能源资源科学概论第二章第三节-煤炭课件

第三节煤炭一、煤炭史话二、煤的形成及分类三、煤炭开采和加工四、煤炭资源2021/8/51第三节煤炭一、煤炭史话2021/8/51

称谓

“Coal”这个名词来源于古老的盎格鲁撒克逊语——“Col”的意思是发光的或是燃烧的石头。我国：现在：煤或煤炭；古代：石涅、黑金、黑丹、乌金、石墨、石炭等。一、煤炭史话2021/8/52称谓一、煤炭史话2021/8/52

发展史

春秋战国时代的地理著作《山海经》记载了煤的产出情况，如：

“女床之山，其阳多赤铜，其阴多石涅。”“风雨之山，其上多白金，其下多石涅。”2021/8/53发展史2021/8/53《汉书•地理志》：“豫章出石，可燃为薪”。

（豫章：今江西境内）可以当柴烧的石头就是煤，此时，煤已经走进人们的日常生活中了。

2021/8/54《汉书•地理志》：2021/8/54

南北朝以后，煤被称为石炭。在1500多年以前的古书《水经注》里记载：

“屈茨北二百里有山，夜则火光，昼日但烟，人取此山石炭，冶此山铁”。

（屈茨：今新疆库车一带）这表明当时我国用煤炼铁的事业已经很发达。

2021/8/55南北朝以后，煤被称为石炭。在1500多年以前的古书《

隋唐时代，采煤事业有了进一步发展，以采煤为职业的人逐渐增多起来。唐代有一个从日本到中国来留学的和尚写了一本书，书上说到，在山西太原晋山：

“遍山皆有石炭，近远诸州，尽来取烧。”

现在山东淄博和太行山东麓一带，还有唐代当年开采煤矿的遗迹。可见当时民间用煤十分普遍。2021/8/56隋唐时代，采煤事业有了进一步发展，以采煤为职业的人宋代，朝廷开始设有专门的官吏来管理煤炭的生产和买卖。北宋时期，石炭代替木炭，已经成为汴京（今河南开封）居民不可缺少的燃料；当地成千上万户人家做饭取暖都用煤，甚至街头卖小食的也用煤生炉子。2021/8/57宋代，朝廷开始设有专门的官吏来管理煤炭的生产和买卖。13世纪的宋末元初，意大利人马可•波罗旅行来到中国，回国后在他的《东方见闻录》一书中写道：

“中国全境之中，有一种黑石，采自山中，如同脉络，燃烧于薪无异，起火候且较薪为优，盖若夜间燃火，次晨不息，其质优良，只是全境不然它物。”马可•波罗所说的“黑石”就是煤，其实，这时我国已经用了1000多年，但在他看来，燃烧“黑石”竟还是一件值得大书特书的奇闻怪事。2021/8/5813世纪的宋末元初，意大利人马可•波罗旅行来到中国，到了明代，“京师百万之家，皆以石煤代薪”，每年仅仅制造宫廷御用什物，就需要用煤几十万斤。当时民用和手工业用煤的数量就更大了。为了确定各种煤的用途，明代已经有人研究煤的分类。比如根据煤块大小的不同，把煤分成三类：明煤、碎煤和末煤。后来还有人研究煤的成因，认为“煤是远古树木，因地震埋到地下，历经变化而成的。”很有科学道理。2021/8/59到了明代，“京师百万之家，皆以石煤代薪”，每年仅仅制明代科学家宋应星所著《天工开物》中详细地介绍了当时的采煤技术：

“凡取煤经历久者，从土面能辨有无之色，然后挖掘，深至五丈许，方始得煤。初见煤端时，毒气灼人，有将巨竹凿去中节，尖锐其末，插入炭中，其毒烟从竹中透上。人从其下施攫拾取者，或一井而下；炭纵横广有，则随其左右阔取。其上支板，以防压崩耳……”说明了明代已科学地掌握了采煤方法，懂得采掘、支架、提升和排出毒气的知识。今天的采煤技术，就是在过去采煤技术的基础上发展起采的。2021/8/510明代科学家宋应星所著《天工开物》中详细地介绍了当时的明代民族英雄于谦《咏煤炭》写道：

凿开混沌得乌金，藏蓄阳和意最深。爝火燃回春浩浩，洪炉照破夜沉沉。鼎彝元赖生成力，铁石犹存死后心。但愿苍生俱饱暖，不辞辛苦出山林。2021/8/511明代民族英雄于谦《咏煤炭》写道：2021/8/511康熙皇帝被困煤窑的故事清朝中期以后，京西门头沟一带流传康熙皇帝被困煤窑的故事。在他亲政后不久，臣下向他禀报门头沟一带“关门窑”的情况，他听了以后半信半疑，想亲自去察个究竟。有一天，他装扮成平民只身前往门头沟私访厂走到过街塔附近，看见一伙像罪犯一样的窑工被人领着往窑坑走去，他也随着那伙人往坑下走。2021/8/512康熙皇帝被困煤窑的故事清朝中期以后，京西门头沟一带流走着走着，闻到一股股烂肉的臭味，他借着油灯的微弱光亮仔细一看，不由得大吃一惊，原来臭味是坑道边上一些死人腐烂的气味，心里发怵了。于是他焦急地要回皇城，立即降旨查封这些关门窑。2021/8/513走着走着，闻到一股股烂肉的臭味，他借着油灯的微弱光亮康熙皇帝一心想着爬出坑口返回城里，施展他的权威，却忘记了这儿是关门窑，眼下已身不由己了。当他刚向坑口爬行时，冷不防挨了一鞭子，被脚踢得滚了下来，这时他一怔靖醒过来了，想走走不了了。于是主意来了，他一狠心张嘴咬破了中指，用自己的鲜血在煤石上写了几句诗：

真龙被困关门窑，过街塔下好心焦。血染煤石传圣旨，快快还我大清朝。

2021/8/514康熙皇帝一心想着爬出坑口返回城里，施展他的权威，却忘诗的落款是“康熙御血题记”，再说，朝廷的大臣们找不见皇帝，一个个急得团团转，立即派人四出查巡，忽然在景山煤堆上发现了一块写着血字的煤石，才知道皇帝被困在煤窑里边了上。后来，人们就把康熙皇帝写的那块煤石称为“御血石”，还在过街塔西边修了一座石佛寺，把血石供奉在寺内听人祭祀。这个故事，以特殊情节揭示了门头沟一带窑主的凶残。2021/8/515诗的落款是“康熙御血题记”，再说，朝廷的大臣们找不见出土煤雕

