煤炭行業(yè)基礎知識

1、煤炭行業(yè)基礎知識一、基礎知識煤是古代植物遺體的堆積層埋在地下后，經過長時期的地質作用而形成的。據研究，幾乎所有的植物遺體，只要具備了成煤的條件，都可以轉化成煤。不過，低等植物遺體所形成的煤，分布范圍小，厚度薄，很少被人利用。那些分布廣、規(guī)模大、利用廣泛的煤，都是高等植物的遺體（主要是古代的蕨類、松柏類以及一些被子植物的遺體）形成的。在地球的歷史上，最有利于成煤的地質年代主要是晚古生代的石炭紀、二疊紀，中生代的侏羅紀以及新生代的第三紀。這是因為，在這幾個時期內，地球上的氣候非常溫暖潮濕，地球表面到處長滿了高大的綠色植物，尤其在湖沼、盆地等低洼地帶和有水的環(huán)境里，封印木、鱗木等古代蕨類植物生長得特

2、別茂盛。當時，高大的樹木倒下以后，就會被水淹沒了，這就造成了倒木和氧隔絕的情況。在缺氧的環(huán)境里，植物體不會很快地分解、腐爛。隨著倒木數量的不斷增加，最終形成了植物遺體的堆積層。這些古代植物遺體的堆積層在微生物的作用下，不斷地被分解，又不斷地化合，漸漸形成了泥炭層，這是煤的形成的第一步。由于地殼的運動，泥炭層下沉了。泥炭層被泥沙、巖石等沉積物覆蓋起來。這時，泥炭層一方面受到上面的泥沙、巖石等的沉重壓力，另一方面，也是更重要的方面，泥炭層又受到地熱的作用。在這樣的條件下，泥炭層開始進一步發(fā)生變化：先是脫水，被壓緊，從而比重加大，而且石炭的含量逐漸增加，氧的含量逐漸減少，腐殖酸的含量逐漸降低。完成這

3、幾個過程以后，泥炭就變成了褐煤。褐煤如果繼續(xù)不斷地受到增高的溫度和壓力的作用，就會引起內部分子結構、物理性質和化學性質的進一步變化，褐煤就逐漸變成了煙煤，最終變成無煙煤。依據物理和化學性質的不同，煙煤被劃分為長焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、氣煤、氣肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、貧瘦煤和貧煤，12個種類。從煤炭的變質程度上，煙煤又可以分為低變質煙煤、中變質煙煤、高變質煙煤。所有煤中按變質程度分析，最低級的煤是褐煤，其特征是高水分，高氧含量（約1530），并含有一些腐植酸。主要用于發(fā)電和氣化。褐煤主要分布在我國的東北和西南，其中內蒙古東部地區(qū)占77.55%，云南占11.88%。長焰煤、

4、不粘煤和弱粘煤屬于低變質煙煤，是煤化程度稍高于褐煤，主要作為動力煤，個別長焰煤焦油產率高，可作為液化用煤。低變質煙煤的最大特點是灰分低、硫分低、可選性好，精煤回收率高。從總體上看，不粘煤和弱粘煤的煤質均優(yōu)于其他煤種。氣煤、氣肥煤、肥煤、1/3焦煤、焦煤、瘦煤和貧瘦煤屬于中變質煙煤，主要用途為煉焦或煉焦配煤，但也有相當一部分因灰分或硫分高，可選性差，精煤回收率低，只能作一般動力煤使用。貧煤是變質程度最高的煙煤，其化學性質已接近無煙煤，燃點高，燃燒火焰短，發(fā)熱量高。按變質程度詳細分類如下：無煙煤(WY)無煙煤揮發(fā)分產率低，固定碳含量高，密度大(密度最高可達1.90g/cm3)，硬度大，燃點高，燃燒

5、時不冒煙。對這類煤又分為：01號無煙煤為年老無煙煤；02號無煙煤為典型無煙煤；03號無煙煤為年輕無煙煤。如北京、晉城、陽泉分別為01、02、03號無煙煤。無煙煤主要是民用和制造合成氨的造氣原料，而且還可以制造各種炭素材料，某些優(yōu)質無煙煤制成的航空用型煤還可以用于飛機發(fā)動機和車輛馬達的保溫。目前我國攻克無煙煤煉焦技術難關，無煙煤也可以用于配煤煉焦。貧煤(PM)貧煤是煤化度最高的一種煙煤，不粘結或微具粘結性。在層狀煉焦爐中不結焦。燃燒時火焰短，耐燒，主要適用于發(fā)電燃料，也可用作民用和工業(yè)鍋爐的摻燒煤。山東淄博礦區(qū)有典型的貧煤。貧瘦煤(PS)貧瘦煤是高變質、低揮發(fā)分、弱粘結性的一種煙煤。結焦較典型瘦

6、煤差，單獨煉焦時，生成的焦粉較多。配煤煉焦時，配入一定比例的貧瘦煤也能起到瘦煤的瘦化作用，對提高焦炭的塊度能起到良好的作用。這類煤也是發(fā)電、機車、民用及其他工業(yè)爐窯的較好材料。河南省的鶴壁礦區(qū)就有典型的貧瘦煤。瘦煤(SM)瘦煤是低揮發(fā)分的中等粘結性的煉焦用煤。在煉焦時能產生一定量的膠質體。單獨煉焦時，能得到塊度大、裂紋少、抗碎性較好的焦炭，但焦炭的耐磨性較差；作為煉焦配煤使用時效果較好。高灰、高硫的瘦煤一般只作為電廠及鍋爐燃料。峰峰四礦產典型的瘦煤。焦煤(JM)焦煤是中等及低揮發(fā)分的中等粘結性及強粘結性的一種煙煤。加熱時能產生熱穩(wěn)定性很高的膠質體。單獨煉焦時能得到塊度大、裂紋少、抗碎強度高的焦

