1、煤的參數指標(一) 煤的物理性質 煤的物理性質是煤的一定化學組成和分子結構的外部表現。它是由成煤的原始物質及其聚積條件、轉化過程、煤化程度和風、氧化程度等因素所決定。包括顏色、光澤、粉色、比重和容重、硬度、脆度、斷口及導電性等。其中，除了比重和導電性需要在實驗室測定外，其他根據肉眼觀察就可以確定。煤的物理性質可以作為初步評價煤質的依據，并用以研究煤的成因、變質機理和解決煤層對比等地質問題。 1.顏色 是指新鮮煤表面的自然色彩，是煤對不同波長的光波吸收的結果。呈褐色黑色，一般隨煤化程度的提高而逐漸加深。 2.光澤 是指煤的表面在普通光下的反光能力。一般呈瀝青、玻璃和金剛光澤。煤化程度越高，光澤越

2、強；礦物質含量越多，光澤越暗；風、氧化程度越深，光澤越暗，直到完全消失。 3.粉色 指將煤研成粉末的顏色或煤在抹上釉的瓷板上刻劃時留下的痕跡，所以又稱為條痕色。呈淺棕色黑色。一般是煤化程度越高，粉色越深。 4.比重和容重 煤的比重又稱煤的密度，它是不包括孔隙在內的一定體積的煤的重量與同溫度、同體積的水的重量之比。煤的容重又稱煤的體重或假比重，它是包括孔隙在內的一定體積的煤的重量與同溫度、同體積的水的重量之比。煤的容重是計算煤層儲量的重要指標。褐煤的容重一般為1.051.2，煙煤為1.21.4，無煙煤變化范圍較大，可由1.351.8。煤巖組成、煤化程度、煤中礦物質的成分和含量是影響比重和容重的主

3、要因素。在礦物質含量相同的情況下，煤的比重隨煤化程度的加深而增大。 5.硬度 是指煤抵抗外來機械作用的能力。根據外來機械力作用方式的不同，可進一步將煤的硬度分為刻劃硬度、壓痕硬度和抗磨硬度三類。煤的硬度與煤化程度有關，褐煤和焦煤的硬度最小，約22.5；無煙煤的硬度最大，接近4。 6.脆度 是煤受外力作用而破碎的程度。成煤的原始物質、煤巖成分、煤化程度等都對煤的脆度有影響。在不同變質程度的煤中，長焰煤和氣煤的脆度較小，肥煤、焦煤和瘦煤的脆度最大，無煙煤的脆度最小。 7.斷口 是指煤受外力打擊后形成的斷面的形狀。在煤中常見的斷口有貝殼狀斷口、參差狀斷口等。煤的原始物質組成和煤化程度不同，斷口形狀各

4、異。 8.導電性 是指煤傳導電流的能力，通常用電阻率來表示。褐煤電阻率低。褐煤向煙煤過渡時，電阻率劇增。煙煤是不良導體，隨著煤化程度增高，電阻率減小，至無煙煤時急劇下降，而具良好的導電性。 (二) 煤的化學組成 煤的化學組成很復雜，但歸納起來可分為有機質和無機質兩大類，以有機質為主體。 煤中的有機質主要由碳、氫、氧、氮和有機硫等五種元素組成。其中，碳、氫、氧占有機質的95%以上。此外，還有極少量的磷和其他元素。煤中有機質的元素組成，隨煤化程度的變化而有規律地變化。一般來講，煤化程度越深，碳的含量越高，氫和氧的含量越低，氮的含量也稍有降低。唯硫的含量則與煤的成因類型有關。碳和氫是煤炭燃燒過程中產

5、生熱量的重要元素，氧是助燃元素，三者構成了有機質的主體。煤炭燃燒時，氮不產生熱量，常以游離狀態析出，但在高溫條件下，一部分氮轉變成氨及其他含氮化合物，可以回收制造硫酸氨、尿素及氮肥。硫、磷、氟、氯、砷等是煤中的有害元素。含硫多的煤在燃燒時生成硫化物氣體，不僅腐蝕金屬設備，與空氣中的水反應形成酸雨，污染環境，危害植物生產，而且將含有硫和磷的煤用作冶金煉焦時，煤中的硫和磷大部分轉入焦炭中，冶煉時又轉入鋼鐵中，嚴重影響焦炭和鋼鐵質量，不利于鋼鐵的鑄造和機械加工。用含有氟和氯的煤燃燒或煉焦時，各種管道和爐壁會遭到強烈腐蝕。將含有砷的煤用于釀造和食品工業作燃料，砷含量過高，會增加產品毒性，危及人民身體健

