煤炭物流基础知识

煤炭物流基础知识一、煤的形成煤炭是一种固体化石燃料，主要成分为碳、氢和氧等，是人类社会重要的基础能源和重要原料。目前，我国在一次能源生产和消费中煤炭分别占到76%与70%。在地质历史上，沼泽森林覆盖了大片土地，包括菌类、蕨类、灌木、乔木等植物。因不同时代海平面常有变化，当水面升高时，植物会被淹而死亡。如果这些死亡的植物遗体被沉积物覆盖而不透氧气，就不会完全分解，而是在地下形成有机地层。随着海平面的升降，会产生多层有机地层。经过漫长的地质作用，在温度增高、压力变大的还原环境中，这一有机层最终转变为煤层。同时，因埋藏深度、时间的差异所形成的煤也具有不同的煤化程度。煤炭根据其煤化程度的不同，按从低到高的分类，可分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四大类。煤化阶段的两个过程煤化阶段主要是指由泥炭向褐煤、烟煤和无烟煤转化的漫长成煤变质阶段，该阶段主要包括以下两个连续的过程：过程一、在地热和压力的作用下，泥炭层发生压实、失水、肢体老化、硬结等各种变化而形成褐煤——密度比泥炭高，碳含量相对增加。这一过程又叫成岩作用。过程二、褐煤转变为烟煤和无烟煤的过程。在这个过程中煤的性质发生变化，故又叫变质作用。地壳继续下沉，褐煤的覆盖层也随之加厚，在地热和静压力的作用下，褐煤继续经受着理化变化而被压实、失水，其内部组成结构和性质都进一步发生变化，此过程就是褐煤变成烟煤的变质作用。烟煤比褐煤碳含量增高，氧含量减少。烟煤继续进行着变质作用，从低变质程度向高变质程度变化，进而出现了低变质程度的长焰煤、气煤，中变质程度的肥煤、焦煤和高变质程度的瘦煤、贫煤。它们之间的碳含量也随着变质程度的加深而增大。二、煤的开采人类开采利用煤炭已有几千年的历史，2009年我国煤炭总产量超30亿吨，占世界煤炭产量的40%以上。我国2300多个县市中有1458个赋存着煤炭资源，但90%的储量分布在秦岭—淮河以北地区，尤其是晋陕蒙三省区，占到全国总量的63.5%。从东西方向看，煤炭资源的85%分布于中西部，沿海地区仅占15%。从地区看，以山西为中心的华北地区煤炭储量占全国2/3以上，其次是西北和西南地区。我国煤炭资源分布情况：地区华北西北西南华东东北华中占比（%）49309555云南省煤炭资源总量为691亿吨。2006年底，全省探明煤炭资源量为277.1亿吨，预测资源量为413.84亿吨。全省煤炭资源总量居全国第11位，已提交的煤炭资源储量居全国第九位，在南方各省区市中仅次于贵州，居第二位。褐煤资源量仅次于内蒙，居全国第二位。全省保有资源储量267.89亿吨，曲靖市煤炭保有储量为99.04亿吨，占全省保有资源储量的36.97%，昭通市94.49亿吨，占35.27%。红河州41.88亿吨，占15.64%，其余13个州市32.48亿吨，占12.12%。根据煤炭储藏条件的不同，煤炭开采分为露天煤矿开采和地下煤矿开采。露天煤矿开采对煤赋存条件要求较严，只宜在埋藏浅煤层厚度大的矿区采用。移走煤层上覆的岩石及覆盖物，使煤敞露地表而进行开采的称为露天开采。我国适合露天开采的煤田较少，可供露天开采的资源储量仅占7.5%。我国采煤以地下煤矿开采为主。对于地下煤矿开采，煤炭开采的完整过程大概分为三个步骤：井田开拓—从地面开拓一系列井巷进入煤层的过程称为井田开拓。巷道掘进—按照巷道设计开凿出各种类型的巷道，直至把采煤工作面开辟出来。地下煤矿开采—在确定了井田开拓方式、完成了巷道掘进之后，下一步就是采用合适的方法和工艺，安全、顺利、高产和高效地将煤炭开采出来。煤炭开采基本术语采场和采煤工作面：指用来直接大量采取煤炭的场所。在采场内进行回采的煤壁，称为采煤工作面。采煤工作面与采场是同义词。采煤工作：指在采场内，为了采出煤炭所进行的一系列工作。分为基本工序—煤的破、装、运；辅助工序—工作面支护、采空区处理、移置运输、采煤设备等。采煤工艺：由于煤层的自然条件和采用的机械不同，完成这些工序的方法也就不同，并且在进行的顺序上、时间和空间上必须有规律地加以安排和配合。