2中国煤炭资源的特点及分级

1讲稿一、煤的生成：成煤作用及煤的系列…………………………………………………………1二、我国煤炭资源的基本情况；…………………………………………………………………51、资源分布及特征：………………………………………………………………………52、低阶煤的分布：…………………………………………………………………………6三、单种炼焦煤的特性…………………………………………………………………………71、煤的黏结性………………………………………………………………………………92、煤的结焦性………………………………………………………………………………93、单种煤成焦特点…………………………………………………………………………104、煤的成焦过程…………………………………………………………………………11四、配煤炼焦的意义与原则……………………………………………………………………121、为什么配煤………………………………………………………………………………152、配煤的原则………………………………………………………………………………163、配合煤的质量指标………………………………………………………………………16五、焦炭的组成与特性…………………………………………………………………………191、焦炭的化学组成…………………………………………………………………………192、焦炭的机械性能…………………………………………………………………………203、焦炭的热性质……………………………………………………………………………20六、捣固炼焦技术………………………………………………………………………………221、捣固炼焦的基本原理…………………………………………………………………222、捣固炼焦的工艺流程…………………………………………………………………223、捣固炼焦技术简介……………………………………………………………………224、捣固炼焦的技术要求和效果……………………………………………………………23七、焦炉煤气简介………………………………………………………………………………231、配煤性质和组成的影响…………………………………………………………………242、焦炉操作条件的影响…………………………………………………………………253、炼焦炉压力制度对化学产品的产率和组成的影响…………………………………26一、煤的生成：成煤作用及煤的系列煤是由泥炭或腐泥转变而来。泥炭主要是高等植物遗体在沼泽中．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．经过生物化．．．．．学作用而形成的一种松软有机质的堆积物。．．．．．．．．．．．．．．．．．．．泥炭的形成是一个复杂的生物化学变化过程。通常在低洼积水的沼泽里，植物经历了繁殖、死亡期后，堆积于沼泽的底部，在厌氧细菌的作用下，形成了各种较简单的有机化合物及其残余物，这一氧化分解过程称之为腐植化作用。此后，2被分解的植物遗体被上部新的植物不断覆盖，转到沼泽较深部位，从而由氧化环境转入弱氧化甚至还原环境中。在缺氧条件下，原先形成的有机化合物发生复杂的化学合成作用，转变为腐植酸及其他合成物，从而使植物遗体形成一种松软有机质的堆积物，聚积成泥炭层。腐泥的形成过程．．．．．．．与泥炭不同。低等植物和浮游生物在繁殖、死亡后，遗体堆．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．积在缺氧的水盆地的底部，主要是在厌氧细菌参与下进行分解，再经过聚合和缩．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．合作用，便形成暗褐色和黑灰色的有机软泥．．．．．．．．．．．．．．．．．．．——．．腐泥层。．．．．表1表明泥炭和腐泥的主要区别。表1泥炭和腐泥的主要区别比较项目泥炭腐泥原始质料宏观特征元素组成特征有机组成特点工艺性质形成过程高等植物褐色、黑褐色松软有机质堆积物氢含量较低，碳含量较高，H/C原子比值较低富含腐植酸焦油产率较低先受到氧化分解，后在厌氧条件低等植物和浮游生物暗描色和黑灰色有机软泥氧含量高，氧含量低．