建材秒知道
登录
建材号 > 煤炭 > 正文

煤炭基本知识

诚心的指甲油
秀丽的小懒猪
2022-12-29 03:27:11

煤炭基本知识

最佳答案
热情的香烟
舒服的水壶
2026-04-29 17:24:03

煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。那么你煤炭对了解多少呢?以下是由我整理关于煤炭知识的内容,希望大家喜欢!

煤炭应用历史

虽然煤炭的重要位置已被石油所替代,但在相当长的一段时间内,由于石油的日渐枯竭,导致它必然走向衰败,而煤炭因储量巨大,加之科学技术的飞速发展,煤炭汽化等新技术日趋成熟,并得到广泛应用,煤炭必将成为人类生产生活中的无法替代的能源之一。

根据成煤的原始物质和条件不同,自然界的煤可分为三大类,即腐植煤、残植煤和腐泥煤。

中国是世界上最早利用煤的国家。辽宁省新乐古文化遗址中,就发现有煤制工艺品,河南巩义市也发现有西汉时用煤饼炼铁的遗址。《山海经》中称煤为石涅,魏、晋时称煤为石墨或石炭。明代李时珍的《本草纲目》首次使用煤这一名称。希腊和古罗马也是用煤较早的国家,希腊学者泰奥弗拉斯托斯在公元前约300年著有《石史》,其中记载有煤的性质和产地古罗马大约在2000年前已开始用煤加热。

煤炭形成原因

煤炭是千百万年来植物的枝叶和根茎,在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐植质,由于地壳的变动不断地埋入地下,长期与空气隔绝,并在高温高压下,经过一系列复杂的物理化学变化等因素,形成的黑色可燃沉积岩,这就是煤炭的形成过程。 一座煤矿的煤层厚薄与这地区的地壳下降速度及植物遗骸堆积的多少有关。地壳下降的速度快,植物遗骸堆积得厚,这座煤矿的煤层就厚,反之,地壳下降的速度缓慢,植物遗骸堆积的薄,这座煤矿的煤层就薄。又由于地壳的构造运动使原来水平的煤层发生褶皱和断裂,有一些煤层埋到地下更深的地方,有的又被排挤到地表,甚至露出地面,比较容易被人们发现。还有一些煤层相对比较薄,而且面积也不大,所以没有开采价值,有关煤炭的形成至今尚未找到更新的说法。 煤炭是这样形成的吗?有些论述是否应当进一步加以研究和探讨。一座大的煤矿,煤层很厚,煤质很优,但总的来说它的面积并不算很大。如果是千百万年植物的枝叶和根茎自然堆积而成的,它的面积应当是很大的。因为在远古时期地球上到处都是森林和草原,因此,地下也应当到处有储存煤炭的痕迹煤层也不一定很厚,因为植物的枝叶、根茎腐烂变成腐植质,又会被植物吸收,如此反复,最终被埋入地下时也不会那么集中,土层与煤层的界限也不会划分得那么清楚。 但是,无可否认的事实和依据,煤炭千真万确是植物的残骸经过一系统的演变形成的,这是颠簸不破的真理,只要仔细观察一下煤块,就可以看到有植物的叶和根茎的痕迹如果把煤切成薄片放到显微镜下观察,就能发现非常清楚的植物组织和构造,而且有时在煤层里还保存着像树干一类的东西,有的煤层里还包裹着完整的昆虫化石。在地表常温、常压下,由堆积在停滞水体中的植物遗体经泥炭化作用或腐泥化作用,转变成泥炭或腐泥泥炭或腐泥被埋藏后, 由于盆地基底下降而沉至地下深部,经成岩作用而转变成褐煤当温度和压力逐渐增高,再经变质作用转变成烟煤至无烟煤。泥炭化作用是指高等植物遗体在沼泽中堆积经生物化学变化转变成泥炭的过程。腐泥化作用是指低等生物遗体在沼泽中经生物化学变化转变成腐泥的过程。腐泥是一种富含水和沥青质的淤泥状物质。冰川过程可能有助于成煤植物遗体汇集和保存。

煤炭造成的环境问题

1、排烟脱硫

大气中的SO2污染主要由包括煤炭在内的燃料燃烧所致。燃烧前脱硫可由煤炭洗选及转化中完成。燃烧中脱硫可以用加入脱硫剂办法除掉部分硫分,常用的脱硫剂为白云石和石灰石。

更常用的脱硫技术为排烟脱硫,即将排放的含硫烟气或废气通入吸收剂和吸附剂去掉硫氧化物,又可分为干法、半干法及湿法三种。干法采用固态吸附剂、吸收剂,其装备庞大,费用较高。半干法包括将半固态脱硫剂吹入烟道,也可将排烟气和空气同时吹入半固态脱硫剂,以除去烟气中的SO2、湿法用液态吸收剂,包括碱性吸收剂法和碱土金属类吸收剂法等,前者使用铵、钠、钾溶液,后者使用有钙镁的氧化物或氢氧化物溶液。

2、烟尘污染及防治

煤在燃烧过程中产生烟气、尘粒可形成环境污染。其污染物可分为两类,即气溶胶状态污染物和气态污染物。烟尘属于前者。

煤炭在燃烧过程中经过三个阶段,首先是干燥挥发阶段,其次为燃烧阶段,最后为燃尽阶段,不同阶段需要不同的空气量,过大或过小的空气量都会使燃烧不完全,而使炭粒排入空中形成黑烟。煤中不可燃成分如灰分,燃烧中部分留于灰渣,部分随烟气排入大气形成烟尘,不同灰分的煤其烟尘量也有很大差别。按烟尘粒径不同可分为降尘和飘尘,后者可以长期不降落且可输送距离更远。