中国的煤精雕刻，历史悠久、源远流长，考古出土大批实物资料证实，早在六七千年以前的新石器时代晚期，我们的祖先就用煤精磨制出了古朴的用品；从新石器时代晚期起直下唐宋时期的几千年中，中国的煤雕工艺一直延绵不衰，出土的煤精制品遍及全国广大地区。据已经发现和见到的调查、发掘资料初步统计，10个省区30多个县市数十处古墓、遗址中出土的煤精制品和坯料、煤块等，共计已有550多件。2021/8/516出土煤雕2021/8/516陕西风翔高庄、马家庄、大邑丘龙等地春秋战国时期的古墓中。西周国都丰镐遗址出土的炭精环2021/8/517陕西风翔高庄、马家庄、大邑丘龙等地春秋战国时期的古墓河南陕县出土的东汉炭精小羊四川奉节出土的西汉炭精发饰2021/8/518河南陕县出土的东汉炭精小羊四川奉节出土的西汉炭精发饰2021陕西西安出土的东汉炭精耳珰甘肃嘉峪关出土的晋代煤精猪2021/8/519陕西西安出土的东汉炭精耳珰甘肃嘉峪关出土的晋代煤精猪2021四川昭化出土的南北朝炭精狮2021/8/520四川昭化出土的南北朝炭精狮2021/8/520新疆高昌故城出土的唐代煤精方盒（a）盒内装的波斯萨珊王朝银币（b）2021/8/521新疆高昌故城出土的唐代煤精方盒（a）2021/8/521（一）煤的形成煤是最丰富的化石燃料，在距今3亿年前的古生代石炭纪，生长着大量的植物。二、煤的形成及分类2021/8/522（一）煤的形成二、煤的形成及分类2021/8/522这些生物死后，残骸在地下经长期的堆积、埋藏，在高温、高压、缺氧条件下，经过复杂的物理化学变化而形成的。这一过程称成煤作用。2021/8/523这些生物死后，残骸在地下经长期的堆积、埋藏，在高温植物死亡后，被氧化及被细菌或微生物分解，使其腐烂成为泥煤

(peat)，泥煤中含有大量之水分，燃烧热值不高。泥煤被埋在沉积物底下，受地质作用之温度与温度的增加，使煤原有之水分、氧、氮之含量减少，碳之含量及密度逐渐增加，经褐煤(lignite)、烟煤(bituminouscoal)，最后转变成为无烟煤(anthracite)。2021/8/524植物死亡后，被氧化及被细菌或微生物分解，使其腐烂成为无烟煤质地坚硬，燃烧时几乎无烟、耐燃。埋在地下的时间愈久，煤含水及其它挥发成分愈低，煤质愈好。煤中所含不挥发的碳，称为固定碳。无烟煤是最高级的煤，固定碳量在90%以上。固定碳及挥发份多，煤之燃料价值也较高。硫分及水分越多，则煤的品质越差。2021/8/525无烟煤质地坚硬，燃烧时几乎无烟、耐燃。2021/8/煤形成过程中的三个因素：

细菌：在细菌作用下，残骸的表层部分由于接触空气，经腐解变质，蛋白质和纤维素生成CO2和H2O等气体和液体产物，深埋地下。在缺氧或无氧条件下，厌氧菌将木质素等转变为腐殖酸和沥青等，后者再经多种不同步骤转化为煤。

温度：随着地层的下沉和沉积层的加厚明显升高，使成煤过程的变质作用得以进行。

压力：压力是变质作用的必要条件之一，压力与温度相关联，温度高时，压力也大。2021/8/526煤形成过程中的三个因素：2021/8/526（二）煤的分类

主要有泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤（煤化程度的不同），其煤化程度依次增高。它们的形成过程，用化学式可大致表示如下：

可见，随着煤转化程度的提高，各类产物中的碳氢比依次增高，而氧含量逐渐减小。2021/8/527（二）煤的分类2021/8/527（1）泥炭煤化最浅的可燃矿物，其含碳量约为55％～60％，氧含量约为30％，在干燥情况下很容易燃烧。另外泥炭中含有大量腐殖酸类物质，经过加工，可以作农作物肥料和生长激素。（2）褐煤泥炭进一步煤化的产物，很容易燃烧，适宜于作为发电燃料，也可用于气化，生成合成原料气或城市煤气。2021/8/528（1）泥炭2021/8/528（3）烟煤煤化较深的品种，其挥发分含量达10％～15％，容易燃烧；燃烧时会发出较长的火焰和黑烟，故称烟煤。是世界上储量最多，用途最广的煤种。陈供燃烧外，还大量用于焦炭的冶炼、煤气化和化学工业。（4）无烟煤（又称白煤）煤化过程的最后产物，其合碳量高达89%～98%，质硬，色黑，有金属光泽，燃点较高；燃烧火焰呈蓝色。多用于民用和化肥工业。2021/8/529（3）烟煤2021/8/529三、煤炭资源（一）世界煤炭资源煤炭是地球上蕴藏量最丰富，分布地域最广的化石燃料。据世界能源委员会的评估，世界煤炭可采资源量达4.84×104亿t标准煤，占世界化石燃料可采资源量的66.8％。据《1997世界能源统计评论》统计，至1996年底，世界煤炭探明的可采储量为1.03161×104亿t，储采比为224年，其中七位储量最大的国家依次为美国、中国、澳大利亚、印度、德国、南非和波兰。2021/8/530三、煤炭资源（一）世界煤炭资源煤炭是地球上蕴藏量最丰2021/8/5312021/8/5312021/8/5322021/8/532

1.总括

我国是一个以煤炭为主要能源的国家，煤炭在能源生产和消费中的比例一直在70％以上，而且这种格局短期内不会根本改变。据有关专家预测，到2050年，煤炭在能源中的比例仍占50%以上。为节约和保护资源，实现国民经济和社会可持续发展，正确认识我国煤炭资源基本特征是非常必要的。

