采煤向來是一項(xiàng)最艱苦的工作，當(dāng)前正在花較大的力量來改善工作條件。根據(jù)煤炭資源的埋藏深度不同，一般可分為礦井開采(埋藏較深)和露天開采(埋藏較淺)兩種方式。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(yōu)劣的重要指標(biāo)，我國可露天開采的儲(chǔ)量?jī)H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(qū)大多數(shù)采用這一開采方式，也有露天開采，如內(nèi)蒙古霍林河煤礦就是我國最大的露天礦區(qū)。

煤炭的加工

中國以煤為主的一次能源格局在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)難以改變。以煤為主的主要問題是能源利用效率低、環(huán)境污染嚴(yán)重。煤炭利用前的煤炭加工就是通過煤炭洗選、動(dòng)力配煤、型煤、水漿煤等加工技術(shù)，使煤炭高效、潔凈地轉(zhuǎn)化為電能、液體燃料、氣體燃料，從而解決能源利用效率低、環(huán)境污染嚴(yán)重等問題。煤炭加工是潔凈煤技術(shù)的重要組成部分，包括煤炭洗選、動(dòng)力配煤、型煤、水煤漿、氣化、液化等。

1、煤炭洗選技術(shù)

煤炭洗選又稱選煤，是利用煤和雜質(zhì)(矸石)的物理、化學(xué)性質(zhì)的差異，通過物理、化學(xué)或微生物分選方法使煤和雜質(zhì)有效分離，并將煤加工成質(zhì)量均勻、用途不同的煤炭產(chǎn)品。按選煤方法的不同，可分為物理選煤、物理化學(xué)選煤及微生物選煤等。煤炭洗選有以下作用：

(1)提高煤炭質(zhì)量，減少燃煤污染物排放。煤炭洗選可脫除煤中50%～80%的灰分、30%～40%的全硫(或60%～80%的無機(jī)硫)，燃用洗選煤可有效減少煙塵、SO2和NOX的排放，按全國原煤平均質(zhì)量計(jì)算，每洗1億噸動(dòng)力煤一般可減排60萬～70萬噸SO2，去除矸石1600萬噸。

(2)提高煤炭利用效率，節(jié)約能源。煤炭質(zhì)量提高，將顯著提高煤炭利用效率。一些研究表明：煉焦煤的灰分每降低1%，煉鐵的焦炭耗量可降低2.66%，煉鐵高爐的利用系數(shù)可提高3.99%；生產(chǎn)合成氨時(shí)使用洗選的無煙煤可節(jié)煤20%；發(fā)電用煤灰分每降低1%，發(fā)熱量增加200焦/克～360焦/克(1卡約為4.2焦耳)，每度電的標(biāo)準(zhǔn)煤耗下降2克～5克；工業(yè)鍋爐和窯爐使用洗選煤，熱效率可提高3%～8%。

(3)優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。發(fā)展煤炭洗選有利于煤炭產(chǎn)品由單結(jié)構(gòu)、低質(zhì)量向多品種、高質(zhì)量轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)化。我國的煤炭消費(fèi)用戶多，對(duì)煤炭質(zhì)量和品種的要求不斷提高。有些城市要求煤炭硫分小于0.5%，灰分小于10%，而全國生產(chǎn)的原煤中可達(dá)到該質(zhì)量要求的比例非常低，若不發(fā)展選煤便無法滿足市場(chǎng)要求。

(4)減少運(yùn)力浪費(fèi)。由于中國的產(chǎn)煤區(qū)多遠(yuǎn)離用煤多的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，煤炭的運(yùn)量大、運(yùn)距長(zhǎng)，平均煤炭運(yùn)距約為600公里，中國鐵路運(yùn)力一直非常緊張。煤炭經(jīng)過洗選，可去除大量雜質(zhì)，節(jié)省運(yùn)力。

2、動(dòng)力配煤技術(shù)

動(dòng)力配煤技術(shù)是以煤化學(xué)、煤的燃燒動(dòng)力學(xué)和煤質(zhì)測(cè)試等學(xué)科和技術(shù)為基礎(chǔ)，將不同類別、不同質(zhì)量的單種煤，通過篩選、破碎、按不同比例混合和配入添加劑等過程，提供可滿足不同燃煤設(shè)備要求的煤炭產(chǎn)品的一種成本較低、易工業(yè)化實(shí)施的技術(shù)。通過動(dòng)力配煤，可充分發(fā)揮單種煤的煤質(zhì)優(yōu)點(diǎn)，克服單種煤的煤質(zhì)缺點(diǎn)，生產(chǎn)出與單種動(dòng)力用煤的化學(xué)組成、物理性質(zhì)和燃燒特性完全不同的“新煤種”，達(dá)到提高效率、節(jié)約煤炭資源和減少污染物排放的目的。

動(dòng)力配煤技術(shù)的作用和意義：

(1)在滿足燃煤設(shè)備對(duì)媒質(zhì)要求的前提下，采用動(dòng)力配煤技術(shù)可最大限度地利用低值煤，或充分利用當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有煤炭資源；

(2)保證燃煤特性與用煤設(shè)備的設(shè)計(jì)參數(shù)相匹配，提高設(shè)備熱效率，節(jié)約煤炭；

(3)通過“均質(zhì)化”來保證燃煤質(zhì)量的穩(wěn)定，保證用煤設(shè)備正常、高效運(yùn)行；

(4)按不同地區(qū)對(duì)大氣環(huán)境、水質(zhì)的要求，將不同品質(zhì)的煤相互配合，可以調(diào)節(jié)煤中硫分及氮、氯、砷、氟等有害元素含量，減少SO2、NOX及有害元素的排放，最大限度地滿足環(huán)境保護(hù)要求。

