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1、-煤化学 第九章 煤的分类和煤质评价-第 18 页第九章 煤的分类和煤质评价第一节 煤炭分类意义和分类指标一、煤炭分类的意义煤的分类不仅具有科学意义，而且还有其重要的经济意义。煤是重要的能源和化工原料，它的种类繁多，其组成、性质又各不相同，而各种工业用煤对煤的质量又有特定的要求，所以为了保证合理地利用煤炭资源和指导生产，必须将煤炭进行分类。只有不断完善煤炭分类方案，才能搞清各种煤的工艺性质和经济价值，才能有计划地开采和利用，所以煤的分类是煤炭勘探、开采规划、分配和合理使用的共同依据。二、煤炭分类的方法和原则人们对各种自然界物质进行分类时，需要遵循两个共同原则:第一是根据物质各种特性的异同，划分
2、出自然类别(分类学);第二是对划分出的类别加以命名表述。这是分类系统学的通常程序。对煤炭进行分类时，根据分类目的的不同，有实用分类(技术分类和商业编码)和科学/成因分类(即使是纯科学分类，通常也有实际用途)两大类。这两大类构成了煤炭分类的完整体系。煤炭的科学分类包括下列几项原则:(1)要全面地包括各产地的全部煤种;(2)能包括各种煤的全部性质，如物理性质、化学性质、物理化学性质和工艺性质; (3)能确定各种煤的现代工业用途，炼焦、气化、低温干馏、加氢、动力以及其他综合利用。 三、煤炭分类的指标煤的牌号反映着煤的有机质特性，因此，以煤化程度和煤的黏结性作为煤的工业分类两个指标。目前，世界各国分类
3、指标不统一，各主要工业国家和国际上煤分类方案的选用指标见表9-1。(一)煤化程度从表9-1可知，各国用来反映煤化程度的指标是干燥无灰基挥发分(Vdaf)，这是因为它能较好地反映煤化程度，并与煤的工艺性质有关，而且其区分能力强，测定方法简单，易于标准化。但是煤的挥发分不仅与煤的变质程度有关，而且还受煤的岩相组成的影响。同一种煤的不同岩相组成其挥发分有很大差别。变质程度相同的煤田，由于岩相组成的不同而有不同的挥发分值;而不同变质程度的煤，在岩相组成不同的情况下，也可能得到相同的挥发分值。因此，煤的挥发分有时也不能十分准确地反映煤的变质程度。尤其对于挥发分较高的煤，其误差更大。因此，有的国家采用煤的
4、发热量或镜质组反射率，作为烟煤和无烟煤变质程度的主要指标。煤的发热量适合于低变质程度的煤和动力煤，一般以干燥无灰基(恒湿无灰基)的高位发热量代表煤的变质程度。镜质组反射率在高变质阶段的烟煤和无烟煤，能较好地反映煤化程度的规律，并综合反映了变质过程中镜质组分子结构变化，其组成又在煤中占优势，因此，该指标可排除岩相差异的影响，比挥发分产率更能确切地反映煤的变质规律。此外，煤中氢碳元素的原子比在一定程度上也能代表煤的变质程度。氢对高变质程度的煤，尤其无烟煤能很好地反映变质程度规律。我国现行无烟煤分类以煤中氢作为分类指标之一。(二)煤的黏结性煤的黏结性是煤在热加工过程中重要的工艺性质，是煤炭分类中又一
5、个重要指标。表示煤的黏结性的指标很多，如胶质层最大厚度、罗加指数、坩埚膨胀序数、奥阿膨胀度和格金焦型等。坩埚膨胀序数指标在法国、意大利、德国等国普遍采用。它在一定程度上反映煤的黏结性，而且方法简单，对于煤质变化不太大时，较为可靠。但其测定结果是根据焦饼的外形，故常有主观性，且过于粗略。格金焦型在英国使用，它与挥发分较为接近，而对黏结性不同的煤都能加以区分。但其测定方法较为复杂，并且人为因素较大。罗加指数对弱黏结煤和中等黏结煤的区分能力强，且测定方法简单，操作快速，所制样少，易于推广。奥阿膨胀度对强黏结煤的区分能力较好，测试结果的重现性好，但对黏结性弱的煤时能力差，设备加工较困难。吉氏流动度是反
6、映煤产生胶质体最稀薄状态的黏度。它对弱或中等黏结煤有一定区分能力，该法灵敏度高，测值十分敏感，但存在许多人为和仪器的因素，使得在不同实验室测得结果不能一致。我国目前采用胶质层最大厚度Y值和黏结性指数G来表示煤的黏结性。用胶质层最大厚度表征中等或强黏结煤的带结性，而用黏结性指数表征弱黏结煤的黏结性，这就充分利用了它们各自的优点。第二节 中国煤的分类一、我国原有煤的分类方案我国煤原有的分类方案是以炼焦煤为主的工业分类方案。它是由中国科学院、原煤炭部、原冶金部等单位共同研究，于1956年12月提出的方案，1958年4月经原国家技术委员会正式颁布试行。该分类方案的分类指标是煤的干燥无灰基挥发分(Vda
