煤炭概述
1.1認識煤炭
1.1.1.煤的生成
煤炭是古代的有機物（主要是植物）的遺體長期埋藏在地下，處于空氣不足條件下，經歷復雜的生物化學作用和地質作用，逐步形成的由碳、氫、氧、氮等元素組成的黑色固體可燃礦物。煤炭的生成大體可分為兩個階段，第一階段是泥煤炭化階段，即由植物轉變成泥炭階段。當植物枯死之后，堆積在充滿水的沼澤中，開始是水存在的氧氣不足，后來在水面下隔絕空氣，并細菌的作用下，知道植物的各部分不斷分解，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，這就是泥炭。這個過程叫做泥炭化過程。這個階段需要漫長的地質歷史時期，需要進行千百萬年。第二階段，由泥炭轉變成褐煤，褐煤轉變成煙煤，煙煤再轉變成無煙煤階段。當泥炭層形成后。有水經常沖刷大陸的低洼地方，帶來了大量的上砂、石，在泥潭層逐漸形成巖層（稱為頂板）。被埋在頂板下的泥炭層在頂板下的泥潭層在頂板巖石層的壓力作用下，發生了壓緊、失水、膠體老化、硬結等一系列變化，同時它的化學組成也發生了緩慢的變化，逐步變成比重較大，較致密的黑褐色的褐煤。當頂板逐漸加厚，頂板的靜壓力逐漸增高，煤層中溫度也逐漸升高后，煤質便發生變化，逐漸由成巖作用變成了以溫度影響為主的變質作用。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。
成煤必須具備四個先決條件：（1）植物條件（2）氣候條件（3）地理條件（4）地殼運動條件。
1.1.2.煤的化學組成
煤中有機質是復雜的高分子有機化合物，主要由碳、氫、氧、氮、硫和磷等元素組成，而碳、氫、氧三者總和約占有機質的95％以上；煤中的無機質也含有少量的碳、氫、氧、硫等元素。碳是煤中最重要的組分，其含量隨煤化程度的加深而增高。泥炭中碳含量為50％～60％，褐煤為60％～70％，煙煤為74％～92％，無煙煤為90％～98％。煤中硫是最有害的化學成分。煤燃燒時，其中硫生成SO2，腐蝕金屬設備、污染環境。煤中硫的含量可分為5級：高硫煤，大于4％；富硫煤，為2.5％～4％；中硫煤，為1.5％～2.5％；低硫煤，為1.0％～1.5％；特低硫煤，小于或等于1％。煤中硫又可分為有機硫和無機硫兩大類。
1.1.3.煤中伴生元素
指以有機或無機形態富集于煤層及其圍巖中的元素。有些元素在煤中富集程度很高，可以形成工業性礦床，如富鍺煤、富鈾煤、富釩石煤等，其價值遠高于煤本身。
根據煤中伴生元素的性質和用途，可分為有益元素、有害元素和指相元素3類。有益元素主要有鍺、鎵、鈾、釩等，可被利用。有害元素主要有硫、磷、氟、氯、砷、鈹、鉛、硼、鎘、汞、硒、鉻等。硫是煤中常見的有害成分，其他有害元素在煤中含量一般不高但危害極大，如砷是一種有毒元素。煤在燃燒中，硫是造成城鎮環境污染的主要物質源。當然，對有害元素如果收集、處理得當也可變成對人有用的財富。煤中伴生元素，有各自的地球化學性質，形成于不同的沉積環境中。因此，可根據元素的相對含量、元素的共生組合關系及元素的比值，來判斷相和沉積環境。
1.2.煤的開采
1.2.1.煤的開采方式
由于煤炭資源的埋藏深度不同，一般相應的采用礦井開采（埋藏較深）和露天開采（埋藏較淺）兩種方式。
開采方式
露天開采：移去煤層上面的表土和巖石（覆蓋層），開采顯露的煤層。這種采煤方法，習慣上叫剝離法開采，這是因為露出地面的煤已開采殆盡，有必要剝離表土，使煤層顯露出來。此法在煤層埋藏不深的地方應用最為合適，許多現代化露天礦使用設備足以剝除厚達60余米的覆蓋層。