7、炭，其耐磨性也好。但單獨煉焦時，產生的膨脹壓力大，使推焦困難。作為煉焦配煤使用，效果較好。峰峰五礦、淮北石臺礦及西山的西曲等礦井擁有典型的焦煤資源。肥煤(FM)肥煤是低、中、高揮發(fā)分的強粘結性煙煤。加熱時能產生大量的膠質體。單獨煉焦時能生成熔融性好、強度較高的焦炭，其耐磨性有的也較焦煤焦炭為優(yōu)。缺點是單獨煉出的焦炭，橫裂紋較多，焦根部分常有蜂焦。我國開灤、棗莊是產肥煤的主要礦區(qū)。1/3焦煤(1/3JM)1/3焦煤是新煤種，它是中高揮發(fā)分、強粘結性的一種煙煤，又是介于焦煤、肥煤、氣煤三者之間的過渡煤。單獨煉焦能生成熔融性較好、強度較高的焦炭。焦炭的抗碎強度接近肥煤生成的焦炭，焦炭的耐磨強度又明顯

8、高于氣肥煤和氣煤生成的焦炭。氣肥煤(QF)氣肥煤是一種揮發(fā)分和膠質層都很高的強粘結性肥煤類，有的稱為液肥煤。煉焦性能介于肥煤和氣煤之間，單獨煉焦時能產生大量的氣體和液體化學產品。氣肥煤最適合于高溫干餾制造煤氣，也可用于煉焦配煤，以增加化學產品產率。江西樂平和浙江長廣煤田是我國氣肥煤典型礦區(qū)。氣煤(QM)氣煤是一種煤化度較淺的煉焦用煤。加熱時能產生較高的揮發(fā)分和較多的焦油。膠質體的熱穩(wěn)定性低于肥煤，能夠單獨煉焦。但焦炭多呈細長條而易碎，有較多的縱裂紋，因而焦炭的抗碎強度和耐磨強度均較其他煉焦煤差。在配煤煉焦是加入氣煤，可增加煤氣和化學產品的回收率。1/2中粘煤(1/2ZN)1/2中粘煤是一種中等

9、粘結性的中高揮發(fā)分煙煤。其中有一部分在單獨煉焦時能形成一定強度的焦炭，可作為煉焦配煤的原料。粘結性較差的一部分煤在單獨煉焦是，形成的焦炭強度差，粉焦率高。所以它主要用于氣化用煤球和動力用煤，在配煤煉焦中也可適量配入。我國目前尚未發(fā)現(xiàn)單獨生產1/2中粘煤的礦井。弱粘煤(RN)弱粘煤是一種粘結性較弱的從低變質到中等變質程度的煙煤。加熱時，產生較少的膠質體。單獨煉焦時，有的能結成強度很差的小焦塊，有的則只有少部分凝結成碎焦屑，粉焦率很高。不粘煤(BN)不粘煤是一種在成煤初期已經受到相當氧化作用的低變質程度到中等變質程度的煙煤。加熱時，基本上不產生膠質體。煤的水分大，有的還含有一定的次生腐植酸，含氧量

10、較多，有的高達10%以上。不粘煤一般用于氣化及動力用煤。我國山西大同礦區(qū)以產典型的若粘煤為主。長焰煤(CY)長焰煤是變質程度最低的一種煙煤，從無粘結性到弱粘結性的都有。其中最年輕的還含有一定數量的腐植酸。貯存時易風化碎裂。煤化度較高的年老煤，加熱時能產生一定量的膠質體。單獨煉焦時也能結成細小的長條形焦炭，但強度極差，粉焦率很高。長焰煤一般不用于煉焦，多作為電廠、機車、工業(yè)爐窯燃料，也可用于氣化用煤。遼寧省的阜新礦區(qū)是我國最大的長焰煤礦區(qū)。褐煤(HM)褐煤分為透光率PmV30%的年輕褐煤和Pm3050%的年老褐煤兩小類。褐煤的特點為：含水分大，密度較小，無粘結性，并含有不同數量的腐植酸，煤中氧含

11、量高。常達1530%左右?；瘜W反應性強，熱穩(wěn)定性差，塊煤加熱時破碎嚴重。存放空氣中易風化變質、破碎成效塊甚至粉末狀。發(fā)熱量低，煤灰熔點也低，其灰中含有較多的CaO,而有較少的A12O3。褐煤多作為發(fā)電燃料，也可作氣化原料和鍋爐燃料。有的褐煤可用來制造磺化煤和活性炭，也有的褐煤可作為提取褐煤蠟的主要原料。另外，年輕褐煤也適用于作腐植酸等有機肥料，用于農田和果園，起到增產作用。下圖為我國煤炭資源分布情況：事中障世PJ二世y5K-SI草一5世一K1-K鼻本國上的中國國臧世旳阪照中國堆田山版壯I翎W年山版的1；4W萬t中維人民據和國堆鈕噲舸，由圖中可以看出，我國煤炭資源主要分布在山西、內蒙古、陜西、新

12、疆、貴州、寧夏、安徽、云南、河南、黑龍江。從地質成煤期分布來看：石炭二疊紀是最早的煤炭資源形成期，我國的石炭二疊紀煤基本上分布在黃河流域。石炭二疊紀煤種范圍從長焰煤到無煙煤，在已探明的石炭二疊紀煤儲量中，氣煤占24%，無煙煤占17%，低變質煙煤占14%，貧煤占13%，焦煤占12%，肥煤占11%，瘦煤占9%。晚二疊紀是我國南方主要的成煤時期，晚二疊紀煤廣泛分布于江南各省區(qū)，其中絕大部份資源集中于貴州和川南滇東北。在已探明的晚二疊紀煤儲量中，無煙煤占62%，焦煤占16%，貧煤占11%，瘦煤占8%，肥煤占2%，氣煤占1%。我國晚三疊紀煤的探明儲量只有40億噸，其中陜北三疊紀煤田就占了20億噸，煤種為