H/C原子比值高富含沥青质焦油产率高在厌氧细菌作用下．经过分解聚合与缩合作用形成其后，泥炭或腐泥不断被上层沉积物覆盖，埋藏到一定深度，经受压力、温度等作用，发生了新的一系列物理化学变化。在这个过程的早期阶段，进行的是成岩作用，它使泥炭转变成褐煤，腐泥转变成腐泥褐煤；后期则受变质作用的影．．．．．．．．．．响，使褐煤转变成烟煤或无烟煤，腐泥褐煤转变成腐泥烟煤或腐泥无烟煤。．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．成煤和变质作用总称为煤化作用。根据原始植物质料和聚积环境的不同可将煤细分为三大类。①腐植煤类其前身是高等植物遗体在沼泽中形成的泥炭。②腐泥煤类其前身是低等植物遗体在湖泊等水体中形成的腐泥。③腐植腐泥煤类成煤原始质料兼有高等植物和低等植物，聚积环境介于前两类之间的过渡情况。3由上可见，从植物死亡、堆积、埋藏到转变成煤，要经过一个演变过程，这．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．个过程称为成煤过程。不同的成煤物料，经历不同成煤过程（见表．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2．），出现了．．．．．各具特性（指物理、化学、煤岩和工艺性质）的不同类别的煤炭．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。．表2煤的成煤过程植物——泥炭——褐煤——烟煤——无烟煤转变条件水中，细菌，数千年到数万年地下（不太深）．数百万年地下（深处）．数千万年以上主要影响因素生化作用，氧供应状况压力（加压失水），物化作用为主温度、压力、时间，化学作用为主转变阶段第一阶段泥炭化阶段第二阶段成岩阶段煤化阶段变质阶段在自然界中储量最大、分布最广的要数腐植煤，它又可分为陆植煤和残植煤。陆植煤是由植物中的纤维素和木质索等主要组分形成的，通常讲的煤大都是指腐．．．．．．．．．．植煤中的陆植煤。．．．．．．．．残植煤是由植物中含量较少、但在成煤初期最不易被微生物分解的组分形成的，所以单独的残植煤很少，多以薄层或透镜体夹在陆植煤中。我国江西乐平和浙江长广煤田有典型的树皮残植煤，云南禄劝泥盆纪地层中有典型的角质残植煤，大同煤田发现有少量孢子残植煤夹层。自然界中储量很少的是腐泥煤和石煤。它们由低等植物包括菌藻类植物形成，这些植物无根，茎、叶器官的分化，是地球上最早出现的生物，种类达两万种以上，但数量少，是造成腐泥煤储量低的原因。腐植煤和腐泥煤的主要特征见表3。表3腐植煤和腐泥煤的主要特征特征腐植煤腐泥煤颜色褐色或黑色，多数为黑色多数为褐色光泽光亮者居多暗用火柴点燃不燃烧能燃烧，有沥青气味氢含量／%6%6%低温干馏焦油产率／%20%25%成煤序列项目4煤炭的演变史与生物的进化史一样，经历了由低级向高级逐步演化的漫长历．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．史进程。表．．．．．4．列举．．了．中国主要成煤期所处的地质年代以及相应的煤田举例。．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．表4地质年代以及相应的煤田举例代纪距今年代/百万年中国主要成煤期Δ生物演化煤种我国煤田举例植物动物新生代第四纪被子植物出现古人类泥炭四川若尔盖、青海河南县晚第三纪Δ哺乳动物褐煤为主少量烟煤辽宁新宾、清原、广东茂名、高要、新会、龙口、小龙潭等早第三纪中生代白垩纪裸子植物爬行动物褐煤、烟煤、少量无烟煤云南、广西褐煤等，大同、阜新、萍乡等侏罗纪Δ三迭纪古生代万古生代二迭纪Δ蕨类植物两栖动物烟煤、无烟煤内蒙、新疆、山西、开滦、淮南、本溪等；广东台山、秦岭西段等地区石炭纪泥盆纪裸蕨植物早古生代志留纪菌藻植物鱼类石煤南方几省如浙江、湖南奥陶纪无脊椎动物寒武纪新元古代海藻无植物化石发现中元古代古元古代太古代1.6236513520525029035541043851057010001600250040005图5成煤年代描述轴二、我国煤炭资源的基本情况；中国是一个以煤炭为主的能源大国，现已查明的煤炭资源量占我国化石能源资源的95%以上，在世界煤炭储量中仅次于美国而居世界第二。