礦井開采：對埋藏過深不適于用露天開采的煤層，可用3種方法取得通向煤層的通道，即豎井、斜井、平硐。豎井是一種從地面開掘以提供到達某一煤層或某幾個煤層通道的垂直井。從一個煤層下掘到另一個煤層的豎井稱盲井。在井下，開采出的煤倒入豎井旁側位于煤層水平以下的煤倉中，再裝入豎井箕斗從井下提升上來。斜井是用來開采非水平煤層或是從地面到達某一煤層或多煤層之間的一種傾斜巷道。斜井中裝有用來運煤的帶式輸送機，人員和材料用軌道車輛運輸。平硐是一種水平或接近水平的隧道，開掘于水平或傾斜煤層在地表露出處，常隨著煤層開掘，它允許采用任何常規方法將煤從工作面連續運輸到地面。可露天開采的資源量在總資源量中的比重大小，是衡量開采條件優劣的重要指標，我國可露天開采的儲量僅占7.5%，美國為32%，澳大利亞為35%；礦井開采條件的好壞與煤礦中含瓦斯的多少成反比，我國煤礦中含瓦斯比例高，高瓦斯和有瓦斯突出的礦井占40%以上。我國采煤以礦井開采為主，如山西、山東、徐州及東北地區大多數采用這一開采方式，也有露天開采，如內蒙古霍林河煤礦就是我國最大的露天礦區。
1.2.2.煤的開采過程
矸石排放: 煤礦生產排放量最大的固體廢物, 也是中國工業固體廢物中產生量和堆積量最大的固體廢物, 產生量一般為煤炭產量的10%左右。中國煤矸石年排放量大約在1.5 億—2.0 億t之間。截止2002 年底, 全國煤矸石積存量約34億t, 占地2.6 萬公頃, 是中國工業固體廢物中產出量和累計積存量最大的固體廢物。2004 年, 全國煤矸石綜合利用量為1.35 億t, 利用率54%。礦井水的排放: 在煤礦建設和生產過程中, 各種類型的水源水會通過不同的途徑進入巷道和工作面, 為了保證采礦安全, 防止水害發生,需將礦井涌水排出。據不完全統計, 在采煤過程中,2004年全國煤礦礦井水排放約30億m³, 平均噸煤涌水量約為2m³。資源化利用率僅占22%左右。
瓦斯抽放與礦井通風: 在煤炭開采前和開采中抽放瓦斯氣,是保證煤礦安全的重要措施。但將抽放的瓦斯排入大氣, 會產生強烈的溫室效應, 瓦斯中所含甲烷的溫室效應比二氧化碳大20 倍。另外煤礦在生產過程中, 井下巷道每秒鐘都需要數十萬乃至數百萬立方米的空氣, 它們主要是通過礦井通風來完成, 礦井通風同樣含有瓦斯, 并且還有大量粉塵。據近幾年有關評價估算, 全國煤層瓦斯資源量為3×106Mm³。2002 年中國重點煤礦煤層瓦斯產生量為9773.37Mm³, 其中利用瓦斯量為517.49Mm³, 利用率5%左右。
傳統煤炭開采忽略其它共生、伴生礦物的開采、加工、利用, 造成了資源的浪費。中國煤系共生、伴生20多種礦產, 目前絕大多數沒有利用, 另外礦物的隨意存放丟棄還會造成環境污染, 破壞生態環境。生態破壞: 煤炭開采破壞了地殼內部原有的力學平衡狀態。引起地表塌陷, 原有生態系統受到破壞。這種破壞使原有土地收益的減少或喪失, 同時也造成地表水利設施的破壞和生態環境惡化。每年因開采引起的地表塌陷面積已達40萬h㎡,且平均每年以1.5萬h㎡的速度增加。
1.3.煤的種類
1.3.1.國際煤炭分類概況
在漫長的地質演變過程中，煤田受到多種地質因素的作用；由于成煤年代、成煤原始物質、還原程度及成因類型上的差異，再加上各種變質作用并存，致使煤炭的品種多樣化，從低變質程度的褐煤到高變質程度的無煙煤都有儲存。
為在國際間對煤炭分類方法有一個共同的認識，以利于科學技術交流和國際貿易的發展，由一部分主要產煤國家和用煤國家共同研究提出了一種煤炭分類方法。這種煤炭分類方法最初由聯合國歐洲經濟委員會煤炭委員會于1949年組成了一個國際煤炭分類工作組研究制訂國際煤炭分類方案，參加研究工作的有奧地利、比利時、丹麥、德國、法國、英國、美國、荷蘭、意大利、希臘、捷克、南斯拉夫、匈牙利、蘇聯和波蘭等國家。1953年通過了“硬煤國際分類表”提交煤炭委員會，同時為了貿易和統計的需要，又提出一個“區分各組煤的簡化方案”（統計組），該方案在各參加國試用2年后，一般認為可行，于1956年正式向各國推薦使用，并建議做為國際標準。因歐洲各國褐煤資源較多，歐洲經濟委員會于1957年提出一個“褐煤國際分類”，于1974年經國際標準化組織（ISO）修改后向各國推薦使用。