13、氣煤。另外20億噸零星散布于全國各地，基本可以忽略不計。我國侏羅紀煤主要集中在內蒙古，陜西，甘肅，寧夏四省區(qū)交界地帶和新疆北部。在各成煤期中，侏羅紀煤的平均含硫量最低，平均含灰量最低，這是侏羅紀煤的最大優(yōu)勢。侏羅紀的煤種范圍從褐煤到無煙煤，在已探明的侏羅紀煤儲量中，低變質煙煤占96%，氣煤占3%，其他占1%。我國白堊紀煤分布于內蒙古東部和東北三省，其中內蒙古東部的白堊紀煤幾乎全部是褐煤，且多適合露天開采，東北三省的白堊紀煤從長焰煤到無煙煤，黑龍江七臺河煤田是唯一的白堊紀無煙煤產地。在已探明的白堊紀煤儲量中，褐煤占了81%。第三紀是最后一個成煤期，由于經歷的時間最短，所以煤的碳化程度普遍較低。煤

14、種范圍從褐煤到氣煤，在已探明的第三紀煤儲量中，褐煤占90%，長焰煤和氣煤占10%。煤主要用作燃料，也是冶金工業(yè)和化學工業(yè)的原料，按用途可以分為燃料用煤（動力煤）和化工原料用煤，燃料用煤主要用途包括電力、工業(yè)鍋爐、日常生活、建筑材料生產以及其他生產燃料用煤，目前火力發(fā)電仍然占煤炭消耗總量中最大部分，幾乎超過一半的煤炭用于火力發(fā)電。除了被用來燃燒之外煤還是用于化學工業(yè)的重要原料。以煤為原料，經化學加工，包括焦化、電石化學、煤氣化等方式，可以使煤轉化為氣體、液體和固體燃料以及化學品。主要包括煤的氣化、液化、干餾，以及焦油加工和電石乙炔化工等。在煤化工可利用的生產技術中，煉焦是應用最早的工藝，并且至今

15、仍然是化學工業(yè)的重要組成部分，煉焦煤的主要用途是煉焦炭，提取煤焦油、及煉焦煤氣等產品。焦炭由焦煤或混合煤高溫冶煉而成，一般1.3噸左右的焦煤才能煉一噸焦炭。焦炭多用于煉鋼，是目前鋼鐵等行業(yè)的主要生產原料，被喻為鋼鐵工業(yè)的“基本食糧”；煤的氣化在煤化工中也占有重要地位，用于生產各種氣體燃料，是潔凈的能源，有利于提高人民生活水平和環(huán)境保護，煤氣化生產的合成氣是合成液體燃料等多種產品的原料；煤直接液化，即煤高壓加氫液化，可以生產人造石油和化學產品，在石油短缺時，煤的液化產品將替代目前的天然石油。從近幾年的國內煤炭營銷數據上分析，耗煤的主要行業(yè)是電力、鋼鐵、建材和化工，而電力行業(yè)的煤炭消耗量占全國煤炭

16、消耗量的一半以上，15%的煤炭用于鋼鐵制造行業(yè)，12%的煤炭用于建材加工業(yè)，5%的煤炭用于化工產業(yè)。隨著經濟發(fā)展，電力和化工用煤比重有增加的趨勢。二、煤炭開采煤炭開采主要有露天開采和地下開采兩種方式。露天采煤適用于埋藏比較淺的煤炭開采；對埋藏較深的煤炭，主要采用地下采煤方式。其工作方式主要包括掘進、采煤、運輸等環(huán)節(jié)。IntvXL.掘進掘進主要指地下各種巷道的開掘活動。掘進的目的是通過開掘地下的各種巷道，構成采煤工作面后，利用采煤機采出煤炭。巷道掘進工作按開挖手段的不同分為機掘法和鉆爆法機掘法是采用掘進機開挖巖石或煤，形成掘進巷道。鉆爆法是采用鑿眼機鑿出炮眼，利用炸藥、雷管爆破巖石或煤，而獲得需

17、要的作業(yè)空間。目前我國大部分巷道的掘進工作主要采用鉆爆法施工。巷道掘進工序主要有：1、利用掘進機或鉆爆法開挖巖石或煤；2、進入工作面利用扒裝機裝運破碎的巖石或煤；3、對巷道采用錨桿、金屬網或鋼帶、噴漿、U型鋼可縮性支架進行支護；4、在絕好的巷道內接長施工用的管線及軌道等。采煤我國目前廣泛應用的采煤工藝主要有：普通機械化采煤和綜合機械化采煤。普通機械化采煤是在長臂采煤工作面上利用采煤機采煤、輸送機運煤、支柱支護，從而完成采煤過程的工藝。采煤工序主要有：1、利用雙滾筒采煤機割煤，同時利用刮板輸送機和平巷帶式輸送機將運至采區(qū)煤倉；2、割煤后（循環(huán)進度一般為0.8m）推移刮板輸送機，掛頂梁、支柱；3、

18、采至最大控頂距后，回撤末排支柱；采空區(qū)的處理方法采用全部冒落法，即隨著工作面向前推進，有計劃地回撤切頂排以外的支架，使直接頂巖層自行垮落，以縮短直接頂懸梁長度和質量，減少直接頂對采場和煤壁的壓力，這種頂板管理方法為全部冒落法（全部垮落法）。普通機械化采煤工藝目前均采用高檔普采法，其特點是大功率的雙滾筒采煤機能夠實現(xiàn)雙向割煤，同時實現(xiàn)了采煤、裝煤和運煤一體化；利用承載能力較強的單體液壓支柱支撐頂板，較好的實現(xiàn)了安全采煤。綜合機械化采煤是指采煤的全部生產過程，包括落煤、運煤、支護、頂板管理以及順槽運輸全部實現(xiàn)機械化。綜合機械化工作面是指用滾筒式采煤機或刨煤機，自移式液壓支架、可彎曲刮板輸送機以及其

