我国在煤炭安全高效清洁生产方面取得哪些成果

1.晚二叠世煤矿区煤质及煤岩综合特征

（1）煤质化验综合特征

按新《煤炭地质勘查规范》说明，一个矿区（井田）煤层的最高灰分（或硫分），是指该煤层全部可采见煤点的灰分（或硫分）平均值。昭通地区晚二叠世煤层之煤质，在东部海陆交互区为中灰、中高 高硫煤，向西过渡为陆相沉积区后，为中高-高灰、低-特低硫煤。煤类以无烟煤为主，东部小部分（新庄煤矿区）为贫煤，如表6-18所示。

图6-14 丁木树煤矿区地质图

表6-17 丁木树煤矿区煤质化验成果表

表6-18 各矿区分煤层平均煤质化验成果汇总表

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煤质变化规律。昭通晚二叠世镇雄煤田和盐津煤田煤层之主要煤质变化，由东部海陆交互相区向西部过渡为陆相区时，灰分由低变高、硫分由高变低。在洛旺向斜（不含洛旺）以东海陆交互相沉积的主要矿区，以20.01%～30.00%的中灰煤为主，一般灰分为22%，少数为10.01%～20.00%的低中灰煤，其中，新庄向斜北翼C5煤层灰分最低，为15%左右，镇雄、以古矿区 C5煤层也低于20%；母享、则底煤矿区因煤层较薄，灰分略超过30%，为中高灰煤。洛旺向斜及其以西的庙坝、兴隆等煤矿区，因接近沉积边缘陆源物质供给区，煤层灰分增高，为30.01%～40.00%的中高灰煤，灰分26.20%～38.99%，平均31.50，再向西至绥江五角堡矿区所开采的2～4层煤中，灰分41.29%～45.26%，平均43.04%，为高灰煤。一般在一层煤中，上、下部灰分较高，中部灰分较低。煤的硫分，大致以洛旺矿区南界—庙坝煤矿区一线为界，以西为低硫 特低硫区，但兴隆向斜中部以东几层可采煤层有低硫也有中高硫，反映其局部仍受海水影响。此线以东镇雄煤田各矿区，为中高硫—高硫煤层。所采煤样化验结果，多为中高硫煤，也有低硫煤点；已勘查的墨黑煤矿C5煤层20个样中，全硫2.43%～8.84%，平均4.12%，目前勘查的观音山矿段302钻孔所采的煤层样全为高硫煤。一般在一层煤中，上、下部含硫较高，中部含硫较低。最典型的宏观可见的黄铁矿结核，是木卓乡坡上煤矿C5煤层上部0.50m含大量黄铁矿结核，似砾石状结构，坚硬如石板，称蓬炭或打铁炭，向东南至石坎向斜六井煤矿，C5煤顶部也见扁豆状蝌蚪状结核。可见各煤矿区在平面上和煤层垂向上，硫的分面不均匀，这是由于滨海平原网状河潮坪沼泽环境的不均匀性造成，网状河道是潮汐通道，受微地形影响，在普遍受海水影响的高硫煤大背景下，也有局部低硫煤存在，高、低硫带的方向大致为北西向，有待以后勘探时注意证实。

全区主要可采煤层C5、C6，具有下部的C6煤层灰分较高、硫分低，向上至C5煤层灰分降低，硫分增高的明显规律。

（2）煤岩鉴定特征

宏观煤岩特征。以半暗型—半亮型为主，一般都具有条带状及线理状结构，光亮条带与暗淡条带常呈互层状出现。长透镜状结构也常见，它往往是丝炭层以大小不等的透镜状、扁豆状顺层分布形成的。煤层外生及内生裂隙均较发育，普遍有摩擦痕迹及滑动镜面出现，表明该地区的煤层普遍经受过较强地壳应力作用。丝炭体及煤裂隙中普遍具矿化现象，多数为方解石矿化充填，少数为黄铁矿矿化。丝炭体普遍矿化，且矿化后变硬，密度增大，这是本区煤炭的一个特点。

显微煤岩特征。有机组分：显微煤岩组分中的镜质组、惰质组以及壳质组均可见到，但以镜质组占绝大多数，占80%以上，惰质组含量不多，以半丝质体及丝质体为主，一般约占2%～4%。壳质组一般较惰质组为多，这些样品其变质程度虽然介于贫煤—无烟煤间，但壳质组分在反射光下的色调和反射力仍然与其他组分可以区别，所以单独将它们鉴别出来，为了区别于烟煤变质阶段的正常壳质组分，故在该组分前面冠以“变”字，以示本区该组分的特点。无机组分：粘土类、硫化物类、碳酸盐类及氧化硅类均有出现。其中以黏土类为主，其次是硫化物（黄铁矿），碳酸盐类和氧化硅类含量较少，由于黄铁矿是影响本区硫含量高的主体因素，本书专对它的特征进行分析，如表6-19所示。