7、f)和胶质层最大厚度(Y值)。从褐煤到无烟煤之间的所有煤种，共分为10大类，24小类，见表9-2010大类主要用于地质部门的资源勘探，煤炭部门的矿井建设和开采，管理部门的煤炭计划和调拨。24小类用于各种煤的合理利用和科学研究。原有的煤炭分类方案，无论是在指导我国国民经济各部门正确而合理地使用我国的煤炭资源，还是在煤田地质勘探工作中正确地划分煤炭类别(牌号)和合理地计算煤田的储量等方面都起到了积极的作用。但该分类方案也存在着一些明显的缺点。(1)对长焰煤和褐煤没有提出明确的划分指标和界线。即挥发分Vdaf大于40%，y值等于 0 mm(粉状)的年轻煤，既可划分为褐煤，又可划分为长焰煤。这对煤矿和
8、用户来说，划分为不同的煤类，意味着有不同的经济效益。如褐煤的煤种比价为83%，而长焰煤的比价为100%。(2)大类别过少，小类别过多，导致每一大类煤的范围过宽，在同一类煤中的性质相差很大。如同属气煤大类的1号气煤因结焦性不好而多适用于作化工及气化用煤，不宜大量地用于配煤炼焦，而气煤中的2号肥气煤，却是结焦性较好的炼焦基础煤，把这两种性质差异较大的煤划分成同一大类煤显然是不合适的。(3)以胶质层最大厚度Y值(mm)作为煤炭分类主要指标的缺点之一是对煤田地质勘探部门来说，由于煤样用量大，不仅不利于小口径钻管的普遍推广，而且对一些厚度在0.6 m以下的薄煤层因分选减灰后的浮煤量不足以测定胶质层，因此
9、无法确定其煤的类别。此外，对强黏结性的肥煤来说，Y值的测定误差大;对黏结性弱的煤来说，则Y值测不准确.(4)对贫煤和瘦煤的划分界线以Y值等于0时的焦渣成块和粉状来确定，这是含混不清的。对焦渣为凝结时又如何划分没有明确规定，而贫煤和瘦煤的煤种比价又相差5%，这就给煤矿和用户之间带来了矛盾。(5)对于Vdaf不大于14%的煤，如其Y值大于0，则既不能划分为贫煤，又不能划分为瘦煤，这就无法确定这种煤的类别。(6)对低煤化程度的褐煤和高变质的无烟煤类不再细分为小类，这就不能充分表征这些煤类的特征及其工艺利用途径。而我国无烟煤和褐煤资源却是相当丰富的。二、中国煤炭新分类的国家标准(一)中国煤炭分类的完整
10、体系中国煤分类的完整体系，由技术分类、商业编码和煤层煤分类三个国家标准组成。前二者属于实用分类，后者属于科学/成因分类。它们之间就其应用范围、对象和目的而言，都不尽一致。表9-3比较了它们的主要差别。明确区分科学/成因分类与煤的技术/商业两大分类系统的异同非常重要，可以促进学科与各种煤炭应用领域的发展与进步。技术分类、商业编码和煤层煤分类三者形成一个完整体系，互为补充，同时执行。需要说明的是，制订中国煤层煤分类的主要目的是提供一个与国际接轨的统一的尺度，用来评价和计算煤炭资源量与储量;煤层煤(科学/成因)分类并不是一种纯学科、理论式的分类，而是将煤层煤看做原生地质岩体的一种按自然属性的分类。由
11、上可见，煤炭分类将根据实际需要在应用中不断加以扩展补充和修改，使分类更简捷、有效而实用，有利于推广应用。(二)中国煤炭分类1974年我国有关部门开始对煤炭进行新的分类，经有关部委、科研机关和高等院校的专家、教授多次会议论证，并对全国主要煤矿、煤产地煤质资料进行了全面分析研究，基本取得了一致意见。新的分类于1985年1月19日通过了煤炭分类国家标准，并于1989年l0月1日起正式实施。其所使用的主要分类指标有两个:一是表示煤化程度的干燥无灰基挥发分Vdaf(在900 时测定而原分类方案挥发分测定温度为850 )，用于区分无烟煤、烟煤和褐煤;二是表示煤的工艺性能的黏结性指标。根据黏结性大小的不同，
12、分别选用黏结指数G、胶质层最大厚度Y和奥阿膨胀度b作为指标。 1.无烟煤、烟煤和褐煤的主要区分指标无烟煤、烟煤和褐煤的主要区分指标是表征煤化度的干燥无灰基挥发分Vdaf。当Vdaf37%和G5时，利用透光率PM来区分烟煤与褐煤，见表9-4。 2.无烟煤的分类 无烟煤采用Vdaf和Hdaf作为指标，将无烟煤分为1号3号3个小类，见表9-5。3.烟煤的分类 烟煤采用干燥无灰基挥发分Vdaf(%)、黏结指数、胶质层最大厚度和奥阿膨胀度作为指标把烟煤分为12大类，见表9-6。4.褐煤的分类 褐煤采用透光率PM(%)作为指标，表示煤化程度参数，用以区分褐煤和烟煤，并将褐煤划分小类。采用恒湿无灰基高位发热
