煤炭价格最高是哪年

无烟煤：高固定碳含量，高着火点（约360～420℃）,高真相对密度（1.35～1.90）,低挥发分产量和低氢含量。除了发电外，无烟煤主要作为气化原料（固定床气化发生炉）用于合成氨、民用燃料及型煤的生产等。一些低灰低硫高HGI的无烟煤也用于高炉喷吹的原料。 贫煤：煤烟中煤级最高的煤，它的特征是：较高的着火点（350—360℃），高发热量，弱粘结性或不粘结。贫煤主要用于发电和电站锅炉燃料。使用贫煤时，将其与其他一些高挥发分煤配合使用也不失为一个好的途径。 贫瘦煤：挥发分低，粘结性较差，可以单独用来炼焦。当与其他适合炼焦的煤种混合时，贫瘦煤的掺入将使焦炭产品的块度增大。贫瘦煤也可用于发电、电站锅炉和民用燃料等方面。典型的贫瘦煤产于山西省西山煤电公司。 瘦煤：中度的挥发分和粘结性，主要用于炼焦。在炼焦过程中可能会产生一些胶质物，胶质层的厚度为6—10mm。由瘦煤单独炼焦产生的焦炭，机械强度较高但耐磨强度相对较差。除了那部分高灰高硫的瘦煤，瘦煤经常与其他煤种混合炼焦。 焦煤：有很强的炼焦性，中等的挥发分（约16％—28％），焦煤是国内主要用于炼焦的煤种。由焦煤炼成的焦炭具有非常优良的性质，焦煤主要产于山西省和河北省。 肥煤：中等或较高的挥发分（约25％—35％）和很强的粘结性，主要用于炼焦（一些高灰高硫的肥煤用来发电）。与其他煤级的煤相比，肥煤一般具有较高的硫含量。 1/3焦煤：介于焦煤、气煤和肥煤之间，具有较高的挥发分（类似于气煤），较强的粘结性（类似于肥煤）和很好的炼焦性（类似于焦煤），这也是它被称为1/3焦煤的原因。1/3焦煤由于其产量高而主要用于炼焦和发电。 气肥煤：高挥发分（接近于气煤）和强的粘结性（接近于肥煤），它适用于焦化作用产生的城市燃气和与其他煤种混合炼焦以增加煤气、焦油等副产品的产量。气肥煤的显微组成与其他煤种有很大的差异，壳质组的含量相对较高。 气煤：很高的挥发分和中度的粘结性，主要用于炼焦和发电。典型的气煤产于辽宁省。 1/2中粘煤：过度煤级的煤，在中国它只有很小一部分的储量和产量。其特征与一些气煤和弱粘煤类似。 弱粘煤:煤化程度较低或中等煤化程度的煤，其粘结性很差，不能单独用于炼焦。由于其特殊的成因，弱粘煤具有较高的惰性组含量。典型的弱粘煤产于山西省大同市。 不粘煤：早期煤化阶段曾被氧化过，因此它具有低发热量的特点。主要用于发电、气化和民用燃料等。不粘煤主要产于中国的西北部地区。 长焰煤：煤化程度是所有烟煤中最低的。由于其燃烧时火焰较长而被称为长焰煤。主要用于发电、电站锅炉燃料等。辽宁省的长焰煤储量是全国最大的。 褐煤：所有煤中最低级的煤，其特征是高水分，高氧含量（约15％—30％），并含有一些腐植酸。主要用于发电和气化。 附加:中国的煤炭资源 （1）煤炭种类 在漫长的地质演变过程中，煤田受到多种地质因素的作用；由于成煤年代、成煤原始物质、还原程度及成因类型上的差异，再加上各种变质作用并存，致使中国煤炭品种多样化，从低变及程度的褐煤到高变质程度的无烟煤都有储存。按中国的煤种分类，其中炼焦煤类占27．65％，非炼焦煤类占72．35％，前者包 括气煤（占13．75％），肥煤（占3．53％），主焦煤（占 5．81％），瘦煤（占4．01％），其它为未分牌号的煤（占 0．55％）；后者包括无烟煤（占10．93％），贫煤（占5．55 ％）， 弱碱煤（占1．74％），不缴煤（占13．8％），长焰煤（占 12．52％），褐煤（占12．76％），天然焦（占0．19％），未分牌号的煤（占13．80％）和牌号不清的煤（占1．06％）。 （2）煤质特征 判别煤炭质量优劣的指标很多，其中最主要的指标为煤的灰分含量和硫分含量。一般陆相沉积，煤的灰分、硫分普遍较低；海陆相交替沉积，煤的灰分、硫分普遍较高。 中国煤炭灰分普遍较高，秦岭以北地区，晋北、陕北、宁夏、两淮、东北等地区，侏罗纪煤田为陆相沉积，煤的灰分一般为 10％～20％，有的在10％以下，硫分一般小于1％，东北地区硫分普遍小于0．5 ％。 中国北方普遍分布的石灰纪、秦岭以南地区、湖南的黔阳煤系、湖北的梁山煤系等属海陆交替沉积的煤，灰分一般达15％～25％，硫分一般高达2％～5％。 广西合山、四川上寺等地的晚二叠纪煤层属浅海相沉积煤，硫分可高达6％～10％以上。 据统计，中国灰分小于10％的特低灰煤仅占探明储量的17％左右。大部分煤炭的灰分为10％～30％。 硫分小于1％的特低硫煤占探明储量的43．5％以上，大于4％的高硫煤仅为2．28％。 中国的炼焦用煤一般为中灰、中疏煤，低灰和低硫煤很少。 炼焦用煤的灰分一般都在20％以上；硫分含量大于2％的炼焦用煤占20％以上。中国炼焦用煤的另一大特点是：硫分越高，煤 的动结性往往越强，其可选性一般较差。 中国褐煤多属老年褐煤。褐煤灰分一般为20％～30％。东北地区褐煤硫分多在1％以下，广东、广西、云南褐煤硫分相对较高，有的甚至高达8％以上。褐煤全水分一般可达20％～50％，分析基水分为10％~20％，低位发热量一般只有11．71～16．73MJ／kg。 中国烟煤的最大特点是低灰、低硫；原煤灰分大都低于15％，硫分小于1％。部分煤田，如神府、东胜煤田，原煤灰分仅为3％一5％，被誉为天然精煤。烟煤的第二个特点是煤岩组分中丝质组含量高，一般在40％以上，因此中国烟煤大多为优质动力煤。中国贫煤的灰分和硫分都较高，其灰分大多为15％-30％，流分在1．5％-5％之间。贫煤经洗选后，可作为很好的动力煤和气化用煤。 中国典型的无烟煤和老年无烟煤较少，大多为三号年轻无烟煤，其主要特点是，灰分和硫分均较高，大多为中灰、中硫、中等发热量、高灰熔点，主要用作动力用煤，部分可作气化原料煤。