硬煤為煙煤無煙煤的統稱。指恒濕無灰基高位發熱量大于或等于24MJ/Kg,鏡質組平均隨機反射率大于或等于0.6的煤。硬煤國際分類是以干燥無灰基揮發分為第一指標，表示煤的煤化程度，當揮發分大于33％，則以恒濕無灰基高位發熱量為輔助指標；以表示煤粘結性的坩堝膨脹序數或羅加指數為第二指標；以表示煤的焦性的格一金焦型或奧一阿膨脹度為第三指標，將煤分為62個類別，每個類別以3位阿拉伯數字表示，其中煙煤59類，無煙煤3類。為便于煤炭貿易和統計，又將性質相近的類別煤分為11個統計組。褐煤國際分類是對恒濕無灰基高位發熱量小于24MJ/Kg的煤（以這個界限與硬煤區分）以鋁甑法焦油產率和新采煤樣無灰基總水分為分類指標，將褐煤分為6類5組30個牌號，各個牌號均以2位阿拉伯數字表示。
為使煤炭分類與煤的特性相結合，歐洲經濟委員會煤炭委員會固體燃料利用組于1987年提出一個國際硬煤分類編碼系統，以代替1956年的國際硬煤分類，使煤炭生產者、銷售者和用戶根據分類編碼能明確地了解煤的質量。該編碼系統于1988年4月由歐洲經濟委員會第43次會議批準。編碼系統選定8個參數說明煤的不同性質，即：
（1）鏡質組平均隨機反射率Rr(%) 2位數
（2）鏡質組反射率分布特征S 1位數
（3）顯微組分指數 2位數
（4）坩堝膨脹序數 1位數
（5）揮發分產率Vdaf(%) 2位數
（6）灰分產率Ad(%) 2位數
（7）全硫含量St,d 2位數
（8）高位發熱量Qgr,daf(%)2位數
根據以上8個參數及給定的數碼位數制訂出”國際硬煤分類編碼系統”。
如某一種煤的特性如下：
（1）鏡質組平均反射率Rr1.76% 編碼17
（2）鏡質組反射率分布特征:S=0.23；
（3）一個凹口編碼3
（4）顯微組分指數％（體積）
（5）惰質組32 編碼33
（6）殼質組10
（7）坩堝膨脹序數1 編碼1
（8）揮發分產率Vdaf16.3％ 編碼16
（9）灰分產率Ad18.7％ 編碼18
（10）全硫含量St,d1.42％ 編碼14
（11）高位發熱量Qgr,daf36.4MJ/Kg編碼36
則該煤樣編碼號為17333116181436。
從1989年起,聯合國歐洲經濟委員會又按煤化程度、煤質品位和煤巖類型訂了一個國際煤層煤分類（InternationalClassification of Coal in Seam）。將恒濕無灰基高位發熱量低于24MJ/Kg的煤稱中煤階煤。鏡質組平均隨機反射率小于2.0％，且恒濕無灰基高位發熱量不低于24MJ/Kg的煤稱中煤階煤。煤質組平均隨機反射率不小于2％的煤稱高煤階煤。鏡質組指植物的木質一纖維組織經凝膠化作用轉化而成的顯微組分組。鏡質組反射率指在顯微鏡下，于油浸及546nm波長條件下鏡質組的反射光強度與垂直入射光強度的百分比，以R（％）表示，其值隨煤化程度增高而加大。隨機反射率是指不轉動顯微鏡載物臺所測得的鏡質組反射率。
1.3.2.我國煤炭分類概況
我國煤炭資源品種齊全，煤的種類很多，劃分方法不一，主要有以下幾種不同的分類方法。
1)按現行的《中國煤炭分類國家標準》(GB5751-86)劃分：
1989年10月，國家標準局發布《中國煤炭分類國家標準》(GB5751-86)，依據干燥無灰基揮發分Vdaf、粘結指數G、膠質層最大厚度Y、奧亞膨脹度 b、煤樣透光性 P、煤的恒濕無灰基高位發熱量Qgr，maf等6項分類指標，將煤分為14類。即褐煤、長焰煤、不粘煤、弱粘煤、1／2中粘煤、氣煤、氣肥煤、1／3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、貧瘦煤、貧煤和無煙煤。
2)按其成因劃分：
按煤的成因劃分，可以分為腐植煤、腐泥煤和腐植腐泥煤。①腐植煤由高等植物所形成，其中以穩定組分為主的稱殘植煤。②腐泥煤主要由藻類和浮游生物等形成，如藻煤、膠泥煤等。③腐植腐泥煤，成煤原始物質，既有高等植物又有低等植物，如燭煤和煤精。
3)按其用途劃分：
