煤,是我们再熟悉不过的燃料了。昔日家家户户用煤炉做饭的情景记忆犹新。虽然现在我们已经不直接用煤作为生活燃料了,但是煤的用途仍然十分广泛,我们时时刻刻和煤打交道仍然要持续下去。
煤,是用作燃料或化工原料的一种黑色固体矿物。煤主要由有机化合物和无机矿物质集合体组成。
(安徽口孜东煤矿煤矿石)
我们知道煤具有可燃性和不同燃点,以及热解性、热稳定性、黏结性和反应性等性能,因而在工农业各领域具有极其重要的用途。煤被广泛用作工业生产的燃料,是从18世纪末的产业革命开始的。随着蒸汽机的发明和使用,煤被广泛地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,带动了煤炭、钢铁、化工、采矿、冶金、电力等部门的发展。煤炭被称为“工业的粮食”,它不仅是现代工业、农业和人民生活不可缺少的能源,而且还是冶金、化工、医药等部门的重要原料。
煤,是远古时期的植物枝叶和根茎在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐植质,由于地壳的变动不断地埋入地下,经过漫长的地质时期与空气隔绝,并在高温高压下,经过一系列复杂的物理化学变化等因素,形成的一种黑色可燃性矿石,呈褐色至黑色。这就是煤的形成过程。
煤的主要成分是碳,它是远古的植物被埋藏后变质生成的。距今4至5亿年前,地球上还没有陆生植物,极少有煤形成;距今2至3亿年的古生代石炭纪、二叠纪时,植物从海洋登陆,生长成片片绿色森林,成为主要成煤时期;中生代的侏罗纪、新生代的第三纪,都是植物繁荣的“鼎盛时代”,也是世界的主要成煤时期。
在这些成煤的地质时代里,气候温暖潮湿,适宜植物生长,更易形成茂密的森林。这些森林植物枯死后有不同的遭遇,一小部分通过氧化分解和水解作用,变成沼气、二氧化碳和水分,自生自灭地“烂”掉了。还有一大部分植物遗体倒伏在浅水、烂泥中,它与空气隔绝,得不到氧气,喜氧的微生物无立足之地,却为厌氧微生物大开方便之门。厌氧微生物在植物遗体上发生生物化学反应,产生了腐植酸和沥青质,植物遗体就变成黑褐色淤泥状的泥炭。
其实泥炭还不算煤,它只能是煤的前半身,是大自然造煤的第一阶段。泥炭要变成“正牌”的煤,还要经过煤化作用,也就是成煤阶段。当泥炭层受地壳运动下沉时,在上部岩层的压力下,发生压缩、脱水、胶结、变硬的变化,碳的含量继续增高,泥炭由疏松多孔变为细密硬结的岩石状态,成为褐煤。当褐煤层继续下降,温度、压力继续升高,褐煤进一步失去水分、二氧化碳和沼气,碳含量继续增多,就成了烟煤和无烟煤。煤的这种变化过程在自然界则要几千到几万年,而由褐煤变烟煤、无烟煤,则要几百万至几千万年。
煤矿原来基本上都是一层一层地平铺在沉积岩石中。煤层在沉积岩石中好比是“夹心饼干”。它的上下都是由砂子、粘土等沉积物固结成的砂岩、页岩等组成的顶、底板。“顶板’是上覆岩层,“底板”是下伏岩层,顶底板的岩石中常可见到植物化石。煤层本来是水平的,因受地壳运动的影响,使它倾斜或直立起来,并变得弯曲和断裂。煤层有的出露地表,有的深埋地下2000米以下。
地壳的升升降降,海水的进进退退,许多年过去了,一层层的泥土变成岩石,一层层的泥炭变成了煤层。岩层中夹煤层,煤层中又夹岩层,众多的岩层和煤层组成了一整套煤矿地层。煤矿的分布面积广阔,从几百平方千米到几十万平方千米,厚度从几十米到几千米。煤矿的古地理环境是各种类型的聚煤盆地,聚煤盆地是中间低凹、四周封闭的地区。