表6-19 煤质化验及煤岩鉴定成果表

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煤中黄铁矿赋存状况及特征分析。宏观煤岩鉴定中的黄铁矿赋存状况。煤层是块粉混合状出现者较多，完整块状层及细碎的粉状层均较少，样品的大部分（约占90%）所含黄铁矿均未形成明显的独立分层，也未见在顶部、底部或夹矸层中成小层独立出现。基本上是以肉眼辨别不出的形态在有机质中隐蔽出现。但在暗淡型或半暗型煤中，约有10%的样品内肉眼可见黄铁矿颗粒或黄铁矿被地下水淋滤后留下的氧化铁膜痕迹。说明在暗淡型或半暗型煤中黄铁矿可能存着相对集中的趋势。肉眼可辨黄铁矿可分为三类：一类以结核状出现，其较小者2～20mm，较大结核20mm×60mm，一般以约10mm×30mm的长透镜状出现在暗淡分层中；第二类在裂隙、节理缝中以充填状出现；第三类是星点状结晶体状（0.5～1mm）散布于暗淡的煤分层或丝炭层中（如镇雄梨子梗）。肉眼可辨别的这部分黄铁矿在洗选中较易去掉。

（3）显微煤岩鉴定中的黄铁矿综合分析

各矿点的所有样品均普遍见到数量不等、形态各异的黄铁矿微粒。这可能与该区属泻湖潮坪相成煤、成煤时泥炭沼泽受海水影响直接有关。黄铁矿是与有机质紧密共生的。其在有机质中的形态有：①莓粒状、微粒状、微结核状或自形晶体状、细胞腔充填状和微裂隙充填状，粒状体的大小在4～50μm间，一般10～40μm。②矿化有机质的团块，呈似层状延伸，显微层厚和延伸长度为（10～35）μm×（100～200）μm。据目前已获得的资料分析来看，调查区内煤中硫是以黄铁矿硫为主（大部分样品的全硫成分中还含有约10%～30%的有机硫），黄铁矿在煤中的嵌布及赋存形态存在差异，除极少数为结核状的黄铁矿很容易剔除外，绝大多数是以显微镜才可以识别的微粒形态与有机质紧密共生的，这就给选煤脱硫提出了需要重点攻关的课题。调查区的煤层存在随样品粒度的减小全硫含量逐渐降低的趋势。因而选煤脱硫的工艺似应在小粒度级别上进行研究。以找出回收率要高、脱硫效果又要好的先进的工艺方法。

中国已探明的煤炭够用多少年？

煤炭是中国经济发展的命根子，然则中国煤炭已探明的储量究竟够用多少年，似乎

没有准确的答案。

最近有好几位知名人士在公开场所发表了关于中国煤炭储量的数目字，大家相差十

万九千里，但从各位的发表谈话的语气听来，个个都像是中国煤炭的权威，所以很

难判断谁的数目字比较可信。

首先注意到的是，中国科学院院士的何祚庥去年11月27日在福州[两岸科教创新论坛

]上指出，2003年中国能源消费总量为16.78亿吨标准煤，其中有54%用于发电，以该

比例计算，如果2020年的电力需求是11亿多千瓦，则能源需求将至少是40亿吨标准

煤。以中国已探明可利用的煤炭储量1145亿吨计，2020年后仅能再维持30年！

据中国彬州网转发新华社消息(笔者按，相信是今年六月五日的消息)，中国煤炭地

质总局局长徐水师最近表示，中国是世界上的煤炭资源大国，约有2000亿□的可采

储量。如果按照目前的可采储量和煤炭产量简单相除，中国煤炭储量是可以采100年。

中国国家发展和改革委员会副主任张晓强，今年七月全国煤炭工作会议上表示，中国现

已探明的煤炭达一万亿吨 (笔者按：即1,000,000,000,000吨)，他认为以每年二十

亿吨的消费量计，在未来相当长的时间内，中国倚靠煤炭作为主要能源是完全可以

的。

所谓相当长的时间，如按定量二十亿吨的年消费量计，应可维持五百年。如按何祚

庥2020年后定量四十亿吨年消费量计，应至少可维持二百五十年。

据来自北京8月18日的外电消息，Inner Mongolia has proven reserves of 230 billion

tons，said Wang Wangwang, director of the region's coal industrial administration。

