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  煤是由远古时代的植物遗体在经过长时间的地质作用后形成的。这样的一个过程可大致分为两个阶段：泥炭化和煤化。

  在泥炭化阶段，植物遗体在沼泽中堆积并被微生物分解，形成泥炭或腐泥。此阶段主要是生物化学过程，其中包含复杂的生物化学反应，例如厌氧细菌的分解和甲烷的产生等。

  在煤化阶段，泥炭或腐泥经过高温和高压的作用，逐渐转化成不一样的种类的煤，如褐煤、烟煤和无烟煤等。此阶段主要是物理化学过程，包括煤的成焦和变质等过程。

  因此，煤是由大量植物遗体经过数百万年的地质作用转变而来的，是一个复杂的有机-无机混合物。在形成过程中，煤的成分和性质会受到许多因素的影响，包括植物的类型、环境条件、时间和压力等。

  根据煤化程度由低到高，可以依次分为泥炭、褐煤（棕褐煤、黑赫煤）、烟煤（生煤）、无烟煤。其中，无烟煤的碳化程度最高，泥炭的碳化程度最低。

  根据煤中含有的挥发性成分多少来分类，可大致分为贫煤（无烟煤，含挥发分很低）、瘦煤（含挥发分比贫煤高点）、焦煤（含挥发分比瘦煤高）、肥煤（含挥发分比焦煤高）、气煤（含挥发分又比肥煤高）和长焰煤（含挥发分最高）。

  煤阶代表了煤化作用中能达到的成熟度的级别，煤阶的改变是由于深埋而增加的温度而改变的。煤阶是影响煤层饱和状态的参数。

  当泥岩沉积被掩埋，并随着温度和压力的增加而转变成煤时，它的物理和化学性质发生了深刻的变化。“煤阶”这一概念用来将这一转变步骤细分成几个阶段，并且定义同各个阶段相关的属性。

  随着煤埋藏深度的增加，煤阶从褐煤，亚烟煤，烟煤到无烟煤间一直在变化，煤处于哪种煤阶是很重要的，因为无烟煤煤阶的煤层很可能是最好的煤层气储层。较不成熟的煤层将产生并保持较高少的煤层气，而较成熟的煤层的渗透率较低。

  根据煤化程度的不同，可以将低阶煤分为褐煤、长焰煤、不粘煤和弱粘煤等类型。

  低阶煤的外观呈灰黑色至黑色，粉末从棕色到黑色。其结构中，有光泽的部分和无光泽的部分互相集合，形成层状构造，有着非常明显的条带状、凸镜状构造。低阶煤的含碳量较高，通常在75%～90%之间，但其挥发分含量也相比来说较高，约在10%～40%之间。由于其煤化程度较低，低阶煤的发热量较高，且多数具有粘结性，能结焦。

  低阶煤大多数都用在炼焦、炼油、气化、低温干馏及化学工业等的原料，也可直接用作燃料。此外，低阶煤在全球已探明的煤炭资源中占有较大比例，其中我国的低阶煤资源主要分布在西北地区的新疆、内蒙古等地。

  直接燃烧发电：低阶煤含水量较高、活性较强，不适合长距离运输，通常在坑口建电厂燃烧发电。然而，低阶煤直接燃烧发电不仅浪费了其富含的高的附加价值组分，而且会导致非常严重的环境污染问题。

  气化：将低阶煤进行气化处理，得到合成气或合成液体燃料，用于燃气发电、城市燃气供应或化工原料等用途。

  液化：将低阶煤通过液化技术转化为液体燃料，例如煤油、柴油等，用于交通运输或工业燃料。

  煤热解：将低阶煤通过热解技术转化为焦炭、煤气和煤焦油等产品。其中，焦炭能够适用于高炉炼铁、铸造等工业领域；煤气可作为燃料；煤焦油则能更加进一步加工成化学品。

  高阶煤的煤化程度较高，通常在0.8以上，其外观呈灰黑色至黑色，粉末从深灰色到黑色。高阶煤的含碳量较高，通常在70%以上，同时含有较低的水分和灰分。由于其煤化程度较高，高阶煤的热值相比来说较高，燃烧时产生的热量也较多。

  高阶煤的典型代表包括烟煤和肥煤等。烟煤是高阶煤的一种，其特点是挥发分含量较低，燃烧时烟色较淡，因此得名。肥煤也是高阶煤的一种，其特点是含碳量较高，同时具有粘结性和结焦性，是炼焦工业的重要原料之一。

  高阶煤大多数都用在炼焦、气化、燃烧等工业领域，也可直接用作燃料。在我国，高阶煤主要分布在华北、东北和华东地区。

  燃烧发电：高阶煤具有较高的热值，能够适用于燃烧发电，产生电能和热能。这是目前高阶煤最主要的利用方式之一。

  化工原料：高阶煤可当作化工原料，用来生产各种化学品，如化肥、塑料、合成橡胶等。高阶煤中的碳含量较高，适合用来生产这些高分子化合物。

  燃料油：高阶煤能够最终靠加工转化为燃料油，如柴油、汽油等。这种燃料油可用于交通运输、工业生产和家庭取暖等领域。

  生产焦炭：高阶煤能够适用于生产焦炭，焦炭是钢铁、化工、电石等行业的原料，具有广泛的用途。

  其他用途：高阶煤还可以用来生产活性炭、石墨烯等新材料，以及用于制作煤制天然气等清洁能源。