8.1.1 煤的组成及我国煤炭资源
8.1.1.1 煤的组成和结构
煤是由高等植物经过生物化学、物理化学和地球化学作用转变而成的固体有机可燃矿产。植物成煤的煤化序列经历泥炭（腐泥)→褐煤→烟煤→无烟煤几个阶段。
煤是复杂化合物的混合物,成煤植物的所有组分均参与了煤的形成,其中主要有纤维素和木质素。煤的主要成分为碳、氢、氧,其中也包含少量的氮和硫。碳质量分数随煤化度的增高而增大,年轻褐煤碳质量分数约为70%,而无烟煤则大于92%;与之相应的氧质量分数由30%左右降到2%左右,氢质量分数由8%左右降到4%左右。氮和硫的质量分数与煤化度关系不大。氮质量分数为0.5%～2%,硫质量分数为0.5%～3%（基准为干燥无灰基)。
从煤的结构来看,煤大分子是由若干结构相似,但又不完全相同的基本结构单元通过桥键连接而成。煤基本结构单元的主体为缩合芳香核。单元中非芳香碳部分为氢化芳环、环烷环、烷基侧链、含氧官能团和氮、硫杂原子。
年轻煤缩合芳环数小,侧链长,有较多的脂肪烃结构和含氧官能团。褐煤中有较多的—OH,—CO,—COOH和—OCH3基,烟煤中只有较少的—OH,—CO基。煤中硫以噻吩、—SH、—S—键形式存在,氮以胺基、吡啶和杂环形式存在。
联系基本结构单元之间的桥键是—CH2—,—O—,—S—以及芳香C—C键等,基本结构单元之间通过这些桥键形成分子量大小不一的大分子化合物。
煤大分子之间由交联键联接形成空间结构。交联键可以是—C—C—,—O—化学键和范德华力及氢键力。在煤大分子空间结构中有许多内表面积大的微孔。在大分子中分散着低分子化合物,年轻煤中低分子化合物含量多。
图8.1绘出了由Given给出的煤分子模型。
图8.1 煤大分子模型（w（C)约82%)
8.1.1.2 我国煤炭资源
我国是世界上煤炭资源丰富的国家之一,其储量远大于石油和天然气储量。目前已探明煤炭可采储量约为1145×108 t,居世界前列,主要分布地区在华北、西北,其次是西南、华东。我国不仅有优质的炼焦煤,而且还有世界稀缺的大同、神府优质煤。随着勘探工作的发展,逐年还在发现新的大煤田,煤炭储量还在增加。我国的煤炭资源不仅采储量和产量大,而且种类较全。其中炼焦煤约占42%,长焰煤、不粘煤和弱粘煤约占22%,褐煤约占14%,其他煤种约占22%。
中国能源过去和现在都是以煤为主,随着煤炭产量的逐年增长,煤炭在能源构成中的比重将进一步增加。