按其用途劃分，可分為動力用煤、冶金用煤和化工用煤三大類，再細分則有煉焦用煤、高爐噴吹粉用煤、氣化用煤、低溫干餾用煤、加氫液化用煤、動力用煤、機車用煤、工業鍋爐用煤以及合成氨氣化和燃氣站氣化用煤等。
從廣義上來講，凡是以發電、機車推進、鍋爐燃燒等為目的，產生動力而使用的煤炭都屬于動力用煤，簡稱動力煤。動力用煤就類別來說，主要有褐煤、長焰煤、不粘結煤、貧煤；氣煤以及少量的無煙煤。從商品煤來說，主要有洗混煤、洗中煤、粉煤、末煤等。劣質煤主要指對鍋爐運行不利的多灰分（大于40%）低熱值（小于15.73兆焦/千克）的煙煤、低揮發分（小于10%）的無煙煤、水分高熱值低的褐煤以及高硫（大于2%）煤等。燃用劣質煤是火電廠對社會的一項貢獻。
4)按其加工方法和質量規格劃分：
按其加工方法和質量規格，可以分為精煤、粒級煤、洗選煤、原煤、低質煤五大類，28個品種。
5)按其巖石結構的不同劃分：
根據其巖石結構不同劃分，可以分為燭煤、絲炭、暗煤、亮煤和鏡煤。含有95%以上鏡質體的為鏡煤，煤表面光亮、結構堅實；含有鏡質體和亮質體的為亮煤；含粗粒體的為暗煤；含絲質體的為絲炭；由許多小孢子形成的微粒體組成的為燭煤。
6)按其炭化程度劃分：
按炭化程度劃分，可以分為泥煤（草煤、泥炭）、褐煤、煙煤以及無煙煤（白煤）。其中煙煤（見表：煙煤的分類）又分為煉焦煙煤（貧瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、氣煤、1/3焦煤、氣肥煤）和一般煙煤（貧煤、長焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤）。
7)按其變質程度劃分：
按變質程度劃分，可以分為褐煤、低變質煙煤（長焰煤、不粘煤、弱粘煤）、中變質煙煤（氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤）、貧煤和無煙煤。
①褐煤：是未經變質的煤，是所有煤中最低級的煤。其主要特點是含水多、比重小、熱量低、氧含量（約15％—30％）、外以朽木內含原生腐植酸。主要用于發電和氣化，可制取活性炭、硫化煤、褐煤蠟、腐植酸、腐植酸銨肥料和其它化工產品。褐煤主要分布在我國的東北和西南，其中內蒙古東部地區占77.55%，云南占11.88%。
②低變質煙煤。可分為長焰煤、不粘煤和弱粘煤，是煤化程度稍高于褐煤，主要作為動力煤，個別長焰煤焦油產率高，可作為液化用煤。低變質煙煤的最大特點是灰分低、硫分低、可選性好，精煤回收率高。從總體上看，不粘煤和弱粘煤的煤質均優于其他煤種。低變質煙煤主要分布在我國的西北各省（區）和內蒙古、山西等地，以陜西為最多，占33.7%；其次為內蒙古，占27%。
③中變質煙煤。可分為氣煤、氣肥煤、肥煤、1/3焦煤、焦煤、瘦煤和貧瘦煤，主要用途為煉焦或煉焦配煤，但也有相當一部分因灰分或硫分高，可選性差，精煤回收率低，只能作一般動力煤使用。中變質煙煤主要產區在山西、安徽、山東、河北和貴州等省，其中山西占52.7%，安徽占9.2%，山東占8%，河北占4.3%，貴州占3.9%。總體上看，我國中變質煙煤資源較少，尤其是質量好的肥煤、焦煤和瘦煤數量更少。
④貧煤和無煙煤。貧煤是變質程度最高的煙煤，其化學性質已接近無煙煤，燃點高，燃燒火焰短，發熱量高。貧煤、無煙煤主要產于山西、河南、貴州和四川。四省的貧煤占全國的87.3%，無煙煤占全國的80.5%。
8)按其含有的揮發性成分多少劃分：
根據煤中含有的揮發性成分多少來劃分，可以分為貧煤（無煙煤，含揮發分低于12%）、瘦煤（含揮發分為12-18%）、焦煤（含揮發分為18-26%）、肥煤（含揮發分為26-35%）、氣煤（含揮發分為35-44%）和長焰煤（含揮發分超過42%）。其中焦煤和肥煤最適合用于煉焦碳，揮發分過低不粘結，過高會膨脹都無法用于煉焦，但一般煉焦要將多種煤配合。
9)其他分類：
