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乌金遍地在华夏
来源:自然与人类的故事 作者:

600 多年前, 意大利人马可·波罗不远万里, 来到中国.在《马可·波罗游记》中他谈到了他曾在中国北方所看到一件奇怪的事: "整个契丹省 (元时的中国) 到处都发现有一种黑色石块, 它挖自矿山, 在地下呈脉状延伸, 一经点燃, 效力和木炭一样, 而它的火焰却比木炭更大更旺.甚至可以从夜晚烧到天明仍不会熄灭.这种石块, 除非先将小块点燃, 否则平时并不着火.若一旦着火, 就会发出巨大的热量."马可·波罗所说的这种黑石块就是我们现在用的煤.可是当时的欧洲人对煤这种地下矿藏仍很陌生, 所以他把煤当成了一种奇异的现象。

其实早在2000 多年前, 我国劳动人民就已经用这种"黑石头"来烧火炼铁了.在西汉时, 我国的冶铁业已十分发达了.在河南省巩县的铁生沟冶铁遗址 (公元前205~公元25 年) 中曾经发现过用煤饼炼铁的痕迹, 这比欧洲人16 世纪才用煤炼铁要早1700 多年。

北魏郦道元在其《水经注·河水二》中载: "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, 但充三十六国用."当时人们将煤称作"石炭", 这是因为黑色的煤块颇似用木柴烧成的木炭, 故有此名.后来有人用煤来试制墨, 因此煤也被称为"石墨"。

到了宋代, 京都汴梁 (今开封) 数百万家炊事都用石炭, 没有人再用木柴.同时用煤烧瓷, 冶铜、铅和锡等, 也都有了文字记载.明朝以后, 人们始称煤炭, 当时人们把它同金相比, 称为"乌金".明代于谦曾写过一首有趣的《咏煤炭》诗, 其中两句为: "凿开混沌得乌金, 藏蓄阳和意最深."大科学家宋应星在他的《天工开物》著作中将煤按块度分为明煤、碎煤和末煤三类, 并指出明煤出于北方, 碎煤产于南方, 按其用途: "炎高者曰饭炭, 用以炊烹; 炎平者曰铁炭, 用以冶锻."

虽然人们用煤的历史很早, 然而在过去对煤的来历却不了解, 认为它和别的石头一样, 是地下本来就有的东西.后来, 人们在含煤的地层中发现了大量的植物化石, 于是才逐步认识到煤并非是一般的石头, 而是由古代树木变成的一种特殊的矿石。

远古时代, 气候温暖湿润, 广阔的滨海和湖沼地区生长着大片茂密的森林.以后随着地壳的沉降, 大量死亡后的植物遗体被水淹没或浸泡, 难以和空气接触.在厌氧细菌的作用下, 植物体中的纤维素、木质素等逐步转化为腐殖质等物质, 它们与尚未分解或部分分解的植物遗体, 与地表流水携入沼泽的泥沙, 地下水中溶解的矿物质等混合在一起, 发展变化到一定程度就变成一种褐色的淤泥状物质--泥炭.泥炭无光泽, 含碳量只有50~60%, 因此不能算是真正的煤.地壳继续下沉, 泥沙或海水将泥炭掩埋, 才进入成煤阶段.随着时间的久长, 上覆物质越积越厚, 温度和压力渐渐增高, 促使泥炭进一步发生变化, 氮、氢、氧不断被挤出, 含量减少, 碳的纯度逐渐增加, 有机物分子的聚合程度随之提高, 经过压缩、脱水、胶结, 聚合等一系列理化作用, 泥炭变成了褐煤, 含碳量提高到60~75%。

成煤阶段之后是变质阶段, 褐煤在进一步的加压加温条件下, 内部分子结构和物理化学性质再次发生变化.褐煤在地下埋得越深、越久, 碳的纯度也就越高.褐煤转化为长焰煤, 石粘结煤, 弱粘结煤、气煤、肥煤、焦煤、贫煤等烟煤, 因其燃烧时有烟而得名.碳含量为75~90%, 氢含量5~4%, 氧含量10~2%.若温度、压力继续增大, 则烟煤进一步转化为碳含量92%以上的无烟煤, 甚至是碳含量在98%以上的石墨和天然焦炭.随着地壳的反复升降, 煤层可以层层叠叠, 相互交错, 从地球上最主要的造煤时代一古生代的石炭纪开始, 一层一层往上叠加.山西大同侏罗纪煤系地层中就出现了二十二层煤, 可见地壳的每次升降, 也是聚煤成煤的有利时机。

我国煤炭资源极为丰富, 至1984 年底, 探明的储量达7000 亿吨, 位居世界第二.不同时代的含煤地层遍及全国各地, 含煤区的面积超过55 万平方公里, 占我国陆地面积的5.7%.在已探明的煤炭储量中, 各类品种都有, 可供炼焦用的占36%, 可作化工原料用的无烟煤占17%, 动力用煤则占45%, 石煤占2%。

