煤炭
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可归纳为三最低、五最高、一较高。三最低是氢含量、氧含量和挥发分最低。五最高是炭含量、硬度、燃点、比重和煤级最高。一较高是发热量较高。主要用于制造化肥,高炉喷吹和动力用煤。全国 45% 和 12% 动力,化肥用煤来自晋城和阳泉,阳泉又是全国最理想的高炉喷吹煤基地。晋城、阳城、阳泉、沁水、高平、翼城、陵川、和顺、左权、昔阳、平定、寿阳、榆次、长子、长治、清徐和交城大量生产。
贫煤
是煤级最高的烟煤,不粘结或微粘结,发热量较高耐烧,除作一般锅炉用煤外,还可发电和民用。太原东西山、交城、文水、清徐、汾阳、平遥、沁源、长治、临汾、寿阳、阳泉、平定、昔阳、襄垣、长子、榆次、曲沃、屯留、高平、襄汾、翼城和左权等地均有所产。
贫瘦煤
是一种具有弱粘性的炼焦用煤,在配煤炼焦中能起瘦煤的瘦化作用。另外发热量较高,因此,它既是配煤炼焦用煤,又是良好的动力煤和民用煤。西山、古交、清徐、东山、交城、文水、平遥、沁源、古县、襄垣、长治、屯留、武乡、左权、盂县和寿阳均有产出。
单煤类炼焦耐磨性差。是炼焦配煤中焦、肥煤不可替代的瘦化剂。瘦煤发热量甚高,不仅是重要的炼焦配煤,而且是上乘的动力用煤。西山、清徐、离石、交城、东山、长治、襄垣、临汾、洪洞、沁源、古县、盂县、乡宁、襄汾、武乡、翼城和屯留等地均有产出。
焦煤
粘结强结焦性极好的炼焦用煤,另外焦煤的发热量最高,所以它既是炼焦状元,又是动力精品。柳林、古交、乡宁、临县、中阳、沁源、古县、原平、蒲县、阳曲、洪洞、临汾、灵石、孝义、介休和襄垣等地均有产出。其中柳林的 4 号煤层焦煤闻名世界。
肥煤
煤级和挥发分均属中等的强粘结性炼焦煤。在炼焦时能容较多的惰性组分,能配较多的其它煤,是最理想的炼焦配煤。除配焦外,还用于气化、低温干馏、动力和民用。产于临县、古交、霍县、岚县、原平、兴县、蒲县、宁武、介休、中阳、临汾、孝义和五台等地。
是气、肥和焦三煤之间的过渡煤,粘结性和结焦性略低于肥煤和焦煤而强于其它煤,是重要的配焦煤。亦可用于气化、动力和民用。兴县、临县、方山、大同、怀仁、宁武、原平、五台、阳曲、沁源、古县、临汾和蒲县等地均有所产。
气肥煤
原分类中挥发分大于 37% 的肥煤。胶质体虽多,但稀薄,炼焦时能产生大量煤气和液态化学产品。该类煤最适宜制造城市煤气和配焦。原平、五台、宁武、怀仁、临县、方山、岚县、保德、静乐、兴县、汾西、霍县、灵石、蒲县、交口、静乐和古交均有产出。
气煤
低煤级,较高挥发分,粘结性中等偏强。单煤炼焦强度较差,但作配煤气孔率高,反应性好,主要用于配焦。另外气煤是最理想的水浆用煤,亦可用于气化、低温干馏、动力和民用。大同、左云、霍县、右玉、平鲁、朔县、怀仁、河曲、偏关、原平、宁武、浑源、兴县、娄烦和岚县大量产出。
是一种中等粘结性的中高挥发分煤。虽可炼焦,但焦炭质次粉多。主要作气化、动力用煤,亦可在炼焦中适量配入,代替气、焦和瘦煤。在大同、左云、右玉、怀仁、平鲁、朔县、保德和兴县有零星产出。
弱粘煤
煤级从低到中等。粘结性较弱,虽可炼焦,但所炼焦炭多数质次粉多。主要为气化和动力用煤。亦可在炼焦中适当配入代替气、焦和瘦煤。大同、左云的低灰、低硫高发热量的弱粘煤是闻名中外的优质动力煤,大同马武等矿山弱粘煤是较好的炼焦配煤。
不粘煤
因成煤时受相当程度氧化而形成极微弱的粘结性,煤级由低至中等。水分大于一般烟煤,含氧常在 10% 以上,丝炭含量高。主要用于发电、机车、造气烧制水泥、烧锅炉和民用。主要产地大同和左云。
