在人类文明史上，火的出现是一个最醒目的标志。因为周口店原始遗址的考古发现，北京人一直被认为是世界上最早用火的人类。大量木炭、灰烬和烧过的石块、兽骨和树籽等，说明早在20多万年以前，生活在这里的北京猿人就已经学会用火取暖和烧熟食物。作为人类用火的发源地，北京使用煤这种新型燃料的历史也是相当早的；特别是成为中国首都之后，煤炭几乎成为北京不可或缺的燃料来源。北京丰富的煤炭资源得天独厚，这在全世界历史上都显得非常独特。

　　从安史之乱始，北京逐渐成为北方游牧民族的政治经济中心；特别是成吉思汗之后，北京一直是中国的统治中心。13世纪后半叶，随着蒙古帝国的崛起，汗八里成为影响世界的国际大都市；在政治、文化和经济上，北京都以开放繁荣着称，其科技水平远远领先于世界。当时意大利人马可·波罗曾在北京担任官职，在他的游记中就有关于用煤炼铁的记载：（中国）“有一种黑石，采自山中，如同脉络，燃烧与薪无异，其火候且较薪为优”。最迟到13世纪末，也就是元初，北京的宫廷和民间生活中就已经大量使用煤炭。大都之内专门设立了煤市和煤场。

　　据《元统一志》记载，“石炭煤，出宛平县西四十五里大谷山，有黑煤三十余洞，又西南五十里桃花沟，有白煤十余洞；水和炭，出宛平县西北二百里斋堂村，有炭窑一所；画眉石，有洞，在宛平县西北二百里斋堂村，有炭窑一所。”值得一提的是，这些记载主要指官办的煤窑，并不包括民间所开的煤窑。当时西山有些寺院也开办煤窑，如大庆寺开办的煤窑，不但供自己消费，还出售多余的部分。

　　北京有句老话，叫做“烧不尽的西山煤”。明清以后，北京的西山地区已发展为中国最着名的煤炭矿区，像浑河、大峪、门头沟和居庸关等处煤窑星罗棋布。作为都城的北京当时人口百万，除过粮食，需要量最大的生活资料就是燃料，西山的煤矿很好地解决了这个问题。明万历时的大学士吕珅说：“今京师贫民，不减百万。九门一闭，则煤米不通。一日无煤米，则烟火即绝。”清代历史学家赵翼指出，自辽金以来，北京之所以能成为帝国首都，其中一个重要的原因就在于西山的煤炭。

　　古语说“柴尽煤出”，在人类早期历史中，煤炭完全是作为薪柴的替代品出现的。明清时期的北京恰好处于煤炭与薪柴的转换阶段，即薪柴的比例逐步降低，而煤炭的比例逐步提高。相比煤炭，薪柴的资源要广泛得多，特别是北京建城初期，北京周边几乎遍布林地，人们完全没有必要去采煤。明朝初年，“西山内接太行，……磅礴数午里，林麓苍黝，溪涧镂错，其中物产甚饶。”相对百万人口的燃料消耗，自然资源再生的速度要慢得多。明中期之后，薪柴资源就日益窘迫，紫荆、居庸、雁门一带关口，“绵亘数千里，旧有树木根株蔓延，长成森麓，远近为之阻隔，人马不能渡越，斧斤日寻，树木殆尽年”；至明末，北京周边已是“山场林木砍伐殆绝”，“数百里内皆濯濯然”。

　　在燃料需求不变的情况下，薪柴的缺口必然只能以煤炭来弥补，北京周边地下丰富的煤炭资源继续支撑了北京的繁荣。北京的煤业经济也就这样逐渐崛起，成为世界经济史最令人惊叹的一页。相比之下，中世纪的欧洲当时还完全处于传统薪柴燃料时代，而北京则已经向矿物燃料转型，这无疑是一场燃料革命。

