煤炭基本知识业界材料Word文件下载.docx
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6.脆度
是煤受外力作用而破碎的程度。
成煤的原始物质、煤岩成分、煤化程度等都对煤的脆度有影响。
在不同变质程度的煤中，长焰煤和气煤的脆度较小，肥煤、焦煤和瘦煤的脆度最大，无烟煤的脆度最小。
7.断口
是指煤受外力打击后形成的断面的形状。
在煤中常见的断口有贝壳状断口、参差状断口等。
煤的原始物质组成和煤化程度不同，断口形状各异。
8.导电性
是指煤传导电流的能力，通常用电阻率来表示。
褐煤电阻率低。
褐煤向烟煤过渡时，电阻率剧增。
烟煤是不良导体，随着煤化程度增高，电阻率减小，至无烟煤时急剧下降，而具良好的导电性。
（二）煤的化学组成
煤的化学组成很复杂，但归纳起来可分为有机质和无机质两大类，以有机质为主体。
煤中的有机质主要由碳、氢、氧、氮和有机硫等五种元素组成。
其中，碳、氢、氧占有机质的95%以上。
此外，还有极少量的磷和其他元素。
煤中有机质的元素组成，随煤化程度的变化而有规律地变化。
一般来讲，煤化程度越深，碳的含量越高，氢和氧的含量越低，氮的含量也稍有降低。
唯硫的含量则与煤的成因类型有关。
碳和氢是煤炭燃烧过程中产生热量的重要元素，氧是助燃元素，三者构成了有机质的主体。
煤炭燃烧时，氮不产生热量，常以游离状态析出，但在高温条件下，一部分氮转变成氨及其他含氮化合物，可以回收制造硫酸氨、尿素及氮肥。
硫、磷、氟、氯、砷等是煤中的有害元素。
含硫多的煤在燃烧时生成硫化物气体，不仅腐蚀金属设备，与空气中的水反应形成酸雨，污染环境，危害植物生产，而且将含有硫和磷的煤用作冶金炼焦时，煤中的硫和磷大部分转入焦炭中，冶炼时又转入钢铁中，严重影响焦炭和钢铁质量，不利于钢铁的铸造和机械加工。
用含有氟和氯的煤燃烧或炼焦时，各种管道和炉壁会遭到强烈腐蚀。
将含有砷的煤用于酿造和食品工业作燃料，砷含量过高，会增加产品毒性，危及人民身体健康。
煤中的无机质主要是水分和矿物质，它们的存在降低了煤的质量和利用价值，其中绝大多数是煤中的有害成分。
另外，还有一些稀有、分散和放射性元素，例如，锗、镓、铟、钍、钒、钛、铀……等，它们分别以有机或无机化合物的形态存在于煤中。
其中某些元素的含量，一旦达到工业品位或可综合利用时，就是重要的矿产资源。
通过元素分析可以了解煤的化学组成及其含量，通过工业分析可以初步了解煤的性质，大致判断煤的种类和用途。
煤的工业分析包括对水分、灰分、挥发分的测定和固定碳的计算四项内容。
1.水分
指单位重量的煤中水的含量。
煤中的水分有外在水分、内在水分和结晶水三种存在状态。
一般以煤的内在水分作为评定煤质的指标。
煤化程度越低，煤的内部表面积越大，水分含量越高。
水分对煤的加工利用是有害物质。
在煤的贮存过程中，它能加速风化、破裂，甚至自燃；
在运输时，会增加运量，浪费运力，增加运费；
炼焦时，消耗热量，降低炉温，延长炼焦时间，降低生产效率；
燃烧时，降低有效发热量；
在高寒地区的冬季，还会使煤冻结，造成装卸困难。
只有在压制煤砖和煤球时，需要适量的水分才能成型。
2.灰分
是指煤在规定条件下完全燃烧后剩下的固体残渣。
它是煤中的矿物质经过氧化、分解而来。
灰分对煤的加工利用极为不利。
灰分越高，热效率越低；
燃烧时，熔化的灰分还会在炉内结成炉渣，影响煤的气化和燃烧，同时造成排渣困难；
炼焦时，全部转入焦炭，降低了焦炭的强度，严重影响焦炭质量。
煤灰成分十分复杂，成分不同直接影响到灰分的熔点。
灰熔点低的煤，燃烧和气化时，会给生产操作带来许多困难。
