1、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
2、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、
3、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
4、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：SiO2（60 70%）、CaO（1030）、Al2O3（1030）FeO（3.0等级化分等级硫分（St、d）、等级硫分（St、d）、13.061.261.5020.310.5071.511.7530.510.7581.762.0040.761.0092.0
5、12.2551.011.25102.262.504、 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
6、，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。Qgr,ad=Qb,ad-(95Sb,ad+*Qb,ad)Qgr,ad-分析煤样的高位发热量，J/gQb,ad-分析煤样的弹筒热量，J/gSb,ad-由弹筒洗液测得的煤的售硫量,%-硝酸生成热校正系数： 当Sb,ad16.70KJ/g时,=0.001；当16.70KJ/gSb,ad25.10KJ/g时,=0.0012；当25.10KJ
7、/g27.007、 各种基准：ar 收到基（应用基）、ad 空气干燥基（分析基）、d干燥基（干基）、adf 干燥无灰基（可燃基）、dmmf 干燥无矿物基（有机基）如前面出现的Ad是干燥基灰分。各种基准之间存在的换算关系如下表。 要求基已知基空气干燥基ad收到基ar干基d干燥无灰基daf干燥无矿物质基dmmf空气干燥基ad/ 100-Mar 100-Mad 100 100-Mad 100 100-Mad-Aad 100 100-Mad-MMad收到基ar 100-Mad 100-Mar/ 100 100-Mar 100 100-(Mar+Aar) 100 100-(Mad+MMad)干基d100
8、-Mad100100-Mar100/ 100 100-Ad 100 100-MMd干燥无灰基daf100-Mad-Aad100100-Mar-Aar100100-Ad100/100-Ad100-MMd干燥无矿物质基dmmf100-Mad-MMad100100-Mar-MMar100100-MMd100100-MMd100-Ad/二、 煤的分类：根据煤的变质程度可以将煤分为三个大类：1）、无烟煤 2）、烟煤 3）、褐煤 。无烟煤的变质程度最高，褐煤的变质程度最低。煤的分类术语名称定 义符号又称曾称煤阶煤化作用深浅程度的阶段。褐煤煤化程度低的煤。外观多呈褐色，光泽暗淡，含有较高的内在水分和不同数量
9、的腐植酸。次烟煤国际煤层煤分类中，含水无灰基高灰发热量为不小于20MJ/Kg、小于24 MJ/Kg的低煤介煤。烟煤煤化程度高于褐煤而低于无烟煤的煤。其特点是按发分产总经济师范围宽。单独炬焦时从不结焦到强结焦均有，燃烧时多有烟。无烟煤煤化程度高的煤。挥发分低，密度大，燃点高，无粘结性，燃烧时多不冒烟。长焰煤变质程度最低、挥发分量高的烟煤。一般不结焦，燃烧时为焰长。不粘煤变质程度较低、挥发分范围较宽的、无粘结性的烟煤。弱粘煤变质程度较低、挥发分范围较宽的烟煤。粘结性介于不粘煤和1/2中粘煤之间。1/2中粘煤粘结性介于气煤和弱粘煤之间、按发分范围较宽的烟煤。气煤变质程度较低、挥发分较高的烟煤。单独炼