6、康。 煤中的無機質主要是水分和礦物質，它們的存在降低了煤的質量和利用價值，其中絕大多數是煤中的有害成分。 另外，還有一些稀有、分散和放射性元素，例如，鍺、鎵、銦、釷、釩、鈦、鈾等，它們分別以有機或無機化合物的形態存在于煤中。其中某些元素的含量，一旦達到工業品位或可綜合利用時，就是重要的礦產資源。 通過元素分析可以了解煤的化學組成及其含量，通過工業分析可以初步了解煤的性質，大致判斷煤的種類和用途。煤的工業分析包括對水分、灰分、揮發分的測定和固定碳的計算四項內容。 1.水分 指單位重量的煤中水的含量。煤中的水分有外在水分、內在水分和結晶水三種存在狀態。一般以煤的內在水分作為評定煤質的指標。煤化程度

7、越低，煤的內部表面積越大，水分含量越高。水分對煤的加工利用是有害物質。在煤的貯存過程中，它能加速風化、破裂，甚至自燃；在運輸時，會增加運量，浪費運力，增加運費；煉焦時，消耗熱量，降低爐溫，延長煉焦時間，降低生產效率；燃燒時，降低有效發熱量；在高寒地區的冬季，還會使煤凍結，造成裝卸困難。只有在壓制煤磚和煤球時，需要適量的水分才能成型。 2.灰分 是指煤在規定條件下完全燃燒后剩下的固體殘渣。它是煤中的礦物質經過氧化、分解而來。灰分對煤的加工利用極為不利。灰分越高，熱效率越低；燃燒時，熔化的灰分還會在爐內結成爐渣，影響煤的氣化和燃燒，同時造成排渣困難；煉焦時，全部轉入焦炭，降低了焦炭的強度，嚴重影響

8、焦炭質量。煤灰成分十分復雜，成分不同直接影響到灰分的熔點。灰熔點低的煤，燃燒和氣化時，會給生產操作帶來許多困難。為此，在評價煤的工業用途時，必須分析灰成分，測定灰熔點。 3.揮發分 指煤中的有機物質受熱分解產生的可燃性氣體。它是對煤進行分類的主要指標，并被用來初步確定煤的加工利用性質。煤的揮發分產率與煤化程度有密切關系，煤化程度越低，揮發分越高，隨著煤化程度加深，揮發分逐漸降低。 4.固定碳 測定煤的揮發分時，剩下的不揮發物稱為焦渣。焦渣減去灰分稱為固定碳。它是煤中不揮發的固體可燃物，可以用計算方法算出。焦渣的外觀與煤中有機質的性質有密切關系，因此，根據焦渣的外觀特征，可以定性地判斷煤的粘結性

9、和工業用途。 (三)煤的工藝性質 為了提高煤的綜合利用價值，必須了解、研究煤的工藝性質，以滿足各方面對煤質的要求。煤的工藝性質主要包括：粘結性和結焦性、發熱量、化學反應性、熱穩定性、透光率、機械強度和可選性等。 1.粘結性和結焦性 粘結性是指煤在干餾過程中，由于煤中有機質分解，熔融而使煤粒能夠相互粘結成塊的性能。結焦性是指煤在干餾時能夠結成焦炭的性能。煤的粘結性是結焦性的必要條件，結焦性好的煤必須具有良好的粘結性，但粘結性好的煤不一定能單獨煉出質量好的焦炭。這就是為什么要進行配煤煉焦的道理。粘結性是進行煤的工業分類的主要指標，一般用煤中有機質受熱分解、軟化形成的膠質體的厚度來表示，常稱膠質層厚

10、度。膠質層越厚，粘結性越好。測定粘結性和結焦性的方法很多，除膠質層測定法外，還有羅加指數法、奧亞膨脹度試驗等等。粘結性受煤化程度、煤巖成分、氧化程度和礦物質含量等多種因素的影響。煤化程度最高和最低的煤，一般都沒有粘結性，膠質層厚度也很小。 2.發熱量 是指單位重量的煤在完全燃燒時所產生的熱量，亦稱熱值，常用106J/kg表示。它是評價煤炭質量，尤其是評價動力用煤的重要指標。國際市場上動力用煤以熱值計價。我國自1985年6月起，改革沿用了幾十年的以灰分計價為以熱值計價。發熱量主要與煤中的可燃元素含量和煤化程度有關。為便于比較耗煤量，在工業生產中，常常將實際消耗的煤量折合成發熱量為2.930368

11、×107J/kg的標準煤來進行計算。 3.化學反應性 又稱活性。是指煤在一定溫度下與二氧化碳、氧和水蒸汽相互作用的反應能力。它是評價氣化用煤和動力用煤的一項重要指標。反應性強弱直接影響到耗煤量和煤氣的有效成分。煤的活性一般隨煤化程度加深而減弱。 4.熱穩定性 又稱耐熱性。是指煤在高溫作用下保持原來粒度的性能。它是評價氣化用煤和動力用煤的又一項重要指標。熱穩定性的好壞，直接影響爐內能否正常生產以及煤的氣化和燃燒效率。 5.透光率 指低煤化程度的煤(褐煤、長焰煤等)，在規定條件下用硝酸與磷酸的混合液處理后，所得溶液對光的透過率稱為透光率。隨著煤化程度加深，透光率逐漸加大。因此，它是區別褐

