煤炭的出现改变了人类的命运,它推动着工业文明滚滚向前。
但人们常常忽视煤炭其实也是化石,而且比博物馆里的许多恐龙化石历史更加久远。
想了解煤炭的前世今生吗?请到位于山西太原的中国煤炭博物馆,这是我国唯一的国家级煤炭行业博物馆,是全国煤炭行业的历史文物、标本、文献、资料的收藏中心。
煤的身世——
历千锤百炼,万年修行
很多人都知道植物成煤,但不是所有植物都能形成煤炭。煤炭究竟是怎样形成的?
煤炭博物馆馆长李希海说:“古代的植物要想变成煤炭,要经历重重考验。”
在博物馆四维动感影厅里,植物成煤的过程被生动还原:在亿万年前的地球上,气候温暖潮湿,陆地上的湖泊、沼泽中,密布着各种各样的植物;一批植物生长、死亡、倒伏水中,新的一批植物很快又生长起来。如此循环往复,埋在水里的植物就越来越多。于是,这些堆积的植物遗体在厌氧微生物的作用下,腐烂分解,一些气体就会释放出来,剩下的植物残片就形成泥炭层。泥炭层形成后,由于上面的堆积物不断增加,温度不断升高,在压力和温度的作用下,就形成了褐煤;褐煤在地层深处再受到高温、高压的作用,经过数亿年的逐渐变质,形成了烟煤和无烟煤。植物成煤,煤炭燃烧又释放了远古植物自身蕴藏的太阳能,故煤炭常被比作“太阳石”。
李希海说,地球上发现的煤田,大多生成于古代的三个时期——古生代的石炭二叠纪、中生代的侏罗白垩纪和新生代的第三纪。侏罗白垩纪正是恐龙的兴盛与灭绝期。
煤博馆陈列着一具禽龙的骨骼化石复制品,这是世界上唯一在煤层里发现的恐龙骨骼化石。1878年,比利时的一位名叫克里特的煤矿工人,在开凿煤层隧道时,发现了一些形状奇怪的岩石。经专家考证,确认是禽龙的骨骼化石。科学家用了3年时间,从这个煤层隧道共挖掘出39具禽龙化石。
在临近的小展柜上,陈列着从我国云南禄丰褐煤层中出土的两个古猿下颌骨,它们生存于800多万年前。
煤的开采——
乘“猴车”穿梭亚洲最大模拟矿井
煤炭博物馆里建有全亚洲最大的模拟矿井。当你头戴矿灯,微弓着身子,下矿井,坐矿车,从古代到现代,一步一步走在狭窄的采煤巷道,你会对煤炭、对矿工、对人类采煤史,有个崭新的认识。
首先到的是古代采煤井,这里巷道窄小、黑暗,而且没有支护;照明靠小油灯,整个巷道也没有任何通风工具。煤炭博物馆专门设置了一个宋代采煤的场景。矿工先用镢头沿煤层底部刨出一道深槽,使上面的煤层没有依托而自然松落——俗称“刨根”;然后再由工人用“捅枪”将上方没有松落的煤层捅落下来——俗称“落垛”。落在地上大块的煤炭,由专人负责背出去;小块的煤炭则装入小拖车,运到井口;在井口的矿工等煤筐装满后,摇动绳铃;地面上的工人听到铃响,就用辘轳将煤筐提出井口。
离开“古代”,随导游乘坐因空间窄小被称为“猴车”的矿车赶往“近代”,沿途“断层”“渗水”以及地壳受到水平挤压形成的褶皱,都清晰可见,逼真体验。
近代时人们采煤使用半机械化半手工的方法。采煤巷道用木头支护作支撑,在通风上有了扇风机。在“炮掘工作面”,工人先用煤电钻在煤层上打炮眼、填炸药,之后引爆,再将落下的煤炭运走,安装好支护,这样一条巷道就布置好了。
“炮采工作面”,也是将雷管填进炮眼后,用炮泥堵住炮眼,再到50米外的安全巷扳动开关,引爆炸药,这样炸落的煤炭就会落在刮板运输机上,被输送到原煤仓。
与古代、近代相比,现代化煤矿支护采用了钢铁U型支架,而且每两根支架之间都设有金属网,可防止巷道上方的煤块或矸石落下,保护了工作面人员和设备的安全。采煤巷道是用坚固、整齐、宽大的料石砌碹而成的,而且调度室、中央水泵房、变电室、医务室、火药库、工具库等一应俱全。
李希海说,现代化的综掘巷道通过掘进机前面的钻头旋转落煤,通过连接的长臂上下左右摆动,采出一条拱形的巷道,从而实现综掘机采煤、落煤、装煤、运煤的“一条龙”机械化掘进。
煤的利用——
掘“地火”,烧旺人类文明
人类对煤炭利用的历史非常久远。考古专家在沈阳新乐遗址中挖掘出200多块7000多年前的煤精制品,它们的做工虽然不太精细,却是我国乃至全世界人类最早用煤的证据。
煤精又称“煤玉”,是雕刻工艺品和首饰的上等材料,煤精质地坚韧、结构细腻、呈黑褐色、抛光后漆黑闪亮,煤精工艺品被视为“即将绝世之宝”。如今,在煤精雕塑之外,又流行起了煤矸石雕刻。一块块被丢弃的煤矸石,经灵巧双手,化身为云冈大佛、伟人、生肖等形象,栩栩如生。
历史上,采煤初具规模后,就为煤炭冶铁提供了有利条件,汉代用煤冶铁也成为中国古代用煤史上的第一个高峰。在博物馆陈列着1979年河南洛阳考古发现的汉代用煤冶铁的坩埚之一,坩埚底部附着有煤屑,这就证明了我国其实早在东汉时期,就开始用煤炭冶铁了。从博物馆复制的冶铁模型可以看到,冶铁炉里放置了铁矿石和煤块,铁炉一侧还有鼓风用的风箱。
到了宋代,人们发现有的煤层中伴生矿产,成为“高岭土”,是制作陶瓷的主要原料。此外,根据1958年在河北峰峰矿务局发现的两座宋代瓷窑和三座炼焦炉的遗址分析,煤炭在宋代的另一个主要用途是炼焦。
《马可·波罗游记》详细记载了中国人采煤、用煤的知识,通过这本书的介绍,使得中国用煤的知识在欧洲和其他地区广泛传播,这对于世界各地开发、利用煤炭,起到了不可忽视的作用。
如今,一吨煤到底有多大的作用呢?一吨煤可以发电2000度;可以炼钢2.8吨;可以炼焦0.6吨……当然,煤炭能源除了简单的燃烧外,还可以把它液化或气化,无论哪种深加工方式,都可以提炼出成百上千种化工产品。
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