煤炭形成從遠古植物到現(xiàn)代能源目錄煤炭簡介定義、重要性地質(zhì)歷史背景古生代、中生代、新生代形成過程植物堆積、埋藏、變質(zhì)類型與分布什么是煤炭？可燃性沉積巖經(jīng)過地質(zhì)作用形成的固體燃料主要由碳、氫、氧組成碳含量決定煤炭品質(zhì)和熱值地球上蘊藏量最豐富的化石燃料全球探明儲量可供人類使用數(shù)百年煤炭的重要性工業(yè)的"食糧"支撐現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)能源能源來源全球約30%的電力來自煤炭化工原料合成材料、化學品的重要原料地質(zhì)歷史背景1古生代晚期石炭紀、二疊紀，形成主要煤層2中生代侏羅紀，部分煤田形成時期3新生代第三紀，年輕煤層形成石炭紀氣候特征溫暖氣候全球平均溫度高于現(xiàn)代潮濕環(huán)境大量沼澤和濕地高氧含量大氣氧含量約35%二氧化碳波動植物大量吸收二氧化碳遠古地球植被概況石松類植物高達30米的鱗木和封印木巨型木賊類似竹子的節(jié)狀植物蕨類植物廣泛分布的種子蕨和真蕨煤炭形成的第一階段：植物堆積植物生長森林和沼澤植物茂盛生長死亡堆積植物死亡后沉入沼澤底部初步分解微生物分解部分有機物泥炭形成缺氧環(huán)境下形成泥炭層煤炭形成的第二階段：埋藏地殼變動地殼下沉，形成沉積盆地海水入侵海平面上升，泥炭被淹沒沉積物覆蓋沙、泥、粘土層層沉積壓力增加上覆沉積物重量壓實泥炭煤炭形成的第三階段：變質(zhì)結(jié)構(gòu)重組分子重新排列熱能作用地熱提供熱量壓力作用深埋增加壓力時間積累漫長地質(zhì)時期成煤作用時期生物化學作用微生物分解有機質(zhì)地球化學作用化學反應(yīng)改變分子結(jié)構(gòu)物理化學作用溫壓條件導致物理變化泥炭形成成分特點植物結(jié)構(gòu)仍可辨認顏色褐色至深褐色含水量75-90%碳含量約50-60%熱值8-18MJ/kg從泥炭到褐煤壓實作用水分減少，密度增加溫度升高40-60°C促進化學反應(yīng)碳含量增加脫水增加相對含碳量結(jié)構(gòu)變化植物結(jié)構(gòu)逐漸模糊褐煤到煙煤的轉(zhuǎn)變70%碳含量煙煤中碳含量顯著提高30%揮發(fā)分揮發(fā)性物質(zhì)減少8300熱值熱值升至8300卡/kg無煙煤的形成無煙煤是煤化程度最高的煤種，碳含量超過90%，幾乎不含水分，燃燒時幾乎無煙煤炭形成的關(guān)鍵因素溫度加速有機物轉(zhuǎn)化為煤炭的化學反應(yīng)壓力壓實煤層，提高密度和硬度時間漫長地質(zhì)時期確保充分煤化溫度對煤化的影響壓力對煤化的影響壓實效應(yīng)減少孔隙，增加密度每增加1000米深度，壓力增加約25MPa脫水作用壓力擠出水分含水量從90%降至不足5%分子重組促進碳分子重新排列形成更穩(wěn)定的分子結(jié)構(gòu)時間對煤化的影響泥炭形成數(shù)千年褐煤形成數(shù)百萬年煙煤形成數(shù)千萬年無煙煤形成上億年煤炭的主要成分碳氫氧氮硫煤炭中的微量元素磷(P)影響煤灰熔點參與環(huán)境循環(huán)氟(F)燃燒后釋放影響空氣質(zhì)量氯(Cl)易揮發(fā)性腐蝕鍋爐設(shè)備砷(As)環(huán)境污染物健康風險因素煤炭的灰分成分45%二氧化硅SiO?，最主要成分25%氧化鋁Al?O?，影響灰熔點18%氧化鐵Fe?O?