烟尘可致人体呼吸道疾病,或作为其他污染物及细菌载体。还可影响植物生长及降低大气的能见度。防治方法是改进燃烧设备和燃烧方式,减少烟尘排放量,还要安装除尘装备,降低烟尘排放浓度。

煤炭开采方法

矸石排放

煤矿生产排放量最大的固体废物, 也是中国工业固体废物中产生量和堆积量最大的固体废物,产生量一般为煤炭产量的10%左右。中国煤矸石年排放量大约在1、5 亿~2、0 亿吨之间。截止2002 年底, 全国煤矸石积存量约34亿吨,占地2、6 万公顷, 是中国工业固体废物中产出量和累计积存量最大的固体废物。2004 年,全国煤矸石综合利用量为1、35 亿吨, 利用率54%。

矿井排水

在煤矿建设和生产过程中,各种类型的水源水会通过不同的途径进入巷道和工作面, 为了保证采矿安全,防止水害发生,需将矿井涌水排出。据不完全统计,在采煤过程中, 2004 年全国煤矿矿井水排放约30 亿m³,平均每吨煤涌水量约为2m³。资源化利用率仅占22%左右。

瓦斯抽放与矿井通风

在煤炭开采前和开采中抽放瓦斯气, 是保证煤矿安全的重要措施。但将抽放的瓦斯排入大气,会产生强烈的温室效应,瓦斯中所含甲烷的温室效应比二氧化碳大20 倍。另外煤矿在生产过程中, 井下巷道每秒钟都需要数十万乃至数百万立方米的空气,它们主要是通过矿井通风来完成, 矿井通风同样含有瓦斯,并且还有大量粉尘。据近几年有关评价估算,全国煤层瓦斯资源量为3×106 。2002 年中国重点煤矿煤层瓦斯产生量为9773、37,其中利用瓦斯量为517、49 ,利用率5%左右。

开采造成的生态破坏

传统煤炭开采忽略其它共生、伴生矿物的开采、加工、利用, 造成了资源的浪费。中国煤系共生、伴生20 多种矿产,绝大多数没有利用, 另外矿物的随意存放丢弃还会造成环境污染,破坏生态环境。

最新回答
谨慎的月亮
激昂的钢铁侠
2026-04-29 17:24:03

清洁煤作为替代普通煤的新型燃烧材料,具有使用效率高,较为安全,且对环境更加环保等多种好处。由于我国对于环境保护的相关需求和改变,才促使了清洁煤的研发和诞生。

在实际应用中,清洁煤又叫洁净型燃烧煤,是用低灰、低硫、高热度值的优质无烟煤为主要材料,加入了固硫、黏合、助燃等有机添加剂加工成为的煤制品,具有燃烧环保、热能高效、使用简单等优点。 已经在许多地区都得到了推广和应用。

清洁型煤的诞生是为了顺应国家的环保需求和发展趋势。

这样就是现有的实际情况而言,许多地区在冬季的时候都会采用电力供暖或者天然气供暖的方式,现在一些经济欠发达以及交通不便的地区,仍然需要通过烧煤供暖的方式来度过冬天。为了减少煤炭对于环境的影响以及人民群众的身体损害,就诞生出了现在所存在的清洁煤。这种新型煤又称为洁净煤,原始材料用的是低硫、低灰、高热值的优质无烟煤,通过加入固硫、黏合、有助燃发等多种有机添加剂加工而成的环保煤制品。

清洁煤具有燃烧环保热能,高效实用简单的优点。

跟原有的燃烧煤相比,容易燃烧,发热量高,可以减少原有的煤炭用量,提高发热效率。而且无黑烟、无异味,对人体危害小,使用圆形和椭圆形洁净型煤比传统散装煤更方便和便于携带。降低燃烧后的硫含量,不会造成二次空气污染。为了进行清洁酶的推广和使用,政府部门还会给予一定的政策补贴和支持,因此在很多地区都得到了很好的推广和利用。

普通人在使用清洁煤时,也要做好防护措施。

虽然清洁煤在燃烧过程中没有明显烟气,但有不充分燃烧时也会一氧化碳的出现和产生,预防不当很容易造成个人中毒,一氧化碳是无色、无臭无味的可燃气体,人体一旦吸入过量会损伤中枢神经系统,产生头痛、头晕、呕吐、全身乏力、短暂昏厥等症状,严重的话会导致个体昏迷和死亡。个人建议清洁煤取暖时,必须安装循环排烟管道,并保证排烟管道通畅。房间要有良好的通风,防止空气不流通造成一氧化碳集聚。使用前要对相关的炉具和打火工具进行检查,防止出现无法引燃和不充分燃烧的问题。

文艺的小馒头
聪明的麦片
2026-04-29 17:24:03
煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。一种固体可燃有机岩,主要由植物遗体经生物化学作用,埋藏后再经地质作用转变而成。俗称煤炭。煤炭被人们誉为黑色的金子,工业的食粮,它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一。

煤炭是千百万年来植物的枝叶和根茎,在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐植质,由于地壳的变动 煤炭