　　明朝的北京是在元大都基础上重新修建的，跟元代一样，京城所用煤炭主要仍产自宛平西山一带。自从将西山作为皇家陵寝禁地之后，明帝国就严禁在此凿山伐石，掘地开窑更是大逆不道。从正德年间起，西山的很多煤窑被封，理由是“与皇陵京师相近，恐伤风水”。除此之外，禁矿也出于维稳需要。这些煤矿收容了大量无地无业的流民，又处在皇城根下，难免令统治者不安。万历时的内阁辅臣指称：“煤力至微，煤户至苦，而其人又至多，皆无赖之徒，穷困之辈，……一旦揭竿而起，岂不可念！”

　　经济的发展有它自身的规律，并不完全合乎政治的逻辑，也不是权力可以阻止的。在所有禁令都失效之后，明朝政府只能做出让步。西山煤窑在后来发展如此迅速，以至于权力也纷纷投身其中，以分一杯羹。对捉襟见肘的帝国政府来说，煤炭成为新的税源，因此在西山设立了大批的“煤税监”。虽然当时也有官窑和军窑，但无论在数量还是规模上都不如民窑发达。万历年间的官方报告称：“查勘官窑仅一二座，其余尽属民窑。”

　　在相当长的一个时期，门头沟煤矿一直是北京最主要的煤炭供应地。“由头门村登山，数里至潘阑庙，三里上天桥，从石门进，二里至孟家胡同，民皆市石炭为生。”这里民营煤矿多如牛毛，煤炭使门头沟成为北京最具近代经济气象的工业地区。民间资本和大量矿工在精密组织下，构成一个庞大的产供销系统，这无疑已经出现早期资本主义的萌芽。资本的意识使权利开始觉醒，并因此出现了一些维权运动。

　　万历二十五年（1597年），朝廷派遣太监王朝督管西山煤矿，王朝到任后大肆勒索煤税，民窑业主负担极重。万历三十一年（1603年），拖欠税款的窑主遭到京营武装逼税，窑主推举的代表出面交涉，也被王朝假传圣旨逮捕，因此激起了门头沟所有窑主和窑工的愤怒。按现在的说法，就是发生了群体性事件。窑主联合采煤工和运煤的脚夫等从业者，集体拥进京城，“填街塞路，持揭呼冤”。明朝政府对这场示威请愿大为震动。神宗下旨，由太监陈永寿代替王朝，督管西山煤税。虽然“永寿代王朝是以暴易暴”，但这次游行示威也算获得了成功，民窑的自主权与合法性得到加强，免除契税之后，民窑取得了更大的发展。

　　明清之际战乱不断，从17世纪晚期，中国开始了一个长达百余年的“康雍乾盛世”。跟全国的情况类似，北京人口翻了一番，达到200多万。人口的增加使北京周边的森林彻底消失，连十三陵的数十万株苍松翠柏本被“剪伐尽矣”，热河等地的“口外山场樵采由近及远，柴薪日耗，斯价值日昂”，最后已无薪柴可采。

　　在薪炭资源短缺，且价格高昂的背景下，煤炭以其储量丰富和价格低廉迅速占领市场；再加上煤炭距离近，运输方便，燃烧值高，于是人人“思石炭之利”，煤炭成为首选燃料，“惟煤是赖”。进入人口爆炸的清后期，煤炭已经基本取代木材和木炭，成为主要燃料来源。乾隆四年的一份奏章称，“京城内外人烟繁庶甲于天下，惟赖西山之煤，取用不穷”；乾隆四十六年上谕称“京师开采煤窑为日用所必需”，嘉庆六年上谕也说“石煤在所必需”。

　　如果说煤炭在明代还只是为了弥补传统薪柴的缺口的话，煤炭在清代的燃料消费结构中的就已经占据主导地位。换言之，虽然北京的煤炭历史悠久，但直到清代才彻底完成了燃料结构的转型，这无疑是一种具有革命意义的进步。

　　当时的煤炭是如此普及，于至于连冬季取暖的传统火炕也用起煤炭。清代笔记中有不少类似的记载，“西山煤为京师之至室，取之不竭，最为便利。时当冬日，炕火初燃，直令寒谷生春，犹胜红炉暖阁，人力极易，所费无多”；“燕地苦寒，冬时比户皆卧热炕，西山之煤价不甚昂，颇获利济”。煤炭还被用于一些节日庆典。比如宛平城隍庙庙会正值元宵节，每年都要在殿前塑造一个喷火的判官，腹内装上煤炭点燃，烈焰从五官喷出；数日庙会，要烧几千斤煤。