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王红岩 李景明 李剑 赵群 刘洪林 李贵中 王勃 刘飞

（中国石油勘探开发研究院廊坊分院 河北廊坊 065007）

作者简介：王红岩，1971年生，男，江苏徐州人，高级工程师，博士，长期从事煤层气等新能源综合地质研究。地址：河北省廊坊市万庄44号信箱石油分院，邮编：065007。

国家973计划项目资助（编号：2002CB211705）。

摘要 高低煤阶煤的煤层气在储层物性、地层水矿化度、煤的吸附性和成藏过程方面具有较大差别。国内学者普遍认为高煤阶煤层由于其演化程度较高，割理不发育，煤层的渗透率极低而低估了勘探前景，以至于形成了煤层气勘探的“禁区”。我国地质条件和含煤盆地的构造活动要比美国复杂得多，煤层气的生成和富集有着自身的特点，而且多数煤层在其沉积后经历了多个期次、多个方向的应力场改造，而且大部分高煤阶煤的形成与岩浆热变质事件有关。我国西北地区低煤阶煤的煤层气资源丰富，资源量占全国资源总量的50%。高低煤阶煤的气体成因、物性特征、水文地质条件、含气性和成藏过程与低煤阶煤和国外高煤阶煤明显不同，高低煤阶煤的成藏差异性非常明显，二者在匹配的条件下有可能形成煤层气高产富集区，形成煤层气勘探的有利地区。

关键词 煤层气 高煤阶 低煤阶

ComParison on Accumulation Performance of CBM in Different Rank Coal Seams of China

Wang Hongyan，Li Jingming，Li Jian，Zhao Qun

Liu Honglin，Li Guizhong，Wang Bo，Liu Fei

（Langfang Branch of PetroChina Research Institute of Petroleum ExPloration＆Development Langfang 065007）

