煤炭工业部成立时间
中华人民共和国煤炭工业部是中华人民共和国国务院已撤销的部门。其前身是1949年成立的燃料工业部,1955年撤销燃料工业部,设立煤炭工业部、石油工业部、化学工业部。1970年6月煤炭工业部、石油工业部和化学工业部合并,成立燃料化学工业部。1975年1月撤销又成立煤炭工业部。1988年4月再次撤销煤炭工业部。1993年3月再次设立煤炭工业部。1998年4月正式撤销。
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
人们对煤的认识有一个历史过程,因此对寻找煤也有个历史过程。我国是世界上用煤最早的国家。据历史记载,早在两千多年前的春秋战国时期,就已经发现和使用煤炭。秦汉时期,进一步把煤炭用以炼铁。在河南南阳等地仍可见到西汉时期的炼铁遗址。唐、宋、明时,煤炭开采已具相当规模,至今山东淄博和太行山一带还保留有唐、宋的开采遗迹。古代劳动人民不但创造物质财富,也创造精神财富,在生产实践中不断加深了对煤的认识。古人称煤为石涅、石墨、石炭。北魏郦道元在《水经注》记载有“石墨可书,又燃之难烬,亦谓之石炭”,直至明朝则称为“煤”。宋应星在《天工开物》一书中把煤分为三种:明煤、碎煤、末煤,指出“明煤产北、碎煤产南”,并比较系统地总结了找煤、采煤的实际经验。著名医学家李时珍在其著作《本草纲目》中对煤的药用价值有较为详细的阐述。古人还有以煤咏诗的。宋高宗时的太学生朱弁在山西写了一首脍炙人口的咏煤诗:“西山石为薪,黝黑惊射目。方炽绝可迩,将尽还自续。飞飞涌玄云,焰之吐红玉。稍稀雷池出,又似风薄竹。”把煤在燃烧过程中的情景描述的惟妙惟肖。
煤在新疆的发现和使用也有悠久的历史,据史料记载,汉朝时期在民丰地区已开采煤用于炼铁。魏晋南北朝时期(公元 200 ~ 589 年),晋释道安在《西域记》记载:“屈茨北二百里有山,夜则火光昼日,但烟。人取此山石炭冶此山铁,恒充三十六国用”。说距今 1400 ~1800 年前的南北朝时期,在库车北山二百里处(今库拜煤田),有人取煤冶铁,但见夜晚火光如白昼,浓烟滚滚,铸铁的铁器供西域三十六国用。在库车、拜城北部山区,发现有唐代(公元 618 ~ 917 年)用煤炼铁的作坊遗址。元朝时期,新疆冶铁遗址明显增多,分布地区更加广泛,到清朝时开采的煤矿已具规模化。
新中国成立后,党和政府重视新疆的矿业开发,抽调了大批勘探队伍到新疆进行各种矿产资源包括煤的勘查,1956 年组建了新疆第一支专业煤田地质勘查队伍,成立了乌鲁木齐矿务局等煤矿企业,从此新疆的煤田地质勘查和煤矿开发进入了新的历史阶段。
早期人们对煤的认识及发现使用比较浅显,主要从地表出露的煤使用开始,沿着煤层向地下开采,开采的方法也很简陋。随着找煤经验的不断积累,科学技术的进步,找煤的方法不断丰富,手段不断创新,找煤的准确性随之提高。
(一)煤的勘探方法
煤的勘探方法和其他矿产资源的勘探方法有许多相同的地方,也有它本身的一些特点。主要方法有遥感、地质填图、槽探、钻探、物探、化探、硐探、化验与测试以及相关的水文地质、工程地质等。
遥感找煤:是利用卫星和飞机等航空器拍摄的地球表面照片,通过分析研究圈定有利成煤地段的一种找矿方法。
地质填图:利用地形图或卫星照片、航空照片,采用测量仪器定位,把地层、构造和煤层露头等各种地质内容填绘到地形图上,这种图件称为地形地质图。然后进行成煤地质条件的综合分析研究,这是找煤的一种方法。
槽探:是在地质找矿勘探中用于揭露近地表煤层的一种常用手段。它是在地表松散覆盖层挖出一道深度不超过 3 米左右的沟槽,用于揭露并了解煤层、地层与构造的情况。
