煤炭基礎(chǔ)知識(shí)

4-煤炭基礎(chǔ)知識(shí)一、煤炭的生成

煤炭的生成。煤炭是古代的有機(jī)物（主要是植物）的遺體，經(jīng)過生物及化學(xué)的變質(zhì)作用而形成的。大體可分為兩個(gè)階段，第一階段是泥煤炭化階段，即由植物轉(zhuǎn)變成泥炭階段。當(dāng)植物枯死之后，堆積在充滿水的沼澤中，開始是水存在的氧氣不足，后來在水面下隔絕空氣，并在細(xì)菌的作用下，直到植物的各部分不斷分解，相互作用，最后植物的遺體變成了褐色或黑褐色的淤泥物質(zhì)，這就是泥炭。這個(gè)過程，叫做泥炭化過程。這個(gè)階段需要漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史時(shí)期，需要進(jìn)行千百萬年。第二階段，由泥炭轉(zhuǎn)變成褐煤，褐煤轉(zhuǎn)變成煙煤，煙煤再轉(zhuǎn)變成無煙煤階段。當(dāng)泥炭層形成后。有水經(jīng)常沖刷大陸的低洼地方，帶來了大量的砂、石，在泥潭層逐漸形成巖層（稱為頂板）。被埋在頂板下的泥炭層在頂板下的泥潭層在頂板巖石層的壓力作用下，發(fā)生了壓緊、失水、膠體老化、硬結(jié)等一系列變化，同時(shí)它的化學(xué)組成也發(fā)生了緩慢的變化，逐步變成比重較大，較致密的黑褐色的褐煤。當(dāng)頂板逐漸加厚，頂板的靜壓力逐漸增高，煤層中溫度也逐漸升高后，煤質(zhì)便發(fā)生變化，逐漸由成巖作用變成了以溫度影響為主的變質(zhì)作用。這樣褐煤逐漸變成了煙煤、無煙煤。如果有更高的溫度，最終可能變成石墨。成煤必須具備四個(gè)先決條件：（1）植物條件。（2）氣候條件。（3）地理?xiàng)l件。（4）地殼運(yùn)動(dòng)條件。二、煤炭的分類及各類煤的主要特征和用途(1)煤炭按煤的用途分為：動(dòng)力煤、煉焦煤、噴吹煤及無煙煤凡是以發(fā)電、機(jī)車推進(jìn)、鍋爐燃燒等為目的，產(chǎn)生動(dòng)力而使用的煤炭都屬于動(dòng)力用煤，簡(jiǎn)稱動(dòng)力煤；作為生產(chǎn)原料，用來生產(chǎn)焦炭，進(jìn)而用于鋼鐵行業(yè)的煤炭種，稱為煉焦煤；鋼鐵行業(yè)高爐噴吹用的噴吹煤；無煙煤塊煤主要應(yīng)用是化肥（氮肥、合成氨）、陶瓷、制造鍛造等行業(yè)；無煙粉煤主要應(yīng)用在冶金行業(yè)用于高爐噴吹。我國(guó)約1/3的煤用于發(fā)電，目前平均消耗為標(biāo)準(zhǔn)煤（7000大卡）370g/kw.h。(2)煤炭按粒度分類：經(jīng)簡(jiǎn)單篩選后剩下的大塊有煙煤,篩選常用通過網(wǎng)目大小來規(guī)定最小尺寸的塊度。塊煤:﹥13mm,最大塊不得大于300mm主要分為三類混煤末煤（助燃用）：粒度﹤13mm(3)煤炭按煤的揮發(fā)分，將所有煤分為褐煤、煙煤和無煙煤三大類，具體分類如下：

1.褐煤

（HM）

它是煤化程度最低的煤。其特點(diǎn)是水分高、比重小、揮發(fā)分高、不粘結(jié)、化學(xué)反應(yīng)性強(qiáng)、熱穩(wěn)定性差、發(fā)熱量低，含有不同數(shù)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(hào)褐煤還可以作農(nóng)田、果園的有機(jī)肥料。

2.長(zhǎng)焰煤

（CY）

它的揮發(fā)分含量很高，沒有或只有很小的粘結(jié)性，膠質(zhì)層厚度不超過5mm,易燃燒，燃燒時(shí)有很長(zhǎng)的火焰，故得名長(zhǎng)焰煤?？勺鳛闅饣偷蜏馗绅s的原料，也可作民用和動(dòng)力燃料。