长焰煤
是最低级的烟煤。粘结性极弱,挥发分和焦油产率高。主要用于发电、机车、造气和一般锅燃料。亦可加氢液化制石油、低温干镏和民用。主要产地大同、河曲、偏关。
褐煤
是煤级最低的煤。特点是水分和挥发分高,燃点低,不粘结,易风化变质,含原生腐植酸,含氧高,化学反应性强,热稳定性差。主要用于坑口发电、气化、加氧液化制造石油、提取褐煤蜡,制取有机化肥和活性炭,主要产地繁峙县。
人们通常把开发煤炭资源的企业称作煤矿,把开采出来的煤矿产品称为煤炭。我国古代曾称煤炭为石涅,或称石炭。它是植物遗体埋藏在地下经过漫长复杂的生物化学、地球化学和物理化学作用转化而成的一种固体可燃矿产。它不仅是工农业和人民生活不可缺少的主要燃料,而且还是冶金、化工、医药等部门的重要原料。据统计,在我国能源生产和消费构成中,煤炭一直居于主导地位,1995年,生产占75.5%,消费占75.0%。在国民经济中,工业、农业、交通运输的发展都离不开煤炭。随着近代科学技术的发展和新工艺、新方法的应用,煤炭的用途和综合利用价值将会越来越大。可以预计,在未来相当长的时期内,煤炭在我国国民经济中都将占有相当重要的地位。
一、矿物原料特点
(一) 煤的物理性质
煤的物理性质是煤的一定化学组成和分子结构的外部表现。它是由成煤的原始物质及其聚积条件、转化过程、煤化程度和风、氧化程度等因素所决定。包括颜色、光泽、粉色、比重和容重、硬度、脆度、断口及导电性等。其中,除了比重和导电性需要在实验室测定外,其他根据肉眼观察就可以确定。煤的物理性质可以作为初步评价煤质的依据,并用以研究煤的成因、变质机理和解决煤层对比等地质问题。
1.颜色
是指新鲜煤表面的自然色彩,是煤对不同波长的光波吸收的结果。呈褐色—黑色,一般随煤化程度的提高而逐渐加深。
2.光泽
是指煤的表面在普通光下的反光能力。一般呈沥青、玻璃和金刚光泽。煤化程度越高,光泽越强;矿物质含量越多,光泽越暗;风、氧化程度越深,光泽越暗,直到完全消失。
3.粉色
指将煤研成粉末的颜色或煤在抹上釉的瓷板上刻划时留下的痕迹,所以又称为条痕色。呈浅棕色—黑色。一般是煤化程度越高,粉色越深。
4.比重和容重
煤的比重又称煤的密度,它是不包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。煤的容重又称煤的体重或假比重,它是包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。煤的容重是计算煤层储量的重要指标。褐煤的容重一般为1.05~1.2,烟煤为1.2~1.4,无烟煤变化范围较大,可由1.35~1.8。煤岩组成、煤化程度、煤中矿物质的成分和含量是影响比重和容重的主要因素。在矿物质含量相同的情况下,煤的比重随煤化程度的加深而增大。
5.硬度
是指煤抵抗外来机械作用的能力。根据外来机械力作用方式的不同,可进一步将煤的硬度分为刻划硬度、压痕硬度和抗磨硬度三类。煤的硬度与煤化程度有关,褐煤和焦煤的硬度最小,约2~2.5;无烟煤的硬度最大,接近4。
6.脆度
是煤受外力作用而破碎的程度。成煤的原始物质、煤岩成分、煤化程度等都对煤的脆度有影响。在不同变质程度的煤中,长焰煤和气煤的脆度较小,肥煤、焦煤和瘦煤的脆度最大,无烟煤的脆度最小。
7.断口
是指煤受外力打击后形成的断面的形状。在煤中常见的断口有贝壳状断口、参差状断口等。煤的原始物质组成和煤化程度不同,断口形状各异。
8.导电性
是指煤传导电流的能力,通常用电阻率来表示。褐煤电阻率低。褐煤向烟煤过渡时,电阻率