浅井:是从地表向下挖掘的浅型垂直坑道,目的是了解近地表附近的煤层情况。浅井的断面形状有圆形、方形与长方形等形态,深度在 5 ~ 20 米之间,一般不超过 30 米。
钻探:是地质勘探工作中的一种常用的手段,是应用钻机与钻探工具,借助于电动机或内燃机的带动,向地下钻进不同的钻孔,并将钻孔中的岩芯或煤芯取出,依此分析研究地下地层、构造、煤质等情况。目前煤田勘探常用的是回旋钻进、绳索取芯或提升钻具取芯,钻孔深度一般在 1000 米左右(图 5-2-1)。
硐探:是采用掘进巷道的方法进行探矿,一般采用平巷的方法,有时也采用上山下山斜巷进行。
地球物理勘探:简称为物探,是用物理学方法和原理来研究地质构造情况和解决找矿问题的方法。是依据地下的各种岩石或矿体都具有不同的物理性质,用不同的物理方法测出岩石和矿体物理性质差异的数据并加以分析,以此来推断出地下的地质构造和矿体分布情况,达到找矿的目的。物探有多种方法,用于煤田勘探的主要有磁法勘探、电法勘探、地震勘探和放射性勘探等。物探可以在地面进行,也可以在钻孔中和井下巷道中进行。
磁法勘探是根据岩石和矿体具有不同的磁性并产生大小不同的磁场作为勘探的基础,通过对分布在地表的异常的研究,间接地得到地质构造和矿体的资料。煤田勘探中常用磁法探测煤层火烧区和烧变岩的范围及深度。
电法勘探是地球物理勘探的主要方法之一,它是根据岩石和矿体存在着电学性质的差别,利用天然的和人工建立的直流或交流电磁场并获得岩石和矿体的电性差异,间接地了解地质构造和矿体分布,以及解决水文地质、工程地质中的问题。煤田勘探中常用的有电阻率法、自然电场法、激发极化法、电磁感应法和大地电磁场法等。在地面常用的有电剖面法和电测深法,钻孔中常用的有视电阻率、自然电位、侧向电流法等。
地震勘探法是利用人工放炮或震源车制造的地震弹性波在地壳内的传播速度,研究不同的岩石和矿体地震反射波的传播速度,从而获得反射波的时间剖面,间接地探测地质构造和矿体分布。地震勘探是目前在煤田勘探中最常用的、也是最有效的物探方法之一。二维地震方法常用于较大范围的煤田勘探,可探测落差较大的断层和煤层起伏情况。三维地震常用于探测小范围的煤矿采区地质构造。三维地震能探测到落差大于 5 米的断层和落差大于 3 米的断点,同时可探明厚煤层的层数以及煤层产状和埋深。
放射性勘探是依据岩石中的伽马射线强度进行探矿,自然伽马和人工伽马是目前煤田勘探中地球物理测井的主要方法。
上述各种物理探矿方法用在地下探矿工程如钻井及巷道中,称作地球物理测井。相应有电测井、放射性测井、磁测井、声波测井、热测井等。
电测井主要用的是视电阻率法和自然电场法。视电阻率法的原理是根据钻孔所穿过的岩层具有不同电阻率,测出岩层视电阻率变化大小的曲线,将不同的岩层区分开来,达到区分不同岩层和矿体的目的。如含油岩层电阻率比较高,在曲线上出现高峰;煤层电阻率低,在曲线上反映为低峰。导电良好的金属硫化物矿体在曲线上也显得低一些。自然电场法是根据钻孔剖面中各种岩石电化学活动性能所造成不同性质的自然电场,可将沿钻孔剖面的各层岩石划分开来。渗透率差异较大的岩层很容易通过自然电场法划分出来。
放射性测井是在钻孔中利用岩层自然放射性、伽马射线与物质以及中子与物质的相互作用等一系列效应,研究岩层性质和检查井内技术情况的一整套方法。常用的方法有自然伽马、人工伽马、中子测井、能谱测井、同位素测井等。煤田勘探主要用的是自然伽马、人工伽马和中子测井。放射性测井的优点在于工作时不受温度、压力、化学性质等因素的影响,并可在有金属套管的钻孔内进行工作。
