SIF煤炭基礎(chǔ)知識資料

煤炭根底知識上海賽孚燃料檢測煤炭一、煤的形成及分類二、煤炭開采和加工三、煤炭資源2〔一〕煤的形成煤是最豐富的化石燃料，在距今3億年前的古生代石炭紀，生長著大量的植物。一、煤的形成及分類3

這些生物死后，殘骸在地下經(jīng)長期的堆積、埋藏，在高溫、高壓、缺氧條件下，經(jīng)過復(fù)雜的物理化學(xué)變化而形成的。這一過程稱成煤作用。4

植物死亡后，被氧化及被細菌或微生物分解，使其腐爛成為泥煤

(peat)，泥煤中含有大量之水分，燃燒熱值不高。泥煤被埋在沉積物底下，受地質(zhì)作用之溫度與溫度的增加，使煤原有之水分、氧、氮之含量減少，碳之含量及密度逐漸增加，經(jīng)褐煤

(lignite)、煙煤

(bituminouscoal)，最后轉(zhuǎn)變成為無煙煤(anthracite)。5無煙煤質(zhì)地堅硬，燃燒時幾乎無煙、耐燃。埋在地下的時間愈久，煤含水及其它揮發(fā)成分愈低，煤質(zhì)愈好。煤中所含不揮發(fā)的碳，稱為固定碳。無煙煤是最高級的煤，固定碳量在90%以上。固定碳及揮發(fā)份多，煤之燃料價值也較高。硫分及水分越多，那么煤的品質(zhì)越差。6煤形成過程中的三個因素：細菌：在細菌作用下，殘骸的表層局部由于接觸空氣，經(jīng)腐解變質(zhì)，蛋白質(zhì)和纖維素生成CO2和H2O等氣體和液體產(chǎn)物，深埋地下。在缺氧或無氧條件下，厭氧菌將木質(zhì)素等轉(zhuǎn)變?yōu)楦乘岷蜑r青等，后者再經(jīng)多種不同步驟轉(zhuǎn)化為煤。溫度：隨著地層的下沉和沉積層的加厚明顯升高，使成煤過程的變質(zhì)作用得以進行。壓力：壓力是變質(zhì)作用的必要條件之一，壓力與溫度相關(guān)聯(lián)，溫度高時，壓力也大。7〔二〕煤的分類主要有泥炭、褐煤、煙煤和無煙煤〔煤化程度的不同〕，其煤化程度依次增高。它們的形成過程，用化學(xué)式可大致表示如下：

可見，隨著煤轉(zhuǎn)化程度的提高，各類產(chǎn)物中的碳氫比依次增高，而氧含量逐漸減小。8〔1〕泥炭煤化最淺的可燃礦物，其含碳量約為55％～60％，氧含量約為30％，在枯燥情況下很容易燃燒。另外泥炭中含有大量腐殖酸類物質(zhì)，經(jīng)過加工，可以作農(nóng)作物肥料和生長激素?！?〕褐煤泥炭進一步煤化的產(chǎn)物，很容易燃燒，適宜于作為發(fā)電燃料，也可用于氣化，生成合成原料氣或城市煤氣。9〔3〕煙煤煤化較深的品種，其揮發(fā)分含量達10％～15％，容易燃燒；燃燒時會發(fā)出較長的火焰和黑煙，故稱煙煤。是世界上儲量最多，用途最廣的煤種。陳供燃燒外，還大量用于焦炭的冶煉、煤氣化和化學(xué)工業(yè)?！?〕無煙煤〔又稱白煤〕煤化過程的最后產(chǎn)物，其合碳量高達89%～98%，質(zhì)硬，色黑，有金屬光澤，燃點較高；燃燒火焰呈藍色。多用于民用和化肥工業(yè)。10三、煤炭資源〔一〕世界煤炭資源