Abstract：Accumulation performances of CBM are quite different in different rank coal seams such as reservoir physical features，salinity of formation water，absorption of coal and accumulation history of coal.It is generally understood that high rank coal seams are so called forbidden area for CBM exploration because of high metamorphic grade，undeveloped cleats and low permeability.In fact，the exploration prospects of CBM are underestimated.CBM accumulation performance of China has its own features which are much more complicated than that of the U.S.and the main reasons are that most of coal seams of China suffered from historical multiphase and multidirectional transformation of stress after sedimentation，moreover，formation of these coal seams were related to the thermal events of magmatism.There are rich CBMresources in low rank coal seams of northwest parts of China which accounts for 50 percent of total CBM resources of China.The cause of formation of CBM，physical features，hydrogeology conditions，gas contents and accumulation process are quite different between high rank and low rank coals as well as between domestic and overseas.Either high rank coal or low rank coal may form favorable CBM accumulation and prospection area under matching geological conditions.

Keywords：CBM；high rank coal；low rank coal

我国高煤阶煤的煤炭资源量巨大，其中煤层气资源量占中国煤层气总资源量的30%〔1〕。由于美国煤层气勘探成功的含煤盆地的煤阶都为中低煤阶，国内学者普遍认为高煤阶煤层由于其演化程度较高，割理不发育，煤层的渗透率极低而低估了勘探前景，所以研究高煤阶煤层气成藏条件，开展高低煤阶煤层气成藏机理对比研究，具有重要科学意义。为了更好地对高煤阶成藏特征进行研究，这里着重通过高低煤阶对比，来探讨高煤阶成藏的特殊性。为了便于对比，将Ro＜0.7%定义为低煤阶煤层气藏，Ro＞2%视为高煤阶煤层气藏，Ro＞0.7%～2%视为中煤阶煤层气藏。

1 高低煤阶煤层气藏的成因不同，高煤阶以原生和次生热成因煤层气为主，低煤阶煤以原生生物成因煤层气为主

煤层气存在生物成因和热成因两种。原生生物成因气是指煤化作用的早期阶段（成岩作用阶段），有机质在微生物作用下降解形成的煤层气；次生生物成因气是指经历了变质作用的中低煤阶煤（Ro＜1.5+%）抬升后在微生物作用下形成的煤层气；原生热成因气是指有机质在变质作用过程中形成的煤层气；如果原生热成因气经过解吸—扩散—运移—再聚集，则为次生热成因煤层气。

高煤阶煤层气藏主要为原生与次生热成因煤层气。以沁水盆地南部煤层气藏为代表。沁南地区煤层主要为高煤阶无烟煤，Ro=2.2%～4.0%之间，煤层气主要为热成因。煤层气甲烷δ13C总体偏小，在-26.6‰～-36.7‰之间，且随着埋深的增加而变大。这是由于煤层气的解吸—扩散—运移引起同位素的分馏导致。这种次生热成因的煤层气在国内外非常常见。滞流区受解吸—扩散—运移分馏作用的影响小，基本保持了原始状态。可见沁南煤层气藏煤层气的成因在空间上存在分带现象：次生热成因煤层气存在于浅部径流带，原生热成因气存在于深部滞流区。

未熟低煤阶煤层气藏以原生生物成因煤层气为主，代表性煤层气藏位于美国粉河盆地。粉河盆地第三系Fort Union组的煤在大部分地区为褐煤（Ro=0.3%～0.4%），深部存在高挥发分烟煤，没有达到可以大量产生热成因甲烷的成熟度。其甲烷δ13C值为-60.0‰～-56.7‰，δD值为-307‰～-315‰。表明以生物成因气为主，且主要是通过微生物发酵代谢途径形成的〔2〕。

低煤阶成熟煤层气藏煤层气的成因非常复杂，既有次生生物成因的，也有原生与次生热成因的。美国的圣胡安和犹因他盆地都存在这三种成因的煤层气。我国阜新盆地白垩系阜新组煤的Ro=0.6%～0.72%之间，据同位素和煤层气组分分析，该区煤层气主要为次生热成因，其次为次生生物成因。

2 高低煤阶煤吸附能力的差异性很大，高煤阶区域煤层吸附量大，含气量高

煤的变质程度决定着煤层气生成量和煤的吸附能力，因而对煤层气含气量起着决定性影响。煤阶越高，煤层气生成量越大。吸附能力随煤阶增高经历了低—高—低三个阶段，在Ro=3.5%左右时达到极大值[3]。