19、他附屬設備等進行配套生產的工作面。運輸運輸是把煤炭及矸石從采掘工作面運輸到地面，把材料及設備運送到井下個工作點，把工作人員輸送到井上或井下的工作。礦井運輸系統(tǒng)一般由輸送機、礦車和提升設備構成。煤炭采出以后，運送帶式輸送機或大容量礦車通過運輸大巷將煤炭運至主井煤倉，再通過主井提升系統(tǒng)以帶式輸送機或箕斗輸送至地面煤倉，然后經地面運輸系統(tǒng)進入配套選煤廠。三、煤炭加工煤炭加工，即為提高煤質或煤炭利用價值以獲得適合不同需要的商品煤或煤制品,應用各種機械、物理、化學等方法對原煤進行的處理工作。主要包括：篩分、選煤、型煤、水煤漿、配煤、煤炭氣化、煤炭液化等。（一）篩分篩分是用篩子把煤炭按照粒度大小進行分離的

20、作業(yè)過程。煤炭企業(yè)通常使用篩分分析的方法來檢查篩分和破碎過程所需要的物料粒度組成。煤炭篩分試驗方法按國家標準煤炭篩分試驗方法進行。煤樣可按下列尺寸篩分成不同粒級：100mm、50mm、25mm、13mm、6mm、3mm和0.5mm根據煤炭加工利用的需要，可增加（或減少）某一或某些級別，或以生產中實際的篩分級代替其中相近的篩分級。上述煤炭粒度的篩分可在實驗室振動篩和手篩上進行。粒度組成是指把物料用一組不同篩孔的篩子篩分，使物料按粒度大小進行分級。篩分所得產物稱為粒級，例如經過篩分后所得50-25mm的產品，稱為50-25mm粒級。各粒級產物占物料總量的百分比稱為粒度組成。每一種粒級均以該產物的最

21、大粒度和最小粒度來表示。當物料沿篩面連續(xù)向前運動的過程中，粒度小于篩孔的部分物料，將透過篩孔成為篩下物，而粒度大于篩孔的物料，則留在篩上，最終從篩分機的末端排出而成為篩上物。在篩分機入料中所含粒度大于篩孔的則稱為篩上粒級，小于篩孔的粒級稱為篩下粒級。煤炭按粒度分級的粒級尺寸如下表所示。粒度名稱粒度符號粒度尺寸（mm）特大快T100大塊D50-100中塊Z25-50小塊X13-25粒煤L6-13粉煤F6（二）選煤選煤是根據煤中各種組分的密度、表面物理化學性質以及其他性質的差異而分選成不同灰分產品的加工過程。選煤的主要任務是清除煤中的無機礦物質，降低煤的灰分和硫分，改善煤質，生產多種產品，使產品各

22、盡其用，提高煤炭的使用價值和經濟效益。選煤方法包括重力選煤法、浮選法、電選法等。重力選煤法仍然是最主要的選煤方法。重力選煤法是根據煤的密度和濃度上的差異，在重力選煤設備中具有不同的運動狀況，而進行分選的方法。各種煤粒因其性質上的差別，使它們在分選過程中表現(xiàn)出不同的運動速度和運動方向。如密度和粒度的差別大的煤粒，則煤粒的運動速度和運動方向的差別也大，煤粒彼此間分選就越容易、越迅速。雖然煤的形狀和硬度也影響分選過程，但對多數重力選煤過程來說，并不是主要的因素，而且目前對它只能作定性的描述。因此，在重力選煤過程中，影響煤可選性難易程度的主要因素是粒度組成和密度組成。煤的密度組成是指煤中不同密度級的物

23、料占物料總量的百分比，它是評定煤的可選性主要依據。密度組成是通過浮沉試驗測定的。浮沉試驗在一般情況下采用篩分試驗所得的窄級別煤樣。浮沉試驗就是把煤放在不同密度溶液中順序地進行浮沉，將煤分成不同密度級別，經過幾個密度液浮沉分離，就可以得出n+1個密度級物料，并對每一個密度級物料進行化驗，這樣就可以得出不同密度級數量和質量的關系。一般浮沉試驗所用密度液的密度為：1.3、1.4、1.5、1.6和1.8五種，這樣，可以把煤分為一1.3、1.31.4、1.41.5、1.51.6、1.61.8和+1.8六個級別的產物。必要時可增加或減少密度級的數目。1、跳汰選煤跳汰選煤一般以水作為介質，將煤在垂直升降的變

24、速水流中按密度分選的過程。實現(xiàn)跳汰選煤的設備叫做跳汰機。跳汰選煤是目前應用得最廣的一種選煤方法。它具有設備簡單、出產能力大等優(yōu)點。被分選的物料在跳汰機的篩板上形成物料層。跳汰機運行時，物料受到兩個方向水流的作用，一個是沿篩板垂直方向的交變水流，主要作用是使物料分層，另一個是水平方向的水流，主要作用是推動物料移動和前進。跳汰選煤的基本原理如下（1）在上升水流作用下的分層入選原煤和水（沖水）一齊給入跳汰機，均勻地分布在跳汰室的篩板上，形成一定厚度的床層。當壓縮空氣進入跳汰機下部，在跳汰室產生上升水流，在上升水流的作用下，物料床層逐漸松散，并隨之上升。這時床層中的煤和矸石按照本身的密度和粒度特性彼此

25、作相對運動而進行分離，煤的密度小，上升得快，沖得較高；而矸石的密度大，上升得慢，沖得較低。使得原來壓在矸石下面的煤塊，就可能越過矸石而上升到上層。（2）在下降水流作用下的分層當壓縮空氣被排出時，水流下降，在下降水流期間，產生向下吸的力量，各種顆粒亦隨之下降，床層逐漸緊密，并繼續(xù)進行分層。密度較大的矸石最先下沉，最早沉到篩板上；煤的密度小，下降得慢，落到矸石層的上面。下降水流結束后，分層即告終止，完成了第一個跳汰循環(huán)。每一個跳汰循環(huán)，煤和矸石混合物都受到一次分選作用，經過多次反復后，分層逐漸清晰。最后，低密度的精煤在最上層，而密度大的矸石則在最低層。（3）在水平流作用下的分離在跳汰機中除了由壓縮

