煤炭，这种黑色矿石，作为人类文明进程中不可或缺的能源资源，被赋予了“工业的粮食”这一重要称号，并且在我国的能源结构中占据着举足轻重的地位。然而，这种被誉为“黑色的金子”在投入使用之前，往往需要经过一系列复杂的处理过程，尤其是水洗环节，这是为什么呢？而“洗煤”这一过程又具体包含哪些步骤和原理呢？
回顾历史，中国的煤炭开采历史悠久，堪称世界范围内最早利用煤炭资源的文明之一。据史料记载，早在汉代时期，我国就已经开始对煤炭进行开采和利用。时至今日，我国每年开采的煤炭总量中，超过六成都是通过地下连续采矿机这一先进技术开采出来的。
地下连续采矿机，作为一种专门用于中硬矿岩开采的设备，其优势在于相较于传统的凿岩爆破法，不仅大大提高了开采的安全性，降低了事故发生的概率，而且显著减少了操作人员的数量，提高了工作效率。然而，尽管开采技术不断进步，但开采出来的煤炭却并不能直接使用，它们必须第一时间被送往洗煤厂进行清洗。既然煤炭本身就是黑色的，为什么还需要进行水洗呢？这背后其实蕴含着科学的原理和实际的需求。
洗煤的真正目的在于提升煤炭的纯度。原始开采出来的煤炭中含有大量的杂质，包括原煤灰和各种有害物质，如果直接燃烧这些煤炭，不仅无法充分发挥其应有的价值，反而会对环境造成严重的污染。因此，通过洗煤工艺，我们可以有效地去除这些不需要的杂质，例如煤炭表面的尘土、硫化物等，从而提高煤炭的品质和利用率。
洗煤的过程实际上就是利用水作为介质，清除原煤上附着的不必要杂质的过程。通过物理作用，水可以带走煤炭表面的尘土和其他杂质，同时还可以根据煤炭的物理特性，将其分为不同等级，以便于后续的加工和使用。根据相关数据统计，经过水洗后的煤炭，其灰分含量可以降低50%至80%，炼焦煤的灰分含量也能显著降低，进而提高煤炭的冶炼利用系数，降低发电成本，可谓一举多得。
此外，未经清洗的煤炭在运输和储存过程中极易发生自燃现象，而经过水洗后的煤炭由于含水量增加，其自燃的风险大大降低，从而更加安全可靠。
那么，人们是如何进行洗煤的呢？
首先，从矿井中开采出来的原煤需要进入洗煤厂进行初步处理。在这个过程中，可能会采用人工拣选或机械拣选的方式，将其中品质较好、灰分较低的煤炭挑选出来。这一步骤对于保证最终产品的质量至关重要。
接下来，需要对原煤进行分级处理。这一步骤主要是根据煤炭颗粒的大小进行分类，因为洗煤设备通常都有一定的尺寸限制，无法处理过大的煤炭颗粒。因此，需要将较大尺寸的煤炭破碎成合适的大小，才能进行后续的洗煤操作。此外，还有一些煤炭与矸石混杂在一起，被称为夹矸煤，这些煤炭也需要被破碎成更小的颗粒，以便于后续的拣选和分离。
最后，经过分选的原煤将进入重选车间进行重力选矿。重力选矿的原理是利用煤和矸石在密度上的差异，通过水的浮力作用将它们分离开来。一般来说，密度较小的煤炭会浮在水面上，而密度较大的矸石则会沉在底部，一些细小的粉煤灰则会被留在水中。通过这一过程，我们可以得到较为纯净的煤炭产品。
通常情况下，经过以上几步处理后的动力煤就已经达到了使用标准，可以被送往储煤仓进行储存。而如果是用于炼焦的煤炭，则可能需要再次进行拣选，以尽可能多地回收其中的炼焦煤。尽管我国煤炭资源丰富，但炼焦煤却相对匮乏，这也是我国在煤炭利用方面需要面对的一个重要问题。
然而，在享受洗煤带来的便利的同时，我们也必须关注其带来的环境问题。洗煤过程需要消耗大量的水资源，这是否会对环境造成影响？这些使用过的水又该如何处理呢？