不断地埋入地下,长期与空气隔绝,并在高温高压下,经过一系列复杂的物理化学变化等因素,形成的黑色可燃沉积岩,这就是煤炭的形成过程。 一座煤矿的煤层厚薄与这地区的地壳下降速度及植物遗骸堆积的多少有关。地壳下降的速度快,植物遗骸堆积得厚,这座煤矿的煤层就厚,反之,地壳下降的速度缓慢,植物遗骸堆积的薄,这座煤矿的煤层就薄。又由于地壳的构造运动使原来水平的煤层发生褶皱和断裂,有一些煤层埋到地下更深的地方,有的又被排挤到地表,甚至露出地面,比较容易被人们发现。还有一些煤层相对比较薄,而且面积也不大,所以没有开采价值,有关煤炭的形成至今尚未找到更新的说法。 煤炭是这样形成的吗?有些论述是否应当进一步加以研究和探讨。一座大的煤矿,煤层很厚,煤质很优,但总的来说它的面积并不算很大。如果是千百万年植物的枝叶和根茎自然堆积而成的,它的面积应当是很大的。因为在远古时期地球上到处都是森林和草原,因此,地下也应当到处有储存煤炭的痕迹;煤层也不一定很厚,因为植物的枝叶、根茎腐烂变成腐植质,又会被植物吸收,如此反复,最终被埋入地下时也不会那么集中,土层与煤层的界限也不会划分得那么清楚。 但是,无可否认的事实和依据,煤炭千真万确是植物的残骸经过一系统的演变形成的,这是颠簸不破的真理,只要仔细观察一下煤块,就可以看到有植物的叶和根茎的痕迹;如果把煤切成薄片放到显微镜下观察,就能发现非常清楚的植物组织和构造,而且有时在煤层里还保存着像树干一类的东西,有的煤层里还包裹着完整的昆虫化石。值得探讨的是它为何形成得如此集中,而且又是那么如此的优质呢? 记得上小学的时候,我家住在离城不远的乡村,每当盛夏雨季来临时,一场暴雨过后,村子中央就会出现一条湍急的“小溪流”,我们许多小朋友就会跑到那里面去嬉戏,那小溪流也会因暴雨停止时间的延长,而变得越来越小,最后干涸。但在没有断流之前你会发现,很多水流处却被冲下来的木棍儿、杂草等漂浮物堵塞,形成一个个小的水坎儿。为了能让水流通畅,我们不时地把那些小水坎扒开,有的时候也会借此筑起一道小溪上的“堤坝”。既便是现在居住在城里,一场暴雨过后,街道上很多地方也会出现各种各样的漂浮物截住了水流,堵塞了下水道口,而且很多漂浮物又被集中地滞留在一个地方的现象。 小巫见大巫,由此我们便可以推断出煤炭的形成可能与洪水有直接关系。如果没有洪水那样强大的力量 煤炭

和搬运的功能,煤炭的形成绝对不会那么集中,也不会那么优质。 我们可以设想一下,在千百万年前的地质历史期间,由于气候条件非常适宜,地面上生长着繁茂高大的植物,在海滨和内陆沼泽地带,也生长着大量的植物,那时的雨量又是相当的充沛,当百年一遇的洪水或海啸等自然灾害降临时,就会淹没了草原、淹没了大片森林,那里的大小植物就会被连根拨起,漂浮在水面上,植物根须上的泥土也会随之被冲刷得干干净净,这些带着须根和枝杈的大小树木及草类植物也会相互攀缠在一起,顺流漂浮而下,一旦被冲到浅滩、湾叉就会搁浅,它们就会在那里安家落户,并且象筛子一样把所有的漂浮物筛选在那里,很快这里就会形成一道屏障,并且这个地方还会是下次洪水堆积植物残骸(也会有许多动物的残骸)的地方。当洪水消退后,这里就会形成一道逶迤的堆积植物残骸的丘岭,再经过长期的地质变化,这座植物残骸的丘岭就会逐渐地埋入地下,最后演变成今天的煤矿。 那么也许有人会问,1998年中国遭受的一场罕见的水灾,为何没有出现这样的情况呢?我认为,那是因为中国目前的森林覆盖率很低,而且有森林的地方多在高海拔地区,在平原到处是粮田,几乎到了没有什么森林可淹的境地,只不过是淹没了一些农田的防护林,并且农田防护林的树木很稀少,而且树木的根须又十分的发达,抓地抓得十分牢固,短时间的浸泡、冲击不会造成多大危害。而森林中的树木就不同了,很多树木都挤在一起生活,它们为了吸收太阳的能量,拼命地往上长,故根须并不发达,一旦一处树木被洪水连根拨起,就会连带成片的树木被洪水毁掉,就如同放木排一样,顺流漂浮而下,势不可挡,最后全部堆积在一个地方。 另外,由于人类对大自然认识的增强,抵御突发性自然灾害的能力不断提高,兴修水利,筑起坚固的堤坝,加固江堤、河堤,大大地减缓了凶猛洪水的冲击力,泛滥的现象少了,甚至乖乖地听从人类的召唤,并把凶猛的洪水变成了电能、动能、热能,造福于人类,服务于人类社会。 不仅洪水有搬运动植物这样的能力,而且潮汐、台风、海啸也具备这样的能力。由于地震、火山喷发等因素引起的海啸,可以使海浪掀起三、四十米还高,并且在顷刻之间把一个岛屿上的动植物扫荡一空;把海岸线附近的一切生物全部洗劫。 再者,地球表面上的物质不可能永久的一成不变地等待着地球进行沉降运动的,而且地球表面上的物质 煤炭