外电说，内蒙古煤炭工业管理所所长王汪旺(笔者译音)表示，内蒙古探明煤炭储量

有二千三百万亿吨。

那就是说，单是内蒙古就拥有二千三百万亿吨探明煤炭储量。

这几组数目字使人想起 [小儿论] 中的孔老二来，话说孔子有一次率诸弟子御车游

赴秦国之地，路逢一儿姓项名橐，天文地理对答如流，后来他反问孔子：天上零零

有几星？孔子答曰：适来问地，何必谈天? 小儿又问：地下碌碌有几屋？孔子曰：

且论眼前之事，何必谈天说地。小儿再问：若论眼前之事，眉毛中有几枝？孔子笑

而不答，顾谓诸弟子曰：后生可畏，焉能求者之不如今也，于是登车而去。

为什么孔圣人对数目字讳莫如深？可能他老人家认为数目字不是“小儿科”，小孩

听不明白，容易曲解，不如不说。

煤炭是中国经济发展的命根子，中国诸位现代圣人不得不作个大约的估计。但为什

么数目字相差这么远呢？

徐水师举出了几个原因：

一是煤炭地质勘查投入不足，商业性煤炭地质工作融资渠道不畅，与国民经济发展

对煤炭资源的需求差距不相适应，致使煤炭资源调查、煤矿区水资源调查、生态环

境评价和科技创新等公益性地质工作无法正常开展，商业性投资风险加大，对商业

性地质勘查的引擎力不足。煤炭地质勘查设备更新速度迟缓，不能满足煤炭资源勘

查和煤矿生产、安全要求。

二是煤炭地质勘查队伍属地化后，旧的体制已打破，新的体制尚未完善，地勘队伍

的建制、结构、专业、人才和设备已经不适应快速增长的资源需求，致使煤炭资源

状况和勘查程度不明，国家宏观管理和宏观调控困难，所以要加强这方面的体制改

革。

三是煤炭地质勘探程度不足，成果质量呈现下滑趋势。近年来，一些业主放松了对

勘探程度和地质报告的要求，违背法规、脱离规范的现象时有发生，致使可供建井

的精查地质报告勘探程度严重不足，成果质量和水平明显下降，影响了煤矿建设和

安全生产。国家有关部门都在重视这方面的工作，目前正在逐步改进。

徐水师提供了一组中国煤炭资源开采和利用状况的数字：在一万多亿吨查明资源量

中，已利用3500亿吨，尚未利用资源量6700亿吨。尚未利用资源量中，可供新井建

设利用的精查资源储量约300亿吨左右。找煤资源量占尚未利用资源量50%以上。据

专家预测，2010年、2020年我国煤炭需求量将分别达到23亿吨和28亿吨。

他说中国现有煤矿有保障的年生产能力为13亿吨，在建规模4亿吨左右，到2010年和

2020年，现有煤矿有保障的生产能力将分别下降到12.4亿吨和11.7亿吨；到2010年

新增生产能力2.4亿吨；他继续说，“由此可见，若不采取措施，我国煤炭供应能力

将严重不足，煤炭资源保障程度将会出现危机。为了满足日益增长的煤炭需求，必

须加快新井建设步伐，按照煤矿设计规范，形成1亿吨煤炭生产能力，约需140─200亿

吨精查资源储量，同时，考虑到勘查期和建井期，则2010年、2020年分别需精查资

源储量1000－1200亿吨和1500-1700亿吨，精查资源储量缺口分别达到750－900亿吨

和1250－1400亿吨。根据煤炭工业可持续发展对资源需求，精、详、普资源储量比

较适宜的比例为1:2:5。按照这一比例推算，到2010年和2020年，详查资源储量缺口

将分别达到900亿吨和1900亿吨，普查资源量分别达到3500亿吨和6000亿吨。”