（一）我国煤炭资源2021/8/5331.总括（一）我国煤炭资源2021/8/533经过反复计算和论证，截至2002年年底：中国探明可直接利用的煤炭储量1886亿吨；人均探明煤炭储量145吨，按人均年消费煤炭1.45吨，即全国年产19亿吨煤炭计算，可以保证开采上百年。包括3317亿吨基础储量和6872亿吨资源量共计1万亿多吨的资源，可以留待后人勘探开发。2021/8/534经过反复计算和论证，截至2002年年底：2021/8/534另一组数据显示：同期中国炼焦用煤储量为649亿吨，还有基础储量1244亿吨、资源量1477亿吨；2003年中国生产焦炭1.78亿吨，出口量占世界贸易量的56.4%。按照近期中国焦炭的生产能力，已经探明的炼焦用煤储量，可以保证开采200年左右。2021/8/535另一组数据显示：2021/8/5352.我国煤炭资源的地域分布

煤炭资源主要分布于昆仑-秦岭-大别山以北地区，煤炭资源量占全国煤炭资源总量的93.08%。煤炭资源主要分布于大兴安岭-太行山-雪峰山以西地区。大致这一线以西的内蒙古、山西、四川、贵州等11个省区，煤炭资源量占全国煤炭资源总量的91.83%。我国煤炭资源地域分布上的北多南少、西多东少的特点，决定了我国的西煤东运、北煤南运的基本生产格局。2021/8/5362.我国煤炭资源的地域分布2021/8/5362021/8/5372021/8/537中国煤炭资源分布面广，除上海市外，全国各省、市、自治区都有不同数量的煤炭资源。在全国2100多个县中，1200多个有预测储量，已有煤矿进行开采的县就有1100多个，占60％左右。按省、市、自治区计算，山西、内蒙、陕西、新疆、贵州和宁夏6省区最多，这6省的保有储量约占全国的81.6％。2021/8/538中国煤炭资源分布面广，除上海市外，全国各省、市、自治煤炭资源的分布区域：

华北地区最多，占全国保有储量的49.25％；西北地区（30.39％）；西南地区（8.64％）；华东地区（5.7％）；中南地区（3.06％）；东北地区（2.97％）。2021/8/539煤炭资源的分布区域：2021/8/5393.我国煤质特征及煤炭分类（1）煤质特征判别煤炭质量优劣的指标很多，其中最主要的指标为煤的灰分含量和硫分含量。陆相沉积，煤的灰分、硫分普遍较低；海陆相交替沉积，煤的灰分、硫分普遍较高。2021/8/5403.我国煤质特征及煤炭分类（1）煤质特征2021/8/540中国煤炭灰分普遍较高，秦岭以北地区，晋北、陕北、宁夏、两淮、东北等地区，侏罗纪煤田为陆相沉积，煤的灰分一般为10％～20％，有的在10％以下，硫分一般小于1％，东北地区硫分普遍小于0.5％。中国北方普遍分布的石灰纪、秦岭以南地区、湖南的黔阳煤系、湖北的梁山煤系等属海陆交替沉积的煤，灰分一般达15％～25％，硫分一般高达2％～5％。广西合山、四川上寺等地的晚二叠纪煤层属浅海相沉积煤，硫分可高达6％～10％以上。2021/8/541中国煤炭灰分普遍较高，秦岭以北地区，晋北、陕北、宁夏硫分小于1％的特低硫煤占探明储量的43.5％以上，大于4％的高硫煤仅为2.28％。中国的炼焦用煤一般为中灰、中疏煤，低灰和低硫煤很少。炼焦用煤的灰分一般都在20％以上；硫分含量大于2％的炼焦用煤占20％以上。中国炼焦用煤的另一大特点是：硫分越高，煤的动结性往往越强，其可选性一般较差2021/8/542硫分小于1％的特低硫煤占探明储量的43.5％以上，大炼焦煤类（27.65％）非炼焦煤类（72.35％）气煤（13.75％）主焦煤（5.81％）肥煤（3.53％）瘦煤（4.01％）其它（0.55％）无烟煤（10.93％）贫煤（5.55％）弱黏煤（1.74％）不黏煤（13.8％）长焰煤（12.52％）褐煤（12．76％）天然焦（0.19％）其它（14.86）分类（2）煤炭分类2021/8/543炼焦煤类气煤（13.75％）无烟煤（10.93％）分类（2）4.对我国煤炭资源的评价中国煤炭资源在储量、勘探程度、地理分布、煤种及煤质等方面有以下特点：

（1）煤炭资源丰富，但人均占有量低。（2）煤炭资源的地理分布极不平衡。（3）各地区煤炭品种和质量变化较大，分布也不理想。（4）适于露天开采的储量少

2021/8/5444.对我国煤炭资源的评价中国煤炭资源在储量、勘探程度（1）煤炭资源丰富，但人均占有量低

中国煤炭资源虽丰富，但勘探程度较低，经济可采储量较少。所谓经济开采储量是指经过勘探可供建井，并且扣除了回采损失及经济上无利和难以开采出来的储量后，实际上能开采并加以利用的储量。在目前经勘探证实的储量中，精查储量仅占30％，而且大部分已经开发利用，煤炭后备储量相当紧张。我国人均：约234.4t世界人均：312.7t美国人均：1045t2021/8/545（1）煤炭资源丰富，但人均占有量低2021/8/545（2）煤炭资源的地理分布极不平衡北多南少、西多东少，分布与消费区分布不协调。华东地区：煤炭87％在皖、鲁，而工业在以上海为中心的长江三角洲地区；中南地区：煤炭72％在豫，而工业在武汉和珠江三角洲地区；西南地区：煤炭67％在黔，而工业主要在四川；东北地区：煤炭52％在黑，而工业集中在辽宁。2021/8/546（2）煤炭资源的地理分布极不平衡2021/8/546（3）各地区煤炭品种和质量变化较大，分布也不理想

