煤炭基本知识讲座

第一部分煤炭基本知识讲座

煤是地球上能得到的最丰富的化石原料。煤的使用年限估计有几百年，它将是替代不断下降的石油资源的可靠能源。中国是世界上煤炭资源丰富的国家之一，煤炭储量远大于石油、天然气储量，占能源构成的70%以上。根据目前发表的数据表明，中国已探明的煤炭可采储量约为8000亿吨，占世界前列。中国已探明的煤炭含量中炼焦用煤占42%；长焰、不粘煤和弱粘煤约占22%，褐煤约占14%，其他煤种约占22%。了解煤炭的基础知识，无疑会给我们在生产经营过程中提供基本的保障，指导我们的工作。

一、煤炭的形成

我国的主要聚煤期有以下几个时期：

新生代第三纪

中生代晚侏罗世-早白垩世

早、中侏罗世

晚三又叠世

晚生代晚二叠世

晚石碳世-早二叠世

早石碳世

早古生代早寒武世

在这八个聚煤期中，除早寒武世属菌藻植物时代，形成腐泥无烟煤外，其它七个煤期无心腐植煤为主的聚煤期。若以聚煤作用的强度而言，则以晚石碳世-早二叠世、晚二叠世、早中侏罗世、和晚侏罗世-早白垩世四个时期最为强烈。

二、煤的组成

煤炭主要由C、H、O、N、S、P等几种元素组成，其中C、H的含量较大。宏观上煤又分为镜质组、壳质组、惰性组。从肉眼上区分煤的岩石组分则又可分为：镜煤、亮煤、暗煤和丝炭。

丝炭外观像木炭，颜色灰黑，具有明显的纤维状结构和丝绢光泽，疏松多孔，性脆易碎染指，其空腔常被矿物质充填，称为矿化丝炭，其致密坚硬、比重大。丝炭含量高的煤其可选性差。

镜煤呈黑色，光泽强，明亮如镜，因而得名，其质地纯净而均匀，常具有贝壳状或眼球状断口，性脆，内生裂隙发育，易破碎成棱角状小块，在煤中常呈透镜状或条带装，有时量浅理状夹在亮煤和暗煤中。镜煤的挥发分和氢含量高，粘结性强，一般矿物质含量少。

暗煤的颜色为灰黑色，光泽暗淡，致密，比重大，内生裂隙不发育，坚硬而具有韧性，断口呈不规则状或平坦状。在煤中形成较优厚的分层，甚至单独成层。

亮煤是煤中最常见的宏观煤岩成分。其光泽公次于镜煤，性较优脆，内生裂隙发育，比重较优小，有时有贝壳状断口。其均一程度不如镜煤，往往可见微细纹理，在煤层中常呈较优厚的分层或透镜状出现。`

煤不是单独存在于地壳之中，而是以伴生或共生的形式与其它矿物一起存在，伴生的其它矿物质可以通过洗选除去大部分，而共生的矿物质物理选矿法则无能为力。

三、煤炭的主要指标

评价煤炭的质量优劣，主要是通过一些工业性指标，如水分、灰分、硫分、挥发分、发热量、粘结指数、可磨性指数等等；

1、灰分(表示符号为A)

煤样在规定条件下完全燃烧后所得的残留物。；

灰分的主要成分为：S i O2（60~ 70%）、CaO（10~30％）、

Al2O3（10~30％）F e O（<10%）、MgO（微量）。

灰分是判别煤炭质量的重要指标，其化分标准如下：

1、）原煤： Ad≤5.0％特低灰煤 5.01~10.00％低灰分煤

10.01~20.00％低中灰煤 20.01~30.00％中灰分煤

2、）精煤：

治炼用炼焦精煤（甲精）

等级灰分（Ad）％等级灰分（Ad）％

1 5.01~5.5099.01~9.50

2 5.51~6.00109.51~10.00

3 6.01~6.501110.01~10.50

4 6.51~7.001210.51~11.00

57.01~7.501311.01~11.50

67.51~8.001411.51~12.00

78.01~8.501512.01~12.50

88.51~9.00//

注：一般级差在5元∕吨

非冶炼用精煤（乙精）

等级灰分（Ad）％等级灰分（Ad）％

112.51~13.00514.51~15.00

213.01~13.50615.01~15.50

313.51~14.00715.51~16.00

414.01~14.50//

非洗选精煤的等级划分

2、水分（表示符号M）

有外在水分和内在水分之分。

外在水分：在室温、一个大气压下煤样与周围空气湿度达到平衡时所失去的水分。

内在水分：在一定条件下煤样达到空气干燥状态时所保持的水分，包括结晶水、层间水等。

水分是煤炭结算的重要依据，国家规定了煤炭水分的计量标准，精煤6％、原煤4％，当购进煤炭高于计量水分时，要扣除多余的水分，其计算公式如下：

折合量=（100−实际水分）×带水重量/（100−计量水分）

3、硫分（表示符号S）

①无机硫（伴生，可洗选脱除）：1）、硫铁矿硫 2）、硫酸盐硫

②有机硫（共生、采用生物降解）

硫分同样是判别煤炭等级的重要指标

序号级别名称硫分（St、d）、％

1特低硫煤≤0.50

2低硫分煤0.51−1.00

3低中硫煤 1.01−1.50

4中硫分煤 1.51−2.00

5中高硫煤 2.01−3.00

6高硫分煤>3.0

等级化分

等级硫分（St、d）、％等级硫分（St、d）、％

1≤3.06 1.26−1.50

20.31−0.507 1.51−1.75

30.51−0.758 1.76−2.00

40.76−1.009 2.01−2.25

5 1.01−1.2510 2.26−2.50

4、挥发分（表示符号V）

煤样在规定条件下隔绝空气加热，并进行水分核正后的质量损失。（煤的挥发分主要包括CH4、氢气等）。

挥发分对煤炭燃烧影响较大，也是影响发热量的重要因素。用高挥发分的煤制浆，有利于煤浆的点火。

5、粘结指数（表示符号：G）

在隔绝空气条件下煤在加热后经过胶质体生成块状半焦的能力。粘结指数是判断煤的结焦性能和划分煤炭种类的重要指标。

6、发热量（表示符号：Q）

1）、弹筒发热量：在氧弹中，在过剩氧气的情况下，燃烧单位质量试样所产生的热量。煤样在弹筒内燃烧产生了在空气中燃烧所不能产生的热化学反应。煤中的氮被氧化成+4或+5价离子，与水又生产稀硝酸（此为放热反应）。煤中的硫也存在这样的放热反应。同时，燃烧所产生的水由蒸汽凝结成液体，亦放热。因此，弹筒测得的热值比煤在空气中燃烧所产生的热量高。

2）、恒容高位发热量：弹筒发热量减去硫和氮的较正值后的热量（Qgr）。一般通过经过经验公式计算得出。

Q gr,ad=Q b,ad-(95S b,ad+α*Q b,ad)

Q gr,ad----分析煤样的高位发热量，J/g

Q b,ad-----分析煤样的弹筒热量，J/g

S