26、空氣驅動的垂直方向動作的上下水流外，在水平方向上也有水流作用，水平水流的作用使密度低的煤沖得遠，而矸石則沖得近，這樣煤和矸石救彼此分離開來，實現(xiàn)選煤分離作業(yè)。2、重介質選煤重介質選煤是將原煤放在密度高于水的重介質中分選的一種重力選礦方法。重介質選礦所用的介質有兩類：重液和重懸浮液。重液是各種可溶性的高密度鹽類的水溶液，如氯化鋅的水溶液或某些高密度的有機液體（如三氯甲烷、四氯化碳等）。重懸浮液是由高密度的礦物細粉（如磁鐵礦、黃土等）在水中形成懸浮狀態(tài)的混合液。重介質選煤是當前最先進的一種重力選煤方法。其主要優(yōu)點是：（1）可以嚴格地按密度分選，分選效率高；(2)能有效地分選難選煤和極難選煤；(3)

27、對原煤的適應性強，生產中受給煤量和原煤質量波動的影響較??；(4)入選粒度范圍寬，入料上限大，其上限可達5001000mm，因此可代替人工手選，使選煤過程全部機械化；(5)重介質分選設備構造簡單，生產操作和工藝過程的調整比較方便等。3、浮選浮選是根據物料表面物理化學性質的差異，使煤和矸石分離的一種選礦方法，它廣泛地用于精選煤泥和各種有用礦物。工業(yè)生產中較常用的是泡沫浮選，它的特點是有用煤炭選擇性地附著在礦漿中的空氣泡上，并隨之上浮到礦漿表面，達到有用煤炭與矸石的分離。煤泥是指粒度V0.5mm煤粉在水洗時形成的泥狀物。選煤廠的煤泥來源于兩方面，一是來自入選原煤即在開采、運輸過程中產生的原生煤泥；二

28、是在選煤過程中，由于各種破碎作用新產生的一些次生煤泥。這兩部分煤泥合計約占入料的1530左右。由于各種重力選煤方法的有效分選下限，只能達到0.5mm左右或略小一點，而浮選是目前精選細粒級煤泥的最有效的分選方法。1CleanCoalMineralMatter(Refuse)-FineAirBubblesCleanCoalFrothMechnnicalAgitator為了擴大煤和矸石表面性質的差異，提高浮選效果，必須向礦漿中添加一定量的浮選藥劑，以增強煤粒表面的疏水性，另外，在單純的煤漿中充氣，產生的氣泡是極易破裂的，因此，還必須添加一定量的藥劑來增加氣泡的穩(wěn)定性和分散度。所以，添加浮選藥劑是保證

29、實現(xiàn)浮選過程的重要措施。浮選藥劑主要有起泡劑、捕收劑。起泡劑：主要作用發(fā)生在氣液相界面上，能促進空氣在礦漿中有效地分散，獲得一定尺寸的穩(wěn)定氣泡，如各種醇類和松節(jié)油。捕收劑：主要作用發(fā)生在固液相界面上，增強煤粒表面疏水性以促進煤粒向氣泡粘附，提高煤粒在氣泡上固著強度。如煤油、輕柴油等。4、電選電選的基本原理：電選是根據礦物之間電性的差異利用電選機分離礦物的選礦方法。礦物電性可用介電常數、電阻、比導電度和整流性來描述。一般地講，凡介電常數較小、電阻較大、比導電度高的礦物都是不易導電的，在電選中常作為非導體礦物產出；與此相反，凡介電常數較大、電阻較小、比導電度低的礦物往往容易導電，在電選中常作為導體

30、礦物產出。礦物電性差異是電選的內因，而要分離它們，還必須創(chuàng)造合適的外部條件。電選機提供適當的電場，加上重力場和離心力場。這樣，在電選過程中，電場作用力、重力、離心力以及磨擦力等共同作用在礦粒上，這些力的合力決定礦粒的去向。要實現(xiàn)電選分離必須滿足以下條件：非導體礦粒所受的電場作用力礦粒所受重力、離心力等力的合力導體礦粒所受的電場作用力。礦粒所受電場力的大小跟礦粒攜帶的電量有關。導體礦粒由于其導電性好，在于電極接觸過程中易放電，即使其起始獲得再多的電荷，最終也只能剩下少量電荷，它所受的電場力是很小的，上面不等式的右邊條件是容易滿足的。為滿足不等式左邊的條件，就必須提高非導體礦粒所受的電場作用力。靜

31、電場和電暈電場的復合電場可使非導體礦粒帶更多的電量。同時，為提高電場強度，采用高電壓，這樣非導體礦粒受到很大的電場作用力，能夠克服重力、離心力等竟爭力，實現(xiàn)電選分離。常用的電選設備為鼓筒式電選機。其電選過程和原理為，當高壓直流負電通至電暈極和靜電極后，由于電暈極直徑很小，其附近形成很高的電場強度，于是電暈極向鼓筒方向放出大量高速運動的電子，這些電子撞擊空氣分子使之電離，正離子飛向負極，負離子飛向鼓筒產生電暈放電。這樣，靠近鼓筒一邊的空間都帶負電荷，靜電極則只產生高壓靜電場而不放電。礦粒由給礦斗經振動槽均勻地給到鼓筒表面上并隨之進入電場，開始時導體和非導體礦粒都吸附負電荷，導體礦粒很快把負電荷通