中国炼焦煤在地区上分布不平衡：四种主要炼焦煤种中，瘦煤、焦煤、肥煤有一半左右集中在山西；而拥有大型钢铁企业的华东、中南、东北地区，炼焦煤很少。东北地区，钢铁工业在辽；炼焦煤大多在黑；西南地区，钢铁工业在川；炼焦煤主要集中在黔。

2021/8/547（3）各地区煤炭品种和质量变化较大，分布也不理想2021/8（4）适于露天开采的储量少

露天开采效率高，投资省，建没周期短。我国适于露天开采的煤炭储量少，仅占总储量的7％左右，其中70％是褐煤，主要分布在内蒙、新疆和云南。2021/8/548（4）适于露天开采的储量少2021/8/5485.我国主要煤田煤田是煤炭生成和分布的地带。煤矿是人类开采煤炭的场所。人类只有在煤田上开设煤矿生产煤炭，才能取得能源。由此可见，煤田的划分是根据自然条件，而煤矿的设立是根据开采条件。2021/8/5495.我国主要煤田煤田是煤炭生成和分布的地带。1.大同煤田

含煤面积1781.3Km2，资源量341.8亿吨。区内产量9000万吨左右，以动力煤为主，是山西生产出口煤最多的煤田。主要品种为大同动力煤。

但是，随着与之相似的国内陕西神府煤田、内蒙古东胜煤田的开发及神华铁路的建设、印尼及南非出口动力煤的迅速发展，该事实上已失去竞争力，未来将处于逐年退缩的境地。

大同煤田目前以生产侏罗纪煤为主，侏罗纪煤现仅有保有储量58.8亿吨，按现有产量仅可开采20余年。因此,开发下部石炭-二迭纪煤田以迫在眉睫.2021/8/5501.大同煤田2021/8/5502.宁武煤田

面积3087Km2，资源量974.34亿吨，区内产量3700余万吨，以动力煤为主，出口煤量仅次于大同煤田，主要出口品种为平朔洗动力煤.其特点是具有较高的灰熔点，较稳定的质量及供货能力。其缺点是灰分、硫分较高，洗选后仍不如大同煤。目前该矿主产品基本全部出口。大宁煤田最有希望的煤种是在90年代才开始勘测，近年来刚刚开发的大宁煤田南部侏罗纪煤。该煤田面积100多平方公里，煤层厚度1-3米，现年生产能力已达到100余万吨(全部为地方小矿)。2021/8/5512.宁武煤田2021/8/5513.

沁水煤田

含煤面积30500.1Km2，资源量3316.5亿吨，以无烟煤和半无烟煤为主。主要有晋城无烟煤和阳泉无烟煤，是山西省第三大出口产品。近年来受到国外越南鸿基煤、国内宁夏无烟煤的冲击，加上世界无烟煤市场的萎缩，这二个品种也将逐年萎缩。最有出口潜力的是该煤田西南部的焦煤。现有矿井约50个(全是地方小矿)。年产量为450万吨左右。作为低灰低硫、低挥发分、强粘结性焦煤，该煤种必将成为进入国际市场的一个名牌产品。2021/8/5523.

沁水煤田2021/8/552四、煤的开采埋藏在地下的煤层，由于成煤条件不同，地质情况各异，有的埋藏很深，有的埋藏较浅，因此开采方法也不一样。煤的开采方法：

露天开采地下开采。2021/8/553四、煤的开采埋藏在地下的煤层，由于成煤条件不同，地质现代露天煤矿开采煤炭的大型挖掘机1.露天开采移去煤层上面的表土和岩石（覆盖层），开采显露的煤层。2021/8/554现代露天煤矿开采煤炭的大型挖掘机1.露天开采2021/8/2021/8/5552021/8/555习惯上又称叫剥离法开采，这是因为露出地面的煤已开采殆尽，有必要剥离表土，使煤层显露出来。此法在煤层埋藏不深的地方应用最为合适，许多现代化露天矿使用设备足以剥除厚达60余米的覆盖层。露天开采用于地形平坦，矿层作水平延展，能进行大范围剥离的矿区最为经济。当矿床地形起伏或多山时，采用沿等高线剥离法建立台阶，其一侧是山坡，另一侧几乎是垂直的峭壁。露天开采使地面受到损害或彻底的破坏，应采取措施，重新恢复地面。2021/8/556习惯上又称叫剥离法开采，这是因为露出地面的煤已开采殆煤层埋藏较深的地方用此法。矿井开采条件的好坏与煤矿中含瓦斯的多少成反比。传统的地下开采方法：

竖井开采斜井开采平硐开采

2.地下开采2021/8/557煤层埋藏较深的地方用此法。矿井开采条件的好坏与煤矿中竖井是一种从地面开掘以提供到达某一煤层或某几个煤层通道的垂直井。从一个煤层下掘到另一个煤层的竖井称盲井。在井下，开采出的煤倒入竖井旁侧位于煤层水平以下的煤仓中，再装入竖井箕斗从井下提升上来。2021/8/558竖井是一种从地面开掘以提供到达某一煤层或某几个煤层通斜井是用来开采非水平煤层或是从地面到达某一煤层或多煤层之间的一种倾斜巷道。斜井中装有用来运煤的带式输送机，人员和材料用轨道车辆运输。2021/8/559斜井是用来开采非水平煤层或是从地面到达某一煤层或多煤平硐是一种水平或接近水平的隧道，开掘于水平或倾斜煤层在地表露出处，常随着煤层开掘，允许采用任何常规方法将煤从工作面连续运输到地面。2021/8/560平硐是一种水平或接近水平的隧道，开掘于水平或倾斜煤层2021/8/5612021/8/561现在地下开采大多使用机械。传统的开采法是将开采坑道支撑起来。然后挖掘、钻孔、爆破、装载，最后将煤运到地上；还有一种采法，是用机械不断发挖掘和钻孔，再用其它机械将煤输出坑道。这种方式每分种大约可生产12吨煤。2021/8/562现在地下开采大多使用机械。2021/8/562矿井支护——煤矿安全漫画集难道这就是矸石充填？！2021/8/563矿井支护——煤矿安全漫画集难道这就是矸石充填？！2021请在支架保护下清理煤炭。

