能源是现代社会发展的基础，而煤炭作为一种重要的化石能源，早在几千年前的中国古代和古罗马帝国就开始了开采。随着蒸汽机的发明和工业革命的到来，煤炭成为工业生产的主要燃料之一。直到今天，煤炭、天然气和石油仍是使用最广泛的三大化石能源。
相比于木材，煤炭不仅能产生更高的能量，还具备更高的产能比。尽管煤炭的开采和使用会带来较大的环境污染，但在现代工业中，尤其是在发电和冶炼方面，煤炭依然是不可替代的关键能源。
在古代，由于科学技术落后、生产力贫乏，加上缺乏煤炭勘探和开采技术，早期的煤炭开采主要依赖裸露的煤层。那时，人们只能通过露天开采来获取煤炭。直到18世纪末，随着工业革命的推进，英国开始研发地下煤层的开采技术，并在19世纪和20世纪逐渐得到广泛应用。
展开剩余80%如今，裸露的煤层越来越少。一方面，裸露煤层的形成需要特殊的自然条件，另一方面，大规模的人工开采也让这些煤层变得稀少。煤矿的开采方式有很多，通常会根据煤层的厚度和地质结构来决定使用哪种方法。一般来说，距离地表较近、深度小于55米的煤层可以采用露天开采，这时使用电铲是最经济的开采工具。电铲的旋转鼓上装有硬质合金钻头，开采时，这些钻头像剥洋葱一样切割煤层，操作简便且成本低。
当煤层的深度超过55米时，便需要采用深开采技术。特别是当煤层深度超过90米时，开采变得更加复杂。通常，只有煤层足够丰富时，才会决定进行深开采。但也有特殊情况，比如某些深达300米到460米的煤层，依然采用露天开采方式。这种开采方式通常是因为煤量丰富，地下地质结构稳定，并且煤层分布清晰，允许大型设备进行开采。
煤层的厚度可以达到数百米。那么，究竟是如何形成这些厚重的煤层呢？现代科学认为，煤炭的形成过程与远古植物的沉积密切相关。植物在地层压力下，逐渐将其他元素排出，最终留下了稳定的碳元素，形成了煤炭。那么，地球上怎么会沉积出如此巨量的植物呢？
煤炭的形成过程较为复杂，且不同地区和时期的煤炭形成机制各不相同。总体来说，煤炭的形成可以分为两个阶段。
第一个阶段是“泥炭化阶段”。在这一阶段，微生物的作用至关重要，它们分解植物和动物的残骸。植物死亡后，遗骸被地下和地面微生物分解，经过腐殖化、凝胶化等合成过程，最终变成了富含碳、氧、氢等元素的泥炭。
第二个阶段是“煤化阶段”。在泥炭形成后，地壳的变动将这些泥炭层压至更深的地下，受到更高的温度和压力。这个过程会将泥炭中的氢、氧等元素去除，最终使得碳的含量不断增加。当碳的含量达到一定程度时，便形成了褐煤。褐煤是煤的低级形态，因为它仍然含有大量其他元素。随着地壳进一步沉降并承受更高的压力和温度，煤的质量也会不断提高。
煤层的厚度主要由沉积的植物数量决定，因此，厚重的煤层需要大量植物的沉积。大约三亿多年前的石炭纪至三叠纪时期，地球气候温暖湿润，植物繁茂，枝干高大。那时的地球植物环境主要以藻类和菌类植物为主，这为植物变成泥炭创造了有利条件。
在二叠纪，地球板块活动活跃，所有大陆相连。不久后，大陆间的巨大挤压引发了大规模的火山喷发，导致二叠纪末的生物大灭绝。大量动植物被埋入火山灰中，同时，火山运动将地层中的煤层压缩在一起，最终形成了我们今天看到的厚重煤层。
因此，石炭纪的百米煤层可以说是天时地利的产物。从寒武纪以来的五亿多年中，石炭纪的煤层资源最为丰富。然而，随着煤炭资源的有限性日益凸显，地球上的能源终将无法满足人类需求。要实现长期的能源供应，掌握可控核聚变技术将是未来的最佳选择。
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