为此，在评价煤的工业用途时，必须分析灰成分，测定灰熔点。
3.挥发分
指煤中的有机物质受热分解产生的可燃性气体。
它是对煤进行分类的主要指标，并被用来初步确定煤的加工利用性质。
煤的挥发分产率与煤化程度有密切关系，煤化程度越低，挥发分越高，随着煤化程度加深，挥发分逐渐降低。
4.固定碳
测定煤的挥发分时，剩下的不挥发物称为焦渣。
焦渣减去灰分称为固定碳。
它是煤中不挥发的固体可燃物，可以用计算方法算出。
焦渣的外观与煤中有机质的性质有密切关系，因此，根据焦渣的外观特征，可以定性地判断煤的粘结性和工业用途。
（三）煤的工艺性质
为了提高煤的综合利用价值，必须了解、研究煤的工艺性质，以满足各方面对煤质的要求。
煤的工艺性质主要包括：
粘结性和结焦性、发热量、化学反应性、热稳定性、透光率、机械强度和可选性等。
1.粘结性和结焦性
粘结性是指煤在干馏过程中，由于煤中有机质分解，熔融而使煤粒能够相互粘结成块的性能。
结焦性是指煤在干馏时能够结成焦炭的性能。
煤的粘结性是结焦性的必要条件，结焦性好的煤必须具有良好的粘结性，但粘结性好的煤不一定能单独炼出质量好的焦炭。
这就是为什么要进行配煤炼焦的道理。
粘结性是进行煤的工业分类的主要指标，一般用煤中有机质受热分解、软化形成的胶质体的厚度来表示，常称胶质层厚度。
胶质层越厚，粘结性越好。
测定粘结性和结焦性的方法很多，除胶质层测定法外，还有罗加指数法、奥亚膨胀度试验等等。
粘结性受煤化程度、煤岩成分、氧化程度和矿物质含量等多种因素的影响。
煤化程度最高和最低的煤，一般都没有粘结性，胶质层厚度也很小。
2.发热量
是指单位重量的煤在完全燃烧时所产生的热量，亦称热值，常用106J/kg表示。
它是评价煤炭质量，尤其是评价动力用煤的重要指标。
国际市场上动力用煤以热值计价。
我国自1985年6月起，改革沿用了几十年的以灰分计价为以热值计价。
发热量主要与煤中的可燃元素含量和煤化程度有关。
为便于比较耗煤量，在工业生产中，常常将实际消耗的煤量折合成发热量为2.930368×
107J/kg的标准煤来进行计算。
3.化学反应性
又称活性。
是指煤在一定温度下与二氧化碳、氧和水蒸汽相互作用的反应能力。
它是评价气化用煤和动力用煤的一项重要指标。
反应性强弱直接影响到耗煤量和煤气的有效成分。
煤的活性一般随煤化程度加深而减弱。
4.热稳定性
又称耐热性。
是指煤在高温作用下保持原来粒度的性能。
它是评价气化用煤和动力用煤的又一项重要指标。
热稳定性的好坏，直接影响炉内能否正常生产以及煤的气化和燃烧效率。
5.透光率
指低煤化程度的煤（褐煤、长焰煤等），在规定条件下用硝酸与磷酸的混合液处理后，所得溶液对光的透过率称为透光率。
随着煤化程度加深，透光率逐渐加大。
因此，它是区别褐煤、长焰煤和气煤的重要指标。
6.机械强度
是指块煤受外力作用而破碎的难易程度。
机械强度低的煤投入气化炉时，容易碎成小块和粉末，影响气化炉正常操作。
因此，气化用煤必须具备较高的机械强度。
7.可选性
是指煤通过洗选，除去其中的夹矸和矿物质的难易程度。
我国现行的主要选煤方法有跳汰、重介、浮选。
二、中国煤炭资源分布
据中国第二次煤田预测资料，埋深在1000m以浅的煤炭总资源量为2.6万亿t。
其中大别山-秦岭-昆仑山一线以北地区资源量约2.45万亿t，占全国总资源量的94%；
以南的广大地区仅占6%左右。
中国煤炭资源的种类较多，在现有探明储量中，烟煤占75%、无烟煤占12%、褐煤占13%。
其中，原料煤占27%，动力煤占73%。
动力煤储量主要分布在华北和西北，分别占全国的46%和38%，炼焦煤主要集中在华北，无烟煤主要集中在山西和贵州两省。