高煤阶煤层气藏含气量最高。沁南煤层气藏含气量一般在10～20m3/t，最高可达37m3/t。除了煤阶影响外，保存条件也起到了一定作用。

低煤阶未熟煤层气藏含气量普遍较低。如粉河盆地煤层气含量一般为0.78～1.6m3/t，最高不超过4m3/t。低煤阶成熟煤层气藏含气量相对较高，犹他州中部上白垩统Ferron砂岩段Ferron煤层气藏含气量为0.37～14.3m3/t，一般在5～10m3/t。阜新盆地煤层气含量一般为8～10m3/t。低煤阶煤层气藏煤层的顶底板因成岩作用微弱而使其封闭能力低于高煤阶煤层气藏。因此对于低煤阶煤层气藏而言，地下水动力封闭显得尤为重要。低煤阶煤层气藏因含气量非常低，因此就必须发育巨厚煤层使得煤层气资源丰度大，高渗透率使得单井排采半径大，这样才可具备商业开发价值。

3 高低煤阶在物性方面差异的实质是物性变化二元论，变质程度高，基质致密，煤层物性渗透率偏低

高煤阶的沁南煤层气藏，储层渗透率为（0.1～5.7）×10-3μm2，一般不超过2×10-3μm2。煤层孔隙主要为微孔和过渡孔，中孔和大孔罕见，孔隙度在1.15%～7.69%之间，一般均＜5%，对渗透率几乎没有贡献[4]。割理严重闭合或被充填，对渗透性的贡献微弱。构造裂隙是渗透性的主要贡献者。这种孔裂隙发育特征决定了煤层气由基质孔隙解吸向裂隙扩散困难，吸附时间长，达到产量高峰时间短，稳定低产时间长[5]。

低煤阶未熟煤层气储层的基质孔隙度较高，且以大孔所占比例较高，对储层渗透率有一定贡献，因割理密度低而控制储层渗透率的主要因素是构造裂隙；低煤阶成熟煤层气储层渗透性的主要贡献者是割理和构造裂隙；高煤阶煤层气藏因基质孔隙度低且多为微孔，割理严重闭合或被矿物质充填，因此渗透率的主要贡献者是构造裂隙。低煤阶煤层气藏的渗透率一般大于高煤阶煤层气藏。

为了便于对比，这里采用吐哈盆地的褐煤和沁水盆地的无烟煤开展模拟工作。褐煤由于演化程度低，裂隙不发育，主要表现为孔隙型。随着煤阶的增加，煤层裂隙发育，基质变得致密，主要表现为裂隙型[6]。

图1 高低煤阶运聚压差与系统压力关系图

无烟煤高压情况下0.14MPa的压差就可以突破；低压情况下0.50MPa的压差可以突破；随着压力的降低，运聚压差增大。表明无烟煤降压基质膨胀物性降低，加压基质收缩物性增高。

对于吐哈盆地褐煤，模拟结果相反，高压情况下0.08MPa的压差就可以突破，低压情况下0.03MPa的压差就可以突破，褐煤降压基质膨胀物性增大，加压基质收缩物性降低。储层物性变化二元论反映了煤储层随着煤层气不断开采，地层压力不断下降，煤储层特征变化的实质（图1）。

4 构造热事件和构造应力场对煤层物性起到决定作用

由岩浆侵入引起储层结构和构造改变，增大煤层气储藏空间的作用，称岩浆侵入活动的储藏作用。岩浆的热力烘烤，使煤中有机质挥发，留下很多密集成群的浑圆状或管状气孔，提高了储层的孔隙度；煤基质收缩，产生收缩裂隙；岩浆侵入的动力挤压，产生的外生裂隙与内生裂隙（割理）叠加，使煤层裂隙性质、规模发生变化，裂隙度提高，渗透性增强。

煤储层中天然裂隙的壁距对原始渗透率起着关键性的控制作用。天然裂隙壁距是地应力大小和方向的函数，构造应力场主应力差对岩层裂隙壁距和渗透率的影响存在两类效果截然相反的情况。当构造应力场最大主应力方向与岩层优势裂隙组发育方向一致时，裂隙面实质上受到相对拉张作用，主应力差越大，相对拉张效应越强，越有利于裂隙壁距的增大和渗透率的增高。而在最大主应力方向与岩层优势裂隙组发育方向垂直时，裂隙面受到挤压作用，主应力差越大，挤压效应越强，裂隙壁距则减小甚至密闭，渗透率降低。也就是说，构造应力实质上是通过对天然裂隙开合程度的控制而对储层原始渗透率施加影响。