(煤层形成的横面图)
煤是安徽省最丰富的地下矿藏之一,是典型的优势矿种。全省含煤面积17950平方千米,占省域面积的12.90%,但集中分布于皖北地区的淮北、亳州、阜阳、宿州、淮南等地,沿江江南的巢湖、安庆、池州、铜陵、宣城等地零星分布。
截至2018年底,全省查明资源的煤矿山或井田208处,其中超大型21处、大型50处、中型19处、小型113处、矿点5处,中型及以上规模煤矿主要分布在皖北地区的淮北、淮南煤田内,沿江江南各煤田内以小型煤矿为主。累计查明煤炭资源储量342.96亿吨。已开采利用的有159处,查明资源储量225.37亿吨。
全省煤矿资源分布很不均匀,淮南市煤矿查明资源最多,其次为淮北市、宿州市、亳州市和阜阳市等,沿江江南各市县煤矿资源极少。在煤矿的发现和勘查中,安徽地质人艰苦奋斗,砥砺前行,在这片土地上钻探掘进,扩大了茫茫煤海的地质储量。安徽省地质矿产勘查局和安徽省煤田地质局所属地质队伍为淮南、淮北煤田的找矿做出了重大贡献,同时为淮南、淮北两座矿业城市的兴起立下了不可磨灭的功勋。近年来,安徽省煤田地质局勘查研究院在淮南市潘集煤矿外围发现一处特大型煤矿床,新发现煤炭资源量 48.57 亿 吨,均为优质炼焦用煤。该成果被评为2019年全国十大找矿成果。
(淮南潘集外围发现特大型煤矿)
安徽四大煤矿企业:淮河能源(淮南矿业)、淮北矿业、中煤新集、皖北煤电近年稳步发展,持续取得良好的经济效益。2019年安徽原煤生产总量10988.42万吨。其中,四大煤矿企业贡献了总产量的98.29%。
(淮北矿业集团杨柳煤矿)
(淮南矿业集团顾桥煤矿)
(中煤新集刘庄煤矿)
(皖北煤电集团祁东煤矿)
安徽地跨华北、华南型两大聚煤区,北部淮南、淮北煤田位于华北聚煤区。沿江江南各煤田位于华南聚煤区。也就是说,我省煤田按它形成的地质年代和规模来分,可分为“北煤”(华北型煤)和“南煤”(华南型煤)两大类。
北煤,主要成煤时期为石炭纪晚期到二叠纪早期,淮北煤田为其代表。淮南煤田基本也属“北煤”,但它的成煤期在二叠纪晚期。两淮煤田共有100余个独立的煤田,分布在北起萧县、濉溪,南至颖上、凤台,包括淮南、淮北两市在境内。两淮煤田煤层多而厚,地下到处都有那乌黑闪亮的宝贝。无怪乎有人称皖北为“煤海”。两淮煤田探明煤储量占全省总储量的95%以上,其中淮南煤田储量又占全省的56.8%。
南煤,主要是我省沿江及皖南山区的煤田,均归属于南方煤田。主要分布在沿江的宿松至和县、含山、宣城以及皖南的绩溪、歙县、休宁等地,产地近80处,都是小型煤田或煤矿点,总储量约2.3亿多吨。“南煤”规模小,成煤时代晚,主要产于古生代二叠纪晚期。煤层少而薄,一般只有一两层煤,最多三层,厚度由几十厘米到1米多。煤层变化大,连续性差,常被称为“鸡窝煤”,多为小型煤田,但它分其规模与“北煤”相比,简直是“小巫见大巫”。
安徽为什么遍地是乌金?何以两淮有“煤海”、“煤城”之称?皖南为什么多“小窑煤”?现在我们再来回答这些问题。