煤炭是地球上蘊藏量最豐富，分布地域最廣的化石燃料。據(jù)世界能源委員會的評估，世界煤炭可采資源量達4.84×104億t標(biāo)準煤，占世界化石燃料可采資源量的66.8％。據(jù)《1997世界能源統(tǒng)計評論》統(tǒng)計，至1996年底，世界煤炭探明的可采儲量為1.03161×104億t，儲采比為224年，其中七位儲量最大的國家依次為美國、中國、澳大利亞、印度、德國、南非和波蘭。1112131.總括我國是一個以煤炭為主要能源的國家，煤炭在能源生產(chǎn)和消費中的比例一直在70％以上，而且這種格局短期內(nèi)不會根本改變。據(jù)有關(guān)專家預(yù)測，到2050年，煤炭在能源中的比例仍占50%以上。為節(jié)約和保護資源，實現(xiàn)國民經(jīng)濟和社會可持續(xù)開展，正確認識我國煤炭資源根本特征是非常必要的。〔一〕我國煤炭資源14經(jīng)過反復(fù)計算和論證，截至2002年年底：中國探明可直接利用的煤炭儲量1886億噸；人均探明煤炭儲量145噸，按人均年消費煤炭1.45噸，即全國年產(chǎn)19億噸煤炭計算，可以保證開采上百年。包括3317億噸根底儲量和6872億噸資源量共計1萬億多噸的資源，可以留待后人勘探開發(fā)。15另一組數(shù)據(jù)顯示：同期中國煉焦用煤儲量為649億噸，還有根底儲量1244億噸、資源量1477億噸；2003年中國生產(chǎn)焦炭1.78億噸，出口量占世界貿(mào)易量的56.4%。按照近期中國焦炭的生產(chǎn)能力，已經(jīng)探明的煉焦用煤儲量，可以保證開采200年左右。162.我國煤炭資源的地域分布煤炭資源主要分布于昆侖-秦嶺-大別山以北地區(qū)，煤炭資源量占全國煤炭資源總量的93.08%。煤炭資源主要分布于大興安嶺-太行山-雪峰山以西地區(qū)。大致這一線以西的內(nèi)蒙古、山西、四川、貴州等11個省區(qū)，煤炭資源量占全國煤炭資源總量的91.83%。我國煤炭資源地域分布上的北多南少、西多東少的特點，決定了我國的西煤東運、北煤南運的根本生產(chǎn)格局。1718

中國煤炭資源分布面廣，除上海市外，全國各省、市、自治區(qū)都有不同數(shù)量的煤炭資源。在全國2100多個縣中，1200多個有預(yù)測儲量，已有煤礦進行開采的縣就有1100多個，占60％左右。按省、市、自治區(qū)計算，山西、內(nèi)蒙、陜西、新疆、貴州和寧夏6省區(qū)最多，這6省的保有儲量約占全國的81.6％。19煤炭資源的分布區(qū)域：華北地區(qū)最多，占全國保有儲量的49.25％；西北地區(qū)〔30.39％〕；西南地區(qū)〔8.64％〕；華東地區(qū)〔5.7％〕；中南地區(qū)〔3.06％〕；東北地區(qū)〔2.97％〕。203.我國煤質(zhì)特征及煤炭分類〔1〕煤質(zhì)特征判別煤炭質(zhì)量優(yōu)劣的指標(biāo)很多，其中最主要的指標(biāo)為煤的灰分含量和硫分含量。陸相沉積，煤的灰分、硫分普遍較低；海陸相交替沉積，煤的灰分、硫分普遍較高。21

中國煤炭灰分普遍較高，秦嶺以北地區(qū)，晉北、陜北、寧夏、兩淮、東北等地區(qū)，侏羅紀煤田為陸相沉積，煤的灰分一般為10％～20％，有的在10％以下，硫分一般小于1％，東北地區(qū)硫分普遍小于0.5％。中國北方普遍分布的石灰紀、秦嶺以南地區(qū)、湖南的黔陽煤系、湖北的梁山煤系等屬海陸交替沉積的煤，灰分一般達15％～25％，硫分一般高達2％～5％。廣西合山、四川上寺等地的晚二疊紀煤層屬淺海相沉積煤，硫分可高達6％～10％以上。22