5 水文地质条件对高低煤阶煤层气成藏控制的差异性，高煤阶滞流水区域为富气区

地层总矿化度高值区的形成反映为闭塞的沉积环境，古气候为半干旱，水体外泄条件差，封闭条件极好，地层水不断浓缩的结果。同时由于断裂活动，导致高矿化度地层水通过断层向上运移，造成矿化度纵向上的分布和高值区的出现。因而，地层水的矿化度是反映煤层气运聚、保存和富集成藏的一个重要指标。

沁水盆地东部边界晋获断裂带的北段对中奥陶统含水层组起到明显的横向阻水作用，中段导水性及水动力条件强烈，南段地下水迳流条件极差，是不导水的。南部边界由东部导水段、中部阻水段以及西部导水段组成，特别是中段的阻水性质，对晋城一带煤层气的保存与富集起到了重要作用。西部边界以安泽为界，北段为一阻水边界，南段则由导水性断层组成。内部存在着4条重要的水文地质边界。其中寺头断裂是一条封闭性的断裂，导水、导气能力极差；在沁水盆地中、南部寺头断裂和晋获断裂南段之间的大宁-潘庄-樊庄地区，山西组和太原组含水层的等势面明显地要高于断裂东、西两侧地区，地下水显然以静水压力形式将煤层中的煤层气封闭起来。在寺头断裂西侧的郑庄及其附近地区，地下水迳流强度可能较弱，较有利于煤层气保存[7]。

高煤阶地下水滞流区是煤层气聚集的最佳场所，但最近的勘探和研究表明，对于低煤阶煤层气藏，尤其是未熟低煤阶煤层气藏存在例外。

吐哈盆地沙尔湖地区煤层气藏古生界地层水总矿化度为20000～160000mg/L，平均矿化度达109300mg/L，平均值较海水（35000mg/L）浓缩了3倍多，具有高矿化度的特点。吐哈盆地低煤阶褐煤含气量测试小于2m3/t，在深度＞300m，煤层厚度大于50m，水矿化度如此之高，含气量如此低，大大低于入们的想像。以往勘探工作证明，高煤阶勘探表明高矿化度对应着好的保存条件。

实验利用不同矿化度的水型饱和盐水和蒸馏水进行模拟，来研究褐煤在不同矿化度水的条件下对煤层气的吸附能力。饱和盐水模拟显示当地层压力达到1.7MPa时含气量达到2m3/t，蒸馏水模拟显示当地层压力达到2.5MPa时含气量达到2m3/t。矿化度越高，随着压力降低量越小，地层压力梯度降低越快，储层压力越低，造成吸附能力降低，含气饱和度增大，气体大量解吸散失。

低煤阶褐煤吸附量低，压力变化不明显，矿化度越高，吸附量越低，含气量越小；地质历史时期，矿化度不断增大。矿化度高造成吸附能力降低，造成地层压力梯度降低，储层压力低，含气饱和度增大，气体大量解吸散失。高变质倾向于高矿化度，预示着良好的保存条件，代表着水力交替作用弱，煤层气保存条件好。

6 高低煤阶煤层气藏的差异性主要体现在成藏过程的差异性，高煤阶煤层气成藏过程复杂

未熟低煤阶煤层气藏成藏历史简单〔8〕。煤层形成后一般只经历了一次抬升。但现今地下水的补给、运移、排泄和滞流对煤层气藏的调整和改造起决定作用。从煤层的形成直至现今都有气的生成，都对煤层气的成分和同位素特征有影响。但现今的构造格局和地下水赋存状态是影响煤层气生成的关键，也是控制成藏的关键。可见煤层气的生成具有持续性。

成熟低煤阶煤层气藏成藏过程相对简单，以深成变质作用为主，即便是存在岩浆活动影响，也仅为接触变质，影响范围有限。现今的构造格局和地下水赋存状态是煤层气藏调整改造的控制因素。煤层气的生成阶段性和持续性并存。埋深最大、热演化程度的时期决定了热成因煤层气的特征。因此，热成因煤层气的形成具有阶段性〔9〕。从煤层抬升到微生物能够活动的深度，次生生物气就开始生成，并一直持续至今。可见次生生物气的生成具有持续性。现今地下水的赋存状态不仅影响次生生物气的生成而且影响热成因气的运移。

