能源是人類社會發展的基礎，煤炭作為一種化石能源，最早的開采記錄可以追溯到幾千年前的中國古代和古羅馬帝國。

隨著蒸汽機的發明和工業革命的到來，煤炭開始廣泛地作為工業生產的燃料使用，至今煤炭和天然氣以及石油仍然是使用最多的三大化石能源。

和木材相比，煤炭能夠產出更高的能量，產能比更加優秀，雖然煤炭帶來的環境污染比較大，但在現代化工業，尤其是發電和冶煉方面，煤炭目前依然是不可替代的生產材料。

古代科學知識匱乏，生產力貧瘠，沒有完備的煤炭勘測手段以及先進的勘測設施，只能看到裸露在地表的煤炭資源，通過露天開采的方式進行成產生產活動，18世紀后期，英國正值工業革命，為了供給生產能源，英國逐漸發展出了地下煤層的開采技術，并在19世紀和20世紀得到推進。

露天煤層在今天已經不再多見，一方面是裸露的煤層需要一定的自然條件才能保存在地表，另一方面則是人為的大規模開采。

采礦的方式有很多種，具體使用哪一種則是由煤層厚度和地質結構決定的，一般來說相對于靠近地表，深度小于55米的煤層可以采用露天開采的方式，而電鏟則是露天采煤最經濟的開采工具。

它的一端帶有兩個硬質合金鉆頭的旋轉鼓，開采時兩個旋轉鼓沿煤層像剝洋蔥一樣切割開，非常方便并且成本較低。

大于55米深度的煤層就要采用深開采方式，當深度超過90米時，開采就更加復雜，一般只有下面的煤層足夠豐富時才會決定開采，不過也有一些特例，會在地下300米到460米的煤層中依然使用露天開采的方式。

這樣的煤層首先煤量豐富，其次地下的地質結構穩定，煤層分布也十分清晰，允許大型器械進行深度開采挖掘，挖機會向下環繞開路，使煤層上方形成一個大坑，運輸的煤車就會通過四周開采出來的道路螺旋行進。

有的煤層可以達到數百米的厚度，這些煤層是怎么形成的呢？

現代主流觀點認為，遠古植物在地層的壓力下，其它元素逐漸消失，留下了穩定的碳元素，最終形成了煤炭，那么遠古地球上又是如何沉積了百米的植物？

煤炭形成的原因較為復雜，不同地區以及不同年代的煤炭形成過程也大不相同，不過總的來說可以分為兩個階段。

第一個階段可以稱之為泥炭化階段，這一階段微生物起到了重要的作用，它可以分解各種動植物殘骸，大量的植物落敗或死亡后，就會被地面和地下的微生物不斷分解，產生腐殖化凝膠化等合成作用，這一過程中就把動植物的遺骸便變成了富含碳、氧、氫等多元素的泥炭。

第二階段則是煤化階段，在第一階段形成的泥碳會繼續變化，我們都知道，地球的板塊并不是始終穩定不動，而是每隔一段漫長的時間就會有一次巨大的變動，至于小型的地殼沉降更是屢見不鮮，每次地殼沉降都會將地面的各種物質帶入到更深的地底。

泥炭中的各種元素也會隨著地殼沉降，地下的高溫與高壓會將氫、氧等元素逐漸清理出去，使碳元素的含量不斷升高。

直到碳元素的含量達到閾值時，就會形成褐煤，褐煤只是煉化程度特別低的煤，因為還有其他元素的大量殘留，只有地殼進一步沉降，帶來更高的壓力和溫度，煤的質量才會越來越高。

由此可以看出來煤層的厚度主要由植物沉積的多少決定，特厚的煤層就需要更大量的植物。

在三億多年前的石炭紀至三疊紀期間，地球的氣候整體比較溫暖濕潤，因此這一時期的植物非常茂盛，并且枝干也十分高大，當時的地球植物生長環境主要以藻類植物和菌類植物為主，而這些都為植物變成泥炭提供了有利因素。

二疊紀時，地球正處于板塊活躍時期，所有的大陸都連在了一起。

不久之后，各大陸之間的擠壓超過了極限，導致了大規模的火山噴發，引起了二疊紀末生物大滅絕，大量動植物被埋入火山灰下，同時強烈的火山運動也讓地層中的零散的煤層擠壓到了一起，最終形成了當今我們看到的百米煤層。

可以說石炭紀的百米煤層，是天時地利的結果，從寒武紀開始往后5億多年的時間里，也只有石炭紀的煤層最為豐富，不過這樣的資源終歸是有限的，總有一天地球上的能源會滿足不了人類的需求，只有盡快掌握可控核聚變技術才是長遠的選擇。