煤化學(xué)第九章 煤的分類

第九章煤的分類和煤質(zhì)評價第一節(jié)概述第二節(jié)中國煤的分類第三節(jié)煤質(zhì)評價一、煤分類的意義

煤的工業(yè)分類是按煤的不同工藝性質(zhì)和利用途徑進行的分類。煤工業(yè)分類主要目的：是利于煤炭資源的合理開發(fā)、利用和滿足用戶的生產(chǎn)要求。意義：指導(dǎo)煤炭資源合理開發(fā)利用的基本法規(guī)；是統(tǒng)計資源儲量和評價煤炭資源利用合理性的根本依據(jù)；也是反映國家在煤炭加工利用方面的科學(xué)技術(shù)水平的指南。第一節(jié)概述第一節(jié)概述二、煤分類的指標(biāo)◆反映煤化程度的指標(biāo)：反映煤化程度的指標(biāo)主要有干燥無灰基揮發(fā)分（Vdaf）、干燥無灰基氫元素含量（Hdaf）、目視比色透光率（PM）、恒濕無灰基高位發(fā)熱量（Qgr,maf）等。此外，在研究煤質(zhì)時，還經(jīng)常用到碳元素含量（Cdaf）、鏡質(zhì)組最大反射率（Rmax）等?！舴从痴辰Y(jié)性的指標(biāo)：煤的分類中反映煤的粘結(jié)性指標(biāo)，主要有粘結(jié)指數(shù)GRI、膠質(zhì)層最大厚度Y、奧亞膨脹度b。

第二節(jié)中國煤的分類一、我國原有煤的分類方案

由中國科學(xué)院、原煤炭部、原冶金部等單位共同研究，于1956年12月提出的方案，1958年4月經(jīng)原國家技術(shù)委員會正式頒布試行。該分類方案的分類指標(biāo)是煤的干燥無灰基揮發(fā)分（Vdaf）和膠質(zhì)層最大厚度（Y值）。從褐煤到無煙煤之間的所有煤種，共分為十大類，二十四小類。大類別小類別分類指標(biāo)名稱名稱Vdaf（%）Y（mm）無煙煤0～10貧煤>10～200（粉狀）瘦煤1號瘦煤2號瘦煤>14～20>14～200（成塊）～8>8～12焦煤瘦焦煤主焦煤焦瘦煤1號肥焦煤2號肥焦煤>14～18>18～26>20～26>26～30>26～30>12～25>12～25>8～12>9～14>14～25肥煤1號肥煤2號肥煤1號焦肥煤2號焦肥煤氣肥煤>26～37>26～37≤26≤26>37>25～30>30>25～30>30>25氣煤1號肥氣煤2號肥氣煤1號氣煤2號氣煤3號氣煤>30～37>30～37>37>37>37>9～14>14～25>5～9>9～14>14～25弱粘煤1號弱粘煤2號弱粘煤>20～26>26～370（成塊）～80（成塊）～9不粘煤>20～370（粉狀）長焰煤>370～5褐煤>40－

缺點（1）對長焰煤和褐煤沒有提出明確的劃分指標(biāo)和界線。（2）大類別過少，小類別過多，導(dǎo)致每一大類煤的范圍過寬，在同一類煤中的性質(zhì)可相差很大。（3）對貧煤和瘦煤的劃分界線以Y值等于0時的焦渣成塊和粉狀來確定，是含混不清的。（5）對低煤化程度的褐煤和高煤化程度的無煙煤類不再細分為小類

第二節(jié)中國煤的分類二、中國煤炭現(xiàn)行分類方案

1974年我國有關(guān)部門開始對煤炭進行新的分類研究，經(jīng)有關(guān)部委、科研機關(guān)和高等院校的專家、教授多次會議論證，并對全國主要煤礦、煤產(chǎn)地煤質(zhì)資料進行了全面分析研究，基本上取得了一致意見。于1985年1月19日通過了煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)，并于1989年10月1日起正式實施。

第二節(jié)中國煤的分類二、中國煤炭現(xiàn)行分類方案

（一）分類指標(biāo)干燥無灰基揮發(fā)分（Vdaf）干燥無灰基氫元素含量（Hdaf）目視比色透光率（PM）恒濕無灰基高位發(fā)熱量（Qgr,maf）反映煤化程度反映粘結(jié)性粘結(jié)指數(shù)GRI膠質(zhì)層最大厚度Y奧亞膨脹度b無煙煤Vdaf%Hdaf%表示無煙煤的煤化程度煙煤Vdaf%Y,mmGR.I.b,%表示煙煤的煤化程度表示煙煤的粘結(jié)性褐煤PM%Qgr,maf表示褐煤的煤化程度作為區(qū)分褐煤和煙煤的輔助指標(biāo)中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)煤的煤化程度，將煤分為褐煤、煙煤和無煙煤。對褐煤、煙煤和無煙煤采用不同的分類指標(biāo)分別進行分類。

