煤质分析

煤质评价
唐跃刚教授
2011.11.25
煤质分析煤的工业分析煤的元素分析煤的工艺
无机成分--元素和矿物
WHY ARE THEY IMPORTANT?
AIR-BORNE DETRITUS
(VOLCANIC ASH)
(COSMIC DUST)
ELEMENTS
ASSOCIATED WITH
PLANT MATTER
WATER-BORNE
DETRITUS REMOBILIZED
?WATER LEACHED COAL
煤炭质量
有利和不利应用的物理与组成特性
1 有效利用率
2 环境问题
煤质影响每一个人
SAMPLE COLLECTION & HANDLING •Collection
-Cores
-Channels
-Grab
-Continuous samplers
-Washed
-Etc.
•Handling
-Minimize moisture loss
-Avoid oxidation
-Prevent contamination
§8-1 煤质评价
煤质评价是指评定煤炭质量及其在工业上利用的价值。

正确评价煤质，可以了解煤的成分和性质，为矿井建设、煤炭开采、运输和加工利用提供依据，从而使国家工业得到合理布局，有关工业部门能充分合理地利用煤炭资源。

一、煤质评价的阶段与任务
♦从煤田普查、勘探到开采以及加工
利用的过程，对煤质评价分为三个
不同的阶段，而各阶段煤质评价的
任务是不同的。

♦(一)煤质初步评价
♦(二)煤质详细评价
♦(三)煤质最终评价
(一)煤质初步评价
煤质初步评价阶段相当于煤田普查时期对煤质的研究和评价。

该阶段研究成煤的原始物质、煤岩组成和煤的成因类型，比较全面地分析煤的各项物理、化学性质。

其测定的指标有:煤的工业分析、煤中全水分、最高内在水分、全
硫及各种形态硫的测定、发热量、元素分析、灰成分、煤灰熔融温度、黏结指数、胶质层指数、奥亚膨胀度、自由膨胀序数、基氏流动度、抗碎强度、有害元素及微量元素、碳酸盐二氧化碳含量、苯抽出物、腐植酸含量、透光率、真密度和视密度等。

通过对上述测定指标的综合分析和研究，了解可采煤层的煤质特征，初步确定煤的种类，对煤的加工利用方向提出初步评价。

(二)煤质详细评价
煤质详细评价阶段相当于煤田勘探时期对煤质的研究和评价。

该阶段煤质化验的项目更加全面，除了煤质初步评价阶段所测定的上述指标外，还需测定煤的热稳定性、煤的反应性、可磨性、低温干馏试验和2OOkg焦炉试验等工艺性质。

煤质工作的重点是全面研究勘探区内可采煤层的煤质特征及变化规律，研究煤的变质因素和煤类分布规律，了解可采煤层各种工艺性质和煤的可选性，并对煤作出加工利用的评价，了解沉矸的质量及其变化情况，确定沉矸、煤灰渣的综合利用方向。

(三)煤质最终评价
煤质最终评价相当于煤田开采和加工利用阶段对煤质的研究和评价。

该阶段煤的加工利用方向已经确定，加工利用流程有了明确规定，所以煤质研究工作是定期或随机取样分析，根据开采和加工利用的需要，对某些指标进行测定，检查并控制煤的质量是否符合质量要求。

二、煤质评价的内容
♦(一)地质评价
♦(二)工艺技术评价
♦(三)经济评价
(一)地质评价
地质工作者在煤田普查和勘探时期，通过取样对煤质进行分析研究，阐明煤质变化规律，并了解影响变化规律的地质因素，如成煤的原始物质、沼泽水介质的性质、植物遗体的聚积环境、煤化作用、风化作用以及氧化作用等。

(二)工艺技术评价
工艺技术评价，一是通过分析煤的工艺性质，以确定煤的加工利用方向;二是在已知煤质特性和加工利用方式的条件下，研究如何通过工艺技术途径，如煤的预热、配煤、分选、成型、制水煤浆或改变工艺操作条件(改变炉型、加工方式)等来改善煤的性质，使其达到最好的利用效果，以提高煤炭的使用价值。

(三)经济评价
经济评价是从经济的角度来分析研究如何最合理地利用煤炭，包括煤炭开采方面的经济评价，如研究开采方法、开采机械·矿井运输等以保证矿井生产煤炭质量的稳定;产销平衡和避免长距离运输方面的研究;研究煤炭加工利用方式是否经济、合理;煤炭综合利用的研究，如煤灰利用，以及稀有元素锗、嫁、铀、钒等提取的可能性，高硫煤中硫的回收等;环境保护方面的研究，如因开采导致地面的下沉，劣质煤燃烧时对大气污染，必要时限量开采或不准开采;研究技术政策，如何贯彻国家对煤炭开发、加工利用的方针政策，有序开发，保证合理有效地利用煤炭资源。

三、煤质评价的方法
♦1·化学方法
♦2·煤岩方法
♦3·工艺方法
♦4·物理及物理化学方法
化学方法
从化学角度出发研究煤的组成、化学性质和工艺性质，即用工业分析和元素分析的方法对煤质进行评价，它是最常用的评价方法。