磁测井是通过在钻孔中测定具有不同磁性的岩体和矿体的磁化率或它们所产生的磁场,并对特征进行分析研究,从地质角度作出解释,以达到探矿的目的。磁测井对磁性矿体反映效果较好,常用于寻找铁矿盲矿体和划分铁矿品位。由于煤层不是磁性矿体,因此磁测井在煤田勘探中较少运用。
热测井是根据钻孔内温度随深度变化的特点,利用特定仪器在井内测定通过各种地质体时温度变化规律,从而研究地热梯度、地质构造、岩层特征等,达到找矿的目的。
综合勘探:是指对勘探方法与手段的综合运用,对勘查对象的综合评价。地质勘查保障体系是实现高产高效矿井的基础,能有效地查明高产高效井的必备的资源(数量与质量)基础,开采技术条件。要解决这些重大问题,必须进行综合勘探,选择合理的勘探类型,选择合理的勘探手段和方法。因为每一种勘探手段和方法都有其优势和局限性,只有针对不同的地质条件,选择合适的勘探手段和方法的综合运用才能达到最佳的勘探效果。比如钻探配合测井是最精确、最可行的勘探手段,但只能控制点上的情况。钻孔太少,钻孔之间控制程度不够,影响对钻孔之间地质情况的判断。只有通过多个点的控制,由点到线、由线到面,由地质工程师经过分析才能建立地质模型。但钻孔施工的过多,成本就会增加,又在经济上不合算。二维地震和三维地震在点上的控制精度远不如钻孔和测井,但其控制点密度可以很大,在面上和线上有较好的连续性,是单一钻探手段所不可比拟的。地震虽然有较好的连续性,但需要钻探资料进行标定。因此,只有把钻探和地震勘探手段紧密地结合起来,才能取得好的效果。如果煤层浅部有火烧区,则结合磁法勘探效果较好。如果地层倾角很陡,那么地震勘探就不适用了,那就要选择其他勘探手段加以配合。通常在地质勘查中,根据地质情况的不同、勘探阶段的不同可选择地质填图、槽探、电法、二维地震或三维地震、钻探、地球物理测井、抽水试验以及采样化验等方法。
由于成煤环境多种多样,成煤后受到的地质条件的变化因素千差万别,找煤的难度各不相同,所使用的找煤方法也相应不同,有的要用的多一些,有的要用的少一些。又加之地质工作是一个从简单到复杂、由表及里,研究程度由浅到深的过程,不同的勘查阶段所要解决的问题不一样,勘探程度不一样,所使用的找煤方法也有所不同。一般来说,地质情况复杂、勘探程度高时,所使用的找煤方法就多一些;而地质情况较简单,勘探程度低,所使用的找煤方法就少一些。
(二)煤的勘探阶段
煤田勘探是一个以煤为勘查对象的由面到点,由表及里,由浅到深,工程控制由稀到密,对全部地质体循序渐进的研究勘探过程。煤田的勘探过程准确地说,不只是找煤的问题,实际上是从找煤到评价的全部过程。既为了找到煤,又要评价煤的数量、煤的质量、煤的开采技术条件、煤的开采经济意义。煤田勘探过程是个大的系统工程,先从面上研究有利的成煤盆地预测选区开始,在此基础上随着研究工作的不断深入,选区的逐渐优选,逐步展开各种勘查活动。在煤田地质勘查工作中,通常划分为预查、普查、详查和勘探四个阶段。
煤田预查——预查的目的是为了找到具有工业利用价值的煤层,并初步查明煤层层数、厚度、埋深和分布范围。要找到煤层,首先要找到含煤地层,分析研究区域成煤规律,调查了解什么地方可能有含煤地层的赋存,然后再实际调查含煤地层的特征、时代以及含煤区域的分布范围和边界,估算预测的煤炭资源量。预查阶段是其他勘查阶段工作的基础。
煤田普查——在预查工作的基础上,对一个含煤区域或煤矿区进行概略的了解,初步查明普查区的含煤地层特征、构造特征和相关的水文地质条件,估计煤层的工业价值和确定对其进行勘探的必要性,估算煤层推断的内蕴经济资源量和预测的资源量,为编制煤炭工业远景规划提供依据。普查的范围可以是一个煤田,也可以是一个矿区或一个特定的勘查范围。