，影響灰色澤7%氧化鈣CaO，影響堿性煤炭的分類（按煤化程度）泥炭煤化程度最低褐煤低級煤次煙煤中級煤煙煤中高級煤無煙煤最高級煤泥炭的特征松軟多孔保持明顯植物結(jié)構(gòu)含水量高可達90%熱值低約9-15MJ/kg褐煤的特征外觀特征褐色或黑褐色木質(zhì)結(jié)構(gòu)部分可見表面暗淡無光澤物理性質(zhì)含水量30-45%易風化碎裂熱值15-20MJ/kg主要用途發(fā)電制取煤氣生產(chǎn)肥料次煙煤的特征外觀黑色，有光澤含水量15-30%熱值20-24MJ/kg用途主要用于發(fā)電煙煤的特征光澤度高表面有明顯的光澤，呈黑色熱值高24-33MJ/kg，燃燒效率高用途廣泛煉焦、發(fā)電、化工原料燃燒特性燃燒時產(chǎn)生黑煙，火焰較長無煙煤的特征金屬光澤表面有鐵灰色金屬光澤燃燒特性幾乎無煙，藍色火焰硬度高最堅硬的煤種全球煤炭分布概況北美洲歐洲亞洲大洋洲非洲南美洲中國的煤炭資源1.43萬億探明儲量噸，世界排名第四76%能源結(jié)構(gòu)比例煤炭在一次能源消費中占比13.8億年產(chǎn)量噸，全球最大煤炭生產(chǎn)國煤炭開采方式露天開采適用于淺層煤礦直接挖掘地表產(chǎn)量大、成本低地下開采適用于深層煤礦需建立井巷系統(tǒng)技術(shù)復雜、風險高露天開采地下開采井筒與通道垂直井筒和水平巷道專業(yè)設(shè)備采煤機、支護設(shè)備通風系統(tǒng)確保安全作業(yè)環(huán)境長壁開采法準備工作劃分采區(qū)，掘進巷道安裝設(shè)備架設(shè)液壓支架、運輸機煤層切割采煤機沿工作面往返切割頂板控制支架移動，允許頂板可控塌陷房柱開采法規(guī)劃布局設(shè)計采區(qū)網(wǎng)格留設(shè)煤柱形成支撐頂板的柱子開采房間采出煤柱間的煤炭后退回采回收部分煤柱煤炭開采的環(huán)境影響地表沉陷地下開采引起地面下沉水資源污染酸性礦井水、煤泥污染大氣污染粉塵、有害氣體排放生態(tài)破壞植被破壞、土地荒漠化煤炭開采的安全問題事故預防安全培訓、監(jiān)測預警瓦斯控制通風、抽放、監(jiān)測水害防治探放水、疏水、排水頂板管理支護、監(jiān)測煤炭清洗和加工分選按粒度大小分類洗煤去除雜質(zhì)和礦物質(zhì)脫水降低水分含量儲存分類存放成品煤煤炭運輸鐵路運輸大宗、長距離運輸首選公路運輸靈活、適合短距離水路運輸成本低、運量大煤炭的主要用途發(fā)電煉焦工業(yè)燃料化工原料民用煤炭發(fā)電燃煤鍋爐煤粉燃燒產(chǎn)生熱能蒸汽渦輪熱能轉(zhuǎn)化為機械能發(fā)電機機械能轉(zhuǎn)化為電能輸電系統(tǒng)電能傳輸?shù)接脩裘禾吭阡撹F工業(yè)中的應(yīng)用煉焦煤生產(chǎn)冶金用焦炭低灰分、低硫分高爐噴吹煤替代部分焦炭降低鋼鐵生產(chǎn)成本鐵合金用煤生產(chǎn)特種鋼材提供碳源和熱源煤化工產(chǎn)業(yè)煤制油間接液化，合成汽油、柴油煤制氣生產(chǎn)合成天然氣、煤氣煤制烯烴生產(chǎn)乙烯、丙烯等化工原料煤炭與環(huán)境保護污染產(chǎn)生二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物污染控制脫硫、脫硝、除塵廢棄物利用煤矸石、粉煤灰資源化生態(tài)修復礦區(qū)復墾、植被恢復清潔煤技術(shù)煤炭氣化轉(zhuǎn)化為