12、煤、長焰煤和氣煤的重要指標。 6.機械強度 是指塊煤受外力作用而破碎的難易程度。機械強度低的煤投入氣化爐時，容易碎成小塊和粉末，影響氣化爐正常操作。因此，氣化用煤必須具備較高的機械強度。 7.可選性 是指煤通過洗選，除去其中的夾矸和礦物質的難易程度。我國現行的選煤方法，詳見第四節。 二、用途與技術經濟指標 (一) 煤的工業分類 1958年，國家頒布了以煉焦用煤為主的分類方案，為工業部門合理使用煤炭資源創造了有利條件，但在實踐中也出現了一些問題。在認真分析研究和吸收國外先進分類方法的基礎上，為了使各項分類的技術經濟指標最能反映煤的質量特點，達到更加合理地利用煤炭資源的目的，1986年，國家重新頒

13、布了從褐煤到無煙煤的全面技術分類標準，將自然界中的煤劃分為14大類，其中，褐煤和無煙煤又分別劃分為2個和3個小類(表2.2.1)。這就是我國現行的煤炭分類國家標準。 表 2.2.1中國煤炭分類國家標準 (GB5751-86) (1) 分類指標及其符號Vr為干燥無灰基揮發分(%)；Hr為干燥無灰基氫含量(%)；GR.I(簡記G)為煙煤的粘結指數；Y為煙煤的膠質層最大厚度；PM為煤樣的透光率(%)；b為煙煤的奧亞膨脹度(%)；Q-A.GNGW為煤的恒濕無灰基高位發熱量(MJ/kg)。 (2) 煤類的編碼各類煤用兩位阿拉伯數碼表示。10位表示煤的揮發分，個位數在無煙煤及褐煤表示煤化程度，在煙煤表示結

14、粘性。 (二) 各煤類的主要特征和用途 1.褐煤 它是煤化程度最低的煤。其特點是水分高、比重小、揮發分高、不粘結、化學反應性強、熱穩定性差、發熱量低，含有不同數量的腐殖酸。多被用作燃料、氣化或低溫干餾的原料，也可用來提取褐煤蠟、腐殖酸，制造磺化煤或活性炭。一號褐煤還可以作農田、果園的有機肥料。 2.長焰煤 它的揮發分含量很高，沒有或只有很小的粘結性，膠質層厚度不超過5mm,易燃燒，燃燒時有很長的火焰，故得名長焰煤。可作為氣化和低溫干餾的原料，也可作民用和動力燃料。 3.不粘煤 它水分大，沒有粘結性，加熱時基本上不產生膠質體，燃燒時發熱量較小，含有一定的次生腐殖酸。主要用作制造煤氣和民用或動力燃

15、料。 4.弱粘煤 水分大，粘結性較弱，揮發分較高，加熱時能產生較少的膠質體，能單獨結焦，但結成的焦塊小而易碎，粉焦率高。這種煤主要用作氣化原料和動力燃料。 5. 1/2中粘煤 它具有中等粘結性和中高揮發分。可以作為配煤煉焦的原料，也可以作為氣化用煤和動力燃料。 6.氣煤 揮發分高，膠質層較厚，熱穩定性差。能單獨結焦，但煉出的焦炭細長易碎，收縮率大，且縱裂紋多，抗碎和耐磨性較差。故只能用作配煤煉焦，還可用來煉油、制造煤氣、生產氮肥或作動力燃料。 7.氣肥煤 它的揮發分和粘結性都很高，結焦性介于氣煤和肥煤之間，單獨煉焦時能產生大量的氣體和液體化學物質。最適合高溫干餾制造煤氣，更是配煤煉焦的好原料。

16、 8.肥煤 具有很好的粘結性和中等及中高等揮發分，加熱時能產生大量的膠質體，形成大于25mm的膠質層，結焦性最強。用這種煤來煉焦，可以煉出熔融性和耐磨性都很好的焦炭，但這種焦炭橫裂紋多，且焦根部分常有蜂焦，易碎成小塊。由于粘結性強，因此，它是配煤煉焦中的主要成分。 9. 1/3焦煤 它是介于焦煤、肥煤和氣煤之間的過渡煤，具有很強的粘結性和中高等揮發分，單獨用來煉焦時，可以形成熔融性良好、強度較大的焦炭。因此，它是良好的配煤煉焦的基礎煤。 10.焦煤 具有中低等揮發分和中高等粘結性，加熱時可形成穩定性很好的膠質體，單獨用來煉焦，能形成結構致密、塊度大、強度高、耐磨性好、裂紋少、不易破碎的焦炭。但