矿区详查——详查是在普查的基础上进行的。矿区一般是指在煤炭工业建设上构成独立体系的范围,它可以是一个单独的含煤构造单元,也可以是一个含煤构造单元的一部分。详查阶段要基本查明含煤地层时代、煤系厚度、含煤层数、煤层厚度、煤层结构及其变化;基本查明矿区的构造形态和影响井田划分的断裂构造;基本查明煤的质量和煤的种类,评价矿区的水文地质、工程地质、环境地质以及其他开采技术条件;估算煤层资源量,对煤矿开发的经济意义进行预可行性研究。详查的结果要能提出可供进行矿区开发总体设计的地质资料,以便初步确定矿区的开发规模、井田划分、开发方式、开发强度、接替关系及地面工业布置等。
井田勘探——也称为井田精查,是在矿区详查基础上划分的井田范围内进行勘查,对煤层厚度及其质量的变化,产状的变动、构造切割、煤层形态及开采技术条件进行精确的控制。要查明含煤地层时代、煤系地层厚度、含煤层数、煤层厚度、煤层的结构及其变化;查明矿区的构造形态和落差大于 30 米的断裂构造;查明煤的质量和煤的种类;详细评价矿区的水文地质、工程地质、环境地质以及其他开采技术条件;估算煤层探明的、控制的和推断的经济资源量,并且先期开采地段探明的、控制的资源量要达到一定比例;对煤矿开发的经济意义进行可行性评价。井田勘探的结果要能提出可供进行煤矿开采设计的地质资料。
上述煤田勘查阶段的划分是根据对煤田勘查过程的总体概括,在实际工作过程中并不是一成不变的,要根据不同煤田的实际情况合理掌握勘查阶段,有的勘查阶段可以从简或者省略。如在已知的煤系分布区,可以不进行预查,直接进行普查;在一个独立的、不能构成矿区的零星小块煤田,也不必再将矿区详查列为一个独立的工作阶段等。各个勘查阶段,一般都具有一些共同的工作步骤。工作开始之前要先分析研究已有的地质资料,制定勘查方案,即编制勘查设计。勘查设计经论证批准后,组织野外施工,取得各项原始地质资料。将获得的地质资料进行归纳、分析和整理,然后编写地质报告。
(三)煤资源储量类别
要评价煤的数量,就要运用上述各种勘探手段和方法,将找到的煤进行综合评价,不仅要将勘查区内煤有多少数量,也就是通常所说的煤的资源储量估算出来,而且还要划分出储量的类别。
依据煤田、矿区、井田勘查所求得的资源量的多少,可以将煤田、矿区类型分大、中、小等类型。
对于煤田:
大型——资源储量大于 50 亿吨
中型——资源储量 10 亿~ 50 亿吨
小型——资源储量小于 10 亿吨
对于矿区:
大型——资源储量大于 5 亿吨
中型——资源储量 2 亿~ 5 亿吨
小型——资源储量小于 2 亿吨
对于井田:
大型——资源储量大于 1 亿吨
中型——资源储量 1 亿~ 0.5 亿吨
小型——资源储量小于 0.5 亿吨
依据探求的资源量经济意义、可行性研究程度、工程控制程度将估算的资源储量划分为不同的类别。用表 5-2-1 综合表示:
表 5-2-1 煤矿产资源 / 储量分类表
注:表中所用编码(111-334),第一位数表示经济意义:1= 经济的,2M= 边际经济的,2S= 次边际经济的,3= 内蕴经济的,? = 经济意义未定的;第 2 位数表示可行性评价阶段:1= 可行性研究,2= 预可行性研究,3= 概略研究;第 3 位数表示地质可靠程度:1= 探明的,2= 控制的,3= 推断的,4= 预测的。b= 未扣除设计、采矿损失的可采储量。
表中主要指标的含义是:
经济的:其数量和质量是依据符合市场价格确定的生产指标计算的。在可行性研究或预可行性研究当时的市场条件下开采,技术上可行,经济上合理,环境等其他条件允许,即每年开采矿产品的平均价值能足以满足投资回报的要求。或在政府补贴和其他扶持措施条件下,开发是可能的。
