煤炭是埋藏在地下的古代植物經(jīng)過復(fù)雜的生物化學(xué)和物理化學(xué)變化逐漸形成的固體可燃性礦物，被譽為“黑色的金子”“工業(yè)的食糧”。在相當(dāng)長的一段時間里，特別是在18—21世紀(jì)，煤炭一直是人類生產(chǎn)、生活必不可缺的能量來源之一。

人類對煤炭的認(rèn)識和使用經(jīng)歷了較長時間的實踐過程?；鸬氖褂米屓祟悢[脫了茹毛飲血的境況，在人類文明史上具有劃時代的意義。有了火，人類能更好地制造和使用工具。比如，燒制原始陶器、燒制石灰、冶煉金屬等，這些都是火的貢獻(xiàn)。縱觀人類歷史，在煤炭被發(fā)現(xiàn)之前，人類燃燒和使用的皆為薪柴資源。雖然薪柴是可再生資源，但大規(guī)模的砍伐勢必會耗費大量林木。因為除了作為薪柴，樹木也是我國建造傳統(tǒng)土木結(jié)構(gòu)房屋的重要材料。到了宋代，我國人口迅速增長，冶鐵、燒制磚瓦和陶瓷等手工業(yè)興盛，燃料需求不斷增加，薪柴供不應(yīng)求。宋代科學(xué)家沈括在他所著的《夢溪筆談》中記載：“今齊魯松林盡矣，漸至太行、京西、江南，松山大半皆童矣?！?/span>

煤炭的發(fā)現(xiàn)和大規(guī)模開采、使用是人類能源史上的一次革命性事件。從熱值看，煤炭的熱值是木材的2.33倍。舉例來說，同樣燒開一壺水，所需的煤炭是木柴質(zhì)量的2/5；又因煤炭的比重是木柴的3倍，所以，同樣燒開一壺水，所需煤炭只相當(dāng)于木柴體積的1/7。不僅如此，煤炭的燃燒溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于木柴（煤炭是1700~1900℃，木柴為700~1000℃）。

由此可知，使用煤炭，有助于人們冶煉熔點更高的金屬，制造更加復(fù)雜的合金工具。只是，由于煤炭一般深藏地下，不易獲得。而且人類認(rèn)識和開采煤炭的道路也并不是一蹴而就的。

最初，煤炭是作為一種工藝品材料而非燃料被人類所認(rèn)識的。1973年，我國考古工作者在遼寧省沈陽市新樂遺址發(fā)現(xiàn)了距今7000年的煤精制品，器型主要有球形器、泡形器、圓片形器、圓錐形器、盔形器等。根據(jù)煤精制品的材質(zhì)推斷，它們來自撫順煤田。1956年，我國考古工作者在陜西灃西的西周墓中發(fā)掘出了煤雕圓環(huán)，在陜西寶雞西周大墓中發(fā)掘出了用煤雕成的玦。這說明，在這一歷史時期，煤僅僅是一種雕刻原料，人們更看重其裝飾性而不是燃燒性能。

新樂遺址出土的煤精制品（圖片來源網(wǎng)絡(luò)）

我國以往煤炭最早用于冶煉和取暖的實證見于考古發(fā)掘的冶鐵遺址，距今有2000多年。2018年，考古工作者在新疆伊犁地區(qū)發(fā)掘了距今3600年至3000年的吉仁臺溝口遺址，在遺址中發(fā)現(xiàn)大量煤灰、煤渣、未燃盡煤塊以及煤坑等。這一發(fā)現(xiàn)將人類用煤的歷史提前到3000年前。此前，西方最早用煤的記錄出現(xiàn)在公元前300年古希臘學(xué)者所著的《石史》中。

吉仁臺溝口遺址出土的煤堆（圖片來源網(wǎng)絡(luò)）

在被發(fā)現(xiàn)并被當(dāng)作燃料使用后，一直到第一次工業(yè)革命之前，煤炭的產(chǎn)量始終都不高。在相當(dāng)長的一段時期里，煤炭僅僅作為薪柴燃料的補充或者為上層貴族及富人所享用。如在我國隋代，煤炭還只是在宮廷中使用的重要燃料。到了唐代，煤炭開始在全國范圍內(nèi)得到大規(guī)模開采，并在山西等富煤區(qū)留下最早的采礦遺跡。