到2003年底止，全国保有查明资源储量超过10200亿吨，其中经济可采储量也高于1892亿吨。全国炼焦煤的查明资源储量高于2758亿吨，占全国煤炭资源总量的27%。在炼焦煤资源中，经济可采储量多于646亿吨。从各省（市、区）的炼焦焦煤资源看，山西省占绝对多数，其“查明资源储量”高达．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1544．．．．亿吨以上．．．．，占全国炼焦煤“查明资源储量的56%”。其中，经济可采的“储量”也是山西省占绝对优势，为．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．331．．．亿吨以上．．．．，也占全国炼焦煤经济可采“储量”的1/2以上，除此以外，居前七位的省份依次为：安徽、贵州、山东、河北、黑龙江和河南等省。1、资源分布及特征：我国煤炭资源分布的自然特征有以下几点。（1）按各主要聚煤期所形成的煤炭资源量看，差别较大，其中以侏罗纪成煤最多，占总量的39.6%，以下依次为石炭二迭纪（北方）38.0%，白垩纪12.2%，二迭纪（南方）7.5%，第三纪2.3%，以及三迭纪0.4%。这和全球性主要聚煤期的储量分布基本一致。褐煤烟煤无烟煤几百万年前约5亿年前6（2）从地域上看，煤炭资源相对比较集中。在全国形成几个重要的煤炭分布区，主要有北方太行山到贺兰山之间包括晋、陕、蒙、宁、豫和新疆塔里木河以北，以及南方川南、黔西、滇东的富煤区。在东西分布上，大兴安岭—太行山—雪峰山一线以西地区，已经发现煤炭资源占全国的89%，而该线以东仅占11%。东部资源贫乏的省区，不可能就地解决缺煤问题，对煤炭的需求必须靠调入解决。（3）从煤类上看，从褐煤、烟煤到无烟煤各种煤类的资源都有，但其数量和分布却极不平衡。除褐煤占已发现资源的12.7%以外，在硬煤（指烟煤和无烟煤）中，低变质烟煤所占的比例为总量的42.4%，贫煤和无烟煤占17.3%，中变质烟煤，即传统上称之为“炼焦用煤”的数量却极少，只占27.6%，而且大多数为气煤，占烟煤的46.9%。肥煤、焦煤、瘦煤则较少，分别占烟煤的13.6%、24.3%、15.1%。要合理地规划优质炼焦煤的勘察开发和利用，对煤炭资源的状况，必须保持清醒的认识。2、低阶煤的分布：低阶煤是指处于低变质阶段的煤。主要煤类分为褐煤和低变质烟煤（包括长焰煤、不黏煤、弱黏煤）。褐煤是变质程度最低的煤类，主要分布在东北和西南两大片区，包括褐煤一号和褐煤二号，年轻褐煤（褐煤一号）主要分布在云南、山东等地区。老年褐煤（褐煤二号）主要分布在东北地区。成煤时代为早中侏罗世、其次为早白垩世。低变质烟煤包括长焰煤、不黏煤和弱黏煤，主要分布在我国西北、华北和东北地区，包括鄂尔多斯盆地和新疆等主要地区。低阶煤的煤质特征：褐煤水分高，全水分高达20%—50%，空气干燥基水分10—20%，灰分20—30%，蒙东地区灰分较低；蒙东地区硫分较低，一般为0.2—0.7%，云南褐煤褐煤长焰煤气、肥煤焦煤瘦、贫煤无烟煤烟煤图57硫分较高，变化大。低变质烟煤灰分低、硫分低，可选性能好，精煤回收率高，原煤灰分一般在15%以内，硫分小于1%。鄂尔多斯盆地不黏煤和弱黏煤的硫分、灰分平均水平，为特低硫—低硫、特低灰—低灰煤，煤质优良。长焰煤水分较高达5%—12%，灰分硫分因地而异。三、单种炼焦煤的特性表6中国煤炭分类总表（1989年10月1日自动正式实施）类别符号数码分类指标Vdaf%G(GR.L)Y/mmb/%H②daf/%P③M/%Qgr,maf/(MJ/kg)无烟煤WY010203≤3.5＞3.5~6.5＞6.5~10.0≤2.0＞2.0~3.0＞3.0贫煤PM11＞10.0~20.00~5贫瘦煤PS12＞10.0~20.0＞5~20瘦煤SM1314＞10.0~20.0＞10.0~20.0＞20~50＞50~65焦煤JM152425＞10.0~20.0＞20.0~28.0＞20.0~28.0＞65①＞50~65