10、焦时，焦炭多细长、易碎，并有较多的纵裂纹。1/3焦煤介于焦煤、肥煤与气煤之间的含中等或较高挥发分的强粘结性煤。气肥煤挥发分高、粘结性强的烟煤。单独炼焦时能产生大量的煤气和胶质体。但不能生成强度高的焦炭。肥煤变质程度中等的烟煤。单独炼焦时，能生成熔融性良好的焦炭，但有较多的横裂纹，焦根部有蜂焦。焦煤变质程度较高的烟煤，单独炼焦时生成的胶质体热稳定性好，所得焦炭的快度大，裂纹少，强度高。瘦煤变质程度较高的烟煤。单独炼焦时大部分能结焦。焦炭的块度大、裂纹少，但熔融较差，耐磨强度低。贫瘦煤变质程度高、粘结性较差、挥发分低的烟煤。结焦性低于瘦煤。贫煤变质程度高，挥发分最低的烟煤。不结焦。风化煤受风化作用
11、,使含氧量增高,发热量降低,并含有再生腐植酸等性质有明显变化的煤。天然煤煤受岩浆侵入，在高温的烘烤和岩浆中热液、挥发气体等的影响下受热干镏而形成的焦炭。煤的变质程度又称煤化程度。煤的变质程度可以依据挥发分和粘结指数进行判别，煤化程度与粘结指数、挥发分的关系如下图： 烟煤的分类：类别%G类别%G贫煤10205气肥煤3785贫瘦煤1020520气煤28375065瘦煤102020651/2中粘煤20373050焦煤102865弱粘煤2037530肥煤103785可粘煤203751/3焦煤283765长焰煤375其中：焦煤、肥煤、1/3焦煤、气肥煤和气煤都是制备水煤浆的常用煤种。以下是一些常用的术语
12、名词：术语名称定 义符号又称曾称煤植物遗体在覆盖地层下压实，经复杂的生物化学和物理化学作用，转化而成的固体有机可燃沉积岩。煤炭煤当量能源的统计表计量单位。凡能产生29.27MJ/Kg低位发热量的任何能源均可折算为1Kg的煤当量值。毛煤煤矿生产出来的，未经任何加工处理的煤。原煤从毛煤中选出规定粒度的矸石（包括黄铁矿等杂物）以后的煤。商品煤作为商品出售的煤。洗选煤经过洗选加工的煤。精煤煤经精选（干选或湿选）加工生产出来的、符合品质要求的产品。中煤煤经精选后得到的、品质介于精煤和矸石之间的产品。洗矸由煤炭洗选过程中排出的高灰产品。煤泥选煤厂粒度在0.5mm以下的一种选煤产品。筛选煤经过筛选加工的煤。
13、粒度颗粒的大小。粒级煤煤通过筛选或洗选生产的、粒度下限大于6mm的产品。限下率筛下产品中小于规定粒度部分的质量百分数。限上率筛下产品中大于规定粒度部分的质量百分数。特大块煤粒度大于100mm的煤。大块煤粒度大于50mm的煤。中块煤粒度介于2550的煤。小块煤粒度介于13-25mm的煤。粒煤粒度介于6-13mm的煤。混块煤粒度大于13mm的煤。混中块煤粒度介于13-80mm的煤。混煤粒度小于50 mm的煤。末煤粒度小于25mm、或小于13mm的煤。粉煤粒度小于6mm的煤。矸石采掘煤炭过程中从顶、底板或煤层夹矸混入煤中的岩石。夹矸夹在煤层中的矿物质层。含矸率煤中粒度大于50mm矸石的质量百分比。煤
14、质分析术语：术语名称定 义符号又称曾称工业分析水分、灰分、挥发分和固定碳四个项目分析的总称。外在水分在一定条件下煤样预周围空气湿度达到平衡时所失去的水分。Mf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。Minh全水分煤的外在水分和内在水分的总和。Mt一般分析煤样水分在一定条件下，一般分析煤样在实验室中与周围空气湿度达到大致平衡时所含的水分。Mad空气干燥煤样水分分析煤样水分最高内在水分煤样在温度30、相对温度96%下达到平衡测得的内在水分。MHC化合水与矿物质结合的、除去全水分后仍保持留下来的水分。矿物质煤中的无机物质，不包括游离水，但包括化合水。MM灰分煤样在规定条件下完全燃烧后