边际经济的:在可行性研究或预可行性研究当时,其开采是不经济的,但接近于盈亏边界,只有在将来由于技术、经济、环境等条件的改善或政府给予其他扶持的条件下才变成经济的。
次边际经济的:在可行性研究或预可行性研究当时,开采是不经济的或技术上不可行,需大幅度提高矿产品价格或技术进步,使成本降低后方能变成经济的。
内蕴经济的:仅通过概略研究做了相应的投资机会评价,未做预可行性研究或可行性研究。由于不确定因素多,无法区分其是经济的、边际经济的,还是次边际经济的。
经济意义未定的:仅指预查后预测的资源量,属于潜在矿产资源,无法确定其经济意义。
概略研究:是指对矿床开发经济意义的概略评价。所采用的矿石品位、矿体厚度、埋藏深度等指标通常是我国矿山几十年的经验数据,采矿成本是根据同类矿山生产的。其目的是为了由此确定投资机会。由于概略研究一般缺乏准确参数和评价所必需的详细资料,所估算的资源量只具内蕴经济意义。
预可行性研究:是指对矿床开发经济意义的初步评价。其结果可以为该矿床是否进行勘探或可行性研究提供决策依据。进行这类研究,通常应有详查或勘探后采用参考工业指标求得的矿产资源 / 储量数,实验室规模的加工选冶实验资料,以及通过价目表或类似矿山开采对比所获数据估算的成本。预可行性研究内容与可行性相同,但详细程度次之。当投资者为选择拟建项目而进行预可行性研究时,应选择适合当时市场价格的指标及各项参数,且论证项目尽可能齐全。
可行性研究:是指对矿床开发经济意义的详细评价,其结果可以详细评价拟建项目的技术经济可靠性,可作为投资决策的依据。所采用的成本数据是当时的市场价格,并充分考虑了地质、工程、环境、法律和政府的经济政策等各种因素的影响,具有很强的时效性。
预测的:是指对具有矿化潜力较大地区经过预查得出的结果。在有足够的数据并能与地质特征相似的已知矿床类比时,才能估算出预测的资源量。
推断的:是指对普查区按照普查的精度大致查明矿产的地质特征以及矿体(矿点)的展布特征、品位、质量,也包括那些由地质可靠程度较高的基础储量或资源量外推的部分。由于信息有限,不确定因素多,矿体(矿化)的连续性是推断的,矿产资源数量的估算所依据的数据有限,可信度低。
控制的:是指对矿区的一定范围依照详查的精度基本查明了矿床的主要地质特征、矿体的形态、产状、规模、矿石质量、品位及开采技术条件。矿体的连续性基本确定,矿产资源数量估算所依据的数据较多,可信度较高。
探明的:是指在矿区的勘探范围依照勘探的精度详细查明了矿床的地质特征、矿体的形态、产状、规模、矿石质量、品位及开采技术条件,矿体的连续性已经确定,矿产资源数量估算所依据的数据较多,可信度高。
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>28%的煤,暂定b值>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。
(中国煤煤分类国家标准表)
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
>65a <=25.0 (<=150) - -
肥煤 FM >10.0-37.0 (>85a) >25 a - -
1/3焦煤 1/3JM >28.0-37.0 >65a <25.0 (<220) - -
气肥煤 QF >37.0 (>85) >25.0 >220 - -
气煤 QM >28.0-37.0
>37.0 >50-65