在我國古代，除了被作為燃料外，煤炭還被用來制墨。唐中書令李嶠曾有詩云：“長安分石炭，上黨結(jié)松心?！?/span>

到了宋代，煤炭的開采更為普遍。當(dāng)時，已經(jīng)出現(xiàn)了運輸及販賣煤炭的商人，煤炭還被大規(guī)模用作冶鐵、鑄錢。《雞肋編》是兩宋之際學(xué)者莊綽集半生心血所撰的一部筆記著作，其中有這樣的記載：“汴都百萬家，盡仰石炭，無一家燃薪者。”建炎元年（1127年），南宋官員、文學(xué)家朱弁奮身自薦，出使金國，被羈十六載始得放歸。留金期間，他寫下了不少回憶故國家鄉(xiāng)景物、反映拘囚生活的詩作，其中一首《炕寢三十韻》這樣寫道：“御冬貂裘弊，一炕且跧伏。西山石為薪，黝色驚射目?！痹娭忻鞔_記載了在我國北方地區(qū)（今山西大同一帶），人們在嚴(yán)冬時節(jié)用煤炭燒炕取暖的情形。

元代時，煤炭的開采有了更大發(fā)展。馬可·波羅在其游記中記載：“契丹全境之中，有一種黑石，采自山中，如同脈絡(luò)，燃燒與薪無異。其火候且較薪為優(yōu)，蓋若夜間燃火，次晨不息。其質(zhì)優(yōu)良，致使全境不燃他物。所產(chǎn)木材固多，然不燃燒。蓋石之火力足，而其價亦賤于木也?！边@說明，在我國北方，煤炭當(dāng)時已經(jīng)超越木柴成為第一燃料。

《天工開物》一書中關(guān)于古代煤窯生產(chǎn)工具和生產(chǎn)過程的示意圖

明代時，煤炭已成為關(guān)乎國計民生的重要資源。宋應(yīng)星在《天工開物》中記載：“煤炭普天皆生，以供鍛煉金石之用。凡爐中熾鐵用炭，煤炭居十七，木炭居十三?！?/span>

到了清代，我國人口進(jìn)一步增加，農(nóng)業(yè)、手工業(yè)進(jìn)一步發(fā)展，煤炭的需求量逐漸增加。在清乾隆年間，甚至進(jìn)行了一次全國性的煤炭資源調(diào)查。乾隆五年（1740年）二月，大學(xué)士兼禮部尚書趙國麟提呈“廣開煤礦”奏折。乾隆皇帝對此十分重視，加以批準(zhǔn)：“各省產(chǎn)煤之處，無關(guān)城池龍脈、古昔陵墓、堤岸通衢者，悉馳其禁，該督撫酌量情形開采?！庇苫实塾H自下令，在全國“悉馳其禁”，從而發(fā)動了一場遍及全國、上下聯(lián)動的勘查和煤炭資源開發(fā)活動。在中國歷史上，這是從來沒有過的事情。此舉無疑有力地推動了全國煤炭事業(yè)的發(fā)展。

但不可否認(rèn)的是，直到明清煤炭業(yè)繁盛之時，我國煤炭生產(chǎn)還是以原始落后的手工生產(chǎn)方式為主，煤炭生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)幾乎全靠人力，生產(chǎn)規(guī)模較小。

在進(jìn)行煤炭開采時，人們所遇到的主要問題就是排水和通風(fēng)，其次是運輸問題。直到18世紀(jì)初葉，英國工程師托馬斯·紐科門發(fā)明了用于礦井排水的大氣式蒸汽機(jī)后，有關(guān)問題才得到解決。

英國工程師托馬斯·紐科門首次制成可供實用的大氣式蒸汽機(jī)（圖片來源網(wǎng)絡(luò)）

有意思的是，人類發(fā)明制造工業(yè)用蒸汽機(jī)，最初的目的只是用來解決煤礦的排水難題；但自發(fā)明后，經(jīng)過不斷改進(jìn)，特別是瓦特蒸汽機(jī)的出現(xiàn)，讓蒸汽機(jī)在紡織、冶煉、蒸汽機(jī)船舶和蒸汽機(jī)車上大放異彩。其后，隨著18世紀(jì)后期到19世紀(jì)前期第一次工業(yè)革命的完成，以煤炭為主要能源的工業(yè)社會才逐漸形成，人類正式開啟了使用化石燃料的新時代。

第一次工業(yè)革命之前，英國為了發(fā)展冶煉業(yè)，大量砍伐樹木，以獲取木柴作為燃料，這使得森林面積大幅度縮小。1709年，隨著英國人亞伯拉罕·達(dá)比（又稱達(dá)比一世）發(fā)明了焦炭冶鐵法，煤炭成為冶鐵時不可或缺的原材料之一。冶鐵方式發(fā)生變化，煤炭的消耗量大幅增加。

第一次工業(yè)革命是技術(shù)發(fā)展史上的一次巨大變革，更是人類歷史上一場深刻的社會變革。其標(biāo)志就是蒸汽機(jī)的廣泛應(yīng)用；而蒸汽機(jī)又是通過煤炭燃燒來產(chǎn)生動力的。可以說，第一次工業(yè)革命的成功，煤炭起到了無可替代的作用。