15、所得的残留物。A外来灰分由煤炭生产过程混入煤中的矿物质所形成的灰分。内在灰分由原始成煤植物中的和由成煤过程进入煤层的矿物质所形成的灰分。碳酸盐二氧化碳煤中以碳酸盐形态存在的二氧化碳。CO2挥发分煤样在规定条件下隔绝空气加热，并进行水分校正后的质量损失。V焦渣特性煤样在测定挥发分后的残留物的粘结、结焦性状。固定碳从测定煤样的挥发分后的残渣中减去灰分后的残留物，通常用100减水分、灰分和挥发分得出。FC燃料比煤的固定碳和挥发分之比。FC/V有机硫与煤的有机质结合的硫。So无机硫煤中矿物质内的硫化物硫、硫铁矿硫、硫酸盐硫和元素硫的总称。矿物质硫元素硫煤中以游离状态赋存的硫。Se全硫煤中无机硫和有机硫
16、的总和。St硫铁矿硫煤的矿物质中以黄铁矿或白铁矿形态存在的硫。Sp硫酸盐硫煤的矿物质中以硫酸盐形态存在的硫。Ss固定硫煤热分解后残渣中的硫。全磷煤中无机磷和有机磷的总和。Pt全氯煤中无机氯和有机氯的总和。Clt真相对密度在20时煤（不包括煤的孔隙）的质量与通体积水的质量之比。TRD真比重视相对密度在20时煤（包括煤的孔隙）的质量与通体积水的质量之比。ARD 视比重、容重散密度在规定条件下，容器中单位体积散状煤的质量堆密度堆比重块密度整块煤的单位体积质量。体重孔隙率煤的毛细孔体积与煤的视体积（包括煤的孔隙）的百分率。孔隙度弹筒发热量在氧弹中，在有过剩氧的情况下，燃烧单位质量试样所产生的热量。恒容
17、高位发热量煤样在氧弹内燃烧时产生的热量减去硫和氮的校正值后的热量。Qgr.v恒容低位发热量煤的恒容高位发热量减去煤样中水和燃时生成的水的蒸发潜热后的热值。Qnet.v无素分析碳、氢、氧、氮、硫五个项目煤质分析的总称。灰成分分析灰的元素组成（通常以氧化物表示）分析。着火温度煤释放出足够的挥发分与周围大气形成可燃混合物的最低燃烧温度。煤的采样和制样术语名称定义符号又称曾称煤样为确定煤的某些特性按规定方法采取的具有代表性的一部分试样。采样按规定方法采取有代表性煤样的过程。采样单元从一批煤中采取一个总样的煤量。一批煤可以是一个或多个采样单元。批需要进行整体性质测定的一个独立煤量。子类采样器具操作一次或
18、截取一次煤流全断面所采取的一份样。总样从一个采样单元取出的全部子样合并成的煤样。分类一个能代表整个采样单元的一部分试样，供制备试验室样或测试样。随机采样在采取子样时，对采样的部位或时间均不施加任何人为的意志，能使任何部位的煤都有机会采出。系统采样按相同的时间、空间或质量的间隔采取子样多份采样从一个采样单元取出若干子样领奖轮渡放入各容器中，每个容器的煤样构成一份质量接近的煤样，每份煤样能代表整个采样单元的煤质。煤层煤样按规定在采掘工作面、探巷或坑道中从一个煤层采取的煤样。可采煤样按采煤规定的厚度应采取的全部试样。（包括煤分层和夹矸分层）生产煤样在正常生产情况下，在一人整班的采煤过程中采出的，能代
19、表生产煤层煤的物理、化学和工艺特性的煤样。商品煤样代表商品煤平均性质的煤样。浮煤样经一定密度的重液分选，浮在上部的煤样。沉煤样经一定密度的重液分选，沉在下部的煤样。试验室煤样由总样或分样缩制的送往试验室供进一步化验制备的煤样。一般分析煤样将煤样按规定缩制到粒度小于00.2mm，并与周围空气湿度达到平衡，可用于进行大部分物理和化学特性测定的煤样。标准煤样具有高度均匀性、良好稳定性和准确量值的煤样。煤样制备使煤样达到试验所要求的状态的过程，包括煤样的破碎、筛分、混合、缩分和空气干燥。煤样破碎在制作过程中用机械或人工方法减小煤样粒度的过程。煤样缩分在煤样制备中将试样分成具有代表性的几部分，一份或多份留下来的过程。堆锥四分法把煤样从顶端均匀分布，堆成一个圆锥体，再三十万厚度均匀的圆饼，并分成四个相等的扇形，取其中的相对的扇形部分作为煤样的缩分方法。二分器由一列平行而交替的宽度相等的斜槽所组成的用于缩分煤样的工具。三、 煤质分析结果的表示方法术语名称定义符号又称曾称收到基以收到状态的煤为基准。 ar
