煤主要由碳構(gòu)成,除了作為燃料和冶金工業(yè)的重要原料外,經(jīng)過不同的加工方法還可以成為化肥、塑料、合成橡膠、合成纖維、炸藥、染料、醫(yī)藥等的重要化工原料。
我國(guó)是世界上發(fā)現(xiàn)和使用煤炭最早的國(guó)家之一,我國(guó)古籍中,最早記載煤炭始于《山海經(jīng)·山經(jīng)》。早在新石器時(shí)代晚期的遺物和周朝的墓葬里,就曾發(fā)現(xiàn)過用煤精制成的工藝品;到了春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期,就發(fā)現(xiàn)有較多地方在使用煤炭;西漢時(shí)期,煤礦開采工業(yè)開始起步。在西方,人們把煤炭稱作“黑色的金子”。西方的煤炭是在18世紀(jì)以后,伴隨著工業(yè)化的變革及能源的第一次變革才發(fā)展起來的。
煤炭是千百萬年前的有機(jī)物(主要是植物)的遺體,經(jīng)過生物及化學(xué)的變質(zhì)作用而形成的。成煤作用必須具備四個(gè)先決條件:植物條件、氣候條件、地理?xiàng)l件、地殼運(yùn)動(dòng)條件。其形成大體可分為兩個(gè)階段,第一階段是泥煤炭化階段,即植物轉(zhuǎn)變成泥炭階段。植物枯死之后堆積在沼澤中,水面下隔絕空氣,植物的各部分便在細(xì)菌的作用下不斷分解,相互作用,最后植物的遺體變成了褐色或黑褐色的淤泥物質(zhì),這便是泥炭。這個(gè)過程需要進(jìn)行千百萬年漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史時(shí)期。第二階段叫煤化階段,是由泥炭逐漸轉(zhuǎn)變成無煙煤階段。
當(dāng)泥炭形成后,如若水沖刷大陸的低洼地方,便可以帶來大量的砂石,使泥潭層逐漸演變成頂板巖層,被埋在頂板巖層下的泥炭層,在泥潭層和頂板巖石層的壓力作用下,發(fā)生壓緊、失水、膠體老化、硬結(jié)等一系列變化,同時(shí)其化學(xué)組成也會(huì)發(fā)生緩慢變化,逐步變成比重較大,較致密的黑褐色的褐煤。當(dāng)頂板巖層逐漸加厚,靜壓力逐漸增高,煤層中溫度也逐漸升高后,煤質(zhì)便發(fā)生變化,逐漸由成巖作用變成了以溫度影響為主的變質(zhì)作用。這樣褐煤逐漸變成了煙煤、無煙煤。如果有更高的溫度,最終可能變成石墨。