32、過鼓筒傳走，同時又受到高壓靜電場的感應，靠近靜電場的一端感生正電，靠近鼓筒的一端感生負電，負電又迅速的由鼓筒傳走，最終只剩下正電荷，受到高壓負電極的吸引，加上礦粒本身重力和離心力的作用，使它脫離鼓筒落下而成為導體產品；非導體礦粒所獲負電荷很難傳走，受到鼓筒的吸引而緊貼與鼓筒表面，隨鼓筒轉動至電場背面刷子刷下成為非導體產品；中等導電的顆粒則在中間落下成為中礦。鼓筒式電選機最適宜的入選物料粒度為0.1-lmm。入選物料需進行干燥，因為水分會使導體與非導體礦粒的電性差異縮小或消失。入選物料性質不同，電選條件也應隨之改變，因此在實際生產中，應對電壓、電機位置、鼓筒轉速及分礦板位置隨時進行調整。精選工藝

33、是將粗精礦用搖床進一步丟棄尾礦，然后再用浮選、電選及重選法分別得到單礦物產品。（三）型煤以適當的工藝和設備，可以將具有一定粒度組成的粉煤加工成一定形狀、尺寸、強度及理化特性的人工“塊煤”，這種人工塊煤稱為型煤，這樣的加工過程稱為粉煤成型。粉煤成型的目的是根據型煤不同用途的需要，克服煤炭天然存在的缺陷，賦予原煤所沒有的優(yōu)良特件，使之符合用戶的最佳需求，實現(xiàn)煤的清潔、高效利用。粉煤成型后與原煤及天然塊煤相比，具有下列一些特點。（1）粒度均勻（2）孔隙率大（3）反應活性高（4）改質優(yōu)化：型煤可以通過原料煤混配、摻入添加劑、快速加熱等成型工藝，對原煤進行調質和優(yōu)化。型煤分類如下表所示：型煤工業(yè)型煤氣化

34、用型煤化肥造氣用型煤工業(yè)燃氣用型煤燃料型煤工業(yè)鍋爐用型煤工業(yè)窯爐用型煤鑄造爐用鍛造爐用倒焰窯用軋鋼加熱爐用蒸汽機車用型煤鐵路蒸汽機車船用蒸汽輪機煉焦型煤冷壓型焦用型煤熱壓型焦用型煤煉焦配用型煤民用型煤蜂窩煤普通蜂窩煤圓形方形六角形上點火蜂窩煤航空保溫型煤燒烤方形炭煤球炊事、取暖用型煤火鍋用型煤手爐、被爐用型煤燒烤用型煤型煤工藝主要有以下幾種方式：無粘結劑冷壓成型即粉煤不加粘結劑，共靠外力的作用而成型。許多國家已廣泛采用這種方法來制造泥炭、褐煤型煤。對于煙煤與無煙煤，由于它們的煤化度高，其粉煤無粘結劑成型較為困難。有粘結劑冷壓成型即在粉煤中加入粘結劑再經壓制成型。在煙煤、無煙煤等無粘結劑成型較為

35、困難的情況下，工業(yè)上普遍采用粘結劑冷壓成型方法。熱壓成型非煉焦煙煤（如氣煤、弱粘結性煤等）在快速加熱條件下粘結性可大大提高，當加熱到塑性溫度范圍內趁熱壓制，可以在中壓下成型，這種成型方法稱為熱壓成型。（四）水煤漿水煤漿的濃度通常為6575。典型的水煤漿大約是由70%的煤30%的水配以1%左右的添加劑加工成的漿體，其粘度（在低切變下）約1000mPa.s，可以管道運輸和長時間儲存，其熱值相當于燃燒油的一半。雖然水煤漿中含水，使燃燒熱值降低，增加了排氣量，熱損失大。然而，燃燒的實驗結果表明，水煤漿中含30%左右的水分蒸發(fā)所需的熱量僅占其熱值的3-4%，燃燒時生成的水煤氣還能使燃燒質量提高，因此這種

36、燃料中所含的水分對燃燒過程未造成較大的不利影響。它既保留了煤的燃燒特性，又具備了類似重油的液態(tài)燃燒應用特點，水煤漿的收到基低位發(fā)熱量Qneta=18.8210.91MJ/kg,1.82.1噸水煤漿約可替代1噸重油。水煤漿技術包括水煤漿制備、儲運、燃燒等關鍵技術，是一項涉及多門學科的系統(tǒng)技術。水煤漿具有燃燒效率高、污染物排放低等特點，可用于電站鍋爐、工業(yè)鍋爐和工業(yè)窯爐代油，在礦區(qū)可用中高灰煤漿替代優(yōu)質煤燃燒，亦可作為氣化原料，用于生產合成氨、合成甲醇等。水煤漿技術是我國現(xiàn)階段成熟的可以推廣的一項代油、環(huán)保、節(jié)能技術。發(fā)展水煤漿技術，用煤制取清潔燃料，以煤代油，是我國能源長期穩(wěn)定發(fā)展的戰(zhàn)略和現(xiàn)實選

37、擇。（五）配煤配煤是指根據用戶對煤炭質量的要求，將若干種不同種類、不同性質的煤按照一定比例摻配加工得到對鍋爐燃燒狀況最佳的燃料煤。原料煤的發(fā)熱量、揮發(fā)分、硫分、灰分等主要指標存在著線性可加成性，通過優(yōu)化配比，使各原料煤的各成分和性質間實現(xiàn)取長補短，互為補充，充分發(fā)揮各種原料煤的優(yōu)點和長處，綜合性能優(yōu)于其中任一種原料，既符合燃燒要求又減少污染排放。需要指出的是，配煤的某些特性（如煤灰熔融性溫度、著火特性、結渣特性、排放特性）并非完全符合各原料煤相應性質的加權相加，而可能存在著非線性關系。（六）煤炭氣化煤炭氣化是以煤炭為原料，采用空氣、氧氣、二氧化碳和水蒸氣為氣化劑，在一定溫度和壓力等條件下，在氣