硫分小于1％的特低硫煤占探明儲量的43.5％以上，大于4％的高硫煤僅為2.28％。中國的煉焦用煤一般為中灰、中疏煤，低灰和低硫煤很少。煉焦用煤的灰分一般都在20％以上；硫分含量大于2％的煉焦用煤占20％以上。中國煉焦用煤的另一大特點是：硫分越高，煤的動結(jié)性往往越強，其可選性一般較差23煉焦煤類（27.65％）非煉焦煤類（72.35％）氣煤（13.75％）主焦煤（5.81％）肥煤（3.53％）瘦煤（4.01％）其它（0.55％）無煙煤（10.93％）貧煤（5.55％）弱黏煤（1.74％）不黏煤（13.8％）長焰煤（12.52％）褐煤（12．76％）天然焦（0.19％）其它（14.86）分類〔2〕煤炭分類244.對我國煤炭資源的評價中國煤炭資源在儲量、勘探程度、地理分布、煤種及煤質(zhì)等方面有以下特點：〔1〕煤炭資源豐富，但人均占有量低?！?〕煤炭資源的地理分布極不平衡。〔3〕各地區(qū)煤炭品種和質(zhì)量變化較大，分布也不理想?！?〕適于露天開采的儲量少25〔1〕煤炭資源豐富，但人均占有量低中國煤炭資源雖豐富，但勘探程度較低，經(jīng)濟可采儲量較少。所謂經(jīng)濟開采儲量是指經(jīng)過勘探可供建井，并且扣除了回采損失及經(jīng)濟上無利和難以開采出來的儲量后，實際上能開采并加以利用的儲量。在目前經(jīng)勘探證實的儲量中，精查儲量僅占30％，而且大局部已經(jīng)開發(fā)利用，煤炭后備儲量相當(dāng)緊張。我國人均：約234.4t世界人均：312.7t美國人均：1045t26〔2〕煤炭資源的地理分布極不平衡北多南少、西多東少，分布與消費區(qū)分布不協(xié)調(diào)。華東地區(qū)：煤炭87％在皖、魯，而工業(yè)在以上海為中心的長江三角洲地區(qū)；中南地區(qū)：煤炭72％在豫，而工業(yè)在武漢和珠江三角洲地區(qū)；西南地區(qū)：煤炭67％在黔，而工業(yè)主要在四川；東北地區(qū)：煤炭52％在黑，而工業(yè)集中在遼寧。27〔3〕各地區(qū)煤炭品種和質(zhì)量變化較大，分布也不理想中國煉焦煤在地區(qū)上分布不平衡：四種主要煉焦煤種中，瘦煤、焦煤、肥煤有一半左右集中在山西；而擁有大型鋼鐵企業(yè)的華東、中南、東北地區(qū)，煉焦煤很少。東北地區(qū)，鋼鐵工業(yè)在遼；煉焦煤大多在黑；西南地區(qū)，鋼鐵工業(yè)在川；煉焦煤主要集中在黔。28〔4〕適于露天開采的儲量少露天開采效率高，投資省，建沒周期短。我國適于露天開采的煤炭儲量少，僅占總儲量的7％左右，其中70％是褐煤，主要分布在內(nèi)蒙、新疆和云南。295.我國主要煤田

煤田是煤炭生成和分布的地帶。煤礦是人類開采煤炭的場所。人類只有在煤田上開設(shè)煤礦生產(chǎn)煤炭，才能取得能源。由此可見，煤田的劃分是根據(jù)自然條件，而煤礦的設(shè)立是根據(jù)開采條件。301.大同煤田含煤面積1781.3Km2，資源量341.8億噸。區(qū)內(nèi)產(chǎn)量9000萬噸左右，以動力煤為主，是山西生產(chǎn)出口煤最多的煤田。主要品種為大同動力煤。

但是，隨著與之相似的國內(nèi)陜西神府煤田、內(nèi)蒙古東勝煤田的開發(fā)及神華鐵路的建設(shè)、印尼及南非出口動力煤的迅速開展，該事實上已失去競爭力，未來將處于逐年退縮的境地。