高煤阶煤层气藏成藏过程复杂。无论存不存在二次生烃，区域岩浆热变质作用都是高煤阶煤层气藏形成的必要条件。煤层气的形成具有明显的阶段性。在达到最高演化程度后就不再有煤层气的生成，进入煤层气藏的调整改造阶段。

7 结论

中国高煤阶煤层气藏成藏特征主要集中在八个方面：①煤层气成因以原生和次生热成因煤层气为主；②高煤阶煤层吸附量大，含气量高；③滞流水区域为富气区；④煤层基质致密，渗透率低，割理裂隙应力敏感；⑤构造热事件对煤层物性影响较大；⑥要求持续排水降压开采，大型压裂；⑦分支井技术，大幅度提高单井产量；⑧成藏过程复杂。

中国低煤阶煤层气藏成藏特征主要集中在六个方面：①煤层气成因以生物降解气（原生、次生）为主；②煤演化程度低，含气量小，含气饱和度高；③低煤阶盆缘缓流晚期生物气成藏；④煤层割理裂隙不发育，基质疏松，渗透率高，应力不敏感；⑤以深成热变质为主，构造热事件影响小；⑥低煤阶自卸压开采机制；⑦竖井开采技术，小型压裂；⑧成藏过程简单，多一次沉降，一次调整。

由此可见高煤阶煤层气藏具有三条显著的优点：

（1）煤变质程度高，生气量大，煤吸附能力强，含气量大；

（2）构造热事件和构造应力场对煤层物性影响较大，构造热事件促进煤层气大量生成，同时改善了储层物性，构造应力通过对天然裂隙开合程度的控制而对储层原始渗透率施加影响；

（3）滞流水和高矿化度区域煤层气保存条件好，利用煤层气保存和排水降压开采。

参考文献

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[3]桑树勋，范炳恒，秦勇等.1999.煤层气的封存与富集条件.石油与天然气地质，20（2）：104～107

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[6]王红岩，刘洪林，赵庆波等.2005.煤层气富集成藏规律.北京：石油工业出版杜

[7]王红岩等.2001.沁水盆地南部煤层气藏水文地质特征.煤田地质与勘探

[8]苏现波，陈江峰，孙俊民.2001.煤层气地质学与勘探开发.北京：科学出版杜

[9]Scott A.R.2002.Hydrogeologic factors affecting gas content distribution in coal beds.International Journal of Coal Geology，50：363～387

1.水份： 是煤中无用成分，同时还影响煤的发热量和可磨性。因此，无论是对炼焦用煤或对蒸汽用煤来讲，它都是一个重要的指标。对于用户来讲，具有实际意义的是应用基水份，既从洗煤厂运到工厂时的煤炭所含有的水份。关于煤的水份含量的极限，还没有统一的限制。水份的大小随当地条件和运输距离而定。对于外销煤炭，装船时允许的水份一般为6-8%。由于水份就炼焦煤来说是无效的，它还需热量使其蒸发，同时还会降低炼焦炉装煤容量，因此越低越好。某些新型炼焦炉在装煤前进行预热，虽然增高了费用，但能显著地提高生产率。另一方面，如果煤太干时。也会产生问题；尤其是在风大的地区，装卸时煤粉会污染环境。

2.挥发分：可燃基挥发分几乎是世界各国用来进行煤炭分类的指标之一。一般认为挥发分低于14%的煤将不能炼焦，或只能炼出质量差的焦炭；如果太高，也不能炼焦。虽然没有固定的界限，但38%被认为是上限，也有把上限定到43%。通常认为15-31%的煤炭属于很好的炼焦煤；美国有一种炼焦炉要求最理想的挥发分是28-30%。由于符合理想的单个煤炭的数量有限，因此，不得不采用把几种不同的煤炭搀和起来，以炼成最理想的焦炭。

3.固定碳： 是美国作煤炭分级的一个普通指标。由于固定碳是全部真正的碳，其含量的多少，对于焦炭是很重要的。适于炼焦的煤炭，固定碳限于69-78%。

4.元素分析：随煤阶的增加，即煤化程度的加深，碳含量逐渐增加，氧含量逐渐减少。褐煤和较低品级的烟煤，氢含量稳定在大约5%左右；较高品级的烟煤和无烟煤氢含量降至3-4%。氢含量随煤阶的增加而减少，是与挥发分减少有关。烟煤的氮含量最高，大约是1.7%；较低煤阶和较高煤阶的氮含量要低一些。碳是煤中最重要的元素，完全是碳含量提高了焦炭的价值。但高氧煤则只能炼出质量较次的焦炭。

