦的(de)，1876年興建，1878年出(chū)煤，年産量約3～5萬t，因經營管理不(bù)善，投産不(bù)久産量就(jiù)日漸下降，1884年中法戰争時(shí)，礦井被炸，停止生産。開平煤礦是(shì)直隸總督李鴻章1876年命唐廷樞等籌建的(de)，1877年籌辦，1881年建成唐山礦，以(yǐ)後又建成林西、西山等礦，到(dào)1894年，平均日産達到(dào)1 500t，最高日産達2 000t。這(zhè)期間還先後開辦了(le／liǎo)規模大(dà)小不(bù)同、壽命長短不(bù)一的(de)近代煤礦14個(gè)，或官辦，或官商合辦，或官督商辦，都有官僚資本主義性質。因管理不(bù)善、資金不(bù)足、規模很小，大(dà)多數都歸于(yú)失敗。
1894年中日甲午戰争之(zhī)後，中國(guó)國(guó)勢益衰，列強乘勢接踵而(ér)來(lái)，外國(guó)資本大(dà)量侵入中國(guó)煤礦。1898年4月，中德簽訂的(de)《膠澳租借條約》規定：“德國(guó)在(zài)山東境内自膠州灣修築南北兩條鐵路，鐵路沿線兩旁各三十華裏(15km)以(yǐ)内的(de)礦産，德商有開采權。”此後，英、俄、法、日相繼攫得了(le／liǎo)類似的(de)權利。據不(bù)完全統計，從1895～1912年間，帝國(guó)主義攫取中國(guó)煤礦權的(de)條約、協定和(hé / huò)合同共42項(包括其他(tā)礦藏)，涉及遼、吉、黑、滇、桂、川、皖、閩、黔、魯、浙、晉、冀、熱、豫、鄂、藏、新等19省。開辦了(le／liǎo)開平、灤州、焦作、孟縣、平定州(現平定縣)、潞安、澤州、平陽府屬煤礦、本溪湖、臨城等規模較大(dà)的(de)煤礦。外資煤礦的(de)産量占中國(guó)當時(shí)近代煤礦總産量的(de)83.2%，基本上(shàng)控制了(le／liǎo)中國(guó)的(de)煤炭工業。帝國(guó)主義的(de)侵略激起了(le／liǎo)中國(guó)人(rén)民的(de)反抗，從1903年起，掀起了(le／liǎo)收回礦權運動，1911年達到(dào)高潮。中國(guó)的(de)愛國(guó)紳商，不(bù)滿利源外流，在(zài)人(rén)民開展收回礦權的(de)鬥争的(de)運動中，集資開辦了(le／liǎo)一批煤礦。官僚買辦見開煤礦有利可圖，不(bù)願坐失良機，亦想方設法開辦煤礦。于(yú)是(shì)，從1895～1936年中國(guó)近代煤礦呈現出(chū)發展的(de)趨勢。
1937年“七·七”事變後，日本帝國(guó)主義侵占了(le／liǎo)我國(guó)的(de)絕大(dà)多數煤礦，包括外資經營的(de)，都陸續被其霸占，開采方式完全是(shì)掠奪性的(de)。從1931～1945年，日本共霸占我國(guó)大(dà)小煤礦200多處，掠奪煤炭4.2億t，被其破壞的(de)煤炭資源不(bù)計其數。
抗日戰争時(shí)期，國(guó)民政府資源委員會直轄煤礦29處，還采取資助經費等辦法，鼓勵私人(rén)開辦煤礦，共59處，年總産量約爲(wéi / wèi)600多萬t。在(zài)解放區，也(yě)辦了(le／liǎo)一些小煤窯，供當地(dì / de)軍民作燃料。據戰後統計，晉、察、冀邊區共有小煤窯473個(gè)，日産煤炭共計2 739t。
1945年抗日戰争勝利後，日本霸占的(de)煤礦小部分由解放區人(rén)民政府接管，大(dà)部分被國(guó)民黨政權接管。解放戰争初期，受政治、軍事形勢多變的(de)影響，有些煤礦幾經易手，處于(yú)停産或半停産狀态。1947年以(yǐ)後，國(guó)民政府逐步崩潰，直到(dào)1949年新中國(guó)誕生，這(zhè)些煤礦才陸續回到(dào)人(rén)民政府手中，但已遭到(dào)嚴重的(de)破壞。
(三) 現代煤礦業簡史
據不(bù)完全統計，新中國(guó)建國(guó)時(shí)，各地(dì / de)人(rén)民政府從舊中國(guó)共接收了(le／liǎo)約40個(gè)煤礦企業，200處礦井和(hé / huò)少數幾個(gè)露天礦。它們主要(yào / yāo)分布在(zài)東北、華北和(hé / huò)華東的(de)山東、安徽兩省，除少數幾處外，規模都很小，設備簡陋，技術落後，加上(shàng)長期戰争的(de)破壞，已是(shì)千瘡百孔，一片衰微破敗的(de)景象。例如，山西大(dà)同煤礦9對礦井全部被水淹沒，機器設備破壞無遺，井下沒有一個(gè)完好的(de)工作面，地(dì / de)面沒有一間完整的(de)廠房，沒有一部機器可以(yǐ)正常運轉，沒有一條巷道(dào)可以(yǐ)正常通車，生産完全停頓；遼甯撫順煤礦的(de)西露天礦和(hé / huò)龍鳳礦井已被水淹，基本停産；河南焦作煤礦18個(gè)坑口中11個(gè)完全破壞，7個(gè)僅剩井架，已完全停産；山東淄博、棗莊，山西陽泉等較大(dà)的(de)煤礦也(yě)是(shì)一片廢墟。新中國(guó)的(de)煤礦業就(jiù)是(shì)在(zài)這(zhè)樣一個(gè)爛攤子(zǐ)上(shàng)起步的(de)。
