煤炭是古代植物埋藏在地下經(jīng)歷了復(fù)雜的生物化學(xué)和物理化學(xué)變化逐漸形成的固體可燃性礦物。一種固體可燃有機(jī)巖,主要由植物遺體經(jīng)生物化學(xué)作用,埋藏后再經(jīng)地質(zhì)作用轉(zhuǎn)變而成。俗稱煤炭。煤炭被人們譽(yù)為黑色的金子,工業(yè)的食糧,它是十八世紀(jì)以來人類世界使用的主要能源之一。
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(zhì),由于地殼的變動(dòng)不斷地埋入地下,長期與空氣隔絕,并在高溫高壓下,經(jīng)過一系列復(fù)雜的物理化學(xué)變化等因素,形成的黑色可燃沉積巖,這就是煤炭的形成過程。
一座煤礦的煤層厚薄與這地區(qū)的地殼下降速度及植物遺骸堆積的多少有關(guān)。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。又由于地殼的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使原來水平的煤層發(fā)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(fā)現(xiàn)。還有一些煤層相對比較薄,而且面積也不大,所以沒有開采價(jià)值,有關(guān)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(yīng)當(dāng)進(jìn)一步加以研究和探討。一座大的煤礦,煤層很厚,煤質(zhì)很優(yōu),但總的來說它的面積并不算很大。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(yīng)當(dāng)是很大的。因?yàn)樵谶h(yuǎn)古時(shí)期地球上到處都是森林和草原,因此,地下也應(yīng)當(dāng)?shù)教幱袃?chǔ)存煤炭的痕跡;煤層也不一定很厚,因?yàn)橹参锏闹θ~、根莖腐爛變成腐植質(zhì),又會(huì)被植物吸收,如此反復(fù),最終被埋入地下時(shí)也不會(huì)那么集中,土層與煤層的界限也不會(huì)劃分得那么清楚。
但是,無可否認(rèn)的事實(shí)和依據(jù),煤炭千真萬確是植物的殘骸經(jīng)過一系統(tǒng)的演變形成的,這是顛簸不破的真理,只要仔細(xì)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(fā)現(xiàn)非常清楚的植物組織和構(gòu)造,而且有時(shí)在煤層里還保存著像樹干一類的東西,有的煤層里還包裹著完整的昆蟲化石。值得探討的是它為何形成得如此集中,而且又是那么如此的優(yōu)質(zhì)呢?
記得上小學(xué)的時(shí)候,我家住在離城不遠(yuǎn)的鄉(xiāng)村,每當(dāng)盛夏雨季來臨時(shí),一場暴雨過后,村子中央就會(huì)出現(xiàn)一條湍急的“小溪流”,我們許多小朋友就會(huì)跑到那里面去嬉戲,那小溪流也會(huì)因暴雨停止時(shí)間的延長,而變得越來越小,最后干涸。但在沒有斷流之前你會(huì)發(fā)現(xiàn),很多水流處卻被沖下來的木棍兒、雜草等漂浮物堵塞,形成一個(gè)個(gè)小的水坎兒。為了能讓水流通暢,我們不時(shí)地把那些小水坎扒開,有的時(shí)候也會(huì)借此筑起一道小溪上的“堤壩”。既便是現(xiàn)在居住在城里,一場暴雨過后,街道上很多地方也會(huì)出現(xiàn)各種各樣的漂浮物截住了水流,堵塞了下水道口,而且很多漂浮物又被集中地滯留在一個(gè)地方的現(xiàn)象。小巫見大巫,由此我們便可以推斷出煤炭的形成可能與洪水有直接關(guān)系。如果沒有洪水那樣強(qiáng)大的力量和搬運(yùn)的功能,煤炭的形成絕對不會(huì)那么集中,也不會(huì)那么優(yōu)質(zhì)。
作 用
煤炭的用途十分廣泛,可以根據(jù)其使用目的總結(jié)為兩大主要用途:(1)動(dòng)力煤,(2)煉焦煤。 我國動(dòng)力煤的主要用途有:
動(dòng)力煤
1) 發(fā)電用煤:我國約1/3 以上的煤用來發(fā)電,目前平均發(fā)電耗煤為標(biāo)準(zhǔn)煤370g/(kW·h)左右。電廠利用煤的熱值,把熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?
2) 蒸汽機(jī)車用煤:占動(dòng)力用煤2%左右,蒸汽機(jī)車鍋爐平均耗煤指標(biāo)為100kg/(萬噸·km)左右。
3) 建材用煤:約占動(dòng)力用煤的10%以上,以水泥用煤量最大,其次為玻璃、磚、瓦等。
4) 一般工業(yè)鍋爐用煤:除熱電廠及大型供熱鍋爐外,一般企業(yè)及取暖用的工業(yè)鍋爐型號(hào)繁多,數(shù)量大且分散,用煤量約占動(dòng)力煤的30%。
5) 生活用煤:生活用煤的數(shù)量也較大,約占燃料用煤的20%。
6) 冶金用動(dòng)力煤:冶金用動(dòng)力煤主要為燒結(jié)和高爐噴吹用無煙煤,其用量不到動(dòng)力用煤量的1%。
煉焦煤
我國雖然煤炭資源比較豐富,但煉焦煤資源還相對較少,煉焦煤儲(chǔ)量僅占我國煤炭總儲(chǔ)量27.65%。
煉焦煤類包括氣煤(占13.75%),肥煤(占3.53%),主焦煤(占 5.81%),瘦煤(占4.01%),其它為未分牌號(hào)的煤(占 0.55%);非煉焦煤類包括無煙煤(占10.93%),貧煤(占5.55 % ), 弱堿煤(占1.74%),不繳煤(占13.8%),長焰煤(占12.52%),褐煤(占12.76%),天然焦(占0.19%),未分牌號(hào)的煤(占13.80%)和牌號(hào)不清的煤(占1.06%)。
煉焦煤的主要用途是煉焦炭,焦炭由焦煤或混合煤高溫冶煉而成,一般1.3 噸左右的焦煤才能煉一噸焦炭。焦炭多用于煉鋼,是目前鋼鐵等行業(yè)的主要生產(chǎn)原料,被喻為鋼鐵工業(yè)的“基本食糧”。
中國是焦炭生產(chǎn)大國,也是世界焦炭市場的主要出口國。2003 年,全球焦炭產(chǎn)量是3.9 億噸,中國焦炭產(chǎn)量達(dá)到1.78 億噸,約占全球總產(chǎn)量的46%。在出口方面,2003 年我國共出口焦煤1475 萬噸,其中出口歐盟458 萬噸,約占1/3。2004 年,中國共出口焦炭1472 萬噸,相當(dāng)于全球焦炭貿(mào)易總量的56%,國際焦炭市場仍供不應(yīng)求。2008 年我國焦炭產(chǎn)量總計(jì)約32700 萬噸,2009 年1月至9月焦炭產(chǎn)量25276.87萬噸。
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