实际上，我国在洗煤过程中大多采用循环利用的方式，以减少对新鲜水资源的需求。但是，洗煤水本身确实含有一定的污染物，如果随意排放，将会对环境和人体健康造成危害。
洗过煤炭的水通常含有大量的悬浮物、粘土、煤泥和矿物质，这些物质具有粘性强、不易过滤、降解周期长等特点，属于难以处理的废水类别。目前，我国尚未找到一种有效的处理方案来处理这些废水。
需要指出的是，尽管大多数煤场都会对洗煤水进行处理，确保其达到可排放标准后才排放到环境中，但仍然存在一些不法企业将未经处理的废水直接排放到河流、农田中，造成严重的环境污染问题。
尽管洗煤是每个煤场都必须进行的重要环节，但我国的洗煤率一直处于较低水平，而且我们主要采用物理方法进行洗煤，很少使用化学药剂。根据相关资料显示，我国在2008年的煤炭入洗率仅为31.43%，远低于一些发达国家的水平。
这一数据反映出我国洗煤行业存在的一些问题，例如资源浪费、环境污染等。然而，令人欣慰的是，我国已经开始积极研发新的洗煤技术，例如干法煤矸石分选设备。这种技术能够在不使用水的条件下实现煤与矸石的分离，既节约了水资源，又减少了污染排放，还为我国一些干旱地区和高寒地区提供了新的煤炭开采方案。
干法煤矸石分选技术主要应用于煤矿井下排矸和除杂，这意味着我们可以在煤炭运到地面之前，就在矿井内将其与矸石分离，从而避免地表塌陷、减少工人工作量、降低环境污染等多重好处。
当然，这种技术也可以在地面应用，分离出来的矸石还可以用于建筑行业，例如制作砖块、水泥等建筑材料。此外，这些矸石还可以作为土壤改良剂，改善土壤质量。
干法煤矸石分选技术的应用，大大提高了原煤的利用率，尤其适用于褐煤、易泥化煤、劣质煤等难处理煤炭的排矸和除杂，对于缺水地区来说是一个理想的选择。
面对全球煤炭资源的有限性，我国积极开发新型洗煤、选煤技术显得尤为重要。从目前全球煤炭储量来看，我国面临的挑战不容忽视。尽管我国煤炭储量位居世界第四，但可开采年限却远低于其他国家。
根据国外统计的数据，美国在煤炭储量方面位居世界第一，其已探明的煤炭资源可以满足未来390年的开采需求；俄罗斯则可以满足369年的开采需求。那么，我国还能开采煤炭多少年呢？答案是37年。是的，你没听错，短短的37年。长期以来，我国对煤炭资源的过度开发已经导致其储量急剧下降，形势十分严峻。
然而，我们也不必过度悲观。目前，我国在风能、太阳能等可再生资源开发方面取得了显著进展。此外，干热岩这一新兴的地热能源也已经被纳入我国的能源开发计划中。据悉，全球地表干热岩资源量相当于495万亿吨标准煤，这一庞大的数字充分说明了干热岩能源的巨大开发潜力。
我国可开发的干热岩资源量高达85.6万亿吨，约占世界总量的1/6。这意味着，即使煤炭资源枯竭，我们仍然可以利用丰富的干热岩资源来满足能源需求。
除了干热岩，我国在太阳能开发方面也一直在稳步推进。光伏发电的覆盖面积不断扩大，加上三峡等大型水电站的建设，我国未来的能源供应前景十分乐观。
除了地球上的能源，我国还在积极探索太空能源的开发利用。例如，2020年发射的嫦娥五号月球探测器从月球带回的月壤中就含有新型能源氦-3，这种能源具有环保、高效等优点，除了可以用于发电，还可以作为火箭的燃料。可以预见，未来的中国能源发展将遍及整个太阳系。
话说回来，尽管我国拥有丰富的可再生资源和太空能源，但提高煤炭的开采和利用效率仍然是一个重要的任务。毕竟，我国在许多领域仍然需要依赖煤炭作为能源。例如，太阳能电池板的制造就离不开煤炭。因此，在积极开发新能源的同时，我们也要重视煤炭资源的合理开发和利用。