高、燃燒時(shí)煙少火苗短、火力強(qiáng)。通常作民用和動(dòng)力燃料。質(zhì)量好的無煙煤可作氣化原料、高爐噴吹和燒結(jié)鐵礦石的燃料，以及制造電石、電極和炭素材料等。中國(guó)煤炭分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5751-86類別縮寫數(shù)碼分類指標(biāo)Vr%GRLY/mmb/%PM/%Qgw/(MJ/kg)無煙煤一號(hào)WY01≤3.5二號(hào)WY023.5~6.5三號(hào)WY036.5~10貧煤PM1110.0~20.0≤5貧瘦煤PS1210.0~20.02~20瘦煤SM1310.0~20.020~501410.0~20.050~65焦煤JM1510.0~20.0﹥652420.0~28.050~65≤25≤1502520.0~28.0﹥65≤25≤1501/3焦煤1/3JM3528.0~37.0﹥65≤25≤220肥煤FM1610.0~20.0(﹥85)﹥25﹥1502620.0~28.0(﹥85)﹥25﹥1503628.0~37.0(﹥85)﹥25﹥220氣肥煤QF46﹥37.0(﹥85)﹥25﹥220氣煤QM3428.0~37.050~6543﹥37.035~5044﹥37.050~6545﹥37.0﹥65≤25≤2201/2中粘煤1/2ZN2220.0~28.030~503328.0~37.030~50弱粘煤RN2220.0~28.05~303228.0~37.05~30不粘煤BN2120.0~28.0≤53128.0~37.0≤5長(zhǎng)焰煤CY41﹥37.0≤5﹥5042﹥37.05~35褐煤一號(hào)HM151﹥37.0≤30二號(hào)HM252﹥37.030~50≤24注：Vr–干燥無灰基揮發(fā)分；GRL-煙煤的粘結(jié)指數(shù)；Y-煙煤的膠質(zhì)層最大厚度；b-煙煤的奧亞膨脹度；PM-煤樣的透光率；Qgw-恒濕無灰基高位發(fā)熱量1．G>85，再用Y值或b值來區(qū)分肥煤、氣肥煤與其它煤類，當(dāng)Y>25.0mm時(shí)，應(yīng)劃分為肥煤或氣肥煤，如Y《25mm，則根據(jù)其Vdaf的大小而劃分為響應(yīng)的其它煤類。按b值分類時(shí)，Vdaf《28%，暫定b>150%的為肥煤，Vdaf>28%，暫定b>220%的為肥煤或氣肥煤，如按b值和Y值劃分的類別有矛盾時(shí)，以Y值劃分的為準(zhǔn)。2.Vdaf>37%，G《5的煤，再以透光率PM來區(qū)分其為長(zhǎng)焰煤或褐煤。3.Vdaf>37%，PM>30%-50%的煤，再根據(jù)熱量Qgr，如其值大于24MJ/kg(5739cal/g)，應(yīng)劃分為長(zhǎng)焰附表：名稱泥炭褐煤煙煤無煙煤粘土密度（kg/m3）0.720.8-1.41.2-1.51.4-1.82.4-2.6密度表：煤炭分類圖：褐煤長(zhǎng)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貧煤無煙煤動(dòng)力煤煉焦配合煤煉焦煤動(dòng)力煤

不同煤化程度煤炭的光澤、顏色和條痕色煤化光澤顏色條痕色褐煤無光澤或暗淡的瀝青光澤褐色、深褐色或黑褐色淺棕色、深棕色長(zhǎng)焰煤瀝青光澤黑色、帶褐色深棕色氣煤瀝青光澤或弱玻璃光澤黑色棕黑色肥煤玻璃光澤黑色黑色、帶棕色焦煤強(qiáng)玻璃光澤黑色黑色、帶棕色瘦煤強(qiáng)玻璃光澤黑色黑色貧煤金屬光澤黑色、有時(shí)帶灰色黑色無煙煤似金屬光澤灰黑色、帶有古銅色灰黑色

三、煤炭指標(biāo)通過煤的工業(yè)分析結(jié)果，可以大致了解煤中有機(jī)質(zhì)和無機(jī)質(zhì)的含量，有機(jī)質(zhì)的性質(zhì)，用于初步判斷煤的種類和加工利用效果及其工業(yè)用途。煤的工業(yè)分析主要包括以下六個(gè)方面：全水是煤炭中含有的水分，灰分是煤炭燃燒后剩余的灰分，揮發(fā)份是煤炭燃燒中可揮發(fā)成分，固定碳是指煤炭除去水分、灰分和揮發(fā)分后的殘留物，全硫是煤炭中所有硫元素含量（污染指標(biāo)），熱值是煤炭的發(fā)熱量，它是確定煤炭質(zhì)量用途的重要指標(biāo)。1、水分（M）煤中水分分為內(nèi)在水分、外在水分、結(jié)晶水和分解水。煤中水分過大是不利于加工、運(yùn)輸?shù)?，燃燒時(shí)會(huì)影響熱穩(wěn)定性和熱傳導(dǎo)，煉焦時(shí)會(huì)降低焦產(chǎn)率和延長(zhǎng)焦化周期?，F(xiàn)在我們常報(bào)的水份指標(biāo)有：