13、量作为辅助指标区分烟煤和褐煤。将褐煤分为2小类，见表9-7。根据表9-5、表9-6和表9-7的分类，可归纳成表9-8的形式，即成为中国煤炭分类总表(GB 5751-86)。为使煤田地质勘探部门和生产矿井能够简易快速地确定煤的大类别，还可将表9-8简化成表9-9，即中国煤炭分类简表。注:当烟煤的黏结指数测值G85时，用于燥无灰基挥发分Vdaf和黏结指数G来划分煤类；当黏结指数测值G85时，则用干燥无灰基挥发分Vdaf和胶质层最大厚度Y，或用干燥无灰基挥发分Vdaf和奥阿膨胀度b来划分煤类.当G85时，用Y和b并列作为分类指标.当Vdaf28.0%时，b暂定为150%; Vdaf28. 0%时，b
14、暂定为220%.当b值和Y值有矛盾时，以Y值为准来划分煤类.分类用的煤样，如原煤灰分小于或等于10%者，不需减灰。灰分大于10%的煤样，需按煤样的制备方法(GB/T 4742008)，用氯化锌重液减灰后再分类。注:凡Vdaf37. 0%，PM30%50%的煤，如恒湿无灰基高位发热量Qgr，maf24 MJ/kg，则划为长焰煤.其他Vdr 24 MJ 注:对G85的煤，再用Y值或b值来区分肥煤、气肥煤与其他煤类.当Y25.0 mm时，应划分为肥煤或气肥煤;当Y25.0 mm时，则根据其Vdaf的大小而划为相应的其他煤类.按b值划分类别时. Vdaf28.0%.暂定b150%的为肥煤;Vdaf28
15、.0%.暂定b220%的为肥煤或气肥煤。如按b值和Y值划分类别有矛盾时，以Y值划分的类别为准。 (三)中国煤分类方案的几点说明(1)分类用煤样的缩制按GB/T 474-2008进行，凡原煤样的灰分小于或等于10%的不需分选减灰;灰分大于10%的煤样需用规定的氯化锌重液减灰后才能作为分类用煤样(对易泥化的低煤化程度褐煤，可采用灰分尽量低的原煤)。(2) G=85为指标转换线。当G85时，用Y与b值并列作为分类指标，以划分肥煤与其他煤类。Y25.0 mm者，划为肥煤或气肥煤;当Vdaf28.0%时，b值暂定为150% ;Vdaf28.0%时，b值暂定为220%。当b值和Y值划分煤类有矛盾时，以Y值
16、为准。 (3)无烟煤划分小类按Hdaf与Vdaf划分结果有矛盾时，以Hdaf划分的小类为准。 (4) Vdaf37. 0%时，PM50%者为烟煤，透光率PM30%50%时，以Qgr，maf24 MJ/kg者为长焰煤。 (5)当以b值来划分强黏结煤时，以b220%的为肥煤(Vdaf37%时或气肥煤(Vdaf37%)。当用b值来划分肥煤、气肥煤类与其他煤类的界限时，之所以采用暂定值，是由于该指标在煤炭系统中尚未普遍开展，目前尚无充分的数据来确定肥煤、气肥煤与其他煤类之间的b值界限究竟以多少为合适。今后需不断地积累这方面的数据以便提出合理的界限.由于b值的数据不够充分，所以新的煤炭分类国家标准中规定
17、，当按b值划分的煤类与按Y值划分的煤类有矛盾时，应以Y值确定的煤类为准。因而矿井在确定强黏结煤的牌号时，可只测Y值而暂不测b值。但从长远来看，最好同时测定Y值与b值进行对比，以便今后提出用b值来划分强黏结性煤时的合理界限。(6)在新的煤炭分类中，将我国的各种煤(从褐煤、烟煤到无烟煤)共划分成14个大类和17个小类，如图9-1所示。其中无烟煤3个小类，主要是按照各小类工艺利用特性的不同而划分。如01号年老无烟煤最适于作炭素原料及民用煤球和蜂窝煤，02号典型无烟煤最适于作为化肥造气原料，03号年轻无烟煤因热值高，可磨性好而很适于作高炉喷吹用煤。.褐煤的2个小类(51号及52号)也是根据其性质和利用
18、特征的不同而划分的。如褐煤蜡高的多是年轻的51号褐煤，其成煤时代多属古近纪和新近纪;而52号年老褐煤，多生成于晚侏罗世，普遍适用于作电厂燃料。在烟煤大类中由老到新共划分为贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、1/3焦煤、气肥煤、气煤、1/2中黏煤、弱黏煤、不黏煤和长焰煤等12个类别。其中除不黏煤、弱黏煤、长焰煤和煤为非炼焦煤以外，其他8个煤类均属炼焦用煤牌号。在煤炭分类中，对每一类煤均可用汉语拼音代号表示，如由图9-1及表9-8看出，每一个煤类均用两个汉语拼音大写字母表示，如气肥煤的汉语拼音代号为QF，瘦煤的代号为SM等。其来源是取其汉语拼音中的第一个字母表示。如J代表焦(Jiao)， M代表煤 (