>35 <=25.0 (<=220) - -
1/2中粘煤 1/2ZN >20.0-37.0 >30-50 - - - -
弱粘煤 RN >20.0-37.0 >5-30 - - - -
不粘煤 BN >20.0-37.0 <=5 - - - -
长焰煤 CY >37.0 <=35 - - >50 -
褐煤 HM >37.0
>37.0 - - - <=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
类别 符号 分类指标
Vdaf% PM%
无烟煤 WY <=10.0 -
烟煤 YM >10.0 -
褐煤 HM >37.O <=50
无烟煤分类表
类别 符号 分类指标
Vdaf% H*%
无烟煤一号 MY1 0-3.5 0-2.0
无烟煤二号 MY2 >3.5-6.5 >2.0-3.0
无烟煤三号 MY3 >6.5-10.0 >3.0
烟煤的分类表
类别 缩写 分类指标
Vdaf% G Ymm b%
贫煤 PM >10.0-20.0 <=5 - -
贫瘦煤 PS >10.0-20.0 5-20 - -
瘦煤 SM >10.0-20.0
>10.0-20.0 >20-50
>50-65 - -
焦煤 JM >10.0-20.0
>20.0-28.0
>20.0-28.0 >65
>50-65
>65 <=25.0
<=25.0 (<=150)
(<=150)
肥煤 FM >10.0-20.0
>20.0-28.0
>28.0-37.0 (>85)
(>85)
(>85) >25
>25
>25 (>150)
(>150)
(>220)
1/3焦煤 1/3JM >28.0-37.0 >65 <=25.0 (<=220)
气肥煤 QF >37.0 (>85) >25.0 >220
气煤 QM >28.0-37.0
>37.0
>37.0 >50-65
>35-50
>50-65
>65 <=25.0 (<=220)
1/2中粘煤 1/2ZN >20.0-28.0
>28.0-37.0 >30-50
>30-50 - -
弱粘煤 RN >20.0-28.0
>28.0-37.0 >5-30
>5-30 - -
不粘煤 BN >20.0-28.0
>28.0-37.0 <=5
<=5 - -
长焰煤 CY >37.0
>37.0 <=5
>5-35 - -
褐煤的分类表
类别 符号 分类指标
PM% Qgr,maf*(MJ/kg)
褐煤一号 HM1 >0-30 -
褐煤二号 HM2 >30-50 <=24
注:*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。
-----------------------------------------------------------------------------------
依据煤的工业用途、工艺性质和质量要求进行的分类,又称煤的工业分类。同一类煤有近似的特性,不同类煤的性质则有显著差异。工业分类是为了合理地使用煤炭资源以及统一使用规格。理想的分类方法应当既有充分的科学依据,又有实用意义。
煤的分类方案简介 由于研究内容和使用的不同,分类方法也有多种。早期,多根据煤的元素组成分类,这种分类方法称科学分类法,以1924年英国煤化学家C.A.赛勒提出的分类法比较著名。以后又有根据煤的生成条件提出的成因分类法,将煤分为腐殖煤、腐泥煤和残殖煤,这种分类法在地质上用的较多。而最有实用意义的是将煤的成因与工业利用结合起来,以煤的变质程度和工艺性质为依据的技术分类法。