此外，商業上將商品煤分為原煤、篩選煤和洗選煤等。原煤是從礦井或露天礦采出沒有經過加工的煤；篩選煤是原煤經過篩選加工分級，去除部分煤矸石，并根據煤的粒徑大小分為大塊煤、中塊煤、小塊煤和粉煤；洗選煤是原煤經過水洗加工，除去煤中大部分礦物雜質的產品。根據洗選后煤中灰分的不同，分為洗精煤、洗中煤、煤泥和尾礦（也稱洗矸）。其中洗精煤灰分最低，是質量較好的煤，一般用作煉焦原料；洗中煤灰分較高，多作為電廠燃料；煤泥因粒徑很細，含水分和灰分又較高，只能作為民用或一般鍋爐燃料；尾礦則廢棄不作商品，但有些礦區也作為劣質燃料用。中國南方還有石煤，它是一種灰分很高的腐泥煤，在燃料缺乏的地區，石煤也可就地當作燃料使用。
1.4.煤的用途
1.4.1.煤的應用歷史源遠流長
中國是世界上最早利用煤的國家。在國外，希臘和古羅馬是用煤較早的國家，希臘學者泰奧弗拉斯托斯在公元前約300年著有《石史》，其中記載有煤的性質和產地；古羅馬大約在2000年前已開始用煤加熱。在中國遼寧省新樂古文化遺址中，就發現有煤制工藝品，河南鞏義市也發現有西漢時用煤餅煉鐵的遺址。《山海經》中稱煤為石涅，魏、晉時稱煤為石墨或石炭。明代李時珍的《本草綱目》首次使用煤這一名稱。早在明清時期，煤炭的工業用途就已經展露鋒芒，宋應星的《天工開物》記載了我國古代冶金技術的許多成就，如冶煉生鐵和熟鐵（低碳鋼）的連續生產工藝，退火、正火、淬火、化學熱處理等鋼鐵熱處理工藝和固體滲碳工藝等。
而煤炭對于現代化工業來說，煤炭仍是重要的能源之一，是工業的動力燃料和冶金、化工產業的重要原材料。無論是重工業，還是輕工業；無論是能源工業、冶金工業、化學工業、機械工業，還是輕紡工業、食品工業、交通運輸業，各種工業部門在一定程度上都要消耗一定量的煤炭，因此有人稱煤炭是工業的“真正的糧食”。在我國，煤炭發揮著極其重要的作用，大型煤炭工業基地的建設對我國綜合工業基地和經濟區域的形成和發展起著很大的作用。
1.4.2. 煤的一般用途
煤炭用途廣泛，基本上可分為冶金、化工和動力用煤三個方面，主要用于燃燒、煉焦、氣化、低溫干餾、加氫液化等。
①燃燒。
煤作為一種燃料，早在800年前就已經開始。煤被廣泛用作工業生產的燃料，是從18世紀末的產業革命開始的。隨著蒸汽機的發明和使用，煤被廣泛地用作工業生產的燃料，給社會帶來了前所未有的巨大生產力，推動了工業的向前發展，隨之發展起煤炭、鋼鐵、化工、采礦、冶金等工業。煤炭熱量高，標準煤的發熱量為 7000大卡／千克。而且煤炭在地球上的儲量豐富、分布廣泛、一般也比較容易開采，因而被廣泛用作工業和民用燃料。
②煉焦。
煤炭除了作為燃料以取得熱量和動能以外，更為重要的是從中制取冶金用的焦炭和制取人造石油，即煤的低溫干餾的液體產品——煤焦油。把煤置于干餾爐中，隔絕空氣加熱，煤中有機質隨溫度升高逐漸被分解，其中揮發性物質以氣態或蒸氣狀態逸出，成為焦爐煤氣和煤焦油，而非揮發性固體剩留物即為焦炭。其中，焦炭主要用于高爐煉鐵和鑄造，也可用來制造氮肥、電石（電石是塑料、合成纖維、合成橡膠等合成化工產品）；焦爐煤氣是一種燃料，也是重要的化工原料；煤焦油可用于生產化肥、農藥、合成纖維、合成橡膠、油漆、染料、醫藥、炸藥等。
③氣化。
氣化是指轉變為可作為工業或民用燃料以及化工合成原料的煤氣。經過化學加工，從煤炭中能制造出成千上萬種化學產品，所以它又是一種非常重要的化工原料，如我國相當多的中、小氮肥廠都以煤炭作原料生產化肥。
④低溫干餾。
把煤或油頁巖置于 550℃左右的溫度下低溫干餾可制取低溫焦油和低溫焦爐煤氣，低溫焦油可用于制取高級液體燃料和作為化工原料。
⑤加氫液化。
將煤、催化劑和重油混合在一起，在高溫高壓下使煤中有機質破壞，與氫作用轉化為低分子液態和氣態產物，進一步加工可得汽油、柴油等液體燃料。加氫液化的原料煤以褐煤、長焰煤、氣煤為主。
此外，煤炭中還往往含有許多放射性和稀有元素如鈾、鍺、鎵等，這些放射性和稀有元素是半導體和原子能工業的重要原料。
1.4.3.我國動力煤的主要用途