19、Mei)。 在煤炭分类标准中，还采用了两位数的编码表示不同的煤类。如气煤的数字编码有34、43、44和45共四个，瘦煤的编码有13、14两个，而贫煤的数码只有11一个。数码越多的煤类，表示其分类指标的变化范围越宽。在各类煤的数码编号中，十位数字代表挥发分的高低。如无烟煤的挥发分最低，十位数字为0;褐煤的挥发分最高，十位数字为5;烟煤类的十位数字介于14之间。个位数字对烟煤类来说，表征其黏结性或结焦性好坏，如个位数字越大，则其黏结性越强。如个位数字为6的烟煤类，都是胶质层最大厚度Y值大于25 mm的肥煤或气肥煤类。个位数字为1的烟煤类，都是一些没有黏结性的煤，如贫煤、不黏煤和长焰煤。个位数字为2
20、5的烟煤，它们的黏结性随着数码的增大而增强。对褐煤和无烟煤来说，每个数码编号代表一个小类别煤，如0103分别代表13号无烟煤，51号及52号各代表1号及2号褐煤。但在烟煤阶段，每一数码编号并不代表一个小类煤。如瘦煤中的13号和14号，并不代表1号瘦煤和2号瘦煤，但也可以看出，瘦煤中的14号的黏结性则要比13号的高。总之，同一烟煤类中的不同数码编号部分的性质是有所不同的。如焦煤类中的24号，其黏结性就低于25号，而焦煤中的15号，其挥发分就比25号和24号低。但对煤矿来说，由于焦煤中的15、24和25号煤均执行同一比价，因而也就没有必要按其数码编号来细分其结焦性的好坏或挥发分的大小了。但对配煤炼
21、焦、气化、液化和燃烧等用煤部门，采用数码编号时对指导生产和选择合适的煤源仍有一定的实用意义。三、我国新煤炭分类的优缺点新的煤炭分类国家标准贯彻了拉开档次、按质论价和优质优价的原则，具有严密的科学性和广泛的实用性，为煤炭的合理利用及不同煤种比价的合理调整提供了技术依据。它的主要优点是:(1)代表烟煤黏结性的主要分类指标黏结指数G值的测定煤样用量少，测定方法简易可靠，测试效率大大高于胶质层指数X、Y值。它的全面使用将有利于煤田地质勘探工作的顺利开展，有利于对煤炭结焦性的正确评价和指导煤炭资源的合理利用。(2)对褐煤和长焰煤类的正确划分，采用了透光率PM为主要指标，这就解决了原分类中没有解决的问题。
22、该指标测定简易可靠，测试效率高，结果重现性好，且测值受煤样氧化的影响远远低于发热量、碳、氧和恒湿无灰基煤的高位发热量Qgr，mad，便于推广使用。(3)新分类中减少了烟煤的小类别，适当增加了大类别，对某些过渡煤(如1/3焦煤、 1/2中黏煤和贫瘦煤等)单独划分出了类别。对无烟煤和褐煤类，又根据它们的特性和利用途径的不同而分别增加了小类别。这样使同一煤类之间的性质差异缩小，有利于我国煤炭资源的合理利用和合理分配调运。(4)新的煤炭分类中对每一类煤都列出了汉语拼音的代号，这将有利于输入煤炭资源数据库和检索输出。(5)分类方案中还列出了各类煤的数码编号，人们根据各类煤的数码编号即可大致判断各类煤以及
23、同一类煤之间的挥发分大小和站结性强弱，有利于向国际煤分类靠拢和国际间交流。但是新的煤炭分类亦有如下不足之处:(1)对黏结指数G值大于85的强黏结性烟煤，还需采用胶质层最大厚度Y值(或奥阿膨胀度b值)来进一步确认。因而在烟煤阶段实际上采用了三个黏结性指标，从而增加了区分强黏结性煤的工作量。(2)黏结指数G值的测定结果受煤样氧化的影响比胶质层测定中的Y值所受影响要大，因此煤样采出后在包装运输等各个环节都应采取措施以防止氧化。同时化验室收到煤样后亦应尽快制样、化验，以保证测值的准确性，否则会降低牌号而损害煤矿的经济效益。所以，如试验煤样不及时测定G值时，应在大于0 到5 的低温下保存，但时间不得超过
24、奥阿膨胀度试验的b值受煤样氧化的灵敏度最大，因而在整个采、制、化过程中更要严格采取措施防止氧化。其分析煤样制出后也应在大于0 到5 的低温下保存。(4)胶质层Y值的测试方法规范性很强，不但在不同试验室之间的测定误差较大，而且同一试验室的不同操作者之间，对Y值的测定结果也常会产生一定的系统偏差，尤其是对Y值大于25 mm的强黏结性煤的误差更大。因此，胶质层测定中所用仪器的材质和制造厂家应尽量一致，并严格执行国标规定。(5)在区分长焰煤和褐煤时，对透光率PM大于30%到50%之间的煤，还需要采用恒湿无灰基高位发热量Qgr，mad来进一步区分出褐煤或长焰煤。但该指标的换算公式复杂，最高内在水分(MH