38、化爐內進行煤的氣化反應，可以生產出不同組分不同熱值的煤氣的工藝過程。煤炭氣化過程一般包括干燥、熱解、氣化和燃燒等幾個階段。干燥：煤進入氣化爐后，隨著溫度的升高，煤中水分會受熱蒸發(fā)，從而使煤料得到干燥。熱解：干燥的煤料隨著溫度的進一步升高，煤分子會發(fā)生熱分解反應，生成一定數量的揮發(fā)分（包括干餾煤氣、焦油、熱解水等）。同時，不揮發(fā)的物質形成半焦。氣化：煤熱解后形成的半焦在高溫下與通入氣化爐的氣化劑發(fā)生氣化反應，生成以co、h2、ch4及co2、n2等為主要成分的氣態(tài)產物，即煤氣。燃燒：部分煤料與氣化劑中的氧發(fā)生燃燒反應為煤炭氣化提供必要的熱量。煤在氣化爐內的狀態(tài)，分為移動床、流化床、氣流床及熔融床

39、四種。移動床氣化是煤料靠重力下降與氣流接觸的氣化過程。流化床氣化是向上移動的氣流使煤料在空氣中呈沸騰狀態(tài)的氣化過程。氣流床氣化是氣體介質夾帶煤粉并使其處于懸浮狀的氣化過程。熔融床氣化是煤料與空氣或氧氣隨同蒸汽與床層底部呈熔融態(tài)的鐵、灰或鹽相接觸的氣化過程。（七）煤炭液化煤炭液化通常是指將煤炭經過化學加工轉化成潔凈的便于運輸和使用的液體燃料、化學品或化工原料的一種先進的潔凈煤技術。煤炭液化有兩種完全不同的技術路線：直接液化和間接液化。煤炭直接液化是指通過加氫使低階煤中復雜的有機化學結構直接轉化為液體燃料，轉化過程是在含煤粉和溶劑的漿液系統(tǒng)中進行加氫，需要較高的壓力和溫度。直接液化的優(yōu)點是熱效率高

40、、液體產品回收率高；主要缺點是煤漿加氫工藝過程各步驟的總體操作條件相對嚴格。煤炭間接液化是指將煤氣化制合成氣以（CO+H2）為主，經過催化合成液體燃料，其優(yōu)點是煤種適應性較寬，操作條件相對溫和，煤灰等三廢問題主要在氣化過程中解決，其缺點是因涉及到煤氣化制合成氣過程，總效率較低，選擇性較差。四、煤質要求以上所述煤炭加工方法中，篩分和選煤尤為重要，是煤炭產品分類的重要方法，更是保證和提高煤炭產品質量的重要手段，為煤炭營銷市場的穩(wěn)定發(fā)展提供有力的技術保障。煤炭加工的多種技術手段使煤炭企業(yè)可以適應發(fā)電、冶煉、建材、化工等多種行業(yè)對煤炭質量提出的各種不同的要求。煉焦用煤的要求（1）灰分。在煉鋼或高爐煉鐵

41、中，焦炭的灰分每提高1%，焦炭用量增加2%2.5%，溶劑石灰石的用量增加4%,高爐生鐵含量降低3%,焦炭強度下降2.2%，而煉焦用煤的灰分在煉焦后全部殘留于焦炭中，因此灰分成為生產冶金焦的主要質量指標之一，一般要求配煤的灰分在10%以下。（2）硫分。煉焦時，煤中的硫分約60%轉入焦炭，硫是焦炭中的有害雜質，能使生鐵變脆。為了脫除焦炭過高的硫分，需增加溶劑石灰石和焦炭的用量，從而降低了高爐的利用系數。焦炭的硫分每提高0.1%，石灰石和焦炭的用量將分別增加3.7%和1.8%,高爐生產能力降低2%2.5%。冶金焦的硫分規(guī)定不大于0.8%，而煉焦配煤的硫分一般應小于1%。（3）揮發(fā)分。為了滿足鋼鐵工業(yè)

42、對冶金焦的需要,又能盡量多生產化學產品,煉焦配煤干燥無灰基揮發(fā)分一般在25%30%。近年來隨著搗固煉焦新工藝的推廣,氣煤配比可以達到75%,配煤干燥無灰基揮發(fā)分超過34%。（4）膠質層厚度。膠質層是表示煤在加熱時產生液體的數量的指標。配煤中必須具有一定的液體物質來粘結其他不能熔融的物質,使之成為堅固的冶金焦炭。配煤對膠質層的要求厚度為1520mm。高爐噴煤對煤質的要求高爐噴吹技術是將粉末狀的煤和高爐熱風一起從高爐風口噴入高爐,在風口前燃燒,產生熱量和一氧化碳,作為高爐的熱量和還原劑,代替部分焦炭進行高爐冶煉,從而節(jié)省焦炭。高爐噴吹用煤應能滿足高爐冶煉工藝要求和對提高噴吹量和置換比有利,以便替代

43、更多的焦炭。高爐噴吹對煤質性能的要求及相關指標有：工業(yè)分析指標、發(fā)熱量、粒度及均勻性、可磨性、燃燒性、爆炸性、反應性、灰熔融性、燃點、煤巖結構、灰成分分析、比表面積和密度等。歸結起來主要有以下幾方面。（1）煤的灰分越低越好?；曳趾繎嗤虻陀谑褂玫慕固炕曳郑话阋驛dv12.5%。（2）硫含量越低越好。煤的含硫量應與使用焦炭的含硫量相同或更低，一般要求Stv0.61%。（3）膠質層厚度越小越好。YvlOmm，這樣可以避免在噴吹過程中結焦、堵塞噴槍和風口影響噴吹和高爐正常生產。（4）煤的可磨性好。現(xiàn)高爐噴煤需要將煤磨到一定細度，可磨性好，則制粉消耗的電能就少，可降低噴吹費用。噴吹無煙煤粒度應