　　清代煤炭的使用量和开采量都远远大于明代，煤矿也从宛平的小西山扩大到宛平房山的大西山，甚至昌平和怀柔也出现了不少煤矿。当时人们都认为煤炭这种资源是无限的，“西山煤为京师之至宝，取之不竭，最为便利”。作为传统的矿区，门头沟的煤窑一度达到200多个，“京城所用之煤，皆产于此”。

　　但随着开采的持续，煤炭的开采成本仍然会上升，从而导致“煤价渐为昂贵”。乾隆中期，一斤煤的价格相当于0.8升米，这对一般家庭来说仍然构成不小的生活成本。为了稳定煤价，清政府于康熙三十二年（公元1693年）、乾隆二十六年（公元1761年）、乾隆四十六年（公元1781年）和嘉庆六年（公元1801年），在北京周边先后开展了四次大规模的煤矿勘察，以开辟和扩大煤炭资源。

　　当时人们已经在煤炭开采方面积累了大量经验，比如宋应星在《天工开物》中就记载了防止瓦斯中毒的方法：“初见煤端时，毒气灼人，有将巨竹凿去中节，尖锐其末，插入炭中，其毒烟从竹中透上，人从其下施蠼拾取者。”但毕竟无法与现代安全技术同日而语，因此事故发生率还是相当高的。相比矿主的暴利，煤矿工人的工资很低廉，乾隆时的一个挖煤工日采煤500斤，工资只有50文，而拉煤工人只有挖煤工的一半。这些工人大多都是破产失地的农民，有些甚至是被骗来的奴工。

　　常言说“百里不贩樵”，煤炭是一种低价值商品，与开采相比，传统运输往往造成更大的成本，所以从经济上很难进行长途运输。传统的运输不外乎水路和陆路，依靠人力或兽力。早在元代，郭守敬就受命开金口河来运煤，“京师人烟百万，薪当负担不便，今西山有煤炭，若都城开池河，受金口灌注，通舟楫往来，西山之煤可坐至城中矣。”陆路运煤主要靠车拉、畜驮和人背，“煤斤自窑运厂，自厂运京，全仗车骡驮载”。晚清时期多以骆驼运煤，时人余煌有《运煤驼》诗写道：

　　肿背马行铃声长

　　或五或十联作行

　　背上捆载高如墙

　　驼能辨风色

　　驼能识泉脉

　　不用驼智用驼力

　　城中千烟复万烟

　　仗尔西山运煤石

　　光绪二年（1876年），在北洋大臣兼直隶总督李鸿章的主持下，在河北成立了开平煤矿公司。为了解决运输问题，不得不考虑铁路这个新式运输方式。5年之后，唐山矿井到胥各庄的铁路正式通车，这段全长不足10公里的铁路成为中国第一条铁路。虽然清政府以震及龙脉为由，只准许以骡马曳引列车，但它所采用的1435毫米轨距后来成为中国的标准轨距，中国也因此开始了现代的历程。

　　《欧洲经济史》中说：“采用煤炭作为家庭以及工业生产的燃料，使得英国踏上工业革命的道路。”与中国相比，英国的煤炭开采要晚得多，更不幸的是，每个煤矿开采不了多久就会被水淹没。为了解决这个问题，纽科门发明了蒸汽驱动的水泵，后来瓦特对纽科门水泵进行了革命性的改进。瓦特的蒸汽机已经不仅仅是一台水泵，而是一个万能的动力机，工业革命就这样开始了。那么工业革命为什么没有发生在中国呢？中国古代工业主要集中在江南，但煤炭资源却集中在华北，这使中国难以出现工业革命。当欧洲人将煤炭变成万能之源时，中国人仍然停留于燃烧发热层面。这种技术上的巨大落差也成为近代中国在经济上落后的原因之一。