25、C)的测定方法也很费时，且年轻煤发热量的测定误差也大。因此该指标的精确度相对较差，对某些边界区的煤有划错的可能。(6)某些煤类名称(如1/3焦煤和1/2中黏煤等名称)的含义不清，使人不能一目了然。 (7)方案中的文字注释太多。对有些煤类仅按照分类图表还不能正确加以划分，而必须详细了解方案下面的各条注释才能确切地划分出不同的煤类。如焦煤、1/3焦煤和气煤中都有G65的情况，一般以为G值达到65以上时就需要再测Y值或b值来进一步判断其煤种，而实际上只有G85的煤才需要进一步用Y值或b值来判断其确切的煤种。这样使人很难理解，应作进一步改进。(8)划分无烟煤小类时，用Hdaf和Vdaf两个指标是没有必
26、要的，由于Hdaf能很好地反映无烟煤的变质程度，因此，采用Hdaf指标即可。四、各类煤的特性与主要用途1.无烟煤(WY)无烟煤的特点是固定碳高、挥发分低、纯煤真相对密度高达1.351.90，无黏结性，燃点高，一般达360420 左右，燃烧时不冒烟。这类煤又分为01号(年老)、02号(典型)和03号(年轻)三个小类。其中北京、晋城和阳泉三矿区的无烟煤分别为01号、02号和03号无烟煤的代表。无烟煤主要作民用燃料和合成氨造气原料;低灰、低硫且质软易磨的无烟煤不仅是理想的高炉喷吹和烧结铁矿石用的还原剂与燃料，而且还可作为制造各种炭素材料(如炭电极炭块、阳极糊和活性炭、滤料等)的原料;某些无烟煤制成的
27、航空用型煤还可作飞机发动机和车辆马达的保温材料。2.贫煤(PM) 贫煤是烟煤中变质程度最高的一小类煤，呈不黏结或微弱的黏结，在层状炼焦炉中不结焦。发热量比无烟煤高，燃烧时火焰短，耐烧，但燃点也较高，仅次于无烟煤，一般在350360 左右。主要作为电厂燃料，尤其与高挥发分煤配合燃烧更能充分发挥其热值高而又耐烧的优点。3.贫瘦煤(PS) 贫瘦煤是炼焦煤中变质程度最高的一种，其特点是挥发分较低，黏结性仅次于典型瘦煤。单独炼焦时，生成的粉焦多;在配煤炼焦时配入较少的比例就能起到瘦煤的瘦化作用，以提高焦炭的块度。这类煤也是发电、机车、民用及其他工业炉窑的燃料。4.瘦煤(SM) 瘦煤是具有中等黏结性的低挥
28、发分炼焦煤。炼焦过程中能产生相当数量的胶质体，Y值一般在610 mm左右。单独炼焦时能得到块度大、裂纹小、抗碎强度较好的焦炭，但其耐磨强度较差，主要用做炼焦配料。高硫、高灰的瘦煤一般只作为电厂及锅炉的燃料。5.焦煤(JM) 焦煤是一种结焦性较好的炼焦煤，挥发分(Vdaf一般在16%28%之间。加热时能产生热稳定性很高的胶质体。单独炼焦时能得到块度大、裂纹少、抗碎强度和耐磨强度都很高的焦炭。但单独炼焦时膨胀压力大，有时易产生推焦困难。一般以作为配煤炼焦使用效果较好。6.肥煤(FM) 肥煤是中等挥发分及中高挥发分的强黏结性炼焦煤，其挥发分多在25%35%左右。加热时能产生大量的胶质体。单独炼焦时能
29、生成熔融性好、强度高的焦炭，耐磨强度比相同挥发分的焦煤炼出的焦炭还好。但单独炼焦时焦炭有较多的横裂纹，焦根部分常有蜂焦。它是配煤炼焦中的基础煤。7. 1/3焦煤(l/3JM) 1/3焦煤是中等偏高挥发分的较强黏结性炼焦煤，相当于原煤炭分类中的2号肥气煤及部分2号肥焦煤，也有少量黏结性较好的1号肥气煤和1号肥焦煤。它是一种介于焦煤、肥煤和气煤之间的过渡煤。单独炼焦时能生成熔融性良好、强度较高的焦炭，焦炭的抗碎强度接近肥煤，耐磨强度则又明显地高于气肥煤和气煤。因此它既能单煤炼焦供中型高炉使用，也是良好的配煤炼焦的基础煤。且其配入量可在较宽范围内波动而能获得高强度的焦炭。我国淮南产1/3焦煤。8.气
30、肥煤(QF) 气肥煤是一种挥发分和胶质体厚度都很高的强黏结性炼焦煤(也称液肥煤)。其结焦性优于气煤而低于肥煤，胶质体虽多但较稀(即胶质体的黏稠度小)。单独炼焦时能产生大量的煤气和液体化学产品。它最适合于高温干馏制造城市煤气，也可用于配煤炼焦以增加化学产品的产率。这类煤的成因特殊，煤岩成分中以树皮质等壳质组分较多，且多形成于晚二叠世乐平统。江西乐平和浙江长广煤田是我国产典型气肥煤的矿区。9.气煤(QM) 气煤是一种变质程度较低、挥发分较高的炼焦煤。气煤结焦性较弱，加热时能产生较高的煤气和较多的焦油;胶质体的热稳定性较差，能单独结焦，但焦炭的抗碎强度和耐磨强度低于其他炼焦用煤牌号;焦炭多呈细长条而