1)發電用煤：我國約1/3 以上的煤用來發電，目前平均發電耗煤為標準煤370g/(kW•h)左右。電廠利用煤的熱值，把熱能轉變為電能。
2)蒸汽機車用煤：占動力用煤2%左右，蒸汽機車鍋爐平均耗煤指標為100kg/(萬噸•km)左右。
3)建材用煤：約占動力用煤的l0%以上，以水泥用煤量最大，其次為玻璃、磚、瓦等。
4)一般工業鍋爐用煤：除熱電廠及大型供熱鍋爐外，一般企業及取暖用的工業鍋爐型號繁多，數量大且分散，用煤量約占動力煤的30%。
5)生活用煤：生活用煤的數量也較大，約占燃料用煤的20%。
6)冶金用動力煤：冶金用動力煤主要為燒結和高爐噴吹用無煙煤，其用量不到動力用煤量的1%。
1.4.4.我國煉焦煤的主要用途
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，是目前鋼鐵等行業的主要生產原料，被喻為鋼鐵工業的“基本食糧”。中國是焦炭生產大國，也是世界焦炭市場的主要出口國。2003年，全球焦炭產量是3.9億噸，中國焦炭產量達到1.78億噸，約占全球總產量的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，相當于全球焦炭貿易總量的56%，國際焦炭市場仍供不應求。 由此可見，煉焦煤不適合作為本電子交易市場的交易品種。
1.5.煤的產地與儲量概述
煤炭資源是指自然界賦存的已查明和推定的富集煤炭的資源。這些資源已證明在經濟上有開采價值，或在可預見的時期內有經濟價值。
煤炭儲量指的是已探明的煤炭資源。國際上通常把煤炭儲量分為預測儲量、探明儲量和可采儲量3類。預測儲量是根據地質理論和已獲得的地質資料計算得出的儲量；探明儲量是經過詳細勘測，可用現有技術開采的煤量；可采儲量是可從探明儲量中開采出來的煤量。
煤炭是地球上蘊藏量最豐富、分布地域最廣的化石燃料。2008年地球煤炭儲量估計為1.083萬億噸，按煤炭消費水平計算，足以可供開采200多年。據世界能源委員會的評估，世界煤炭可采資源量達4.84104億t標準煤，占世界化石燃料可采資源量的66.8％。
在各大陸、大洋島嶼都有煤分布，但煤在全球的分布很不均衡，各個國家、各個地區煤的儲量也不盡相同。據《1997世界能源統計評論》統計，至1996年底，世界煤炭探明的可采儲量為1.03161104億t，儲采比為224年，其中七位儲量最大的國家依次為美國、中國、澳大利亞、印度、德國、南非和波蘭。
根據《BP世界能源統計2007》（注：B J 指數是亞洲市場動力煤現貨價格指數，它反映了煤炭買賣雙方對現貨動力煤的合同價，發貨港是澳大利亞紐卡斯特港，目的港不定，每周發布一次。它現已成為指導日澳煤炭價格談判和現貨談判的重要參考價格依據。），2006年年底探明的煤炭可采儲量全球總計9090.64億噸，可采年限為147年。總體上看，世界煤炭資源的分布，北半球多于南半球，煤炭主要集中在北半球。北半球北緯30°— 70°之間是世界上最主要的聚煤帶，占世界煤炭儲量的70％以上。其中，以亞洲和北美洲最為豐富，分別占全球地質儲量的58%和30%，歐洲僅占8%；南極洲數量很少。擁有煤炭資源的國家大約70個，其中儲量較多的國家有中國、俄羅斯、美國、德國、英國、澳大利亞、加拿大、印度、波蘭和南非地區，它們的儲量總和占世界的88％。世界煤炭可采儲量的60%集中在美國(25%)、前蘇聯(23%)和中國(12%)，此外，澳大利亞、印度、德國和南非4個國家共占29%。根據2006年全球煤炭探明儲量，美國以2446億噸儲量穩坐頭把席位，俄羅斯以1570億噸儲量排第二位，中國和印度分別為1145和924億噸排第三、四位。澳大利亞、南非、烏克蘭、哈薩克斯坦、波蘭和巴西占據第五到第十位。
中國的探明儲量則是指經過勘探工作計算出來的全部煤量，其中大部分是勘探程度很低的儲量。中國的精查儲量大體上相當于國際上的探明儲量，約占全國探明儲量的30％。中國煤炭資源分布面廣，除上海市外，全國30個省、市、自治區都有不同數量的煤炭資源。（詳見本報告下面章節中對我國煤炭資源概況的描述）