2021/8/564请在支架保护下清理煤炭。2021/8/564用专用工具在支架保护下进行挑顶或处理伞檐。2021/8/565用专用工具在支架保护下进行挑顶或处理伞檐。2021/8/5正在工作的采煤机滚筒旁边，不得停人。2021/8/566正在工作的采煤机滚筒旁边，不得停人。2021/8/566司机同志别急于启动采煤机，请先调整好牵引链。2021/8/567司机同志别急于启动采煤机，请先调整好牵引链。2021/8/这位又要受伤了！手抓着柱帽时，不得开动液压推溜千斤顶2021/8/568这位又要受伤了！手抓着柱帽时，不得开动液压调整歪斜支架之前，必须检查顶板。2021/8/569调整歪斜支架之前，必须检查顶板。2021/8/569不准在无支柱保护的顶板下回柱！2021/8/570不准在无支柱保护的顶板下回柱！2021/8/570请注意！别挤了手！2021/8/571请注意！别挤了手！2021/8/571应该及时检查支架构件的连接销子。2021/8/572应该及时检查支架构件的连接销子。2021/8/572正在移动的液压支架下面不得有人，以免前梁落下伤人2021/8/573正在移动的液压支架下面不得有人，以免前梁落下伤人2021/这样打金属支柱或许谁也不会发现......2021/8/574这样打金属支柱或许谁也不会发现......2021/8/57严禁把撑柱打在液压支架拉架千斤顶的缸体上。2021/8/575严禁把撑柱打在液压支架拉架千斤顶的缸体上。2021/8/5工作面支护马马虎虎，这样工作还能不出伤亡事故？2021/8/576工作面支护马马虎虎，这样工作还能不出伤亡事故？2021/8五、煤的利用煤既是动力燃料，又是化工和制焦炼铁的原料，素有“工业粮食”之称。众所周知，工业界和民间常用煤做燃料以获取热量或提供动力。世界历史上，揭开工业文明篇章的瓦特蒸汽机就是由煤驱动的。此外，还可把燃煤热能转化为电能进而长途输运，是世界电能的主来源之一。2021/8/577五、煤的利用煤既是动力燃料，又是化工和制焦炼铁的原料煤的主要用途是作为能源。煤也能炼制出许多化学品，若将煤干馏，可产生煤气、焦炭及重要的工业原料。煤的使用依其化学成分及水分而定，大致上可分为下列几种：

作燃料用途作为发电燃料作为工业原料

2021/8/578煤的主要用途是作为能源。煤也能炼制出许多化学品，若将2021/8/5792021/8/579注：文档资料素材和资料部分来自网络，如不慎侵犯了您的权益，请联系文库客服，我们将做删除处理，感谢您的理解。注：文档资料素材和资料部分来自网络，如不慎侵犯了您的权益，请第三节煤炭一、煤炭史话二、煤的形成及分类三、煤炭开采和加工四、煤炭资源2021/8/581第三节煤炭一、煤炭史话2021/8/51

称谓

“Coal”这个名词来源于古老的盎格鲁撒克逊语——“Col”的意思是发光的或是燃烧的石头。我国：现在：煤或煤炭；古代：石涅、黑金、黑丹、乌金、石墨、石炭等。一、煤炭史话2021/8/582称谓一、煤炭史话2021/8/52

发展史

春秋战国时代的地理著作《山海经》记载了煤的产出情况，如：

“女床之山，其阳多赤铜，其阴多石涅。”“风雨之山，其上多白金，其下多石涅。”2021/8/583发展史2021/8/53《汉书•地理志》：“豫章出石，可燃为薪”。

（豫章：今江西境内）可以当柴烧的石头就是煤，此时，煤已经走进人们的日常生活中了。

2021/8/584《汉书•地理志》：2021/8/54

南北朝以后，煤被称为石炭。在1500多年以前的古书《水经注》里记载：

“屈茨北二百里有山，夜则火光，昼日但烟，人取此山石炭，冶此山铁”。

（屈茨：今新疆库车一带）这表明当时我国用煤炼铁的事业已经很发达。

2021/8/585南北朝以后，煤被称为石炭。在1500多年以前的古书《

隋唐时代，采煤事业有了进一步发展，以采煤为职业的人逐渐增多起来。唐代有一个从日本到中国来留学的和尚写了一本书，书上说到，在山西太原晋山：

“遍山皆有石炭，近远诸州，尽来取烧。”

现在山东淄博和太行山东麓一带，还有唐代当年开采煤矿的遗迹。可见当时民间用煤十分普遍。2021/8/586隋唐时代，采煤事业有了进一步发展，以采煤为职业的人宋代，朝廷开始设有专门的官吏来管理煤炭的生产和买卖。北宋时期，石炭代替木炭，已经成为汴京（今河南开封）居民不可缺少的燃料；当地成千上万户人家做饭取暖都用煤，甚至街头卖小食的也用煤生炉子。2021/8/587宋代，朝廷开始设有专门的官吏来管理煤炭的生产和买卖。13世纪的宋末元初，意大利人马可•波罗旅行来到中国，回国后在他的《东方见闻录》一书中写道：

“中国全境之中，有一种黑石，采自山中，如同脉络，燃烧于薪无异，起火候且较薪为优，盖若夜间燃火，次晨不息，其质优良，只是全境不然它物。”马可•波罗所说的“黑石”就是煤，其实，这时我国已经用了1000多年，但在他看来，燃烧“黑石”竟还是一件值得大书特书的奇闻怪事。2021/8/58813世纪的宋末元初，意大利人马可•波罗旅行来到中国，到了明代，“京师百万之家，皆以石煤代薪”，每年仅仅制造宫廷御用什物，就需要用煤几十万斤。当时民用和手工业用煤的数量就更大了。为了确定各种煤的用途，明代已经有人研究煤的分类。比如根据煤块大小的不同，把煤分成三类：明煤、碎煤和末煤。后来还有人研究煤的成因，认为“煤是远古树木，因地震埋到地下，历经变化而成的。”很有科学道理。2021/8/589到了明代，“京师百万之家，皆以石煤代薪”，每年仅仅制明代科学家宋应星所著《天工开物》中详细地介绍了当时的采煤技术：