31、易碎，并有较多的纵裂纹。配煤炼焦时多配入气煤可增加煤气和化学产品的产率。有的气煤也可通过单独高温干馏来制造城市煤气。10. 1/2中黏煤(l/2ZN) 1/2中黏煤相当于原分类中一部分1号肥焦煤和1号肥气煤以及黏结性较好的一些弱黏煤，因而它也是一种过渡煤，但这类煤的储量和产量都不多。它是一种挥发分变化范围较宽、中等结焦性的炼焦煤。其中有一部分煤在单独炼焦时能结成一定强度的焦炭，可作为配煤炼焦的原料。单独炼焦时的焦炭强度差，粉焦率高，主要作为气化或动力用煤。我国目前尚未发现单独生产1/2中黏煤的矿井。11.弱黏煤(RN) 弱黏煤是一种黏结性较弱的从低变质到中等变质程度的非炼焦用烟煤。隔绝空气加热
32、时产生的胶质体少，炼焦时有的能结成强度差的小块焦，有的只有少部分能凝结成碎屑焦，粉焦率很高。这种煤的成因也较特殊，在煤岩组分中有较高的丝质组及半丝质组成分，且多形成于中生代的早、中侏罗世时期。一般适用于气化及动力燃料。我国山西大同矿区是典型的弱黏煤。12.不黏煤(EN) 不黏煤是一种在成煤初期就已经受到相当程度氧化作用的低变质到中等变质程度的非炼焦用烟煤，焦化时不产生胶质体。煤的水分大，纯煤发热量仅高于一般褐煤而低于所有烟煤，有的还含有一定数量的再生腐植酸。煤中含氧量大多在10%15%左右。主要可作为发电和气化用煤，也可作为动力及民用燃料，但由于这类煤的煤灰软化温度较低，最好与其他煤类配合燃烧
33、，可充分利用其低灰、低硫、收到基低位发热量较高的优点。我国西北地区许多矿区(如靖远、神府、哈密等矿区)都是典型的不黏煤产地。13.长焰煤(Cy) 长焰煤是变质程度最低的高挥发分非炼焦烟煤，其煤化程度稍高于褐煤而低于其他各类烟煤。煤的燃点低，纯煤热值也不高。从无黏结性到弱黏结性的均有，有的还含有一定数量的腐植酸。贮存时易风化碎裂。有的长焰煤加热时能产生一定数量的胶质体，也能结成细小的长条形焦炭，但焦炭强度差，粉焦率高。所以长焰煤一般不用于炼焦，多作为电厂、机车燃料以及工业炉窑燃料，也可作气化用煤。辽宁阜新矿区是我国最大的长焰煤矿区。14.褐煤(HM) 褐煤是煤化程度最低的矿产煤，其特点是水分大，
34、孔隙度大，挥发分高，不黏结，热值低，含有不同数量的腐植酸，氧含量高达15%30%左右，化学反应性强，热稳定性差。块煤加热时破碎严重，存放在空气中很易风化变质，碎裂成小块甚至粉末状，使热值更加降低;煤灰软化温度也普遍较低，煤灰中常含有较多的钙盐，其中有的来自腐植酸钙(金属有机化合物)，有的来自碳酸钙和硅酸钙。目前分为目视比色透光率PM大于30%至50%的2号年老褐煤和PM30%的1号年轻褐煤。我国霍林河和小龙潭等都是有名的褐煤矿区。褐煤主要用做发电燃料，粒度650 mm的混块煤可用于加压气化生产燃料气和合成气。新近纪褐煤中有不少可作为提取褐煤蜡的原料，但侏罗纪褐煤蜡低而只可作为燃料或加氢液化原料
35、。年轻褐煤也适于做腐植酸铵等有机肥料，用于农田和果园，能起增产作用.五、中国煤炭分类编码系统随着国内外煤炭贸易量和信息交流的增加，使用中国煤炭的技术分类方案显得问题与困难较多。为了便于煤炭生产、商贸和应用单位准确无误地交流煤炭质量信息，促进经济发展，并便于和正在制定的新的国际煤炭分类接轨。煤炭科学研究总院北京煤化所经多年研究，于1997年提出了一个新的中国煤炭分类编码系统。该编码系统于1997年以推荐性国家标准GB/T 167721997予以公布实施，并与现行煤分类方案(GB 5751-86)并行。中国煤炭分类编码系统等效采用了IS02950-1974国际褐煤分类与AS20961987澳大利亚
36、煤炭编码系统，并参照采用1988年联合国欧洲经济委员会(ECE)提出的中、高煤阶煤国际编码系统和1992年ECE提出的煤层煤分类的主要技术内容，并结合我国国情制定的。它是中国现行煤炭分类(GB 5751-86)和1998年制定的中国煤层煤分类 (GB/T17607-1998)国家标准的补充。中国煤炭分类编码系统适用于各煤阶的腐植煤(以煤的恒湿无灰基煤的高位发热量 Qgr，mad24 MJ/kg的煤定为低阶煤，Qgr，mad24 MJ/kg的煤称为中、高煤阶煤)，不包括腐泥煤、泥炭、碳质页岩和石墨。编码系统按煤阶、煤的主要工艺性质以及煤对环境影响因素的各项参数进行编码。遴选的参数与编码方法贯穿实