1.6.煤的工業分析
工業分析又稱技術分析或實用分析，是評價煤質的基本依據，通過工業分析可大致了解煤的性質。在國家標準種，煤的工業分析煤的水分、灰分、揮發分和固定碳等指標的測定。通常煤的水分、灰分、揮發分是直接測出的，而固定碳是用差減法計算出來的。廣義上講，煤的工業分析還包括煤的全硫分和發熱量的測定，又叫煤的全工業分析。
構成煤炭有機質的元素主要有碳、氫、氧、氮和硫等，此外，還有極少量的磷、氟、氯和砷等元素。碳、氫、氧是煤炭有機質的主體，占95％以上；煤化程度越深，碳的含量越高，氫和氧的含量越低。碳和氫是煤炭燃燒過程中產生熱量的元素，氧是助燃元素。煤炭燃燒時，氮不產生熱量，在高溫下轉變成氮氧化合物和氨，以游離狀態析出。硫、磷、氟、氯和砷等是煤炭中的有害成分，其中以硫最為重要。煤碳燃燒時絕大部分的硫被氧化成二氧化硫（SO2），隨煙氣排放，污染大氣，危害動、植物生長及人類健康，腐蝕金屬設備；當含硫多的煤用于冶金煉焦時，還影響焦炭和鋼鐵的質量。所以，“硫分”含量是評價煤質的重要指標之一。
固定碳是指煤中有機質經隔絕空氣加熱分解的殘余物。固定碳隨變質程度的加深而增高，可作為鑒定煤變質程度的指標。
揮發分是指煤中的有機質在一定溫度和條件下，受熱分解后產生的可燃性氣體。它是由各種碳氫化合物、氫氣、一氧化碳等化合物組成的混合氣體。揮發分也是主要的煤質指標，在初步估測煤種、確定煤炭的加工利用途徑和工藝條件時，揮發分有重要的參考作用。揮發分隨煤化程度增高而降低，煤化程度低的煤，揮發分較多。如果燃燒條件不適當，揮發分高的煤燃燒時易產生未燃盡的碳粒，俗稱“黑煙”；并產生更多的一氧化碳、多環芳烴類、醛類等污染物，熱效率降低。因此，要根據煤的揮發分選擇適當的燃燒條件和設備。煤中的無機物質含量很少，主要有礦物質和水分，它們的存在降低了煤的質量和利用價值。礦物質是煤炭的主要雜質，如硫化物、硫酸鹽、碳酸鹽等，其中大部分屬于有害成分。水分可分為外在水分、內在水分以及與煤中礦物質結合的結晶水、化合水，一般以內在水分作為評定煤質的指標。外在水分為煤炭在開采、運輸、儲存及洗選過程中，附著在煤顆粒表面和大毛細孔中的水分。內在水分為吸附或凝聚在煤顆粒內部的毛細孔中的水分，溫度超過100℃時可將煤中內在水分完全蒸發出來。“水分”對煤炭的加工利用有很大影響。水分在燃燒時變成蒸汽要吸熱，因而降低了煤的發熱量。煤化程度越低，煤的內部表面積越大,水分含量越高。
“灰分”是煤碳完全燃燒后剩下的固體殘渣，是重要的煤質指標。灰分主要來自煤炭中不可燃燒的礦物質。礦物質燃燒灰化時要吸收熱量，大量排渣要帶走熱量，因而灰分越高，煤炭燃燒的熱效率越低；灰分越多，煤炭燃燒產生的灰渣越多，排放的飛灰也越多。一般，優質煤和洗精煤的灰分含量相對較低。
1.7.煤的工藝性質
為了提高煤的綜合利用價值，必須了解、研究煤的工藝性質，以滿足各方面對煤質的要求。煤的工藝性質是工業評價合理用煤的依據，主要包括：粘結性和結焦性、發熱量、化學反應性、熱穩定性、透光率、機械強度和可選性等。
粘結性和結焦性
粘結性是評價煉焦用煤的主要指標。粘結性是指煤在干餾過程中，由于煤中有機質分解，熔融而使煤粒能夠相互粘結成塊的性能。結焦性是指煤在干餾時能夠結成焦炭的性能。煤的粘結性是結焦性的必要條件，結焦性好的煤必須具有良好的粘結性，但粘結性好的煤不一定能單獨煉出質量好的焦炭。這就是為什么要進行配煤煉焦的道理。粘結性是進行煤的工業分類的主要指標，一般用煤中有機質受熱分解、軟化形成的膠質體的厚度來表示，常稱膠質層厚度。膠質層越厚，粘結性越好。測定粘結性和結焦性的方法很多，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、煤巖成分、氧化程度和礦物質含量等多種因素的影響。煤化程度最高和最低的煤，一般都沒有粘結性，膠質層厚度也很小。