劃分為三個小類即無煙煤一號（01）、無煙煤二號（02）、無煙煤三號（03）

劃分為十二類即貧煤、貧瘦煤、瘦煤、焦煤、1／3焦煤、肥煤、氣肥煤、氣煤、1／2中粘煤、弱粘煤、不粘煤和長焰煤劃分為二個小類褐煤一號（51）、褐煤二號（52）

第二節(jié)中國煤的分類二、中國煤炭現(xiàn)行分類方案

（二）分類表示方法（1）漢字：如褐煤、長焰煤、氣煤等；

（2）符號：漢語拼音字頭，如HM，CY，QM等；

（3）數(shù)碼：根據(jù)分類指標(biāo)數(shù)值的大小給定兩位數(shù)碼。

中國煤炭分類方案中采用數(shù)碼編號來表示煤類→各類煤用兩位阿拉伯?dāng)?shù)碼表示。(三)煤類的編碼十位數(shù)按Vdaf%分組WY為0：表示Vdaf%≤10.0YM為1～41：表示10.0＜Vdaf%≤20.02：表示20.0＜Vdaf%≤28.03：表示28.0＜Vdaf%≤37.04：表示Vdaf%＞37.0個位數(shù)WY為1、2、3YM為1、2、3、4、5、6HM為1、2HM為5:表示Vdaf%＞37.0表示W(wǎng)Y的煤化程度（逐漸降低）表示YM的粘結(jié)性（逐漸增加）表示HM的煤化程度（逐漸增加）第二節(jié)中國煤的分類二、中國煤炭現(xiàn)行分類方案

（三）煤炭分類總表類別符號數(shù)碼分類指標(biāo)VdafPM無煙煤WY01，02，03≤10.0－煙煤YM11，12，13，14，15，1621，22，23，24，25，2631，32，33，34，35，3641，42，43，44，45，46>10.0－褐煤HM51，52>37.0*≤50***凡Vdaf＞37％和GR.I.≤5的煤，再用PM%來區(qū)分褐煤和煙煤。**凡Vdaf＞37％、PM＞50％時劃為煙煤，PM＞30％～50％的煤，如恒濕無灰基高位發(fā)熱量(Qgr,maf)＞24MJ/kg，則為長焰煤。

注：

（1）對褐煤和無煙煤來說，每一個數(shù)碼編號代表一個小類別。如01、02、03分別代表無煙煤一號、二號、三號；51、52各代表褐煤一號、二號。（2）對煙煤的24個數(shù)碼，每一個數(shù)碼并不代表一個小類，只是表明同類別中煤質(zhì)的差別（如瘦煤中的13號煤的粘結(jié)性就明顯地低于14號煤）。故將煙煤的這24個數(shù)碼“按同類煤性質(zhì)基本相似，不同類煤性質(zhì)有較大差異”的原則，將部分數(shù)碼合并而成為12個類別。原因是同類別中煤質(zhì)的差別對煤礦來說是沒必要按數(shù)碼編號來細分的，因為同一類煤是實行同一比價的，只要按中國煤炭分類大類來劃分煤類即可；但對于煤炭用戶來說，在焦化、燃燒或氣化生產(chǎn)中，煙煤的數(shù)碼編號就有一定的指導(dǎo)意義。

第二節(jié)中國煤的分類二、中國煤炭現(xiàn)行分類方案

（四）無煙煤的分類類別符號數(shù)碼分類指標(biāo)Vdaf（%）Hdaf（%）無煙煤一號無煙煤二號無煙煤三號WY1WY2WY30102030～3.5>3.5～6.5>6.5～10.00～2.0>2.0～3.0>3.0第二節(jié)中國煤的分類二、中國煤炭現(xiàn)行分類方案

（五）煙煤的分類類別符號數(shù)碼分類指標(biāo)Vdaf（%）GR.I.Yb**（%）貧煤PM11>10.0～20.0≤5貧瘦煤PS12>10.0～20.0>5～20瘦煤SM1314>10.0～20.0>10.0～20.0>20～50>50～65焦煤JM152425>10.0～20.0>20.0～28.0>20.0～28.0>65*>50～65>65*≤25.0≤25.0（≤150）（≤150）肥煤FM162636>10.0～20.0>20.0～28.0>28.0～37.0（>85）*（>85）*（>85）*>25.0>25.0>25.0（>150）（>150）（>220）1/3焦煤1/3JM35>28.0～37.0>65*≤25.0（≤220）第二節(jié)中國煤的分類類別符號數(shù)碼分類指標(biāo)Vdaf（%）G（GR.I.）Yb**氣肥煤QF46>37.0（>85）*>25.0（>220）氣煤QM34434445>28.0～37.0>37.0>37.0>37.0>50～65>35～50>50～65>65*≤25.0（≤220）1/2中粘煤1/2ZN2333>20.0～28.0>28.0～37.0>30～50>30～50弱粘煤RN2232>20.0～28.0>28.0～37.0>5～30>5～30不粘煤BN2131>20.0～28.0>28.0～37.0≤5≤5長焰煤CY4142>37.0>37.0≤5>5～35第二節(jié)中國煤的分類第二節(jié)中國煤的分類二、中國煤炭現(xiàn)行分類方案

