概论及煤的基本性质

• 急斜煤层 45°～90°
• 通常又把8°以下的煤层称为近水平煤层。
第四节 煤层的埋藏特征
• 二、煤层顶底板岩石
– 煤层顶底板岩石是指煤系中位于煤层上下一定距离内 的岩层。按照沉积的次序，在正常情况下，先于煤生 成的岩石是煤层的底板，较煤后生成的岩层叫做顶板。
• 三、地质构造对煤层的影响
– 地质构造的形态多种多样，概括起来可分为单斜构造、 褶曲构造和断裂构造。
第五节 煤田地质勘探及矿井储量
• 一、煤田地质勘探的任务
– 了解矿井资源/储量、井田地质条件、煤层赋存 条件、水文地质条件、开采技术条件、煤种煤 质等矿井的资源条件。
• 二、煤田地质勘探工作的阶段划分
– 煤田地质勘探工作划分为煤田普查、矿区详查 和井田精查三个阶段依次进行。
• 三、矿井储量
– 矿井储量分为：矿井地质资源量 、矿井工业储 量 、矿井设计储量 、矿井设计可采储量 。
• 二、煤的工业分类
– 1．常用的煤质指标
• 评价煤质的主要指标包括：水分W、灰分A、挥发分 V、胶质层厚度Y、发热量Q、硫S和磷P的含量以及 含矸率等。
– 2．煤的工业分类
• 我国现行的工业分类，是以炼焦煤为主的分类方案， 分类指标主要用挥发分和胶质层的最大厚度y(mm) 为指标划分煤的种类，从无烟煤到褐煤分为十大煤 种，即无烟煤、烟煤（贫煤、瘦煤、焦煤、肥煤、 气煤、弱粘煤、不粘煤、长焰煤）、褐煤 。
第二节 煤的形成及煤系
• 一、煤的形成
– 煤层的形成受古植物、古气候、古地理及古构造等条 件的控制。
– 我国最主要的三个聚煤时期为：石炭二迭纪、侏罗纪 和第三纪。
– 古植物从死亡、堆积到转化为煤的演化过程，称为成 煤作用。分为泥炭化阶段 和煤化阶段 。

§1 高炉喷煤概论长期以来，开发摆脱或降低对焦炭依赖的炼铁技术一直在走着两条并行的路线。

一条是开发新的炼铁工艺，从根本上改变能源结构，完全不用焦炭，如熔融还原、直接还原工艺等。

另一条就是在不根本改变高炉工艺的前提下，采用某种技术措施用其它燃料替代部分焦炭，如喷煤、喷油、喷吹天然气等。

8高炉应少用焦炭，因此，高炉喷煤工艺因需而生。

所谓高炉喷煤，就是指从高炉风口向炉内喷吹磨细了的煤粉（无烟煤、烟煤或无烟煤、烟煤混合物以及褐煤），以代替焦炭向高炉提供热量和还原剂。

1.1 高炉喷吹煤粉技术发展的必要性（1）高炉喷吹煤粉技术的发展背景1）冶金煤炭资源的经济合理地利用，客观上对高炉喷煤技术的开发与应用提出了最为迫切的要求。

2）冶金焦炭供需紧张。

3）资源、价格因素：煤与重油价格变化的对比来看，煤的价格相对低且平稳，这是高炉喷煤技术得以发展的一个重要原因。

4）高炉操作调剂及其相关技术的发展，也促进了喷煤技术的发展。

5）追求经济利益、降低生铁成本，是高炉喷煤技术发展的另一个重要原因。

6）在考察高炉喷煤技术发展背景时，还必须注意到环境保护方面的因素。

（2）高炉喷煤的意义1）以低价的煤代替了日趋贫乏且价格昂贵的冶金焦，降低了焦比，使高炉炼铁的成本大幅下降。

2）高炉喷煤可以作为一种调剂炉况的手段。

3）高炉喷煤可以改善炉缸工作状态，使高炉稳定顺行。

4）为高炉提高风温和富氧鼓风创造条件。

因为喷吹煤粉会使风口前理论燃烧温度降低，导致理论燃烧温度降低的原因主要有：⏹高炉喷吹煤粉后煤气量增加，加热煤气需要消耗热量；⏹高炉煤粉带入的热量少，而焦炭进入到风口区时已加热到1450~1500℃，而喷吹煤粉的温度不超过100℃；⏹煤粉中碳氢化合物分解吸热。

