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煤炭就是古代植物遗体埋藏在地下经历了复杂的生物化学作用和地质作用逐渐转变而形成的一种固体可燃性矿物。《山海经》中的煤称为石涅，魏晋时期称煤为石墨。在明代李时珍的《本草纲目》中也有关于煤的记载。中国是世界上最早利用煤的国家，辽宁省的新乐古文化遗址中，曾出土煤制工艺品；河南巩义市也发现有西汉时用煤饼炼铁的遗址。
在地表常温、常压的情况下，由堆积在固定不流动水体中的植物遗体由于泥炭化作用或腐泥化作用，从而转变成泥炭或腐泥。泥炭化作用是指高等植物遗体在沼泽中堆积，经生物化学变化和地质作用转变成泥炭的过程。腐泥化作用是指低等生物遗体在沼泽中堆积，经生物化学变化和地质作用转变成腐泥的过程。腐泥是一种富含水和沥青质的淤泥状物质。泥炭或腐泥慢慢由于盆地基底下降而沉至地下深部而被埋藏，年深日久经过成岩作用就会转变成褐煤。随着温度和压力的逐渐增高，还会变质转变成烟煤或无烟煤。
煤炭的用途十分广泛，既是燃料，也是重要的工业原料。煤炭热量高，标准煤的发热量为每千克7000大卡，而且煤炭在地球上的储量丰富、分布广泛，通常比较容易开采，因而被广泛用作各种工业生产中的燃料。作为燃料，早在800年前就已经开始使用，从18世纪末的产业革命之后被广泛用作工业生产的燃料，给社会带来了前所未有的巨大生产力，推动了工业的不断发展。
煤炭除了作为燃料取得热量和动能以外，还可以制取冶金用的焦炭和人造石油，即煤的低温干馏的液体产品——煤焦油。经过化学加工，从煤炭中还可以制造出成千上万种化学产品，因此，它又是一种非常重要的化工原料，通常利用它做化肥，而且获得了很高的经济效益。
我国煤炭储量丰富，地下有很多未被开采的煤层等待我们去开采，但是我们在开采的各个方面都面临着巨大的欠缺，从中长期来看，要把煤炭的储量变成有效的供给以满足经济社会发展的需求，还面临着很大的考验。
首先我国的煤炭精查储量不丰富。我国已经拟定开工建设的煤矿项目在精查储量上欠缺500多亿吨，要是再往后推算就会欠缺更多，可能会达到1200多亿吨，再往后推算，后果可想而知，让我们不寒而栗。
其次是煤炭的生产能力还差很多。我国目前的煤炭生产能力，由于很多原因，如开采不彻底、开采不利、部分矿井衰老报废等因素，如果在预算内我国2020年前还需要新增煤炭生产能力10亿吨，就已经接近其他大国目前的产煤总量，这意味着我国还要新建百万吨级的大型煤矿1000个左右。这都是我们所面临的巨大问题。
最后就是在运输方面，我国的煤炭运输存在很大的弊端。我国的煤炭资源主要分布在北部和西部，但是最要的消费主体却集中在我国的东部地区，这样就造成了煤炭资源的供给与需求在地理分布上产生了严重的失衡，从而形成了北煤南运、西煤东运的格局。解决这一问题不是一朝一夕就能完成的，付出的艰辛也会很大很大。
燃烧过程中都要放出二氧化硫、一氧化碳、烟尘、放射性飘尘、氮氧化物、二氧化碳等。二氧化硫易形成酸雨，二氧化碳引起温室效应。
燃烧化石燃料给环境造成的危害是当今世界性的严重问题，其结果是使生态环境遭到破坏，人畜生活受到危害。特别是直接燃烧煤炭所造成的环境危害更是触目惊心。化石燃料在燃烧过程中都要放出二氧化硫、一氧化碳、烟尘、放射性飘尘、氮氧化物、二氧化碳等。这些物质会直接危害人畜，导致机体癌变，使生物受辐射损伤，产生酸雨，形成温室效应。发达国家在工业化初期，由于大量燃烧煤炭而付出了沉痛的代价。酿成灾难的典型例子是：20世纪五六十年代，英国伦敦由于大量燃用煤炭等化石燃料，有雾都之称。在1952年一次烟雾事件中，死亡人数达4000人，1962年一次死亡人数达750人。
为了减少直接烧煤产生的环境污染，世界各国都十分重视洁净煤技术的开发和应用。我国是烧煤大国，70％以上的能源依靠煤炭，大力发展洁净煤技术有更重要意义。洁净煤技术包括两个方面，一是直接烧煤洁净技术，二是煤转化为洁净燃料技术。
1、直接烧煤洁净技术。这是在直接烧煤的情况下，需要采用的技术措施：①燃烧前的净化加工技术，主要是洗选、型煤加工和水煤浆技术。原煤洗选采用筛分、物理选煤、化学选煤和细菌脱硫方法，可以除去或减少灰分、矸古、硫等杂质；型煤加工是把散煤加工成型煤，由于成型时加入石灰固硫剂，可减少二氧化硫排放，减少烟尘，还可节煤；水煤浆是先用优质低灰原煤制成，可以代替石油。②燃烧中的净化燃烧技术，主要是流化床燃烧技术和先进燃烧器技术。流化床又叫沸腾床，有泡床和循环床两种，由于燃烧温度低可减少氮氧化物排放量，煤中添加石灰可减少二氧化硫排放量，炉渣可以综合利用，能烧劣质煤，这些都是它的优点；先进燃烧器技术是指改进锅炉、窑炉结构与燃烧技术，减少二氧化硫和氮氧化物的排放技术。③燃烧后的净化处理技术，主要是消烟除尘和脱硫脱氮技术。消烟除尘技术很多，静电除尘器效率最高，可达99％以上，电厂一般都采用。脱硫有干法和湿法两种，干法是用浆状石灰喷雾与烟气中二氧化硫反应，生成干燥颗粒硫酸钙，用集尘器收集；湿法是用石灰水淋洗烟尘，生成浆状亚硫酸排放。它们脱硫效率可达90％。
2、煤转化为洁净燃料技术。主要有以下四种：①煤的气化技术，有常压气化和加压气化两种，它是在常压或加压条件下，保持一定温度，通过气化剂（空气、氧气和蒸汽）与煤炭反应生成煤气，煤气中主要成分是一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体。用空气和蒸汽做气化剂，煤气热值低；用氧气做气化剂，煤气热值高。煤在气化中可脱硫除氮，排去灰渣，因此，煤气就是洁净燃料了。②煤的液化技术，有间接液化和直接液化两种。间接液化是先将煤气化，然后再把煤气液化，如煤制甲醇，可替代汽油，我国已有应用。直接液化是把煤直接转化成液体燃料，比如直接加氢将煤转化成液体燃料，或煤炭与渣油混合成油煤浆反应生成液体燃料，我国已开展研究。③煤气化联合循环发电技术，先把煤制成煤气，再用燃气轮机发电，排出高温废气烧