“凡取煤经历久者，从土面能辨有无之色，然后挖掘，深至五丈许，方始得煤。初见煤端时，毒气灼人，有将巨竹凿去中节，尖锐其末，插入炭中，其毒烟从竹中透上。人从其下施攫拾取者，或一井而下；炭纵横广有，则随其左右阔取。其上支板，以防压崩耳……”说明了明代已科学地掌握了采煤方法，懂得采掘、支架、提升和排出毒气的知识。今天的采煤技术，就是在过去采煤技术的基础上发展起采的。2021/8/590明代科学家宋应星所著《天工开物》中详细地介绍了当时的明代民族英雄于谦《咏煤炭》写道：

凿开混沌得乌金，藏蓄阳和意最深。爝火燃回春浩浩，洪炉照破夜沉沉。鼎彝元赖生成力，铁石犹存死后心。但愿苍生俱饱暖，不辞辛苦出山林。2021/8/591明代民族英雄于谦《咏煤炭》写道：2021/8/511康熙皇帝被困煤窑的故事清朝中期以后，京西门头沟一带流传康熙皇帝被困煤窑的故事。在他亲政后不久，臣下向他禀报门头沟一带“关门窑”的情况，他听了以后半信半疑，想亲自去察个究竟。有一天，他装扮成平民只身前往门头沟私访厂走到过街塔附近，看见一伙像罪犯一样的窑工被人领着往窑坑走去，他也随着那伙人往坑下走。2021/8/592康熙皇帝被困煤窑的故事清朝中期以后，京西门头沟一带流走着走着，闻到一股股烂肉的臭味，他借着油灯的微弱光亮仔细一看，不由得大吃一惊，原来臭味是坑道边上一些死人腐烂的气味，心里发怵了。于是他焦急地要回皇城，立即降旨查封这些关门窑。2021/8/593走着走着，闻到一股股烂肉的臭味，他借着油灯的微弱光亮康熙皇帝一心想着爬出坑口返回城里，施展他的权威，却忘记了这儿是关门窑，眼下已身不由己了。当他刚向坑口爬行时，冷不防挨了一鞭子，被脚踢得滚了下来，这时他一怔靖醒过来了，想走走不了了。于是主意来了，他一狠心张嘴咬破了中指，用自己的鲜血在煤石上写了几句诗：

真龙被困关门窑，过街塔下好心焦。血染煤石传圣旨，快快还我大清朝。

2021/8/594康熙皇帝一心想着爬出坑口返回城里，施展他的权威，却忘诗的落款是“康熙御血题记”，再说，朝廷的大臣们找不见皇帝，一个个急得团团转，立即派人四出查巡，忽然在景山煤堆上发现了一块写着血字的煤石，才知道皇帝被困在煤窑里边了上。后来，人们就把康熙皇帝写的那块煤石称为“御血石”，还在过街塔西边修了一座石佛寺，把血石供奉在寺内听人祭祀。这个故事，以特殊情节揭示了门头沟一带窑主的凶残。2021/8/595诗的落款是“康熙御血题记”，再说，朝廷的大臣们找不见出土煤雕

中国的煤精雕刻，历史悠久、源远流长，考古出土大批实物资料证实，早在六七千年以前的新石器时代晚期，我们的祖先就用煤精磨制出了古朴的用品；从新石器时代晚期起直下唐宋时期的几千年中，中国的煤雕工艺一直延绵不衰，出土的煤精制品遍及全国广大地区。据已经发现和见到的调查、发掘资料初步统计，10个省区30多个县市数十处古墓、遗址中出土的煤精制品和坯料、煤块等，共计已有550多件。2021/8/596出土煤雕2021/8/516陕西风翔高庄、马家庄、大邑丘龙等地春秋战国时期的古墓中。西周国都丰镐遗址出土的炭精环2021/8/597陕西风翔高庄、马家庄、大邑丘龙等地春秋战国时期的古墓河南陕县出土的东汉炭精小羊四川奉节出土的西汉炭精发饰2021/8/598河南陕县出土的东汉炭精小羊四川奉节出土的西汉炭精发饰2021陕西西安出土的东汉炭精耳珰甘肃嘉峪关出土的晋代煤精猪2021/8/599陕西西安出土的东汉炭精耳珰甘肃嘉峪关出土的晋代煤精猪2021四川昭化出土的南北朝炭精狮2021/8/5100四川昭化出土的南北朝炭精狮2021/8/520新疆高昌故城出土的唐代煤精方盒（a）盒内装的波斯萨珊王朝银币（b）2021/8/5101新疆高昌故城出土的唐代煤精方盒（a）2021/8/521（一）煤的形成煤是最丰富的化石燃料，在距今3亿年前的古生代石炭纪，生长着大量的植物。二、煤的形成及分类2021/8/5102（一）煤的形成二、煤的形成及分类2021/8/522这些生物死后，残骸在地下经长期的堆积、埋藏，在高温、高压、缺氧条件下，经过复杂的物理化学变化而形成的。这一过程称成煤作用。2021/8/5103这些生物死后，残骸在地下经长期的堆积、埋藏，在高温植物死亡后，被氧化及被细菌或微生物分解，使其腐烂成为泥煤

(peat)，泥煤中含有大量之水分，燃烧热值不高。泥煤被埋在沉积物底下，受地质作用之温度与温度的增加，使煤原有之水分、氧、氮之含量减少，碳之含量及密度逐渐增加，经褐煤(lignite)、烟煤(bituminouscoal)，最后转变成为无烟煤(anthracite)。2021/8/5104植物死亡后，被氧化及被细菌或微生物分解，使其腐烂成为无烟煤质地坚硬，燃烧时几乎无烟、耐燃。埋在地下的时间愈久，煤含水及其它挥发成分愈低，煤质愈好。煤中所含不挥发的碳，称为固定碳。无烟煤是最高级的煤，固定碳量在90%以上。固定碳及挥发份多，煤之燃料价值也较高。硫分及水分越多，则煤的品质越差。2021/8/5105无烟煤质地坚硬，燃烧时几乎无烟、耐燃。2021/8/煤形成过程中的三个因素：

细菌：在细菌作用下，残骸的表层部分由于接触空气，经腐解变质，蛋白质和纤维素生成CO2和H2O等气体和液体产物，深埋地下。在缺氧或无氧条件下，厌氧菌将木质素等转变为腐殖酸和沥青等，后者再经多种不同步骤转化为煤。