原来储量数目字要分开精、详、普资源储量，谁还敢说数目字是个“小儿科”？

无论如何，如果把煤炭的储量再换算为“够用多少年”，那就更加复杂了，因为煤

炭的用途广泛，够用多少年要视乎怎样用法。现在供发电的煤炭是直接燃烧的，将

来会先液化或气化，更远的将来如果能在煤炭中取氢以核聚变方法供大规模发电和

交通燃料电池之用，那么，中国的“已探明”煤炭储量的可用年期远远超过四十年、

二百五十年或五百年，最低限度应该最少五百个世纪。

煤炭质量检验结果报告单是判断煤炭质量的重要依据，作为煤炭化验仪器的生产厂家专业为您详解煤炭化验报告单：煤炭质量检验报告格式各不相同，在阅读煤质检验结果报告单之前，应注意以下信息：首先要注意煤质检测结果中，煤的发热量是否是以“收到基低位”（符号Qnet,ar）的形式提供。因为目前我国绝大多数煤炭是以“收到基低位发热量”作为贸易、结算的依据。以收到基低位发热量作为贸易、结算依据时，不必考虑全水分问题。结算也非常方便。结算煤款（元）=实际到货煤炭重量（吨）*结算价格（元/吨）如果发热量不是以“收到基低位”的形式，而是以“高位”的形式，不但会带来很多不便和误解，而且常常还需进行煤炭重量校正：结算重量（吨）=实际到货重量（吨）*（100-实际全水分）/（100-合同规定全水分）。则结算方式应按下式进行：结算煤款（元）=结算重量（吨）*结算价格（元/吨）可见，收到基低位发热量在煤炭贸易和结算中具有准确、方便和快捷特点，可以减少贸易由雨雪自然原因引起煤炭全水分变化而产生的贸易磨擦。其次还要注意煤质检测结果中是否含有“全水分（符号Mt）”、“空气干燥基水分（符号Mad）”、“全硫（符号St）”和“氢（符号H）”，因这四项指标都是计算收到基低位发热量所必不可少的辅助指标，如果缺少任何一项指标，对收到基低位发热量准确性都有很大的影响。第三还要注意除了煤的收到基低位发热量之外，还要看煤质工业分析结果是否齐全，因为煤炭作为工业的原料，对煤炭进行工业分析是必不可少的，这样才能粗略估计煤炭的性质和用途。煤的工业分析包括空气干燥基水分、灰分、挥发分、焦渣特征和固定碳。在环境问题日益突出的今天，控制煤炭燃烧造成的污染也是政府和整个社会都重视的工作，因此还应该进行煤的元素分析，元素分析应包括全硫、氮、碳、氢和氧。其中全硫是很重要的环保指标，全硫和氢又是计算收到基低位发热量的重要辅助指标。