但此法以煤的平均煤样作为分析基础，没有考虑煤岩成分的影响。

煤岩方法
通过对煤岩组成和性质的分析及显微煤岩定量的统计，来评定煤的化学性质和工艺性质。

这种评定方法不破坏煤的原始结构，可以弥补化学评定方法的不足。

工艺方法
通过对煤进行工艺加工的研究，来确定煤的利用方向。

要求模拟工业加工利用的条件，如煤的粒度、加热方式、加热最终温度、加热速度等。

物理及物理化学方法
通过研究煤的电性质、磁性质;密度、硬度、脆度、裂隙等物理性质和孔隙度、表面积、润湿性、吸附性等物理化学性质来研究煤的全面性质。

煤质评价的方法
煤质评价，往往是综合地采用上述各种方法，进行全面的分析。

若要正确评价煤质，一般要掌握大量的煤质化验资料，如工业分析、发热量测定、全硫及各种形态硫的测定、元素分析、煤的各种工艺性质分析(煤的粘结性:结焦性、煤的机械强度、热稳定性、反应性、煤灰熔融性、结渣性、焦油产率等)、煤的可选性以及煤岩分析资料(显微煤岩成分和含量，煤中矿物成分和分布状态)。

根据这些数据资料并结合地质情况，确定煤的种类，然后再分析煤质特性及其变化规律，提出煤的加工利用方向。

同时还必须了解各种工业部门对煤质的要求，才能对煤质作出正确合理的评价。

§8-2 采样
♦煤层煤样
♦商品煤样
♦煤芯煤样和煤岩煤样
♦生产煤样
1.煤层煤样
♦直接在矿井采、掘工作面的煤层中采取的煤样叫做煤层煤样。

煤层煤样包括煤层可采煤样和煤层分层煤样。

前者代表整个可采煤层的全部煤分层和夹石层的平均性质;后者则用来确定各煤分层和夹石层的性质。

♦根据国家标准，煤层煤样(coal seam-sample)的定义是:按采煤规定在采、掘工作面、探巷或坑道中从一个煤层采取的煤样。

♦煤层可采煤样(workable seam-sample)的定义是:按采煤规定的厚度应采取的全部煤层的试样(包括煤分层和夹石层)。

♦煤层分层煤样(_stratified seam-sample)的定义是:按规定从煤和夹石层的每一自然分层中分别来取的试样。

♦煤层煤样是用以代表该煤层的性质、特征和确定该煤层的开采及其使用价值。

煤层煤样的分析试验结果，既是煤质资料汇编的重要内容，又是生产矿井编制毛煤质量计划和提高产煤质量的重要依据。

♦GB482-1995《煤层煤样采样方法》
♦每个煤层至少采两个样，> 100kg/个样
♦100m 1个样，100－200m 2个样，> 200m 3个样♦煤厚>1m, 宽距100mm; 煤厚<1m，宽距150mm。

刻深50mm
♦煤层采样
♦打孔取芯采样法♦钻取煤屑采样法♦开槽采样法
♦煤柱采样法
♦刻宽槽采样法♦刻窄槽采样法
商品煤样
♦输送机煤流采样法
♦火车采样法
♦汽车采样法（3点）
♦煤堆采样法
♦船舶采样法
铲——300mm×250mm
采样单元——(1000±100) t
3.煤芯煤岩取样
煤岩取样
煤层煤岩柱状取样素描格式
4.生产煤样 30个样，>90kg/个
§8-3 煤样的制备
♦破碎——过筛——混合——缩分——干燥♦人工堆锥四分法、二分器、九点法缩分、
机械缩分、棋盘式缩分法
煤样的制备
♦粒度：50-25mm, 25-13mm,13-6mm, 6-3mm, 3-0.5mm ♦密度：1.30kg/cm3, 1.40kg/cm3, 1.50kg/cm3,
1.60kg/cm3, 1.70kg/cm3, 1.80kg/cm3,
2.00kg/cm3♦浮沉实验：热水洗净，烘干，测定其产率和灰分。

计算整理……综合表
1,2,3，8 来自试验所得
4,5,6,7来自2,3累计；9来自2栏
<1.5的浮物
>1.5 沉物
分选密度1.5 ±0.1 产率
注意：分选密度1.8-1.9 ±0.1 产率
♦浮煤曲线β
♦沉煤曲线θ
♦基元灰分曲线λ
♦密度曲线δ
♦密度±0.1%曲线ε
♦浮煤曲线β
♦沉煤曲线θ
♦基元灰分曲线λ
♦密度曲线δ
♦密度±0.1%曲线ε
§8-4 煤的可选性
β
煤的可选性♦浮煤曲线β
♦沉煤曲线θ
♦基元灰分曲线λ
♦密度曲线δ
♦密度±0.1%曲线ε
§8-4 煤的可选性
βθ
煤的可选性♦浮煤曲线β
♦沉煤曲线θ
♦基元灰分曲线λ
♦密度曲线δ
♦密度±0.1%曲线ε
λ曲线。