先说皖北两淮煤田的古环境演变。自古生代奥陶纪起至石炭纪早期,皖西大别山和皖北已连为一片陆地。这片陆地历经1.5亿年的长期剥蚀成为平地。到了石炭纪晚期,海水又自东北方向的江苏、河南境内漫入皖北。但这时期海水仅10~30米深。到距今2.8亿年二叠纪初期,皖北广大地区海水迅速退出,成为陆地,在这陆地中留下了淮南、淮北各有数千平方千米的盆地。两淮盆地中间低凹,遍布河流、沼泽。当时气候温湿,雨水丰富,林木遍地,茂密高大,为后来的成煤提供了得天独厚的有利条件。
距今3亿年的石炭纪、二叠纪的古森林是个什么样子呢?根据植物化石的研究,可复原当时的古环境。当时的植物都是高大粗壮,奇形异状。为成煤作用提供了很好的物质来源。
正当古森林生长茂盛之际,两淮盆地徐徐下沉,四周山丘的泥砂源源不断地将它覆盖,久而久之,泥砂紧压成岩石,绿色的古森林变成乌黑闪亮的石块。煤,就这样形成了。两淮煤田,有丰富的古植物化石可以证明它是由古森林变成的。
为什么淮南、淮北的煤田不能连成一片呢?也是因为当时古地理环境的限制。因为在淮南、淮北盆地之间有个狭长的隆起地带,它自蚌埠到利辛县呈东西方向延伸,被称为叫蚌埠古隆起。隆起的山岗被风化剥蚀,不能接受沉积,山岗上即使也有古树参天,因无泥砂埋覆,也不能成煤。
在成煤时期的沿江和皖南地区,又是另一番景象。当时自滁洲一巢湖一怀宁一线以南的地区,处于下扬子海的范围。到了距今2.5亿年的二叠纪晚期,海水全部自西南退出,陆地地形呈波状起伏,有很多小的、零星分布的沼泽、盆地,生长的树木矮小稀少,所形成的煤层就少而薄,分布范围小。这就是“南煤”多“小窑煤”的原因。
距今1.95亿年的中生代侏罗纪早期是安徽第二个成煤时期。这个时期安徽已是一个统一的大陆。淮南一淮北都是高地,大别山和皖南山地已初见雏形,并不断升高。全省陆地大都是剥蚀地区,只在沿江和皖南偶有零星的狭小的山间盆地、河漫滩可以沉积煤层。这时期的古森林又换了一批树种,除了少数植物比较高大,多数都比较矮小。小的聚煤盆地,少量的树木森林,就决定了小型煤田的赋存条件。

淮北煤田:位于中国华北聚煤区南侧安徽省北部淮河以北,北连江苏徐州矿区新河矿,西至河南永城县界。面积9600平方千米,含煤面积4100平方千米。 淮北煤田以宿北断裂为界,可划分为南北两大部分,包括 4 个矿区;北部的濉肖矿区、西南部的涡阳矿区以及中南部的临涣、宿州矿区。 淮北煤田已探明地质储量67亿吨。
淮南煤田:位于中国华北聚煤区南侧安徽省中北部,以淮南市为主体,东部伸入滁州市,西部延展到阜阳附近,平面呈北西西向长椭圆状,长约100千米,宽度20~30千米,面积2500平方千米。为石炭二叠纪煤田。煤田因发现及开发从淮河南岸开始,故名淮南煤田,后经勘探在淮河北岸更大范围内见煤,但乃沿用原名。
沿江江南煤田:位于中国华南聚煤区安徽省南部,主要有安庆、巢湖、贵池、芜湖、宣泾等煤田组成。沿江和皖南小型煤田以古生代二叠纪生成的为多。它东自广德,经过宣城、泾县,再经长江两岸到宿松均有分布。煤系地层自东向西,由最厚的500米逐渐减少至几十米。侏罗纪的煤分布很少,仅有小煤矿点。由于皖南煤层厚度薄,煤质相对较差,经过几十年的开采,现在已经全部关停。
安徽的煤矿量多质优。安徽的煤矿蕴藏着热量、包含着温暖。安徽的煤矿正在建设智能矿山,正在创建绿色矿山。随着社会经济的发展和长三角区域一体化发展战略实施,安徽的煤矿必将蓄势待发,发挥出更大的能量!
(作者在淮北许疃煤矿下井)