这种按照一定顺序完成各项工作的方法及其配合，称为采煤工艺。采煤系统：采煤巷道的掘进一般是超前于采煤工作进行的。它们之间在时间上的配合以及在空间上的相互位置系统，称为采煤巷道布置系统，即采煤系统。采煤方法：指采煤工艺与采煤系统在时间上、空间上相互配合的总称。地下采煤方法分类在我国，按落煤（煤从整体煤层中破落下来）的技术方法不同，将地下采煤分为旱采—机械落煤、爆破落煤和水采—水力落煤。大约98%的地下采煤都是旱采。旱采包括壁式采煤法和柱式采煤法，以壁式采煤法为主。壁式采煤法工作面长，一般为100～200m，可以容纳功率大、生产能力高的大型采煤机械；柱式采煤法工作面短，一般为6～30m，由于工作面短、顶板易维护，可减少支护费用降低成本，其缺点是回采率低。云南省煤炭生产发展目标原煤产量精煤（洗煤产品）产量机焦产量2010年1.0亿吨3100万吨1200万吨2015年1.3亿吨5500万吨1300万吨2020年1.4亿吨6800万吨1500万吨云南煤炭生产呈现“乡镇煤矿为主、国有煤矿为辅；小型煤矿为主，大中型煤矿为辅；滇东地区为主，其它地区为辅”的格局。2010年初步形成“三块一片”，即：以云南煤化工集团公司下属矿井构成的一块，以省监狱管理局所属的小龙潭矿务局、凤鸣村煤矿、陆东煤矿构成的一块；以滇东能源公司白龙山、雨汪煤矿为基础的煤电一体化项目构成的一块。“一片”是以地县及乡镇煤矿为主构成的一片。大型煤炭企业集团包括煤化工集团公司、滇东能源有限责任公司、小龙潭矿务局等产量占全省原煤产量的40%左右，加上中型煤炭企业和乡镇骨干矿井，大中型煤炭企业的市场占有率达到70%，小型煤矿企业占30%。2010年全省煤矿数量力争控制在1000个以内。三、煤的分类1、中国煤按煤化程度的分类表（V为Vdaf%的略写）大类别小类别主要分类指标主要特性煤褐煤一号褐煤透光率Pm30%煤化程度最低，内在水分较高，发热量低，易风化碎裂，作一般燃料用。二号褐煤30%Pm50%烟煤长焰煤V37G≤5G﹥5～35烟煤中煤化程度最低，挥发分最高，粘结性最弱，燃烧火焰长。不粘煤V﹥28～37G≤5V＞20～28煤化程度较低，挥发分范围较宽，无粘结性。弱粘煤V﹥28～37G﹥5～30V＞20～28略同上，受热后形成的胶质体很少1/2中粘煤V﹥28～37G﹥5～30V＞20～28略同上气煤V﹥28～37G﹥50～65V37G﹥35～65y≤25煤化程度较低，挥发分较高，炼焦时产生较多的煤气。气肥煤V﹥37G﹥85y﹥25略同上，粘结性较强，炼焦时产生大量的胶质体和煤气。1/3焦煤V﹥28～37G﹥65y≤25煤化程度中等，炼焦时产生较强的粘结性。肥煤V﹥10～37G﹥85y﹥25略同上，受热产生较多的胶质体，有极强的粘结性。焦煤V＞10～28G＞50～65G﹥65y≤25粘结性较好，受热产生热稳定性好的胶质体。瘦煤V﹥10～20G＞20～50G﹥50～65煤化程度较高，挥发分较低，受热能产生一定数量的胶质体。贫瘦煤V﹥10～20G＝5～20略同上，受热能产生很少量的胶质体，粘结性差。贫煤V＞10～20G≤5烟煤中煤化程度最高，挥发分最低，受热不产生胶质体不结焦，热值高。无烟煤一号无烟煤V＝0～3.5煤化程度最高，挥发分最低。碳含量最丰富，光泽性较强，硬度高，密度大，燃点高，无粘结性，燃烧时无烟。是高炉喷吹，合成煤气等的主要原材料。二号无烟煤V＝3.5～6.5三号无烟煤V＝6.5～102、中国煤按炼焦用煤分类表Vdaf∕%—煤的干燥无灰基挥发分G—GR，I的略写，煤的粘结指数Y∕mm—煤的胶质层最大厚度3、中国煤按加工方式的分类大类别特征煤原煤从地下地上采掘出的毛煤经筛选去掉矸石后的煤。精煤煤经过精选（干选或湿选）后生产出来的符合一定质量要求的产品粒级煤经过筛选或精选后，粒度下限＞6mm，灰分≤40%的煤。