（六）褐煤的分類類別符號數(shù)碼分類指標(biāo)PM（%）Qgr,maf（MJ/kg）褐煤一號HM1510～30－褐煤二號HM252＞30～50≤24注：凡Vdaf>37.0%，PM>30%～50%的煤，如恒濕無灰基高位發(fā)熱量Qgr,maf>24MJ/kg，則劃為長焰煤。

注：①當(dāng)GR.I.＞85時，再用Y值(或b值)來劃分肥煤、氣肥煤與其它煤類的界線；當(dāng)Y＞25.0mm時，如Vdaf≤37.0％，則劃分為肥煤；如Y≤25.0mm，則根據(jù)其Vdaf的大小而劃分為相應(yīng)的其它煤類。當(dāng)用b值來劃分肥煤、氣肥煤與其它煤類的界線時，如果Y≤28.0％，暫定b＞150％的為肥煤，如Y＞28.0％，則暫定b＞220％的肥煤或氣肥煤(Vdaf＞37.0％時)。當(dāng)按b值劃分的類別與值劃分的類別有矛盾時，以Y值劃分為準(zhǔn)。GR.I.=85—指標(biāo)轉(zhuǎn)換線

②如用Vdaf%和Hdaf%劃分的小類有矛盾時，則以Hdaf%劃分的小類為準(zhǔn)。在已確定了無煙煤小類的生產(chǎn)廠礦的日常檢測中，可以只按Vdaf%來分類；在煤田地質(zhì)勘查中，對新區(qū)確定小類或生產(chǎn)礦廠需要重新核定小類時，應(yīng)同時測定Vdaf%和Hdaf%值，按規(guī)定確定出小類。③對Vdaf＞37.0％、GR.I.≤5的煤，再以來確定其為長焰煤或褐煤。如PM＞30％～50％，再測Qgr,maf，如Qgr,maf＞24MJ/kg，則應(yīng)劃分為長焰煤。(地質(zhì)勘查煤樣，對Vdaf＞37％、焦渣特征為1～2號的煤在不壓餅的條件下測定)，再用PM%來區(qū)分煙煤和褐煤。

煤質(zhì)評價是指根據(jù)煤質(zhì)化驗結(jié)果，評定煤炭質(zhì)量、確定煤在工業(yè)上的利用價值的過程。煤質(zhì)評價是煤炭地質(zhì)勘查過程中最主要的任務(wù)之一，為礦井建設(shè)，煤炭開采、運輸和加工利用提供依據(jù)，從而使國家工業(yè)布局合理，煤炭資源得到充分合理的利用。

第三節(jié)煤質(zhì)評價一、煤質(zhì)評價及其意義二、煤質(zhì)資料的分析整理

地質(zhì)勘查過程中經(jīng)送樣化驗所獲得的大量煤質(zhì)資料，需要經(jīng)過分析、整理和匯總后才能加以應(yīng)用。在這之前要對各個樣品分析結(jié)果的代表性和可靠性進行認真的審查，對代表性不強的結(jié)果應(yīng)刪除。對獲得的煤質(zhì)數(shù)據(jù)按煤層編號分區(qū)段進行歸納、整理，以全面反映勘查區(qū)各煤層在不同區(qū)段的煤質(zhì)特征及變化規(guī)律。整理后的煤質(zhì)資料包括表、圖、照片。

根據(jù)煤炭勘查、開采及加工利用的全過程，將煤質(zhì)評價分為三個階段：

三、煤質(zhì)評價的階段及任務(wù)相當(dāng)于煤炭普查時期對煤質(zhì)的研究和評價→了解可采煤層的煤質(zhì)特征，初步確定煤的種類，對煤的加工利用方向提出初步評價。