中国煤炭质量，总的来看较好。
已探明的储量中，灰分小于10%的特低灰煤占20%以上；
硫分小于1%的低硫煤约占65%-70%；
硫分1%-2%的约占15%-20%。
高硫煤主要集中在西南、中南地区。
华东和华北地区上部煤层多低硫煤，下部多高硫煤。
中国煤炭资源北多南少，西多东少，煤炭资源的分布与消费区分布极不协调。
从各大行政区内部看，煤炭资源分布也不平衡，如华东地区的煤炭资源储量的87％集中在安徽、山东，而工业主要在以上海为中心的长江三角洲地区；
中南地区煤炭资源的72％集中在河南，而工业主要在武汉和珠江三角洲地区；
西南煤炭资源的67％集中在贵州，而工业主要在四川；
东北地区相对好一些，但也有52％的煤炭资源集中在北部黑龙江，而工业集中在辽宁。
各地区煤炭品种和质量变化较大，分布也不理想。
中国炼焦煤在地区上分布不平衡，四种主要炼焦煤种中，瘦煤、焦煤、肥煤有一半左右集中在山西，而拥有大型钢铁企业的华东、中南、东北地区，炼焦煤很少。
在东北地区，钢铁工业在辽宁，炼焦煤大多在黑龙江；
西南地区，钢铁工业在四川，而炼焦煤主要集中在贵州。
中国在地质历史上的成煤期共有14个，其中有4个最主要的成煤期，即广泛分布在华北一带的晚炭纪——早二叠纪，广泛分布在南方各省的晚二叠纪，分布在华北北部、东北南部和西北地区的早中侏罗纪以及分布在东北地区、内蒙东部的晚侏罗纪—早白垩纪等四个时期。
它们所赋存的煤炭资源量分别占中国煤炭资源总量的26％、5％、60％和7％，合计占总资源量的98％。
上述四个最主要的成煤期中，晚二叠纪主要在中国南方形成了有工业价值的煤炭资源，其他三个成煤期分别在中国华北、西北和东北地区形成极为丰富的煤炭资源。
中国煤炭资源分布面广，除上海市外，全国30个省、市、自治区都有不同数量的煤炭资源。
在全国2100多个县中，1200多个有预测储量，已有煤矿进行开采的县就有1100多个，占60％左右。
从煤炭资源的分布区域看，华北地区最多，占全国保有储量的49．25％，其次为西北地区，占全国的30．39％，依次为西南地区，占8．64％，华东地区，占5．7％，中南地区，占3．06％，东北地区，占2．97％。
按省、市、自治区计算，山西、内蒙、陕西、新疆、贵州和宁夏6省区最多，这6省的保有储量约占全国的81．6％。
中国是世界上煤炭产量最多、增长速度最快的国家。
1949年仅产煤炭3243万t，1950年4292万t；
1960年达到3.97亿t，1970年3.54亿t，1980年6.20亿t，1990年突破10亿t，1995年达到13.61亿t，1996年增加到13.96亿t，创历史最高年产量记录，占世界总产煤量46.07亿t的30%。
1997年由于东南亚金融危机和经济结构调整的影响，煤炭产量下降到13.73亿t。
中国煤炭产量分布很不均衡。
根据2007年的《大型煤炭基地煤炭资源、水资源和生态环境综合评价》，我国13个大型煤炭基地煤质优良，煤类齐全，约占全国保有资源储量的85%。
13个基地中有10个基地分布在干旱、半干旱地区，生态环境先天不足，煤炭开发将可能加速土地沙漠化、水土流失和破坏地下水系统，并造成环境污染。
13个大型煤炭基地规划总需水量296万立方米/日，现有供水能力152万立方米/日，缺水144万立方米/日。
除云贵、两淮基地水资源丰富以外，其余11个基地均缺水，到2020年，年需水约26亿立方米（日需水700万立方米、年缺水约12亿立方米、日缺水330万立方米）。
环境容量小的基地有4个，即晋北、晋中、神东、陕北煤炭基地；
环境容量较小的基地有8个，即晋东、两淮、蒙东（东北）、河南、鲁西、宁东、冀中、黄陇煤炭基地；