按不同粒度分为洗中块、中块、洗混中块、混中块、洗混块和混块、洗大块和大块、洗特大块和特大块、洗小块和小块、洗粒煤和粒煤、洗选煤经过洗选和筛选已清除或减少原煤中所含的灰分、矸石、硫分等杂质，并按不同煤种、灰分、热值和粒度分成若干品种等级的煤。其粒度分级为50、25、20、13、6（mm）以下。洗选煤分为洗原煤、洗混煤、混煤、洗混末煤、混末煤、洗末煤、末煤、洗粉煤、粉煤。低质煤灰分含量很高（大于40%）的各种煤。4、中国煤分级表煤冶炼用炼焦精煤以0.5%的灰分为一个级差进行分级，共分十五级：A=5.01%～5.50%为一级A=5.51%～6.00%为二级......其他用精煤以0.5%的灰分为一个级差进行分级，共分七级：A=12.51%～13.00%为一级，A=13.01%～14.00%为二级……动力用煤以1%的灰分为一个级差进行分级，共分三十六级：A=4.01%～5.00%为一级，A=40%为三十六级.。四、煤的加工洗选从地下采出的毛煤会含有一些矸石和其他杂质，需经过洗选，使煤中灰分、磷和硫等成份降低，可脱除煤中50%～80%的灰分及30%～40%的全硫。煤炭洗选—指利用煤和杂质（矸石）的理化性质的差异，通过理化分选的方法使煤和杂质有效分离，并加工成质量均匀用途不同的煤炭产品的加工技术。物理选煤—指根据煤炭和杂质物理性质（如粒度、密度、硬度、磁性及电性等）上的差异进行分选的技术方法。有（1）重力选煤：包括跳汰、重介质、斜槽、摇床、风力选煤等，在实际生产中被广泛应用（2）电磁选煤：实际生产中没有应用。浮游选煤—简称浮选，根据煤炭表面理化性质的差异进行分选的技术方法。有（1）机械搅拌式浮选（2）无机械搅拌式浮选。化学选煤，微生物选煤在工业生产中没有实际应用。洗煤厂生产工艺流程1、原煤准备：包括原煤接受、储存、破碎和筛分。2、原煤分选：面前国内的主要分选工艺包括跳汰-浮选联合流程；重介-浮选联合流程；跳汰-重介-浮选联合流程；块煤重介-末煤重介旋流器分选流程；此外还有单跳汰和单重介流程。3、产品脱水：浮选出的精煤脱水，和块煤、末煤、煤泥的脱水。4、产品干燥：一般在比较严寒的地区采用，以防煤冻。5、煤泥水（污水）处理。洗精煤等级：灰分%硫分%热值MJ/kg一号精煤7-80.426-28二号精煤8-90.526-28三号精煤9-160.624-26装炉煤经过高温干溜转化为焦炭、焦炉煤气和化学产品的工艺过程即煤炭焦化过程，简称炼焦。现代炼焦生产由一座或几座焦炉及其辅助设施组成，焦炉的装煤、推焦、熄焦和筛焦构成焦炉操作的全过程。煤料从炉顶部的装煤孔或机侧（捣固焦）装入炭化室，由两侧燃烧室传来的热量将煤料在隔绝空气的条件下加热至高温。加热过炼焦程中煤料熔融分解，所生成的气态产物由炭化室顶部的上升管道逸出，导入煤气净化处理系统，可得到煤气及化学产品。残留在炭化室的固化成焦炭。煤料分解固化过程完成后，将炭化室两侧的炉门打开，用推焦机将焦炭推出，落入熄焦车，赤热的焦炭用水熄灭，冷却后便得到可使用的焦炭。近来开发的炼焦新工艺还有：配入部分型煤炼焦的配型煤工艺、用捣固法装煤的煤捣固工艺、煤预热工艺等。炼铁工艺即以铁矿石、焦炭等为原料，借助于高炉等工具，生产出符合要求的钢铁制品。炼铁的方法就是从炉顶加入铁矿石、焦炭和石灰石，从炉底部向炉内通入加压空气，在焦炭燃烧时，矿石、石灰石与焦炭一起发生反应，最终形成铁水和炉渣。其原理是矿石在特定的氛围中（还原物质CO、H2、C,适宜温度等）通过理化反应获取还原后的生铁。焦铁比—每炼一吨生铁所消耗的焦炭量。一般为380～400kg/T。生铁按不同冶炼工艺和用途可分为炼钢生铁和铸造生铁。炼焦的产品有：1焦炭—炼焦最主要的产品，90%以上用于高炉炼铁，其次用于铸造与有色金属冶炼工业，焦粉还用作烧结的燃料。2煤焦油—产量约占装炉煤的3%—4%。3煤气和化学产品—经过净化的煤气属中热值煤气，发热量约为17500kj/Nm，每吨煤约产炼焦煤气300—400立方米。氨的回收率约占装炉煤的0.2%—0.4%，粗苯回收率约占装炉煤的1%。冶金焦的分级：等级ⅠⅡⅢ灰分%≤12.0≤13.5≤15.