相當(dāng)于煤炭詳查和勘探時期對煤質(zhì)的研究和評價→煤質(zhì)工作的重點是全面研究勘查區(qū)內(nèi)可采煤層的煤質(zhì)特征及變化規(guī)律，研究煤的變質(zhì)因素和煤類分布規(guī)律；了解可采煤層的各種工藝性質(zhì)和煤的可選性，并對煤作出加工利用的評價；為礦井設(shè)計提供煤塵爆炸性、瓦斯、煤的自燃、風(fēng)氧化帶界限等資料；提供煤炭資源在加工利用時對周圍環(huán)境可能造成的污染及其解決方案；提供煤炭基地布局的依據(jù)；了解煤矸石的質(zhì)量及其變化情況，確定煤矸石、煤灰渣的綜合利用方向等。

相當(dāng)于煤炭開采和加工利用階段對煤質(zhì)的研究和評價→煤質(zhì)研究工作是定期或隨機取樣分析，根據(jù)開采和加工利用的需要，對某些指標(biāo)進行測定，檢查煤的質(zhì)量是否符合質(zhì)量要求，把好質(zhì)量關(guān)。

煤質(zhì)初步評價階段煤質(zhì)詳細評價階段煤質(zhì)最終評價階段四、煤質(zhì)評價的內(nèi)容地質(zhì)評價工藝術(shù)評價經(jīng)濟評價在煤炭勘查時期，通過取樣對煤質(zhì)進行分析研究，闡明煤質(zhì)變化規(guī)律及影響因素，以指出勘查區(qū)不同煤層和同一煤層在不同地段煤質(zhì)上的差別。包括煤炭開采方面、煤炭加工利用方式、煤綜合利用、環(huán)境保護、技術(shù)政策等的經(jīng)濟評價，保證合理、有效地利用煤炭資源。一是通過分析煤的工藝性質(zhì)，以確定煤的加工利用方向；二是在已知煤質(zhì)特征和加工利用方式的條件下，研究如何通過工藝技術(shù)途徑，使其達到最好的利用效果，提高煤炭的使用價值。五、煤質(zhì)研究和評價的方法（一）煤質(zhì)研究方法（依據(jù)）宏觀研究顯微研究煤質(zhì)化驗是指用肉眼和簡單的工具對煤的顏色、條痕、光澤、內(nèi)生裂隙、機械強度、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和裂隙內(nèi)的礦物成分等進行研究，從而判斷宏觀煤巖類型、煤的煤化程度和風(fēng)化程度。這是地質(zhì)工作者在野外常用的一種初步評價煤質(zhì)的方法。包括測定鏡煤反射率、利用薄片和光片對煤中各種有機顯微組分進行定量統(tǒng)計、測定無機組分的含量、成分和分布狀態(tài)對及顯微煤巖類型的劃分等。它是確定煤的變質(zhì)程度、進行煤炭分類、了解煤的工藝性能和可選性等的一種重要方法。除了包括工業(yè)分析、全硫及各種形態(tài)硫含量、發(fā)熱量這些常規(guī)分析外，還包括元素分析和煤的膠質(zhì)層最大厚度、粘結(jié)指數(shù)、奧亞膨脹度、熱穩(wěn)定性、CO2反應(yīng)性、可選性等各種工藝性能的測定。煤質(zhì)化驗資料中包含了煤工業(yè)分類的指標(biāo)，也是煤質(zhì)研究和評價的最主要依據(jù)。技術(shù)分析X射線衍射分析、熒光顯微鏡、熒光顯微光度計、電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、圖象分析儀、紅外光譜儀、發(fā)射光譜儀、原子吸收光譜儀、中子活化分析儀、核磁共振波譜儀、質(zhì)譜儀、電子探針、離子探針和計算機等新手段，研究煤的結(jié)構(gòu)、組分含量、變質(zhì)程度以及煤化過程中形成的氣油產(chǎn)物的特征等。這些新方法具有快速、簡便、精確的特點。綜合分析

是指綜合地質(zhì)情況，找出煤質(zhì)變化規(guī)律，了解工業(yè)對煤質(zhì)的要求，對煤質(zhì)作出正確的評價。（二）煤質(zhì)評價方法化學(xué)評價從化學(xué)角度出發(fā)研究煤的組成、化學(xué)性質(zhì)和工藝性質(zhì)，即用工業(yè)分析和元素分析的方法對煤質(zhì)進行評價。它是最常用的評價方法。煤巖評價通過對宏觀煤巖組成和性質(zhì)的分析及顯微煤巖定量的統(tǒng)計來評定煤的組成和性質(zhì)。工藝評價物理及物理化學(xué)評價該法要求模擬工業(yè)加工利用的條件，通過對煤進行工藝加工研究來確定煤的利用方向。通過對煤的電性質(zhì)、磁性質(zhì)、密度、硬度、裂隙等物理性質(zhì)和孔隙率、表面積、潤濕性、吸附性等物理化學(xué)性質(zhì)的測定來研究煤。

六、煤質(zhì)評價的舉例某煤層煤質(zhì)分析結(jié)果見下表。試對