合成氣，降低污染碳捕獲與封存捕集并封存二氧化碳超臨界發(fā)電高效率，低排放煤炭資源管理勘探評估精確確定儲量和品質(zhì)規(guī)劃設(shè)計科學制定開發(fā)方案高效開采提高資源回收率綜合利用伴生資源多元開發(fā)煤炭行業(yè)的未來趨勢智能化開采無人開采、遠程控制綠色低碳發(fā)展減少碳排放，環(huán)保開采高效清潔利用提高能源轉(zhuǎn)化效率循環(huán)經(jīng)濟模式廢棄物資源化利用煤炭與新能源的關(guān)系能源結(jié)構(gòu)調(diào)整煤炭比例逐步下降新能源占比逐步提高互補發(fā)展煤電保障基礎(chǔ)負荷新能源補充峰谷調(diào)節(jié)平穩(wěn)過渡避免能源供應(yīng)斷崖式下跌確保能源安全全球煤炭貿(mào)易煤炭價格影響因素供需關(guān)系市場供求決定基礎(chǔ)價格政策法規(guī)環(huán)保政策、產(chǎn)能調(diào)控替代能源天然氣、可再生能源競爭運輸成本海運費率、物流效率煤炭行業(yè)的就業(yè)情況720萬全球就業(yè)人數(shù)全球煤炭行業(yè)直接就業(yè)345萬中國從業(yè)人員占全球煤炭行業(yè)就業(yè)的近一半27%技術(shù)崗位比例智能化轉(zhuǎn)型提升技術(shù)崗位占比煤炭科技創(chuàng)新智能開采機器人、自動控制系統(tǒng)清潔利用超低排放、高效轉(zhuǎn)化深度轉(zhuǎn)化高附加值產(chǎn)品開發(fā)煤炭與能源安全戰(zhàn)略儲備應(yīng)對突發(fā)能源危機2工業(yè)支撐保障基礎(chǔ)工業(yè)運行電力保障穩(wěn)定電網(wǎng)基礎(chǔ)負荷民生保障居民取暖、生活用能煤炭行業(yè)的國際合作技術(shù)交流清潔煤技術(shù)共享安全開采經(jīng)驗交流人員培訓合作投資合作跨國煤礦開發(fā)煤化工項目聯(lián)合投資基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)環(huán)保標準統(tǒng)一排放標準協(xié)調(diào)環(huán)保技術(shù)共享碳交易機制建設(shè)煤炭企業(yè)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略調(diào)整制定長期發(fā)展規(guī)劃業(yè)務(wù)多元化拓展新能源業(yè)務(wù)技術(shù)創(chuàng)新開發(fā)清潔煤技術(shù)人才培養(yǎng)提升員工技能結(jié)構(gòu)煤炭與碳中和技術(shù)提效提高能源利用效率碳捕獲捕集利用封存技術(shù)能源替代可再生能源逐步替代碳抵消碳匯、碳交易平衡煤炭行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型大數(shù)據(jù)應(yīng)用煤礦生產(chǎn)監(jiān)控安全風險預警市場需求分析人工智能智能采煤自動化選煤遠程巡檢物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測環(huán)境參數(shù)感知人員定位追蹤煤炭資源的深度開發(fā)煤層氣利用提取甲烷，減少瓦斯事故地下氣化原位轉(zhuǎn)化，避免環(huán)境破壞廢棄