一、水分(M) 煤的水分分为两种，一是内在水分(Minh)，是由植物变成煤时所含的水分；二是外水(Mf)，是在开采、运输等过程中附在煤表面和裂隙中的水分．全水分是煤的外在水分和内在不分总和。一般来讲，煤的变质程度越大，内在水分越低。褐煤、长焰煤内在水分普通较高，贫煤、无烟煤内在水分较低。 水分的存在对煤的利用极其不利，它不仅浪费了大量的运输资源，而且当煤作为燃料时，煤中水分会成为蒸汽，在蒸发时消耗热量；另外，精煤的水分对炼焦也产生一定的影响。一般水分每增加2，发热量降低100kcal/kg(大卡／千克)；冶炼精煤中水分每增加1，结焦时间延长5一10min. 二、灰分(A) 煤在彻底燃烧后所剩下的残渣称为灰分，灰分分外在灰分和内在灰分。外在灰分是来自顶板和夹研中的岩石碎块，它与采煤方法的合理与否有很大关系。外在灰分通过分选大部分能去掉。内在灰分是成煤的原始植物本身所含的无机物，内在灰分越高，煤的可选性越差。灰是有害物质．动力煤中灰分增加，发热量降低、排渣量增加，煤容易结渣；一般灰分每增加2?发热量降低10okcal/kg左右。冶炼精煤中灰分增加，高炉利用系数降低，焦炭强度下降，石灰石用量增加；灰分每增加1，焦炭强度下降2，高炉生产能九下降3，石灰石用量增加44 三、挥发分(V) 煤在高温和隔绝空气的条件下加热时，所排出的气体和液体状态的产物称为挥发分。挥发分的主要成分为甲烷、氢及其他碳氢化合物等。它是鉴别煤炭类别和质量的重要指标之一。一般来讲，随着煤炭变质程度的增加，煤炭挥发分降低。褐煤、气煤挥发分较高，瘦煤、无烟煤挥发分较低。 四、固定碳质最(FC) 固定碳含量是指除去水分、灰分和挥发分的残留物，它是确定煤炭用途的重要指标。从100减去煤的水分、灰分和挥发分后的差值即煤的固定碳含量。根据使用的计算挥发分的基准，可以计算出干基、干燥无灰基等不同基准的固定碳含量。 五、发热量(Q) 发热量是指单位质量的煤完全的燃烧时所产生的热量，主要分为高位发热量和低位发热量。煤的高位发热量减去水的汽化热即是低位发热量。发热量国际单位为百万焦耳／千克(MJ/kg)，常用单位大卡斤克，换算关系为：1MJ/kg=239.14kcal/kg?1J=0.239gcal?1cal=4.l8J。如发热量550kcaL/g，5500kcal/kg=550÷239.14=23MJ／kg.为便于比较，我们在衡量煤炭时消耗时，要把实际使用的不同发热量的煤炭换算成标准煤，标准煤的发热量为29.27MJ/kg(700okcal/kg)。国内贸易常用发热量标准为收到基低位发热量(Qnet，ar)，它反映煤炭的应用效果，但外界因素影响较大，如水分等，因此Qnet，ar不能反映煤的真实品质。国际贸易通用发热量标准为空气干燥基高位发热量(Qnet，ar)，它能较为准确的反映煤的真实品质，不受水分等外界因素影响。在同等水分、灰分等情况下，空气干燥基高位发热量比收到基低位发热量高1.25MJ/g(300kcal/kg)左右． 六、胶质层最大厚度(Y) 烟煤在加热到一定温度后，所形成的胶质层最大厚度是烟煤胶质层指数测定中利用探针测出的胶质体上、F层面差的最大值。它是煤炭分类的重要标准之一。动力煤胶质层厚度大，容易结焦；冶炼精煤对胶质层厚度有明确要求． 七、粘结指数(G) 在规定条件下以烟煤在加热后粘结专用无烟煤的能力，它是煤炭分类的重要标准之一，是冶炼精煤的重要指标。枯结指数越高，结焦性越强． 八、煤灰熔融性温度(灰溶点) 在规定条件下得到的随加热温度而变化的煤灰熔融性变形温度(DT)、软化温度(ST)、流动温度(FT)，常用软化温度(ST)来表示。灰熔融性温度越高，煤灰不容易结渣。因锅炉设计不同，对灰熔融性温度要求也不一样。煤灰熔融性温度的高低，直接关系到煤作为燃料和气化原料时的性能，煤灰熔融性温度低，煤灰容易结渣，增加了排渣的难度，尤其是固态排渣的锅炉和移动床的气化炉，煤灰熔融性温度要求较高。 九、哈氏可磨指数(HGI) M( D哈氏可磨指数是反映煤的可磨性的重要指标。煤的可磨性是指一定量的煤在消耗相同的能量下，磨碎成粉的难易程度。可磨指数赵大，煤赵容易磨碎成粉。在发电煤粉锅炉和高炉喷吹用煤，可磨指数是质量评价的一个重要指标 十、吉氏流动度(ddpm)煤的流动度是表征煤在干馏时形成的胶质体的粘度，是煤的塑性指标之一。流动度是研究煤的流变性和热分解力学的有效手段，又能表征煤的塑性，可以指导配煤和焦炭强度预测。吉氏流动度是以固定力矩在煤受热形成的胶质体中转动的最大转速表示的流动度指标，用每分钟转动的角度来表示。 十一、增锅膨胀序数 增塌膨胀序数是在规定条件下以煤在增祸中加热所得焦块膨胀程序的序号表征煤的膨胀性和塑性指标．增祸膨胀序数的大小取决于煤灰熔融性、胶质体生成期间析气情况和胶质体的不透气性。 十二、焦渣特征(CRC) N煤炭热分解以后剩余物质的形状。根据不同形状分为8个序号，其序号即为焦渣特征代号。 1—粉状。全部是粉末，没有相互粘着的颗粒． 2─粘着。用手指轻碰即为粉末或基本上是粉末，其中较大的团块轻轻一碰即成粉末。 3─弱粘性。用手指轻压即成不块。 4─不熔融粘结。用手指用力压才裂成小块，焦渣上表面无光泽，下表面稍有银白色光泽． 5─不膨胀熔融枯结。焦渣形成扁平的块，煤粒的界限不易分清．焦渣上表面有明显的银白色金属光泽，下表面银白色光泽更明显。 6─微膨胀熔融粘结。用手指压不碎，焦渣的上、下表面均有银白色金属光泽，但焦渣表面具有较小的膨胀泡． 7─膨胀熔融粘结。焦渣的上、下表面均有银白色金属光泽，明显膨胀，但高度不超过15mm。 8─强膨胀熔融粘结。焦渣的上、下表面有银白色金属光泽，焦渣高度大于15mm。