虽然我国煤炭资源总储量相当高, 但分布上仍有明显的差异, 这是由于成煤地质条件差异造成的煤炭地理和数量分布上的不平衡.全国煤储量的90%以上集中在长江以北地区, 特别是集中于山西、陕西、内蒙古、辽宁、河北和新疆等地.而长江以南的煤矿除了贵州省比较丰富外, 不足全国储量的2%.我国现在的八大煤炭基地, 只有黔西六盘水位于江南, 其余均位于江北.山西是我国的"煤炭之乡", 其拥有的煤储量占全国的13, 位居第一。

东起太行山西麓、西至黄河东岸、北起宁武山下, 南迄中条山北翼, 全省15.6万平方公里的土地上, 含煤面积占37%以上.全省105 个县中, 有94 个县产煤, 堪称乌金遍地.山西的煤炭首先是品种齐全, 有焦煤、动力煤和无烟煤, 储量約占全国同类煤炭储量的50%, 焦煤中的主焦煤、瘦煤、肥煤和气煤等优质煤的品种也样样俱全.此外还有褐煤, 用途也很广泛, 是重要的化工原料.其次是质量好.山西大多数煤炭灰分低, 含硫少, 发热量高, 工业和民用皆宜.驰名中外的晋城兰花煤, 干净、火旺、发热量大, 过去西欧有的国家的王宫专门用它烧壁炉.第三是地质构造简单.山西煤炭一般埋藏较浅, 煤层平缓、流沙断层少, 建设速度快, 开采成本低.在地质复杂地区建设一座中型矿井的时间, 在山西可建设一座大型矿井。

山西开发煤炭的历史也很久远, 相传女娲氏炼石补天, 其遗灶就在山西平定县东部的浮山上, 早在2000 多年前的汉朝, 山西就已经开始手工挖煤.至宋代, 挖炭采煤, 已极兴盛.孙中山在其《建国方略》的实业计划中, 提出了"山西无尽藏之煤铁, 应以大规模采取之".目前山西已有沁水、西山、霍西、河东、大同、宁武、五台和浑源等八大煤田.其中沁水煤田面积近3万平方公里, 属世界大煤田之一.1981 年山西的煤产量突破亿吨大关, 占全国原煤产量的16.国家每年从各省、市、自治区调出的煤炭中山西占50%以上, 山西煤炭工业给国家提供的利润占全国煤炭系统的70%以上.国家为了便于运输山西的煤炭, 修建了著名的大同至秦皇岛的重载铁路.现在山西每隔6 分钟就有一趟满载煤炭的列车运向外省.山西已成为我国能源工业的强大支柱。

除山西外, 我国各地著名煤矿还有开滦、抚顺、平顶山、六盘水、淮南、淮北和鸡西等.开滦位于河北省唐山市, 是我国最老的煤矿.从1878 年建立第一对矿井以来, 已有100 多年的历史了, 是我国最大的炼焦肥煤基地, 主要保证北京、天津和鞍山等城市的需要.抚顺煤矿位于辽宁抚顺市, 解放前及解放初为我国最大煤矿, 曾有"煤都"之称.煤层生成于第三纪, 有我国最厚的煤层, 最厚达125 米, 平均为50 米, 也是我国最大的露天煤矿.平顶山煤矿位于河南平顶山市, 因地处中原, 交通便利, 对支援南方缺煤省有重大作用.六盘水煤矿位于贵州省西部六枝、盘县、水城三县境内, 储量大, 煤种全, 是南方最大的炼焦煤基地, 也是国家重点建设的煤炭基地之一.淮南煤矿位于安徽省淮南市, 煤质好, 可全部用于配焦及动力用煤, 交通运输条件好, 将成为我国大型煤炭生产及出口的基地.淮北煤田位于安徽省淮北市, 将成为华东地区重要的炼焦煤和无烟煤生产基地.鸡西煤矿位于黑龙江省鸡西市, 煤质优良, 开采方便, 是东北地区冶金及动力用煤的主要基地之一。

与石油相比, 煤炭优点虽不如石油, 但其储量远较石油为多, 其分布也比石油广, 因此它是一种稳定和重要的能源, 不会因国际政治经济形势的动荡而发生危机, 近年来一些煤炭资源丰富的国家也转而加强煤炭资源的开发.我国为了实现本世纪内煤炭生产达到年产12 亿吨的水平, 除了加强八大煤炭基地的开发外, 正加紧建设内蒙的元宝山、霍林河、伊敏河、准噶尔及山西平朔五大露天煤矿的建设, 并以山西为中心建成全国最大的能源开发中心, 皆时, 将有力地推动我国能源工业的发展, 促进四个现代化的建设。

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