是在不断地循环流动着的。因此,“水灾说”是使煤炭形成得如此集中、优质,还是有一定的道理的,是有说服力的,也是能够令人信服的。 由于古代的在植物大量沉积,被深深的埋在地层下,受到高压和高温,经过几亿年的时间,变成煤炭。 煤矿和其它矿一样,是层状的,且不是到处都有。如果是地表植物积聚而成,则不会那么集中,应该到处都有,所以我认为,书上所说的不对。碳元素是地球故有的,地表的碳大部分以化合物形式存在,地心的碳以单质形式存在,地心的碳向地表喷出时,一部分为钻石,一部分为石墨,大部分为煤(不同条件下形成不同的物质),和其它大部分矿的成因一样。 植物当被压在地下,在长时间的缺氧高压的条件下便会形成煤。 石炭纪地球植物大繁盛,为煤的形成形成的强大的物质基础,后来的造山运动为煤的形成提供了外部条件。经过长年累月,便形成了煤。

可以找煤田地质学类书看看。

唠叨的小蜜蜂
内向的硬币
2026-04-29 17:24:03

一、煤的工业分类的主要依据

煤的分类由于内容和目的不同,方法也有多种。早期的煤炭分类方法是根据煤的元素组成中碳、氢、氧等元素的含量进行区分,这种煤炭分类方法称为煤的科学分类法,以1899年英国赛勒(C.A.Seyler)提出的煤炭分类方法比较著名。以后又有根据形成煤的原始物质和生成条件的不同而提出的成因分类法,将煤分为腐植煤、腐泥煤和残植煤等,这种分类方法仅适用于煤质研究和地质工作中既有科学依据,又有实用意义的煤炭分类方法是近70年来以煤化程度和煤在热加工过程中所表现的特性为依据的技术分类法。煤化程度以镜质体平均反射率或挥发分产率为分类指标,煤在热加工过程中所表现的工艺性质则以煤在受热情况下的粘结性(或结焦性)和煤的发热量为另一个分类指标,中国、美国、前苏联、英国、波兰、法国和德国等国家的煤炭分类方法和国际煤炭分类都属这类分类方法。

二、中国煤的分类

中国最早的煤炭分类方法是1936年由中国地质学家翁文灏和金开英提出的“翁金氏分类法”。该分类方法是利用“加水燃率” 为指标,将中国煤分为褐煤、褐性烟煤、低级烟煤、中级烟煤、高级烟煤、低级无烟煤、中级无烟煤和高级无烟煤8类。这种方法仅以煤的工业分析指标对中国煤进行分类,只能将煤的大类(褐煤、烟煤和无烟煤)进行大体划分,不能适应煤炭生产、煤炭热加工和科学研究对煤炭分类的要求。

1952年和1953年,中国先后制订出东北区和华北区两个地区的“炼焦煤分类”方案,方案中所用的分类指标和煤种名称都一样,但区分的界线不尽一致,存在部分类别交叉的煤种,在使用上发生不少困难。1956年由煤炭部、冶金部和中国科学院有关科研单位共同研究后,提出了统一的“中国煤(以炼焦煤为主)分类方案”,以代表煤化程度的干燥无灰基挥发分产率Vdaf(%)和反映煤的结焦性的胶质层最大厚度Y值(mm)两个指标为参数,将中国煤分为10大类和24小类。该煤炭分类方案自1958年开始,在中国推广使用了近30年,在中国煤炭资源的勘探、开发、生产、经销和利用等方面起到统一的作用,对中国煤炭资源的合理开发和利用具有十分重要的意义。但随着中国经济建设事业的蓬勃发展,新的煤炭资源不断发现,科学技术水平日新月异,冶金、化工等工业部门对煤炭品质要求不断提高,该分类方案在使用过程中也发现存在一些问题。从1975年起,煤炭部和冶金部的生产、使用和科研单位经过近10年的共同研究,于1985年提出了“中国煤炭分类”国家标准,1986年由当时的国家标准局批准并发布(GB5751),在全国试行。“中国煤炭分类”见表7-4至表7-8和图7-1。

表7-4 煤炭分类总表

*凡Vdaf大于37.0%,G小于或等于5,再用透光率PM来区分烟煤和褐煤(在地质勘探中,Vdaf大于37.0%,在不压饼的条件下测定的焦渣特征为1~2号的煤,再用PM来区分烟煤和褐煤)。

**凡Vdaf大于37.0%,PM大于50%者,为烟煤PM大于30%~50%的煤,如恒湿无灰基高位发热量Qgr,m,af大于24MJ/kg,则划为长焰煤。

表7-5 无烟煤的分类

*在已确定无烟煤小类的生产矿、厂的日常工作中,可以只按Vdaf分类在地质勘探工作中,为新区确定小类或生产矿、厂和其他单位需要重新核定小类时,应同时测定Vdaf和Hdaf,按上表分小类。如两种结果有矛盾,以按Hdaf划分小类的结果为准(Hdaf为干燥无灰基氢含量,%)。

表7-6 烟煤的分类

*当烟煤的粘结指数测值G小于或等于85时,用干燥无灰基挥发分Vdaf和粘结指数G来划分煤类。当粘结指数测值G大于85时,则用干燥无灰基挥发分Vdaf和胶质层最大厚度Y,或用干燥无灰基挥发分Vdaf和奥亚膨胀度b来划分煤类。