5.硫分： 由于硫能进入焦炭而危害金属的质量，以及随煤炭燃烧时会进入大气，污染环境。因此，无论是冶金用煤，还是蒸汽用煤，都需要给以极大重视的一个指标。炼焦时，煤中的硫含量大约有80-85%进入焦炭，比灰分更有害于高炉。为了使硫不进入铁中，让其随炉渣排除，这样就会增加炉渣量，也就是需要消耗更多的焦炭，根据某些计算，焦炭中硫含量从1.0%增加到1.5%，要多消耗焦炭15%。

用作炼焦煤的硫分，其上限一般在1.0%。不过，某些硫分稍高的煤炭，如果是用来与低硫煤搀和炼焦时，其平均硫含量不超过1%的话，也是可用的。有文章指出，如果煤炭经洗选后不能把硫降到1.5%以下，就不适合于作为炼焦煤掺合使用。

至于蒸汽用煤的硫分，在国际煤炭市场上，主要视当地的环境保护法而定。如有的地区把它限制在1%。此外，有的用户还从锅炉的结污观点去关心煤中硫含量。

为了评价煤中的硫含量，有必要测定各形态硫。煤中硫的赋存形态主要有硫酸盐硫、硫化铁硫和有机硫。硫酸盐硫的正常数值应是很小的，一般不大于0.1%，超过时则很可能是煤已受了氧化。硫化物硫主要是黄铁矿和白铁矿，它们一般呈细粒状、结核状赋存。把煤经过破碎、研磨，再进行洗选，这部分硫有一半以上可以除去。有机硫是碳氢化合物结构中的一部分，只能用代价高昂的溶剂才能分离出去，一般只能随燃烧过程挥发。因此，在估计将来洗煤硫的可能含量时，可以用硫化物硫的一半加有机硫。然后经可选性试验，就会得到更准确的资料。

6.磷：对于炼焦煤，磷是有害成分，弄清其含量是非常重要的。由于高炉炉料中所有的磷可以还原进入铁水。因此，铁水中的磷含量 取决于耗焦率、灰分和矿石。煤灰中磷含量通常是很低的。对于耗焦率为900磅、灰分为7%的焦炭，最大允许限度是焦炭灰分中的磷含量为0.09%，呈现在铁水中的磷含量是0.073%，这是大多数钢铁厂多半会接受的平均水平。由于焦炭灰分大多高于7%，因此，对煤中磷含量最好安全极限应是0.05-0.06%。

7.氯：对炼焦和蒸汽用煤都是有害元素(腐蚀管道和炉壁)。因此对各种煤中的氯含量测定值应予以重视。大多数煤中的氯含量是很低的，一般低于0.1%。虽然还没有一个上限，但对于任何氯含量较高的煤炭，应认为是可疑的。

8.可磨性：一般来说，现代煤炭生产的最终产品的尺寸是很小的。这是由于：(1)煤炭利用方面，要求越来越多的粉煤。例如：产生蒸汽的锅炉，装煤时是以强大的压力把粉煤喷入燃炉内；冶金高炉喷吹煤粉；近年来开始发展的煤炭管道运输，要求把煤炭研磨成粉煤后，才能在管道中以煤浆送走。(2)通过研磨可以把与矿物杂质分离出一部分，然后经过洗选，降低灰分、硫分等有害杂质，以减少运输费用和提高煤炭的利用效率。(3)可以使不同的煤炭，例如采自同一矿井(矿区)的不同煤层的煤炭，经研磨和洗选后，按要求进行搀和，可以获得不同级别的煤炭产品，供不同目的的用户使用，以达到煤炭最佳的利用效果。

在设计和改进制粉系统、估计磨煤机的产量和耗电率时，都需用到煤的可磨性。因此，煤的可磨性是评价煤炭工艺性能的重要的控制性参数之一。

美国测定煤的可磨性采用哈德葛罗夫法。它是以一种易磨碎的烟煤为标准，把它的可磨性定为100，以此作为标准，来对其它被测定的煤样的相对可磨性或破碎的难易程度。

可磨性指数越大，表明该煤软，越容易被破碎。一般要求哈德葛罗夫可磨性指数大于50。一般情况下，大多数烟煤的可磨性指数最大，褐煤和无烟煤较小。

煤的水份含量和杂质可以影响可磨性指数。

由于煤炭—特别是煤阶较低的次烟煤和褐煤—受内在水份的影响，因此在报告可磨性指数时要报告水份含量。未经干燥的高水份煤炭，会引起研磨时的困难；烘干的煤对于研磨当然是理想的，但这难免要增加费用。