44、小些，噴吹煙煤粒度可以大些，而內在水分含量高的煙煤，在高爐富氧率較高時，粒度還可以更粗些。（5）煤的燃燒性能好（即其燃點低，反應性好等）?？墒箛娙敫郀t的煤粉能在有限空間和時間內盡可能多的氣化，另外燃燒性好的煤也可以磨得粗一些，降低磨煤能耗和費用。反應性好的煤，不僅可提高煤粉燃燒率，擴大噴吹量，還可以減少焦炭的氣化反應，對焦炭強度起到了保護作用。（6）煤的發(fā)熱量越高越好。噴入高爐的煤粉是以其放出的熱量和形成的還原性氣體CO、h2來代替焦炭在高爐內提供熱源和還原劑，因此煤的發(fā)熱量越高，在高爐內放出的熱量越多，置換的焦炭量也越多?？傊試姶得旱男阅芤髞韺φ丈a用的各種煤，任何一種煤都不能達到全部

45、要求，而且產地遠近、開采方法、運輸方式等因素也影響了煤炭產品的價格。為了獲得較全面的噴吹效果和經濟效果只有利用配煤才能達到。常用含碳量高、發(fā)熱量高的無煙煤和揮發(fā)分高、易燃燒的長焰煤配合，使混合煤的揮發(fā)分達到20%25%，灰分在12%以下，這樣能充分發(fā)揮兩種煤的有點以及取得良好的噴吹效果。燒結礦對煤質的要求燒結是將各種不能直接入爐的煉鐵原料如精礦粉、高爐爐塵及硫酸渣等配加一定的燃料和溶劑，加熱到13001500攝氏度，使粉料燒結成塊狀的工藝，是冶煉前原料準備的一個重要環(huán)節(jié)。在燒結料中，燃料占7%(FC=3%5%),主要使用無煙煤，煤質要求是低灰、低硫、高發(fā)熱量。根據燒結和高爐煉鐵的工藝要求，供應

46、燒結用煤的無煙煤的灰分應在12.5%以下，硫分在0.7%以下。電廠鍋爐對煤質的要求電廠鍋爐按燃燒方式可以分為以下幾類：(1)層燃爐。層燃爐有爐箅(或稱爐排)，煤炭或其他固體燃料在爐箅上的燃料層內燃燒。燃燒所用空氣由爐箅下送入，穿過染料層進行燃燒反應。部分未燃盡的可燃氣體和被氣流吹起的細粒燃料，仍可在燃料層上的爐膛空間中繼續(xù)燃燒。室燃爐。室燃爐中的燃料主要是在爐膛空間懸浮燃燒。這是電廠鍋爐的主要燃燒方式。在燃燒煤粉的室燃爐中，由于排渣方式不同，又可分為固態(tài)排渣煤粉爐和液態(tài)排渣煤粉爐。(3)旋風爐。旋風爐是一個以圓柱形旋風筒作為主要燃燒室的爐子，氣流在筒內高速旋轉，煤粉氣流沿圓筒切向送入或由筒的一

47、端旋轉送入。較細的煤粉在旋風筒內懸浮燃燒，較粗的煤粒則貼在筒壁上燃燒。筒內的高溫和高速旋轉氣流是燃燒加速，并融化灰渣，形成液態(tài)排渣。旋風筒有立式和臥式兩種，可燃用粗煤粉和煤屑。火炬層燃爐。用空氣或機械播撒方式把煤炭拋入爐膛空間，然后落到爐箅上的燃燒方式稱為火炬層燃。實際上有些細煤屑在爐膛空間完全燃盡；較大顆?？赡茉诳臻g內燒火后再落到煤層上繼續(xù)燃燒，大的煤塊則在落到煤層上以后才開始著火燃燒。這種爐子往往配以鏈條爐箅，并且勇于容量不大的鍋爐。(5)沸騰爐。沸騰爐也稱流態(tài)化燃燒爐。爐子底部為一多孔的布風板，空氣以高速穿過孔眼，均勻進入布風板上的床料層中，床層中的物料為固體顆粒和少量煤粒，當高速空氣穿

48、過時床料上下翻滾，形成“沸騰”狀態(tài)。在沸騰過程中煤粒與空氣有良好的接觸混合，燃燒快，效率高。床層內安置以水和蒸汽(或空氣)為冷卻介質的埋管，把床層溫度控制7001000攝氏度。(6)循環(huán)流化床鍋爐。循環(huán)流化床鍋爐是在沸騰爐基礎上發(fā)展起來的一種鍋爐，其性能指標超過沸騰爐。循環(huán)流化床鍋爐的特點是進一步細化煤粒，提高流化風速，在爐膛出口安裝了高溫分離器，使顆粒與氣流分離，氣流進入省煤器加熱燃燒用空氣，固體顆粒再送進爐膛流化燃燒，以此反復循環(huán)流化。對電廠鍋爐熱力工作影響大的指標主要有：干燥無灰基揮發(fā)分、收到基灰分、收到基水分、干燥基全硫、收到基低位發(fā)熱量及灰熔融性。(1)揮發(fā)分。不同的電廠鍋爐對揮發(fā)分

49、都有具體的要求，電廠的煤炭要按設計的揮發(fā)分要求選擇和供應。從爐型情況分析，層燃爐、室燃爐對煤炭的揮發(fā)分要求更為嚴格；旋風爐、沸騰爐和循環(huán)流化床鍋爐對煤種要求較為寬松，可選用煤炭的揮發(fā)分區(qū)間較大，煤種適應性強。(2)灰分。灰分對燃燒的影響表現(xiàn)為：灰分高會使火焰?zhèn)鞑ニ俣葴p慢，燃點推遲，燃燒溫度下降，燃燒穩(wěn)定性變差，甚至造成滅火，同時灰分過高，還容易加劇設備的磨損，縮短設備使用壽命。灰分過低，在層狀燃燒是，由于灰渣太薄容易把爐箅燒壞。從灰分的適應性看，循環(huán)流化床鍋爐對灰分適應性最強。水分。水分既是數量指標又是質量指標，煤的水分升高，發(fā)熱量降低，鍋爐排煙溫度升高，影響發(fā)電鍋爐的燃燒效率。在使用煤粉燃燒的鍋爐中，入爐前對煤粉要經過干燥處理，以減少水分對發(fā)電鍋爐硫分。硫燃燒后生成SO2和SO3，它們極易與煙氣