3、型煤技術(shù)

型煤是把一種或數(shù)種煤粉與一定比例的粘結(jié)劑或固硫劑混合，在一定壓力下加工形成的、具有一定形狀和一定物理化學(xué)性能的煤炭產(chǎn)品。工業(yè)層燃鍋爐、工業(yè)窯爐燃用型煤與燃用原煤相比，前者能顯著提高熱效率，減少燃煤污染。

型煤按用途可分為民用型煤和工業(yè)型煤。蜂窩煤是民用型煤的主要品種；工業(yè)型煤的主要形狀有橢圓形、籠形、中凹形、枕形、馬賽克形、圓柱形、磚形等。

工業(yè)型煤生產(chǎn)從20世紀(jì)60年代開始，主要是氣化型煤和動(dòng)力型煤。

(1)氣化型煤。20世紀(jì)60年代為解決化肥造氣用無煙塊煤的缺乏問題，中國相繼開發(fā)了石灰碳化煤球、紙漿黏土煤球、腐植酸鹽煤球、黏土煤球等成型技術(shù)，其中石灰碳化煤球產(chǎn)量最大，現(xiàn)有生產(chǎn)線600多條，在中小型化肥廠仍廣泛使用，產(chǎn)量約為2000萬噸/年。

(2)動(dòng)力型煤。動(dòng)力型煤是作為燃料用的型煤(包括工業(yè)動(dòng)力型煤和民用型煤)，主要是指工業(yè)動(dòng)力型煤。工業(yè)動(dòng)力型煤主要用做工業(yè)鍋爐、工業(yè)窯爐、機(jī)車等的燃料。在燃料中加入一定生物質(zhì)混合后生產(chǎn)的煤為生物質(zhì)型煤。

4、水煤漿技術(shù)

水煤漿技術(shù)是20世紀(jì)70年代世界范圍內(nèi)的石油危機(jī)中產(chǎn)生的一種以煤代油的煤炭利用新方式。其主要技術(shù)特點(diǎn)是將煤炭、水、部分添加劑加入磨機(jī)中，經(jīng)磨碎后成為一種類似石油一樣的可以流動(dòng)的煤基流體燃料。

水煤漿的質(zhì)量濃度一般為65%～70%，黏度為(1±0.2)Pa.s(常溫下，1/100秒剪切率)，其中煤炭最大顆粒的粒徑小于0.3毫米，平均粒徑小于50微米，發(fā)熱量為4600-4800千卡/千克，漿體穩(wěn)定期大于3個(gè)月不發(fā)生硬沉淀。

水煤漿具有較好的流動(dòng)性和穩(wěn)定性，可以像石油產(chǎn)品一樣儲(chǔ)存、運(yùn)輸，并且具有不易燃、不污染的優(yōu)良特性，是目前比較經(jīng)濟(jì)和實(shí)際的清潔煤代油燃料。由于水煤漿是采用洗精煤制備，其灰分、硫分較低(一般要求干基灰分小于10%、硫分小于0.5%)，在燃燒過程中，水分的存在可降低燃燒火焰中心溫度、抑制氮氧化物的產(chǎn)生量。另外，水煤漿自煤炭進(jìn)入磨機(jī)后即可以采用管道、罐車輸送，不會(huì)造成煤炭運(yùn)輸和儲(chǔ)存污染，具有較好的環(huán)保效果。

水煤漿作為一種代油燃料，可以代替重油和原油用于鍋爐和各種窯爐燃燒。其主要優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)燃燒效果好。水煤漿黏度低于重油，易于調(diào)節(jié)，最低負(fù)荷可調(diào)至40%。替代重油在鍋爐中燃燒時(shí)，燃燒效率可達(dá)96%～99%，鍋爐效率在90%左右，達(dá)到燃油等同水平，燃燒調(diào)節(jié)方便，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

(2)環(huán)保效果明顯。由于水煤漿燃燒溫度在1200℃～1300℃,比燃油和粉煤溫度低100℃～150℃，水煤漿本身的硫分和灰分低等原因，燃用水煤漿后SO2和NOX的排放濃度較低；另外在水煤漿制備過程中可以加入脫硫劑，達(dá)到脫硫效果，脫硫率可達(dá)40%；環(huán)境效果好，無噪聲；排渣活性好，燃燒后的灰渣可以綜合利用，作為水泥摻合料，沒有二次污染。

(3)工藝上有許多優(yōu)越性。在制漿過程中應(yīng)用濕式球磨機(jī)，磨漿溫度低(50℃～60℃)，安全可靠；精煤水煤漿含灰分低，鍋爐受熱面磨損低于燃煤，維修費(fèi)用低；不需爐前備煤系統(tǒng)和備煤場(chǎng)，排灰灰場(chǎng)占地僅為燃煤的1/4。

(4)改燒水煤漿投資低于改燒粉煤。水煤漿代油可充分利用原有設(shè)備，生產(chǎn)流程簡(jiǎn)化，投資省。與改燒粉煤相比，改燒水煤漿的費(fèi)用僅為改燒粉煤的1/3～1/2，改造時(shí)間僅為改燒粉煤的1/3，燃油鍋爐改燒水煤漿后經(jīng)濟(jì)效益顯著。

近兩年中國國內(nèi)石油價(jià)格隨著國際石油價(jià)格的上漲而上漲，用油企業(yè)不堪重負(fù)，紛紛將眼光轉(zhuǎn)向其他代油燃料。由于水煤漿性質(zhì)像油，價(jià)格穩(wěn)定，又有一定的環(huán)保作用，成為原燒油企業(yè)首選的代油燃料。