37、用、简明与可行的原则，取消了一些学科性参数与分类辅助指标，不分类别，不与煤种比价挂钩。在确定煤阶参数时，既考虑了分类的科学性，又注重实际用煤的实用性，还兼顾与国际标准接轨的需要。为此确定了4个煤阶参数:镜质组平均随机反射率ran;全水分Mt(对低阶煤);挥发分Vad;发热量Qgr，daf(对低阶煤为Qg，.maf)。4个工艺指标中，V和Q是既可作为煤阶参数又是重要的工艺参数;另两个工艺指标是黏结指数G(对中、高阶煤)和焦油产率Tardaf(低阶煤);两个环境因素是灰分Ad和全硫S。 煤的镜质组反射率是表征煤化程度的重要指标。镜质组反射率不受煤岩显微组分的影响，是度量煤阶的较好参数。尤其在烟煤阶
38、段，Vdaf30%时，R是最理想的煤阶参数。对高挥发分煤，使用该指标也较好。考虑到ran本身并没有反映出其中各种镜质煤类型的反射率分布，而镜质体本身就有富氢镜质体与正常镜质体的差异。尽管ran相同，但如果类型、分布不同，煤质差异会很大。加之中国煤岩相不均一，惰性组分高且高挥发分煤很多，随着煤岩不均一性的增加，镜质组比例相对减少，由ran所表征的煤阶的代表性随之降低。镜质体本身也复杂不均一，由此加大煤质的差异。因此，本编码系统采用ran和Vdaf两个指标，相互补充。煤的发热量是表征高挥发分煤的煤阶指标，也是评价动力煤及销售计价的重要指标和依据。对于低煤阶煤，参照IS02952-1974，改用全水
39、分和焦油产率来表征其煤阶与工艺指际，这与低阶煤的经济价值和实用意义更为密切。为了使煤炭生产、销售与用户根据各种煤利用工艺的技术要求能明确无误地交流煤炭质量信息，保证各煤阶煤分类编码系统能适用于不同成因、成煤时代以及既适用于单一煤层、又适用于多煤层混煤或洗煤，同时考虑了灰分与硫分对环境的不良影响和现实环境的要求，依次用下列参数进行编码:(1)镜质组平均随机反射率ran，%，两位数; (2)干燥无灰基高位发热量: Qgr，daf，MJ/kg，两位数;对于低煤阶煤采用恒湿无灰基高位发热量: Qgr，mad，MJ/kg，两位数;(3)干燥无灰基挥发分:Vdaf，%，两位数; (4)黏结指数:GR.1.
40、，简记G，两位数(对中、高阶煤); (5)全水分:M，%，一位数(对低阶煤); (6)焦油产率:Tardaf，%，一位数(对低煤阶煤); (7)干燥基灰分:Ad，%，两位数;(8)干燥基全硫:St，d，%，两位数。 各煤阶煤的编码规定及顺序如下:(1)第一位及第二位数码表示0.1%范围的镜质组平均随机反射率下限值乘以10后取整。(2)第三位及第四位数码表示1 MJ/kg范围干燥无灰基高位发热量下限值，取整;对低煤阶煤，采用恒湿元灰基高位发热量Qgr，daf，两位数，表示1 MJ/kg范围内下限值，取整。(3)第五位及第六位数码表示干燥无灰基挥发分以1%范围的下限值，取整。 (4)第七位及第八位
41、数码表示黏结指数;用GR.I.值除10的下限值取整，如从O到小于10，记作00;10以上到小于20，记作01;20以上到小于30，记作02;90以上到小于100，记作09;余类推;100以上记作10。 (5)对于低煤阶煤，第七位表示全水分，从O到小于20%(质量百分数)时，记作1 ;20%以上除以10的Mt的下限值，取整。(6)对于低煤阶煤，第八位表示焦油产率Tardaf，%，一位数;当Tardaf小于10%时，记作1;大于10%到小于15%，记作2;大于15%到小于20%，记作3;即以5%为间隔，依次类推. (7)第九位及第十位数码表示1%范围取整后干燥基灰分的下限值。 (8)第十一位及第十
42、二位数码表示0.1%范围干燥基全硫含量乘以10后下限值取整。分类指标顺序按煤阶、工艺性质参数和环境因素指标编排。对中高煤阶煤，其顺序是RQVGAS;对低煤阶煤，其顺序按RQVMTAS。在确定编码位数与指标间隔时，如前述巳考虑到指标的测值范围与工艺实践对测值间隔的要求，并无需对位码进行解码与破译(但焦油产率的码需解码)。表中各参数必须按规定顺序排列，如其中某参数没有测值，则应在编码的相应位置注以X或X X。中国煤炭分类编码系统总表如表9-10所示。表9-10的分类编码示例如下:(1)山东黄县煤(低煤阶煤)黄县煤的编码为:05 22 47 2 2 09 06(2)河北峰峰二矿焦煤 峰峰二矿煤编码为