环境容量大的基地有1个，即云贵煤炭基地。
13个煤炭基地1500米以浅的预测资源总量为7819.40亿吨。
其中，小于1000米预测资源量为4106.77亿吨，占基地预测资源总量的52.52％；
1000米～1500米预测资源量为3712.63亿吨，占基地预测资源总量的47.48％。
神东、云贵、晋中基地位居前3位，均超过千亿吨，其次是陕北751.17亿吨、晋东532.79亿吨、宁东377.70亿吨，其余7个基地均小于300亿吨。
三、中国煤炭分类
1958年，国家颁布了以炼焦用煤为主的分类方案，为工业部门合理使用煤炭资源创造了有利条件，但在实践中也出现了一些问题。
在认真分析研究和吸收国外先进分类方法的基础上，为了使各项分类的技术经济指标最能反映煤的质量特点，达到更加合理地利用煤炭资源的目的，1986年，国家重新颁布了从褐煤到无烟煤的全面技术分类标准，将自然界中的煤划分为14大类。
这就是我国现行的煤炭分类国家标准。
首先按煤的挥发分，将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤；
对于褐煤和无烟煤，再分别按其煤化程度和工业利用的特点分为2个和3个小类；
烟煤部分按挥发分>
10%~20%、>
20%~28%、28%~37和>
37%的四个阶段分为低、中、中高及高挥发分烟煤。
关于烟煤粘结性，则按粘结指数G区分：
0~5为不粘结和微粘结煤；
>
5~20为弱粘结煤；
20~50为中等偏弱粘结煤；
50~65为中等偏强粘结煤；
65则为强粘结煤。
对于强粘结煤，又把其中胶质层最大厚度Y>
25mm或奥亚膨胀度b>
150%（对于Vdaf>
28%的烟煤，b>
220%）的煤分为特强粘结煤。
在煤类的命名上，考虑到新旧分类的延续性，仍保留气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤、弱粘煤、不粘煤和长焰煤8个煤类。
在烟煤类中，对G>
85的煤需再测定胶质层最大厚度Y值或奥亚膨胀度B值来区分肥煤、气肥煤与其它烟煤类的界限。
当Y值大于25mm时，如Vdaf>
37%，则划分为气肥煤。
如Vdaf<
37%，则划分为肥煤。
如Y值<
25mm，则按其Vdaf值的大小而划分为相应的其它煤类。
如Vdaf>
37%，则应划分为气煤类，如Vdaf>
28%--37%，则应划分为1/3焦煤，如Vdaf在于8%以下，则应划分为焦煤类。
这里需要指出的是，对G值大于100的煤来说，尤其是矿井或煤层若干样品的平均G值在100以上时，则一般可不测Y值而确定为肥煤或气肥煤类。
在我国的煤类分类国标中还规定，对G值大于85的烟煤，如果不测Y值，也可用奥亚膨胀度B值（%）来确定肥煤、气煤与其它煤类的界限，即对Vdaf<
28%的煤，暂定b值>
150%的为肥煤；
对Vdaf>
220%的为肥煤（当Vdaf值<
37%时）或气肥煤（当Vdaf值>
37%时）。
当按b值划分的煤类与按Y值划分的煤类有矛盾时，则以Y值确定的煤类为准。
因而在确定新分类的强粘结性煤的牌号时，可只测Y值而暂不测b值。
中国煤炭分类国家标准表
类别
缩写
分类指标
Vdaf%
G
Ymm
b%
PM%
Qgr,maf
无烟煤
WY
≤10
-
贫煤
PM
10.0-20.O
≤5
贫瘦煤
PS
10.O-20.O
5-20
瘦煤
SM
10.0-20.0
20-65
焦煤
JM
20.0-28.0
10.0-20.0
50-60
65
≤25.0
（≤150）
肥煤
FM
10.0-37.0
（>
85）
25
a
1/3焦煤
1/3JM