**当G大于85时,用Y和b并列作为分类指标。当Vdaf小于或等于28.0%时,b暂定为150%Vdaf大于28.0%时,b暂定为220%。当b值和Y值有矛盾时,以Y值为准来划分煤类。

分类用的煤样,如原煤灰分小于或等于10%时,不需减灰。灰分大于10%的煤样,需用GB474的煤样制备方法,用氯化锌重液减灰后再分类。

表7-7 褐煤的分类

*凡Vdaf大于37.0%,PM大于30%~50%的煤,如衡湿无灰基高位发热量Qgr,m,af大于24MJ/kg,则划为长焰煤。

表7-8 中国煤炭分类简表

*对G大于85的煤,再用Y值或b值来区分肥煤、气肥煤与其他煤类。当Y大于25.0mm时,应划分为肥煤或气肥煤如Y小于或等于25.0mm时,则根据其Vdaf的大小而划为相应的其他煤类。

按b值划分类别时,Vdaf小于或等于28.0%时,暂定b大于151%的为肥煤Vdaf大于28.0%时,暂定b大于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值划分的类别为准。

**对Vdaf大于37.0%,G小于或等于5的煤,再以透光率PM来区分其为长焰煤或褐煤。

***对Vdaf大于37.0%,PM大于30%~50%的煤,再测Qgr,m,af,如其值大于24MJ/kg,则应划分为长焰煤。

分类用的煤样,除Ad小于或等于10.0%的不需减灰外,对Ad大于10.0%的煤样,应采用氯化锌重液选后的浮煤样(对易泥化的褐煤亦可采用灰分较低的原煤)(详见GB474)。

根据表7-8绘制成的“中国煤炭分类简图”(图7-1),可更清楚地看出中国煤炭分类的全面情况,使每一种性质的煤都能在图中体现。

在应用中国煤炭分类国家标准时,根据表78或中国煤炭分类图(图7-1),首先将所有的煤按煤的煤化程度分为褐煤、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途径分为2个和3个小类烟煤按挥发分10%~20%,20%~28%,28%~37%和大于37%分为低、中、中高级、高挥发分烟煤。烟煤粘结性按粘结指数G区分:0~5为不粘结或微粘结煤5~20为弱粘结煤20~50为中等偏弱粘结煤50~65为中等偏强粘结煤大于65则为强粘结煤。对于强粘结煤,又把其中胶质层厚度大于25mm或奥亚膨胀度b大于150%(对于Vdaf大于28%的烟煤,b大于220%)的煤分为特强粘结煤。这样,在烟煤部分可分为24个单元,并用相应的数码表示。在编号的十位数中,1~4代表煤的煤化程度在编号的个位数中1~6表示煤的粘结性。在这24个单元中,再按同类煤性质基本相似、不同类煤性质有较大差异的分类原则,将部分单元合并为12个类别。在煤类的命名上,考虑到新旧分类的延续性和习惯叫法,仍保留气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤、弱粘煤、不粘煤和长焰煤8个类别,另外增加了贫瘦煤、1/2中粘煤、1/3焦煤和气肥煤4个过渡性煤类。贫瘦煤是指粘结性较差的瘦煤,以区别于典型的瘦煤1/2中粘煤是由原分类中的一部分粘结性较好的弱粘煤和一部分粘结性较差的肥焦煤和肥气煤组成1/3焦煤是由原分类中一部分粘结性较好的肥气煤和肥焦煤组成,是焦煤、肥煤和气煤中间的过渡煤类,也具有这3类煤的一部分性质,但且具有较好的结焦性气肥煤在原分类方案中属肥煤大类,其结焦性比典型肥煤要差得多,故新的煤炭分类国家标准将它单独列为一类,克服了原分类方案中同类煤性质差异较大的缺陷。

图7-1 中国煤炭分类简图

说明:

1.分类用煤样的缩制按GB474进行。原煤样灰分小于或等于10%的不需要分选减灰。灰分大于10%的煤样需用规定的氯化锌重液减灰后再分类(对易泥化的低煤化度褐煤,可采用灰分尽量低的原煤)。

2.G等于85为指标转换线。当G大于85时,用Y与b值并列作为分类指标,以划分肥煤或气煤与其他煤类的指标。Y大于25.0mm者,划为肥煤或气肥煤当Vdaf小于或等于28.0%时,b值暂定为150%Vdaf大于28.0%时,b值暂定为220%。当b值和Y值划分煤类有矛盾时,以Y值为准。

3.无烟煤划分小类按Hdaf与Vdaf划分结果有矛盾时,以Hdaf划分的小类为准。

4.Vdaf大于37.0%,PM大于50%者为烟煤透光率PM大于30%~50%时,以Qgr,m,af大于24MJ/kg者为长焰煤。

在新煤炭分类国家标准中,对长焰煤和褐煤之间的划分采用目视比色法透光率PM作为主要分类指标,即挥发分Vdaf大于37%,G值小于或等于5的煤再测PM值。实际上为了减少G值的测定次数,对Vdaf大于37%的低煤化度煤,如其焦渣特征为3~8号,就可以确定它不属于褐煤而不测透光率PM值,直接根据G值的大小而定为相应的烟煤类如焦渣特征为1~2号,再测定PM值,大于50%者可以定为长焰煤类而不必再测定G值。因为焦渣特征1~2号的低煤化度煤,不仅G值不可能大于35(即气煤的G值下限),而且也不会大于5(即42号长焰煤的G值下限)。但要注意:作为划分褐煤和长焰煤用的煤样,当Vdaf大于37%时,在测定挥发分时不应压饼,压饼会增高煤的粘结性。

当透光率测值PM大于30%~50%时,则还要测定煤的最高内在水分MHC,然后按下列公式换算成恒湿无灰基煤的高位发热量:

煤地质学

如Qgr,m,af大于24MJ/kg,则该煤样应划分为长焰煤若Qgr,m,af值小于或等于24MJ/kg,则应划分为褐煤。鉴于煤的最高内在水分测定方法十分复杂,需时又长,为此作者对PM大于30%~50%的煤,研究了PM与Qgr,m,af的相关关系。大量试样的研究结果表明,PM小于38%的煤,Qgr,m,af几乎都在24MJ/kg以下,因而对Vdaf大于37%,PM小于38%的年轻煤,一般可不再测定煤的最高内在水分和高位发热量而直接确定为褐煤。个别煤样由于测值偏差较大而致PM小于38%时,仍有Qgr,m,af大于24MJ/kg的反常现象,但从整个矿区或矿井的平均PM来看,则PM小于38%,其Qgr,m,af的平均值必然小于24MJ/kg无疑。对PM小于38%的煤样,似可直接确定为褐煤,这样对煤田地质勘探来说,可减少许多Qgr,m,af的测定。总之,平均PM大于30%~35%的煤,则肯定其Qgr,m,af值在24MJ/kg以下,而不必测定MHC和Qgr,ad及计算Qgr,m,af值了。至于PM大于38%的煤,也只有一部分矿井煤的Qgr,m,af在24MJ/kg以上而属于长焰煤,另有相当大部分煤的Qgr,m,af仍在24MJ/kg以下而为褐煤。至于PM小于30%的煤则为年轻褐煤。

在烟煤类中,对G大于85的煤需再测定胶质层最大厚度Y值或奥亚膨胀度来区分肥煤、气肥煤与其他烟煤类的界限(见表7-8)。

当Y值大于25mm时,如Vdaf大于37%,则划分为气肥煤如Vdaf小于37%,则划分为肥煤。当Y值小于25mm时,则按Vdaf值的大小而划分为相应的煤类,如Vdaf大于37%,则应划分为气煤类,如Vdaf大于28%~37%,则应划分为1/3焦煤如Vdaf在28%以下,则应划分为焦煤类(详见表7-8)。

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。同时,对G值大于85的煤,有许多矿区煤的Y值都在25mm以下(例如淮南、七台河等矿区),在这种情况下也就没有必要再用Y值来确切区分牌号了,而只用G值即可确定其牌号。对开滦、枣庄等某些矿井,由于其G值均大于85,而Y值又均大于25mm,对于这种矿区,也就可不测G值,而用Y值来确定其牌号。只有一些未知牌号的勘探区,需要先测G值,然后再按其测值大小确定是否需要测定Y值。对煤质牌号基本清楚的矿井、煤层,在确定牌号时可根据情况而相应地减少测定项目。

在我国新的煤炭分类国标中还规定,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、气肥煤与其他煤类的界限。对Vdaf小于28%的煤,暂定b值大于150%的为肥煤对Vdaf大于28%的煤,暂定b值大于220%的为肥煤(当Vdaf小于37%时)或气肥煤(当Vdaf值大于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。因此,在确定新分类的强粘结性煤的牌号时可只测Y,而暂不测b值。

在无烟煤阶段,按Hdaf和Vdaf来划分小类别,即Vdaf小于3.5%(Hdaf小于2.0%)的为一号无烟煤,Vdaf大于3.5%~6.5%(Hdaf大于2%~3%)的为二号无烟煤,Vdaf大于6.5%~10%(Hdaf大于3%)的为三号无烟煤。当按Vdaf划分的小类别与按Hdaf划分的小类别有矛盾时,以按Hdaf划分的类别为准。大多数情况均可用Vdaf来确定无烟煤的小类别,只有北京和四望嶂等少数矿区煤的Vdaf和Hdaf之间的关系有反常现象,这时才需用Hdaf来正确地确定其小类别。

新的煤分类国标把我国从褐煤到无烟煤之间共划分为14个大类和17个小类,主要是按照各小类工艺利用特性的不同而划分。褐煤划分为2个小类,相当于年轻褐煤(51号褐煤)和年老褐煤(52号褐煤),也是根据其性质和利用特征不同而划分的。在烟煤中共划分为贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、气肥煤、气煤、1/3焦煤、1/2中粘煤、弱粘煤、不粘煤和长焰煤共12个煤类。

分类中每一类煤均可用汉语拼音代号表示,每一类煤均用两个汉语拼音的大写字母表示,其来源是各取其汉语拼音中的第一个字母来表示。如焦煤为JM,J代表焦(Jao),M代表煤(Mei)。

在新的煤炭分类国标中,还采用了数码编号来表示煤类。如气肥煤的数码编号是46,但气煤有34,43,44,45共4个数码编号。在各类煤的数码编号中,十位数代表干燥无灰基挥发分的大小。如无烟煤的挥发分最小,十位数字为0褐煤的挥发分最大,十位数字为5。对烟煤来说,数码编号中的个位数表征它的粘结性,个位数的数码编号越小,其粘结性越差。

对褐煤和无烟煤来说,每一个数码编号代表1个小类别,如01,02,03分别代表1号、2号和3号无烟煤,51和52各代表1号和2号褐煤。在烟煤阶段,每一数码编号并不代表1个小类。在同类别的烟煤中,每一个数码编号的煤的性质也是有所不同的。如焦煤类中的24号煤,其粘结性就明显地低于25号煤。又如焦煤类中15号煤,其挥发分Vdaf又明显地低于25号煤。在焦煤中,以数码编号为25号的结焦性最好。但对煤矿来说,由于14号、24号和25号焦煤均属同一比价,因而也就没有必要按数码编号来细分其结焦性的好坏或挥发分的高低了。在焦化、燃烧或气化等工业部门生产中,采用数码编号仍有一定的指导意义。