43、：12,36,24，08，14，05（3）北京门头沟无烟煤门头沟煤的编码为:50 33 03 05 02六、中国煤层煤的科学成因分类为便于与国际上煤炭资源、储量统计与质量评价系统接轨，有利于国际交流煤炭资源、储量信息及统一统计口径，煤炭科学研究总院北京煤化所于1998年提出中国煤层煤的分类方案。该标准与中国煤炭分类(技术分类方案)、中国煤炭编码系统(商业分类)共同构成中国煤炭技术/商业分类与科学/成因分类的完整体系，互为补充，同时执行。中国煤层煤的分类标准(GB/T 17607-1998)是非等效地采用联合国欧洲经济委员会(UN-ECE)煤层煤分类(995)的主要技术内容，结合我国现实国情而制
44、定的。该标准以煤层煤为对象，适用于各煤阶的腐植煤，并按煤阶、煤的显微组分组成及品位的有关参数进行分类与命名。在参数的遴选和命名表述上贯彻了科学、简明和可行的原则，是考虑煤质、成因因素的分类系统，它便于在国际与国内对腐植煤资源的质量与储量交流信息和进行评价。中国煤层煤分类如图9-2所示。煤层煤的煤阶划分是用恒湿无灰基高位发热量(Qgr，mad，MJ/kg)作为划分低煤阶煤的指标，将低煤阶煤分为低阶褐煤、高阶褐煤和次烟煤三小类;再以镜质组平均随机反射率ran (%)作为区分中煤阶烟煤和高煤阶无烟煤的指标，将烟煤分为低阶、中阶、高阶和超高阶四小类，将无烟煤分为低阶、中阶和高阶三小类。以无矿物质基镜质
45、组含量的Vtdmmf(体积百分数)表示煤岩显微组分组成:将Vtdmmf40%的煤称为低镜质组煤;将40%Vtdmmf60%的煤称为中镜质组煤;将60%Vtdmmf80%的煤称为较高镜质组煤;将Vtdmmf80%的煤称为高镜质组煤。以干燥基灰分表征煤的品位:Ad10%称为低灰分煤;10%Ad20%的煤称为较低灰分煤;20%Ad30%的煤称为中灰分煤;30%Ad40%的煤称为较高灰分煤;40%Ad50%的煤称为高灰分煤。 煤类名称的冠名顺序依次为品位、显微组分组成、煤阶。命名的示例如表9-11所示。第三节 国际煤炭分类由于世界上主要产煤国和用煤国的煤炭分类很不一致，在国际煤炭贸易和信息交流中造成了
46、许多困难。因此，联合国欧洲经济委员会(ECE)于1955年提出了硬煤国际分类方案，并于1956年正式颁布实施;1974年，国际标准化组织(ISO)制定了褐煤国际分类方案。这两个煤的国际分类方案都是以煤炭贸易为目的的分类系统，实施后促进了各国的煤炭分类和各产煤国之间煤质特征的对比，有利于世界各国测定煤黏结性、结焦性方法的统一，并对国际煤炭贸易和煤质研究与信息交流起到了良好的作用。但是，随着科技的进步和实践中人们对煤质认识的深化，发现这两个方案存在对煤的定义不够明确，没有考虑煤岩指标和煤利用的环境因素等多方面问题而显得落后。20世纪80年代以来，联合国欧洲经济委员会等国际性组织为新的国际煤炭分类进
47、行了系统的研究，并召开了多次国际会议。1988年ECE提出了中、高阶煤分类编码系统，以此替代1956年的硬煤国际分类方案。 一、硬煤国际分类硬煤为烟煤、无烟煤的统称，指恒湿无灰基高位发热量大于或等于24 MJ/kg的煤。硬煤国际分类是以干燥无灰基挥发分为第一指标，表示煤的煤化程度，当挥发分大于33%，则以恒湿无灰基高位发热量为辅助指标，以表示煤黏结性的自由膨胀序数或罗加指数为第二指标，以表示煤的结焦性的格金焦型或奥阿膨胀度为第三指标。如表9-12所示。具体分类如下:首先以挥发分把硬煤划分为09共10个类别，而69类煤需再按恒湿(30 ，相对湿度96%时)无灰基煤的高位发热量的大小来划分类别。在
48、1类煤中，又按挥发分划分为A、B两个小组。A组煤的Vdaf3%6.5%，B组煤的V daf6.5%10%。 然后在上述09类硬煤中，再按煤的黏结性指标(自由膨胀序数或罗加指数)划分成03共4个组别。各组煤的黏结性如表9-13所示。 最后，每一组再按硬煤的结焦性指数(奥阿膨胀度试验或格金试验)划分成O5共6个亚组别，见表9-14。从表9-12可以看出，国际硬煤分类均由三位阿拉伯数字表示煤的种类，其中百位数字代表煤的类别，十位数字表示煤的黏结性，个位数字表示煤的结焦性。凡百位数字(即第一个数字)越大的煤，表示其挥发分越高，十位数字和个位数字越大的煤，表示其黏结性和结焦性越强。从表9-12还可以看出，在国际硬煤分类中把烟煤和无烟煤(两者统称硬煤)划分成62个煤种，其中烟煤59种，无烟煤3种。此外，它还把煤质特