各煤层以及采自同一煤层的不同样品，可磨性指数会有很大的变化，这是由于一般存在于煤中的杂质引起的。

哈德葛罗夫可磨性指数是在理想的煤炭破碎和煤粒分级的假设条件下进行的，它仅仅代表了那些取了煤样或粒级样品的测定结果。煤炭是非均质体，是以显著的易变性为其特征。这样一旦判断错了，对将来的生产必然会引起严重影响。虽然存在这个问题，但在不久的将来，还没有切实可行的方法来替代。

9.筛分试验：是洗煤厂设计所需考虑的问题，在焦炭生产中也是很重要的。因此，不仅要求在生产煤矿、采样工程中采取煤层大样进行试验，还要求用6英寸或8英寸直径的钻孔中取样进行这种试验。

大多数炼焦煤用户愿意接到小于35-50毫米的煤炭。有些购煤合同把小于0.5毫米物料的数量限制在20-25%。进入炼焦炉的粒级，一般在进炉前，把煤破碎到通过3.3毫米(1/8英寸)的煤级达90%。

10.煤的可选性： 经过筛分后的各粒级煤样，再进行浮沉试验，以了解煤的可洗性。为洗煤厂设计提供选煤方法、工艺流程和选用设备等方面的技术数据。

煤炭经过洗选，除了在前面“可磨性”一项中已叙述的可以降低有害组分、减少运输量、提高热能利用之外，还可以：(1)从其它被认为是蒸汽用煤或非炼焦用煤中，获得一些炼焦煤。在国际煤炭市场，炼焦煤的价格比非炼焦煤要高的多。同时还可以充分发挥煤炭资源的潜力，尤其对缺乏炼焦煤资源的地区，更具有实际意义。因此，对于接近炼焦煤的非炼焦煤煤种，有必要进行自由膨胀序数、基氏塑性计等结焦性试验。(2)由于对各比重级的灰分、硫分、发热量进行了测定，如果再配以结焦性试验和煤岩分析资料，就有可能计算出两种或多种煤炭搀和后所能炼出最理想焦炭的最佳百分比。(3)对于多煤层的矿井(或矿区)，根据洗选资料可以计算出：进行怎样的搀和，才能使各类煤炭的强弱性达到平衡。以满足市场需要，并获得最大的经济效益。(4)可以供应或销售多种煤炭产品。特别是可以计算出优质产品所占的百分比。此外，目前采用较大马力的设备，这些设备具有切割所碰到的任何物料的能力。它所切割下来的物料，既是较小尺寸的产物，又混杂有非可燃的物料。这样也就增加了洗选的必要性。

11.灰分及煤灰性质：煤中的灰分是有害成分。主要的害处就是增加了运输量和炉渣量。为了减轻运输量，现在国际上一般都是经过洗选后才运出。

煤灰性质是指煤灰成分、煤灰熔融温度和煤灰粘度。煤灰成分是以化学分析方法了解其化学性质，煤灰的熔融温度和煤灰粘度是测定煤灰的物理性质，煤灰的化学成分又影响着煤灰的物理性质。

美国在使用煤炭产生蒸汽方面，特别注意通过释放更多热量的方法来提高热效率的利用。这样就产生了极为严重的结渣和结污方面的问题，并导致了对煤炭性质的较为详细的研究。

煤灰在炉中燃烧时的状况，对于蒸汽锅炉的设计、选型、效率和决定技术参数方面有着非常重要的关系。实用的锅炉是使用特地的煤炭设计的，也就是说，煤炭的物理性质和化学性质要附和特地的范围。这样锅炉制造厂就能根据煤灰特性来改进锅炉的设计。这样，在签订购销合同时，煤灰特性是合同的内容之一。同时，这种合同期限一般是30年左右，以保证设备的服务年限，然后再挑选新的设备和煤源。

煤灰在炉中的燃烧状态，取决于化学组分。根据煤灰的化学成分可以计算出结渣指数(slagging index)和结污指数.