各种以煤为燃料或原料的工业对煤都有其特定的技术要求,只有恰当地使用煤种才能保证产品质量,合理地利用煤炭资源。近代以煤的变质程度和工艺性质为参数的分类法发展较快,使煤分类具有更严格的科学性和广泛的实用性。但由于各国煤炭资源特点不同,以及工业技术发展水平的差异,各主要产煤国或以煤为主要能源的国家都根据本国情况,采用不同的分类方法。1956年,联合国欧洲经济委员会(ECE)煤炭委员会在国际煤分类会议上提出了国际硬煤分类表,其分类方法是以挥发分为划分类别的指标,将硬煤(烟煤和无烟煤)分成10个级别;以粘结性指标(自由膨胀序数或罗加指数)将硬煤分成4个类别又以结焦性指标(奥亚膨胀度或葛金焦型)将硬煤分成6个亚类型,表中每个煤种均以3位阿拉伯数字表示,将硬煤分为62个煤类。为便于贸易上的交往,表中又将62个煤类归为Ⅰ~Ⅶ共11个统计组。对于褐煤,1974年国际标准化组织 (ISO)第27技术委员会(TC27)以ISO2950号标准颁布实施,该标准以水分和焦油产率为指标,将褐煤分为30个小类,每一小类用两位阿拉伯数字表示。但这两个分类方案并未在国际上得到全面推广。1985年2月,联合国欧洲经济委员会的国际煤分类会议上确定,以高位发热量小于24×106焦耳/千克、镜质组平均随机反射率小于0.6%作为区分褐煤和硬煤的分界线。对中等煤化程度和高煤化程度的硬煤则选用镜质组随机反射率、自由膨胀序数、挥发分产率、惰性组含量、高位发热量和反射率分布特征等6个指标和8位阿拉伯数字编号,将所有硬煤进行编码分类。但因划分太细,不便于使用,难以推广。
中国煤炭分类 20世纪50年代以来,中国煤产量和消耗量迅速增加,为了合理利用煤炭资源,1952~1953年提出东北区和华北区两个炼焦煤分类方案。1956年又制订了统一的中国煤(以炼焦煤为主)分类方案,以大致代表煤的变质程度的挥发分(%)和表征煤的结焦性的胶质层最大厚度Y(mm)两个指标为参数,将中国煤分为10大类24小类。该方案于1958年经国家技术委员会向全国推荐试行,起了统一中国煤分类的作用。
煤炭的用途十分广泛,可以根据其使用目的总结为两大主要用途:(1)动力煤,(2)炼焦煤。
我国动力煤的主要用途有:
1) 发电用煤:我国约1/3 以上的煤用来发电,目前平均发电耗煤为标准煤370g/(kW·h)左右。电厂利用煤的热值,把热能转变为电能。
2) 蒸汽机车用煤:占动力用煤2%左右,蒸汽机车锅炉平均耗煤指标为100kg/(万吨·km)左右。
3) 建材用煤:约占动力用煤的l0%以上,以水泥用煤量最大,其次为玻璃、砖、瓦等。
4) 一般工业锅炉用煤:除热电厂及大型供热锅炉外,一般企业及取暖用的工业锅炉型号繁多,数量大且分散,用煤量约占动力煤的30%。
5) 生活用煤:生活用煤的数量也较大,约占燃料用煤的20%。
6) 冶金用动力煤:冶金用动力煤主要为烧结和高炉喷吹用无烟煤,其用量不到动力用煤量的1%。
(2)炼焦煤
我国虽然煤炭资源比较丰富,但炼焦煤资源还相对较少,炼焦煤储量仅占我国煤炭总储量27.65%。
炼焦煤类包括气煤(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%);非炼焦煤类包括无烟煤(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%)。
炼焦煤的主要用途是炼焦炭,焦炭由焦煤或混合煤高温冶炼而成,一般1.3 吨左右的焦煤才能炼一吨焦炭。焦炭多用于炼钢,是目前钢铁等行业的主要生产原料,被喻为钢铁工业的“基本食粮”。