28.0-37.0
<
25.0
（<
220）
气肥煤
QF
37.0
220
气煤
QM
37.0
50-65
35
（≤220）
1/2中粘煤
1/2ZN
20.0-37.0
30-50
弱粘煤
RN
5-30
不粘煤
BN
长焰煤
CY
≤35
50
褐煤
HM
≤30
30-50
≤24
注：
a、G>
85,再用Y值或b值来区分肥煤、气肥煤与其它煤炭，当Y>
25.0mm时，应划分为肥煤或气肥煤，如Y<
=25mm,则根据其Vdaf的大小而划分为相应的其它煤类。
按b值分类时，Vdaf<
=28%,暂定b>
150%的为肥煤，Vdaf>
28%,暂定b>
220%的为肥煤或气肥煤，如按b值和Y值划分的类别有矛盾时，以Y值划分的为准。
b、Vdaf>
37%,G<
=5的煤，再以透光率PM来区分其为长焰煤或褐煤。
c、Vdaf>
37%，PM>
30%-50%的煤，再测Qgr,maf，如其值>
24MJ/kg（5739cal/g），应划分为长焰煤。
煤炭分类总表
符号
≤10.0
烟煤
YM
10.0
37.O
≤50
无烟煤分类表
类别
符号
数码
H*%
无烟煤一号
MY1
01
0-3.5
0-2.0
无烟煤二号
MY2
02
3.5-6.5
2.0-3.0
无烟煤三号
MY3
03
6.5-10.0
3.0
烟煤的分类表
11
12
13
14
20-50
50-65
15
24
20.0-28.0
65
≤25.0
（≤150）
16
26
36
28.0-37.0
85）
25
150）
220）
35
46
34
43
44
45
35-50
23
33
22
32
5-30
21
31
≤5
41
42
5-35
褐煤的分类表
Qgr,maf*（MJ/kg）
褐煤一号
HM1
51
0-30
褐煤二号
HM2
52
1、*凡Vdaf>
37.0%、PM>
30%-50%的为煤，如Qgr,maf大于MJ/kg（5739cal/g）,则划分为长焰煤。
2、数码中的十位数表示煤化程度，数字小表示煤化程度高；
个位数表示黏结性，数字大表示黏结性强。
各种煤的特征及用途：
1．褐煤
它是煤化程度最低的煤。
其特点是水分高、比重小、挥发分高、不粘结、化学反应性强、热稳定性差、发热量低，含有不同数量的腐殖酸。
多被用作燃料、气化或低温干馏的原料，也可用来提取褐煤蜡、腐殖酸，制造磺化煤或活性炭。
一号褐煤还可以作农田、果园的有机肥料。
2.长焰煤
它的挥发分含量很高，没有或只有很小的粘结性，胶质层厚度不超过5mm,易燃烧，燃烧时有很长的火焰，故得名长焰煤。
可作为气化和低温干馏的原料，也可作民用和动力燃料。
3.不粘煤
它水分大，没有粘结性，加热时基本上不产生胶质体，燃烧时发热量较小，含有一定的次生腐殖酸。
主要用作制造煤气和民用或动力燃料。
4.弱粘煤
水分大，粘结性较弱，挥发分较高，加热时能产生较少的胶质体，能单独结焦，但结成的焦块小而易碎，粉焦率高。
这种煤主要用作气化原料和动力燃料。
5.1/2中粘煤
它具有中等粘结性和中高挥发分。
可以作为配煤炼焦的原料，也可以作为气化用煤和动力燃料。
6.气煤
挥发分高，胶质层较厚，热稳定性差。
能单独结焦，但炼出的焦炭细长易碎，收缩率大，且纵裂纹多，抗碎和耐磨性较差。
故只能用作配煤炼焦，还可用来炼油、制造煤气、生产氮肥或作动力燃料。
7.气肥煤
它的挥发分和粘结性都很高，结焦性介于气煤和肥煤之间，单独炼焦时能产生大量的气体和液体化学物质。
最适合高温干馏
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