17、因其膨脹壓力大，易造成推焦困難，損壞爐體，故一般都作為煉焦配煤使用。 11.瘦煤 具有較低揮發分和中等粘結性。單獨煉焦時，能形成塊度大、裂紋少、抗碎強度較好，但耐磨性較差的焦炭。因此，用它加入配煤煉焦，可以增加焦炭的塊度和強度。 12.貧瘦煤 揮發分低，粘結性較弱，結焦性較差。單獨煉焦時，生成的焦粉很多。但它能起到瘦化劑的作用。故可作煉焦配煤使用，同時，也是民用和動力的好燃料。 13.貧煤 具有一定的揮發分，加熱時不產生膠質體，沒有粘結性或只有微弱的粘結性，燃燒火焰短，煉焦時不結焦。主要用于動力和民用燃料。在缺乏瘦料的地區，也可充當配煤煉焦的瘦化劑。 14.無煙煤 它是煤化程度最高的煤。揮發分

18、低、比重大、硬度高、燃燒時煙少火苗短、火力強。通常作民用和動力燃料。質量好的無煙煤可作氣化原料、高爐噴吹和燒結鐵礦石的燃料，以及制造電石、電極和炭素材料等。 (三) 工業用煤的質量要求 煤的工業用途非常廣泛，歸納起來主要是冶金、化工和動力三個方面。同時，在煉油、醫藥、精密鑄造和航空航天工業等領域也有廣闊的利用前景。各工業部門對所用的煤都有特定的質量要求和技術標準。簡要介紹如下： 1.煉焦用煤 煉焦是將煤放在干餾爐中加熱，隨著溫度的升高(最終達到1 000左右)，煤中有機質逐漸分解，其中，揮發性物質呈氣態或蒸汽狀態逸出，成為煤氣和煤焦油，殘留下的不揮發性產物就是焦炭。焦炭在煉鐵爐中起著還原、熔化

19、礦石，提供熱能和支撐爐料，保持爐料透氣性能良好的作用。因此，煉焦用煤的質量要求，是以能得到機械強度高、塊度均勻、灰分和硫分低的優質冶金焦為目的。國家對冶金焦用煤有專門的質量標準，見表2.2.2。 表 2.2.2冶金焦用煤質量標準 (GB397-65)見上圖 2氣化用煤 煤的氣化是以氧、水、二氧化碳、氫等為氣體介質，經過熱化學處理過程，把煤轉變為各種用途的煤氣。煤氣化所得的氣體產物可作工業和民用燃料以及化工合成原料。常用的制氣方法有兩種：固定床氣化法。目前國內主要用無煙煤和焦炭作氣化原料，制造合成氨原料氣。要求作為原料煤的固定碳80%，灰分(Ag)25%，硫分(SgQ)2%，要求粒度要均勻，25

20、75mm,或1950mm,或1325mm，機械強度65%，熱穩定性S+1360%，灰熔點(T2)1 250，揮發分不高于9%，化學反應性愈強愈好。沸騰層氣化法。對原料煤的質量要求是：化學反應性要大于60%，不粘結或弱粘結，灰分(Ag)25%，硫分(SgQ)2%，水分(WQ)10%，灰熔點(T2)1 200，粒度10mm，主要使用褐煤、長焰煤和弱粘煤等。 3.煉油用煤 一般以褐煤、長焰煤為主，弱粘煤和氣煤也可以使用，其要求取決于煉油方法。低溫干餾法，是將煤置于550左右的溫度下進行干餾，以制取低溫焦油，同時還可以得到半焦和低溫焦爐煤氣。煤種為褐煤、長焰煤、不粘煤或弱粘煤、氣煤。對原料煤的質量要求

21、是：焦油產率(Tf)7%，膠質層厚度9mm，熱穩定性S+1340%，粒度613mm,最好為2080mm 。加氫液化法，是將煤、催化劑和重油混合在一起，在高溫高壓下使煤中有機質破壞，與氫作用轉化成低分子液態或氣態產物，進一步加工可得到汽油、柴油等燃料。原料煤主要為褐煤、長焰煤及氣煤。要求煤的碳氫化(C/H)16，揮發分35%，灰分(Ag)5%，煤巖的絲炭含量2%。 4.燃料用煤 任何一種煤都可以作為工業和民用的燃料。不同工業部門對燃料用煤的質量要求不一樣。蒸汽機車用煤要求較高，國家規定是：揮發分(Vr)20%，灰分(Ag)24%，灰熔點(T2)1 200，硫分(SgQ)長隧道及隧道群區段1%，低位發熱量2.09312×1072.51174×107J/