發熱量。煤的發熱量是評價煤炭質量，尤其是評價動力用煤的重要指標；是計算熱平衡、耗煤量、熱效率等的依據。發熱量是指單位重量的煤在完全燃燒時所產生的熱量，亦稱熱值，常用106J/kg表示。國際市場上動力用煤以熱值計價。我國自1985年6月起，改革沿用了幾十年的以灰分計價為以熱值計價。發熱量主要與煤中的可燃元素含量和煤化程度有關。為便于比較耗煤量，在工業生產中，常常將實際消耗的煤量折合成發熱量為2.930368×107J/kg的標準煤來進行計算。
化學反應性又稱活性。是指煤在一定溫度下與二氧化碳、氧和水蒸汽相互作用的反應能力。它是評價氣化用煤和動力用煤的一項重要指標。反應性強弱直接影響到耗煤量和煤氣的有效成分。煤的活性一般隨煤化程度加深而減弱。
熱穩定性又稱耐熱性。是指煤在高溫作用下保持原來粒度的性能。它是評價氣化用煤和動力用煤的又一項重要指標。熱穩定性的好壞，直接影響爐內能否正常生產以及煤的氣化和燃燒效率。
透光率指低煤化程度的煤(褐煤、長焰煤等)，在規定條件下用硝酸與磷酸的混合液處理后，所得溶液對光的透過率稱為透光率。隨著煤化程度加深，透光率逐漸加大。因此，它是區別褐煤、長焰煤和氣煤的重要指標。
機械強度是指塊煤受外力作用而破碎的難易程度。機械強度低的煤投入氣化爐時，容易碎成小塊和粉末，影響氣化爐正常操作。因此，氣化用煤必須具備較高的機械強度。 可選性是指煤通過洗選，除去其中的夾矸和礦物質的難易程度。
1.8.煤對環境的污染
從環境污染情況看，燃煤所排放的二氧化硫、氮氧化物，污染空氣，毒化水質，形成酸雨，這些是對人畜和其他生物的極為有害的或致癌的物質。同時，還有其他很難處理的廢物在不斷產生，例如一座百萬千瓦的燃煤火電站每年產生40多萬噸廢渣和灰塵。
多少年來，特別是進入20世紀以來，煤炭作為能源的這些越來越嚴重的危害性，人們熟視無睹，習以為常，有的竟然心甘情愿。
僅就煤炭生產本身而言，就包括礦井、露天開采對地表的破壞、生產過程中“三廢”對環境的污染和煤炭貯存、運輸過程中對環境的影響等。
由于煤的發熱量低，當前主要用于燃燒。要獲得與重油相同的熱量，必須使用約1.5倍的煤炭。煤的平均灰分約20%，是重油的100～300倍。因此，如果以燃燒時放出相同的熱量來計算，則燒煤時排出的煙塵量約相當于重油的150～450倍。
煤炭燃燒中的環保問題主要來自燃燒后生成的SOx、NOx、煤煙和煤灰。據估算，每燃燒100萬噸煤，平均要排放出2萬噸SO2氣體，20萬噸灰渣和3萬噸煙塵。排出的SOx和NOx又二次生成硫酸鹽和硝酸鹽，形成酸雨，破壞生態，而且對遠距離外的地區也會產生嚴重污染。
核電的各種材料來源中雖然也有類似煤炭在生產中出現的對環境的危害，可是由于核燃料的能量高度密集，使其規模要小的多，人們對此綜合地作過考察，下面將作仔細比較。1982年瑞士由于使用核電站，全國的整個能源系統排放CO2減少了1／4左右。
但目前當我們在選擇電站時，聽到的對燃煤火電的指責遠少于考慮核電時遭到的非難；這是人們受傳統觀念束縛的一個具體反映。所以，我們就要比較深入地分析一下核電的安全性能及經濟競爭力，并且要在同其他能源系統作比較以后進行綜合評價。
1.9煤的重要地位
目前，煤炭是世界重要的三大能源之一，并且所占比例最高，以2004年世界能源消費構成中，原油、天然氣和煤炭三大能源各占30%左右，其中原油占36.8%，天然氣占23.7%，煤炭占27.2%，水電占6.2%，核電占6.1%。而在中國煤炭的地位更重要，中國是以煤炭為主要能源的少數國家之一，煤炭提供了70%左右的能源和60%以上的化工原料，以2004年中國的能源消費結構為例，煤炭占據了主導地位，所占比重為67.7%，石油為22.7%，水電、核電、風能、太陽能為7%，天然氣所占比重僅為2.6%，因為中國是石油、天然氣及水資源等相對貧乏的國家, 煤炭在以后數十年里仍將作為中國比較現實的和不可替代的能源基礎。