温度：随着地层的下沉和沉积层的加厚明显升高，使成煤过程的变质作用得以进行。

压力：压力是变质作用的必要条件之一，压力与温度相关联，温度高时，压力也大。2021/8/5106煤形成过程中的三个因素：2021/8/526（二）煤的分类

主要有泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤（煤化程度的不同），其煤化程度依次增高。它们的形成过程，用化学式可大致表示如下：

可见，随着煤转化程度的提高，各类产物中的碳氢比依次增高，而氧含量逐渐减小。2021/8/5107（二）煤的分类2021/8/527（1）泥炭煤化最浅的可燃矿物，其含碳量约为55％～60％，氧含量约为30％，在干燥情况下很容易燃烧。另外泥炭中含有大量腐殖酸类物质，经过加工，可以作农作物肥料和生长激素。（2）褐煤泥炭进一步煤化的产物，很容易燃烧，适宜于作为发电燃料，也可用于气化，生成合成原料气或城市煤气。2021/8/5108（1）泥炭2021/8/528（3）烟煤煤化较深的品种，其挥发分含量达10％～15％，容易燃烧；燃烧时会发出较长的火焰和黑烟，故称烟煤。是世界上储量最多，用途最广的煤种。陈供燃烧外，还大量用于焦炭的冶炼、煤气化和化学工业。（4）无烟煤（又称白煤）煤化过程的最后产物，其合碳量高达89%～98%，质硬，色黑，有金属光泽，燃点较高；燃烧火焰呈蓝色。多用于民用和化肥工业。2021/8/5109（3）烟煤2021/8/529三、煤炭资源（一）世界煤炭资源煤炭是地球上蕴藏量最丰富，分布地域最广的化石燃料。据世界能源委员会的评估，世界煤炭可采资源量达4.84×104亿t标准煤，占世界化石燃料可采资源量的66.8％。据《1997世界能源统计评论》统计，至1996年底，世界煤炭探明的可采储量为1.03161×104亿t，储采比为224年，其中七位储量最大的国家依次为美国、中国、澳大利亚、印度、德国、南非和波兰。2021/8/5110三、煤炭资源（一）世界煤炭资源煤炭是地球上蕴藏量最丰2021/8/51112021/8/5312021/8/51122021/8/532

1.总括

我国是一个以煤炭为主要能源的国家，煤炭在能源生产和消费中的比例一直在70％以上，而且这种格局短期内不会根本改变。据有关专家预测，到2050年，煤炭在能源中的比例仍占50%以上。为节约和保护资源，实现国民经济和社会可持续发展，正确认识我国煤炭资源基本特征是非常必要的。

（一）我国煤炭资源2021/8/51131.总括（一）我国煤炭资源2021/8/533经过反复计算和论证，截至2002年年底：中国探明可直接利用的煤炭储量1886亿吨；人均探明煤炭储量145吨，按人均年消费煤炭1.45吨，即全国年产19亿吨煤炭计算，可以保证开采上百年。包括3317亿吨基础储量和6872亿吨资源量共计1万亿多吨的资源，可以留待后人勘探开发。2021/8/5114经过反复计算和论证，截至2002年年底：2021/8/534另一组数据显示：同期中国炼焦用煤储量为649亿吨，还有基础储量1244亿吨、资源量1477亿吨；2003年中国生产焦炭1.78亿吨，出口量占世界贸易量的56.4%。按照近期中国焦炭的生产能力，已经探明的炼焦用煤储量，可以保证开采200年左右。2021/8/5115另一组数据显示：2021/8/5352.我国煤炭资源的地域分布

煤炭资源主要分布于昆仑-秦岭-大别山以北地区，煤炭资源量占全国煤炭资源总量的93.08%。煤炭资源主要分布于大兴安岭-太行山-雪峰山以西地区。大致这一线以西的内蒙古、山西、四川、贵州等11个省区，煤炭资源量占全国煤炭资源总量的91.83%。我国煤炭资源地域分布上的北多南少、西多东少的特点，决定了我国的西煤东运、北煤南运的基本生产格局。2021/8/51162.我国煤炭资源的地域分布2021/8/5362021/8/51172021/8/537中国煤炭资源分布面广，除上海市外，全国各省、市、自治区都有不同数量的煤炭资源。在全国2100多个县中，1200多个有预测储量，已有煤矿进行开采的县就有1100多个，占60％左右。按省、市、自治区计算，山西、内蒙、陕西、新疆、贵州和宁夏6省区最多，这6省的保有储量约占全国的81.6％。2021/8/5118中国煤炭资源分布面广，除上海市外，全国各省、市、自治煤炭资源的分布区域：

华北地区最多，占全国保有储量的49.25％；西北地区（30.39％）；西南地区（8.64％）；华东地区（5.7％）；中南地区（3.06％）；东北地区（2.97％）。2021/8/5119煤炭资源的分布区域：2021/8/5393.我国煤质特征及煤炭分类（1）煤质特征判别煤炭质量优劣的指标很多，其中最主要的指标为煤的灰分含量和硫分含量。陆相沉积，煤的灰分、硫分普遍较低；海陆相交替沉积，煤的灰分、硫分普遍较高。2021/8/51203.我国煤质特征及煤炭分类（1）煤质特征2021/8/540中国煤炭灰分普遍较高，秦岭以北地区，晋北、陕北、宁夏、两淮、东北等地区，侏罗纪煤田为陆相沉积，煤的灰分一般为10％～20％，有的在10％以下，硫分一般小于1％，东北地区硫分普遍小于0.5％。中国北方普遍分布的石灰纪、秦岭以南地区、湖南的黔阳煤系、湖北的梁山煤系等属海陆交替沉积的煤，灰分一般达15％～25％，硫分一般高达2％～5％。广西合山、四川上寺等地的晚二叠纪煤层属浅海相沉积煤，硫分可高达6％～10％以上。2021/8/5121中国煤炭灰分普遍较高，秦岭以北地区，晋北、陕北、宁夏硫分小于1％的特低硫煤占探明储量的43.5％以上，大于4％的高硫煤仅为2.28％。中国的炼焦用煤一般为中灰、中疏煤，低灰和低硫煤很少。炼焦用煤的灰分一般都在20％以上；硫分含量大于2％的炼焦用煤占20％以上。中国炼焦用煤的另一大特点是：硫分越高，煤的动结性往往越强，其可选性一般较差2021/8/5122硫分小于1％的特低硫煤占探明储量的43.5％以上，大炼焦煤类（27.65％）非炼焦煤类（72.35％）气煤（13.75％）主焦煤（5.81％）肥煤（3.53％）瘦煤（4.01％）其它（0.55％）无烟煤（10.93％）贫煤（5.55％）弱黏煤（1.74％）不黏煤（13.8％）长焰煤（12.52％）褐煤（12．76％）天然焦（0.19％）其它（14.86）分类（2）煤炭分类2021/8/5123炼焦煤类气煤（13.75％）无烟煤（10.93％）分类（2）4.对我国煤炭资源的评价中国煤炭资源在储量、勘探程度、地理分布、煤种及煤质等方面有以下特点：