中国煤炭分类国家标准(GB5751)将中国煤分为14大类,各大类煤的性质和主要用途如下:

1.无烟煤(WY)

煤化程度最高的一类煤,挥发分低,含碳量最高,光泽强,硬度高,密度大(纯煤真密度最高可达1.9g/cm3),燃点高,无粘结性,燃烧时无烟。这类煤还按其挥发分产率及用途分为3个小类别:挥发分产率3.5%以下的无烟煤01号为年老无烟煤,以作碳素材料等高碳材料较好挥发分产率大于3.5%~6.5%的为典型无烟煤(02号),是生产合成煤气的主要原料挥发分产率大于6.5%的为年轻无烟煤(03号),可作为高炉喷吹燃料。年老无烟煤热稳定性较差。这3类无烟煤都是较好的民用燃料。

无烟煤主要是民用和制造合成氨的原料。低灰低硫、可磨性好的无烟煤可作高炉喷吹及烧结铁矿石的燃料,也可制作各种碳素材料,如碳电极、阳极糊、活性炭等。

2.贫煤(PM)

烟煤中煤化程度最高、挥发分最低而接近无烟煤的一类煤,国外也有称之为半无烟煤。这种煤燃烧时火焰短、耐烧,但热值较高,无粘结性,加热后不产生胶质体,不结焦,多做动力、发电或民用燃烧使用。

3.贫瘦媒(PS)

在烟煤中煤化程度较高、挥发分较低的煤,受热后只产生少量胶质体,粘结性较差,其性质介于贫煤和瘦煤间,大部分作为动力或民用燃料,少量用于制造煤气。

4.瘦煤(SM)

是烟煤中煤化程度较高、挥发分较低的一种,受热后能产生一定数量胶质体,属中中等粘结性烟煤。单种煤炼焦时能炼成熔融不好、耐磨强度差,但块度较大、裂纹少、抗碎强度较好的焦炭。可作为炼焦配煤的原料,并可作为瘦化剂,也可作为民用和动力燃料。

5.焦煤(JM)

烟煤中煤化程度中等或偏高的一类煤,受热后能产生热稳定性较好的胶质体,具有中等或较强的粘结性单种煤炼焦时可炼成熔融好、块度大、裂纹少、强度高而耐磨性又好的焦炭,是一种优质的炼焦用煤。但其膨胀力大,推焦困难。

6.1/3焦煤(1/3JM)

中、高挥发分,强粘结性烟煤,单独炼焦时能产生熔融性良好、强度较高的焦炭。是良好的炼焦配煤。

7.肥煤(FM)

是煤化程度中等的烟煤,在受热到一定温度时能产生较多的胶质体,有较强的粘结性,可粘结煤中一些惰性物质。用肥煤单独炼焦时,能产生熔融良好、强度高、耐磨强度好的焦炭,但焦炭有较多的横裂纹,焦根部分有蜂焦,其强度和耐磨性也比焦煤稍差,是炼焦配煤中的重要组分,或称炼焦配煤的基础煤,但不宜单独使用。

8.气肥煤(QF)

高挥发性、粘结性烟煤,单独炼焦时产生大量气体及液体产品。适于高温干馏制煤气,用于炼焦配煤时可增加化工产品的产率。

9.气煤(QM)

是煤化程度较低、挥发分较高的烟煤,受热后能生成一定量的胶质体,但胶质体的稳定性较差,粘结性从弱到中等均有。单种煤炼焦时产生出的焦炭细长、易碎,并有较多的纵裂纹,焦炭强度和耐磨性均较差。在炼焦中能产生较多的煤气、焦油和其他化学产品,多作为配煤炼焦使用,也是生产干馏煤气的好原料。

10.1/2中粘煤(1/2ZN)

中、高挥发分,中等粘结性烟煤,部分可炼出一定强度的焦炭,部分炼出的焦炭强度差、粉焦率高。作炼焦配煤时可配入适量,也可作为气化用煤和动力用煤。

11.弱粘煤(RN)

粘结性差的低、中煤级烟煤,加热时产生的胶体少,单独炼焦时焦炭的块度小,粉焦率很高。适于作气化用煤、电厂、机车和锅炉燃料,低灰低硫的弱粘结煤也可用于配煤炼焦。

12.不粘煤(BN)

成煤时受一定程度氧化的低、中煤级烟煤,加热时不产生胶质体,无粘结性,煤的水分高、氧含量高,有次生腐植酸。用于气化、发电和民用燃料。

13.长焰煤(CY)

高挥发分低煤级烟煤,无至弱粘结性,年轻的长焰煤还含少量腐植酸,少量长焰煤加热时产生胶质体,形成细长焦炭,但其程度差、粉焦率高。用于气化、发电,也可作机车燃料。

14.褐煤(HM)

分老褐煤和年轻褐煤。水分多、密度小、不粘结,含腐植酸,氧含量高,化学反应性强,热稳定性差,块煤加热时破碎严重,放在空气中易风化,碎裂成小块或粉末,发热量低。可作为电厂燃料、气化原料、锅炉燃料,有些可制造活性炭、磺化煤,部分年轻褐煤可抽提褐煤蜡或腐植酸。