5）喷吹煤粉中的氢含量比焦炭带入的多，氢气提高了煤气的还原能力和穿透扩散能力，有利于矿石的还原和高炉操作指标的改善。

6）喷吹煤粉代替了部分焦炭，不仅缓解了焦煤的供需紧张状况，也减少了对炼焦设施的投资和建设，降低了炼焦生产对环境的污染。

现代工业文明对能源的要求
电力 运输燃料 从矿物中提炼金属和化学品（如炼铁） 化工产品，包括塑料、药品、化肥 过程热，即在化学工业及金属加工中用于锅炉、熔化、
退火改型等所需的热能
煤可以满足所有这些需要
发展煤化工
常规煤综合利用技术
用作动力原料 燃烧产生热能、电能；副产品煤渣、煤灰可生产煤渣转、水泥 （能源） 材料、过滤材料等
有一种黑石头，可以燃烧，有时铁匠可用它来代替木 炭， 并把这种可燃烧的石头称anthrax（anthracite)。
摘自Theophrastus（西奥福来斯多斯）在 公元前300年发表的De Lapidus(岩石学)
煤炭的生成
煤炭的生成 植物 泥炭 褐煤 烟煤 无烟煤
煤炭的生成
植物经数千年到数万年复杂的生物化学变化过程形成泥 炭（一种松软有机质的堆积物）；
蒸汽机和便宜的铁为各种技术的的发展提供了基础。它也 成为在西方文明史上的一个决定性的转折点－工业革命。
工业革命带来的重要变化
从小规模的以家庭形式的制造业向大工厂的转变 : 蒸汽机为大工厂的生产需要提供可靠的动力源，而蒸汽 机的广泛应用又要求有大量廉价燃料的供给，而当时能满 足这一要求的只有煤炭。 当时具有丰富煤资源的国家是最能适应由工业革命带来 新的经济变化的国家，主要是英国、美国、德国和法国。 19世纪国家的政治力量大小对应于所拥有煤的多少，在 那个时代，煤就意味着power，即动力和权力。
泥炭在不太深的地下经数百万年因压力和温度等作用发 生一系列物理化学变化（成岩作用）转变成褐煤或烟煤；
褐煤或烟煤在地下深处再经数千万年以上因压力、温度 和时间的化学物理作用（变质作用）形成烟煤或无烟煤。
煤炭是一种宝贵的不可再生的资源， 必须加以高效、经济和合理地利用。

《煤质基础知识概述》一、引言煤炭作为一种重要的能源资源，在全球经济发展和人们的日常生活中发挥着至关重要的作用。

了解煤质基础知识，对于合理开发、利用煤炭资源，提高煤炭利用效率，减少环境污染等方面都具有重要意义。

本文将从煤质的基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势等方面进行全面的阐述与分析。

二、煤质的基本概念（一）煤炭的定义煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。

主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成，此外，还含有少量的氟、氯、砷、硼、铅、汞等元素。

（二）煤的分类1. 根据煤化程度的不同，可分为褐煤、烟煤和无烟煤。

- 褐煤：煤化程度最低，外观呈褐色或黑色，质地较软，水分含量高，挥发分高，热值低。

- 烟煤：煤化程度介于褐煤和无烟煤之间，外观呈黑色，质地较硬，水分含量适中，挥发分较高，热值较高。

- 无烟煤：煤化程度最高，外观呈黑色，质地坚硬，水分含量低，挥发分低，热值高。

2. 根据煤炭的用途不同，可分为动力煤、炼焦煤和化工用煤等。

- 动力煤：主要用于发电、工业锅炉等动力设备，对煤炭的热值、灰分、硫分等指标有一定要求。

- 炼焦煤：主要用于炼焦，生产焦炭，对煤炭的粘结性、结焦性等指标有较高要求。

- 化工用煤：主要用于生产化肥、甲醇、烯烃等化工产品，对煤炭的化学性质、元素组成等指标有特定要求。

（三）煤的主要成分1. 碳：是煤炭的主要可燃成分，含量一般在 50%~90%之间。

碳含量越高，煤炭的热值越高。

2. 氢：是煤炭中的重要可燃成分，含量一般在 2%~6%之间。

氢含量越高，煤炭的热值越高。

3. 氧：是煤炭中的不可燃成分，含量一般在 10%~30%之间。

氧含量越高，煤炭的热值越低。

4. 氮：是煤炭中的少量成分，含量一般在 0.5%~2%之间。

在燃烧过程中，氮会转化为氮氧化物，对环境造成污染。

5. 硫：是煤炭中的有害成分，含量一般在 0.5%~5%之间。

硫在燃烧过程中会生成二氧化硫，对环境造成污染。