（1）煤炭资源丰富，但人均占有量低。（2）煤炭资源的地理分布极不平衡。（3）各地区煤炭品种和质量变化较大，分布也不理想。（4）适于露天开采的储量少

2021/8/51244.对我国煤炭资源的评价中国煤炭资源在储量、勘探程度（1）煤炭资源丰富，但人均占有量低

中国煤炭资源虽丰富，但勘探程度较低，经济可采储量较少。所谓经济开采储量是指经过勘探可供建井，并且扣除了回采损失及经济上无利和难以开采出来的储量后，实际上能开采并加以利用的储量。在目前经勘探证实的储量中，精查储量仅占30％，而且大部分已经开发利用，煤炭后备储量相当紧张。我国人均：约234.4t世界人均：312.7t美国人均：1045t2021/8/5125（1）煤炭资源丰富，但人均占有量低2021/8/545（2）煤炭资源的地理分布极不平衡北多南少、西多东少，分布与消费区分布不协调。华东地区：煤炭87％在皖、鲁，而工业在以上海为中心的长江三角洲地区；中南地区：煤炭72％在豫，而工业在武汉和珠江三角洲地区；西南地区：煤炭67％在黔，而工业主要在四川；东北地区：煤炭52％在黑，而工业集中在辽宁。2021/8/5126（2）煤炭资源的地理分布极不平衡2021/8/546（3）各地区煤炭品种和质量变化较大，分布也不理想

中国炼焦煤在地区上分布不平衡：四种主要炼焦煤种中，瘦煤、焦煤、肥煤有一半左右集中在山西；而拥有大型钢铁企业的华东、中南、东北地区，炼焦煤很少。东北地区，钢铁工业在辽；炼焦煤大多在黑；西南地区，钢铁工业在川；炼焦煤主要集中在黔。

2021/8/5127（3）各地区煤炭品种和质量变化较大，分布也不理想2021/8（4）适于露天开采的储量少

露天开采效率高，投资省，建没周期短。我国适于露天开采的煤炭储量少，仅占总储量的7％左右，其中70％是褐煤，主要分布在内蒙、新疆和云南。2021/8/5128（4）适于露天开采的储量少2021/8/5485.我国主要煤田煤田是煤炭生成和分布的地带。煤矿是人类开采煤炭的场所。人类只有在煤田上开设煤矿生产煤炭，才能取得能源。由此可见，煤田的划分是根据自然条件，而煤矿的设立是根据开采条件。2021/8/51295.我国主要煤田煤田是煤炭生成和分布的地带。1.大同煤田

含煤面积1781.3Km2，资源量341.8亿吨。区内产量9000万吨左右，以动力煤为主，是山西生产出口煤最多的煤田。主要品种为大同动力煤。

但是，随着与之相似的国内陕西神府煤田、内蒙古东胜煤田的开发及神华铁路的建设、印尼及南非出口动力煤的迅速发展，该事实上已失去竞争力，未来将处于逐年退缩的境地。

大同煤田目前以生产侏罗纪煤为主，侏罗纪煤现仅有保有储量58.8亿吨，按现有产量仅可开采20余年。因此,开发下部石炭-二迭纪煤田以迫在眉睫.2021/8/51301.大同煤田2021/8/5502.宁武煤田

面积3087Km2，资源量974.34亿吨，区内产量3700余万吨，以动力煤为主，出口煤量仅次于大同煤田，主要出口品种为平朔洗动力煤.其特点是具有较高的灰熔点，较稳定的质量及供货能力。其缺点是灰分、硫分较高，洗选后仍不如大同煤。目前该矿主产品基本全部出口。大宁煤田最有希望的煤种是在90年代才开始勘测，近年来刚刚开发的大宁煤田南部侏罗纪煤。该煤田面积100多平方公里，煤层厚度1-3米，现年生产能力已达到100余万吨(全部为地方小矿)。2021/8/51312.宁武煤田2021/8/5513.

沁水煤田

含煤面积30500.1Km2，资源量3316.5亿吨，以无烟煤和半无烟煤为主。主要有晋城无烟煤和阳泉无烟煤，是山西省第三大出口产品。近年来受到国外越南鸿基煤、国内宁夏无烟煤的冲击，加上世界无烟煤市场的萎缩，这二个品种也将逐年萎缩。最有出口潜力的是该煤田西南部的焦煤。现有矿井约50个(全是地方小矿)。年产量为450万吨左右。作为低灰低硫、低挥发分、强粘结性焦煤，该煤种必将成为进入国际市场的一个名牌产品。2021/8/51323.

沁水煤田2021/8/552四、煤的开采埋藏在地下的煤层，由于成煤条件不同，地质情况各异，有的埋藏很深，有的埋藏较浅，因此开采方法也不一样。煤的开采方法：

露天开采地下开采。2021/8/5133四、煤的开采埋藏在地下的煤层，由于成煤条件不同，地质现代露天煤矿开采煤炭的大型挖掘机1.露天开采移去煤层上面的表土和岩石（覆盖层），开采显露的煤层。2021/8/5134现代露天煤矿开采煤炭的大型挖掘机1.露天开采2021/8/2021/8/51352021/8/555