三、国际煤炭分类

由于各国煤炭资源特点不同和科学技术水平的差异,世界各主要产煤国家都根据本国的资源特点提出不同的煤炭分类方法。世界各国煤炭的分类和命名不一致,分类指标及测试方法也各不相同,所以进行国际煤炭贸易及学术、资料交流十分不便。为了结束煤炭分类命名的混乱状态,便于各国的煤炭贸易及相互比较,1949年联合国欧洲经济委员会(ECEUN)曾组织欧洲和美国等10多个国家研究制订国际统一的煤分类法,又于1956年颁布了“硬煤国际分类方案”,所谓硬煤是指烟煤和无烟煤,即Qgr,maf>24MJ/kg的煤。该分类方案首先用干燥无灰基挥发分(Vdaf)和含水无灰基高位发热量(Qgr,maf)把煤划分为十大类,每一大类中又以煤的粘结性(坩埚膨胀序数和罗加指数)把煤分为4个组别,每一组别中又以结焦性(奥亚膨胀度和葛金焦型)把煤分为6个亚组别,共划分出62个煤种,其中无烟煤3个,烟煤59个。每个煤种用三位数字表示(类、组、亚组的代码)。由于煤种划分过细,使用不便,且采用了可相互取代的指标,造成分类混乱,故各国没有认真执行这个分类方案。

国际标准化组织(ISO)1974年制订了褐煤的国际分类方案,分类指标采用无灰基总水分(Mt,af),把褐煤分为6类,每类中又以干燥无灰基焦油产率(Tar,daf)划分为5组,共划分出30个小类,每小类用两位数字表示(类、组的代码),但该分类也没很好执行。

1985年2月在瑞士日内瓦召开了国际煤炭分类会议,讨论了新的煤炭分类,取得了基本一致的意见。1988年2月在美国纽约又召开了国际煤炭分类会议,对原分类方案进行了修改和补充。20世纪90年代以来,国际煤炭分类已趋向采用表征煤化程度、煤岩特征和煤的工艺性质的多种指标的编码分类法,使每一类煤都有表示煤的各种性质的编码,根据各类煤的编号,即可较全面地了解煤的性质。国际标准化组织(ISO)则主张从市场经济和国际贸易出发,制订国际统一的商业分类方法。

1)煤炭分类只包括煤,而不包括泥炭、油页岩、石墨及其他碳氢化合物。

2)世界各国在褐煤、烟煤、次烟煤、硬煤等名词术语上不尽相同,为统一起见,会议引入煤化程度或煤级(rank)的概念,即低煤化度煤、中煤化度煤和高煤化度煤,大体上相当于褐煤、烟煤和无烟煤。当恒湿无灰基高位发热量Qgr,maf≤24MJ/kg,镜质组平均随机反射率Re,v<0.6%时为低煤级煤。中煤级煤和高煤级煤的分界由苏、法两国提出方案(大约为Re,v<2.5%)。

3)煤的分类采用编码系统,共用9个指标14个编码(表79),即:①镜质组油浸平均随机反射率( e,v)②反射率直方图③惰质组百分含量(I)④壳质组百分含量(E)⑤坩埚膨胀序数(CSN)⑥干燥无灰基挥发分(Vdaf)⑦干燥基灰分(Ad)⑧干燥基全硫含量(St,d)⑨恒湿无灰基高位发热量(Qgr,maf)。每种煤用14个数码表示。

· e,v:编号为02~50,代表 e,v在0.2%~5.0%之间,间隔1,共49个编号。如编号为04,则 e,v在0.40%~0.49%之间。

·R直方图:即反射率分布特征,编号为0~5,间隔为1,共6个编号。反射率标准差S≤0.1为0号,无间断S在0.1~0.2之间为1号,无间断S>0.2为2号,无间断3号有1个间断4号有2个间断5号有两个以上间断。

·I:编号为0~9,代表I为10%~90%,间隔10,共10个编号。如编号为2,表示I为20%~<30%。

·E:编号为0~9,代表E为0%~40%,间隔5,共10个编号。如编号为4,表示E为15%~20%。

·CSN:编号为0~9,代表坩埚膨胀序数从0~91/2号,间隔1,共10个编号。如编号6,CSN为6~61/2。

·Vdaf:编号为48~01,间隔1~2,共290编号,代表Vdaf=1%~2%。编号为48~10,间隔为2,共20个编号,即48,46,44…10编号09~01,间隔为1,共10个编号。例如编号32,代表Vdaf=32%~34%,编号04,代表Vdaf=4%~5%。

·Ad:编号00~20,间隔1,共21个编号,代表Ad=(0~%)~(20%~21%)。例如编号为09,代表Ad=9%~10%。

·St,d:编号00~30,间隔1,共31个编号,代表St,d=(0.0%~0.1%)~(3.0%~3.1%)。例如编号为11,代表St,d=1.1%~1.2%。

·Qgr,maf(MJ/kg):编号21~39,间隔1,共19个编号,代表Qgr,maf从小于22MJ/kg到大于39MJ/kg。例如编号30,代表Qgr,maf=(30~31)MJ/kg。

表7-9 国际煤炭分类草案 (1988年美国纽约)

续表

光亮的冬天
凶狠的钻石
2026-04-29 17:24:03
煤炭千真万确是植物的残骸经过一系统的演变形成的

煤炭是千百万年来植物的枝叶和根茎,在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐植质,

由于地壳的变动不断地埋入地下,长期与空气隔绝,并在高温高压下,经过一系列复杂的物理化学变化等因素,形成的黑色可燃沉积岩,这就是煤炭的形成过程。