大同煤田目前以生產(chǎn)侏羅紀煤為主，侏羅紀煤現(xiàn)僅有保有儲量58.8億噸，按現(xiàn)有產(chǎn)量僅可開采20余年。因此,開發(fā)下部石炭-二迭紀煤田以迫在眉睫.312.寧武煤田面積3087Km2，資源量974.34億噸，區(qū)內(nèi)產(chǎn)量3700余萬噸，以動力煤為主，出口煤量僅次于大同煤田，主要出口品種為平朔洗動力煤.其特點是具有較高的灰熔點，較穩(wěn)定的質(zhì)量及供貨能力。其缺點是灰分、硫分較高，洗選后仍不如大同煤。目前該礦主產(chǎn)品根本全部出口。大寧煤田最有希望的煤種是在90年代才開始勘測，近年來剛剛開發(fā)的大寧煤田南部侏羅紀煤。該煤田面積100多平方公里，煤層厚度1-3米，現(xiàn)年生產(chǎn)能力已到達100余萬噸(全部為地方小礦)。323.

沁水煤田

含煤面積30500.1Km2，資源量3316.5億噸，以無煙煤和半無煙煤為主。主要有晉城無煙煤和陽泉無煙煤，是山西省第三大出口產(chǎn)品。近年來受到國外越南鴻基煤、國內(nèi)寧夏無煙煤的沖擊，加上世界無煙煤市場的萎縮，這二個品種也將逐年萎縮。最有出口潛力的是該煤田西南部的焦煤?，F(xiàn)有礦井約50個(全是地方小礦)。年產(chǎn)量為450萬噸左右。作為低灰低硫、低揮發(fā)分、強粘結(jié)性焦煤，該煤種必將成為進入國際市場的一個名牌產(chǎn)品。33四、煤的開采

埋藏在地下的煤層，由于成煤條件不同，地質(zhì)情況各異，有的埋藏很深，有的埋藏較淺，因此開采方法也不一樣。煤的開采方法：

露天開采地下開采。34現(xiàn)代露天煤礦開采煤炭的大型挖掘機1.露天開采移去煤層上面的表土和巖石〔覆蓋層〕，開采顯露的煤層。3536習(xí)慣上又稱叫剝離法開采，這是因為露出地面的煤已開采殆盡，有必要剝離表土，使煤層顯露出來。此法在煤層埋藏不深的地方應(yīng)用最為適宜，許多現(xiàn)代化露天礦使用設(shè)備足以剝除厚達60余米的覆蓋層。露天開采用于地形平坦，礦層作水平延展，能進行大范圍剝離的礦區(qū)最為經(jīng)濟。當(dāng)?shù)V床地形起伏或多山時，采用沿等高線剝離法建立臺階，其一側(cè)是山坡，另一側(cè)幾乎是垂直的峭壁。露天開采使地面受到損害或徹底的破壞，應(yīng)采取措施，重新恢復(fù)地面。37

煤層埋藏較深的地方用此法。礦井開采條件的好壞與煤礦中含瓦斯的多少成反比。傳統(tǒng)的地下開采方法：

豎井開采斜井開采平硐開采

2.地下開采38

豎井是一種從地面開掘以提供到達某一煤層或某幾個煤層通道的垂直井。從一個煤層下掘到另一個煤層的豎井稱盲井。在井下，開采出的煤倒入豎井旁側(cè)位于煤層水平以下的煤倉中，再裝入豎井箕斗從井下提升上來。39

斜井是用來開采非水平煤層或是從地面到達某一煤層或多煤層之間的一種傾斜巷道。斜井中裝有用來運煤的帶式輸送機，人員和材料用軌道車輛運輸。40

平硐是一種水平或接近水平的隧道，開掘于水平或傾斜煤層在地表露出處，常隨著煤層開掘，允許采用任何常規(guī)方法將煤從工作面連續(xù)運輸?shù)降孛妗?142

現(xiàn)在地下開采大多使用機械。傳統(tǒng)的開采法是將開采坑道支撐起來。然后挖掘、鉆孔、爆破、裝載，最后將煤運到地上；還有一種采法，是用機械不斷發(fā)挖掘和鉆孔，再用其它機械將煤輸出坑道。這種方式每分種大約可生產(chǎn)