1、全水份（Mt），是煤中所有內(nèi)在水份和外在水份的總和，也常用Mar表示。通常規(guī)定在8%以下。

2、空氣干燥基水份(Mad)，指煤炭在空氣干燥狀態(tài)下所含的水份。也可以認(rèn)為是內(nèi)在水份，老的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)上有稱之為“分析基水份”的。煤中水分的賦存狀態(tài)分為2大類。一類是與礦物質(zhì)相結(jié)合的水，稱為化合水或結(jié)晶水。如石膏（CaSO4。2H2O）和高嶺土（Al2O3。2SiO2。2H2O）中的結(jié)晶水就是以化合形式與礦物質(zhì)相結(jié)合。這部分水分通常要在2000C以上的溫度下才能分解析出。如CaSO4。2H2O中的2個(gè)分子結(jié)晶水要在5000C以上才能完全脫除，在1700C時(shí)能脫除其中1.5份結(jié)晶水。工業(yè)分析中的水分則不包括這部分結(jié)晶水。另一類水分是以物理狀態(tài)與煤的有機(jī)物質(zhì)相聯(lián)系。即水分以附著和吸附等形式存在于煤中，這部分水統(tǒng)稱為游離水分。這些游離水分在105-1100C的溫度下經(jīng)過一定時(shí)間的蒸發(fā)即可全部脫除。游離水分的多少在一定程度上能表征煤炭的煤化程度深淺，也是決定媒質(zhì)優(yōu)劣的重要參數(shù)之一，當(dāng)煤的內(nèi)部毛細(xì)孔吸附的水分達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，其所含的水分稱為煤的最高內(nèi)在水分。煤內(nèi)部毛細(xì)孔容積的大小，基本上能表征煤的煤化程度。尤其是低煤化度煤，毛細(xì)孔的內(nèi)表面積很大，其最高內(nèi)在水分含量也高。煤的外在水分和內(nèi)在水分合稱為煤的全水分（Mt）。由于煤的外在水分隨煤礦地質(zhì)條件、大氣的濕度等外界條件的改變而變化，所以煤炭的全水分含量也是經(jīng)常發(fā)生變化的。收到基水分就是指煤的全水分。包含內(nèi)在水分和外在水分。如果說空氣干燥機(jī)水分，只是包含內(nèi)在水分，不包含外在水分。2、灰分A

灰分指煤在燃燒的后留下的殘?jiān)?。不是煤中礦物質(zhì)總和，而是這些礦物質(zhì)在化學(xué)和分解后的殘余物。

灰分高，說明煤中可燃成份較低。發(fā)熱量就低。同時(shí)在精煤煉焦中，灰分高低決定焦炭的灰分。能常的灰分指標(biāo)有空氣干燥基灰分（Aad）、干燥基灰分（Ad）等。也有用收到基灰分的（Aar）?；曳质敲禾抠|(zhì)量的基本指標(biāo)之一。煤在徹底燃燒后所剩下的殘?jiān)Q為灰分，灰分分外在灰分和內(nèi)在灰分。外在灰分是來自頂?shù)装搴蛫A矸中的巖石碎塊，它與采煤方法的合理與否有很大關(guān)系。外在灰分通過分選大部分能去掉。內(nèi)在灰分是成煤的原始植物本身所含的無機(jī)物，內(nèi)在灰分越高，煤的可選性越差?；曳质怯泻ξ镔|(zhì)。動(dòng)力煤中灰分增加，發(fā)熱量降低、排渣量增加，煤容易結(jié)渣；一般灰分每增加2%，發(fā)熱量降低100kcz1/kg左右。冶煉精煤中灰分增加，高爐利用系數(shù)降低，焦炭強(qiáng)度下降，石灰石用量增加；灰分每增加1%，焦炭強(qiáng)度下降2%，高爐生產(chǎn)能力下降3%，石灰石用量增加4%。3、揮發(fā)份全稱為揮發(fā)份產(chǎn)率V揮發(fā)份指煤中有機(jī)物和部分礦物質(zhì)加熱分解后的產(chǎn)物，不全是煤中固有成分，還有部分是熱解產(chǎn)物，所以稱揮發(fā)份產(chǎn)率。揮發(fā)份大小與煤的變質(zhì)程度有關(guān)，煤炭變質(zhì)量程度越高，揮發(fā)份產(chǎn)率就越低。在燃燒中，用來確定鍋爐的型號(hào)；在煉焦中，用來確定配煤的比例；同時(shí)更是汽化和液化的重要指標(biāo)。常使用的有空氣干燥基揮發(fā)份（Vad）、干燥基揮發(fā)份（Vd）、干燥無灰基揮發(fā)份（Vdaf）和收到基揮發(fā)份（Var）。其中Vdaf是煤炭分類的重要指標(biāo)之一。它對(duì)燃燒和對(duì)鍋爐工作有何影響。將煤加熱到一定溫度時(shí)，煤中的部分有機(jī)物和礦物質(zhì)發(fā)生分解并逸出，逸出的氣體（主要是H2,CmHn,CO,CO2等）產(chǎn)物稱為煤的揮發(fā)分。揮發(fā)分是煤在高溫下受熱分解的產(chǎn)物，數(shù)量將隨加熱溫度的高低和加熱時(shí)間的長(zhǎng)短而變化。通常所說的揮發(fā)分是指煤在特定條件下加熱有機(jī)物及礦物質(zhì)的氣體產(chǎn)率。即經(jīng)干燥的煤在隔絕空氣下加熱至10℃，恒溫7分鐘所析出的氣體占干燥無灰基成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，稱干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf。揮發(fā)分是煤中氫、氧、氮、硫和一部分碳的氣體產(chǎn)物，大部分是可燃?xì)怏w。揮分含量高，煤易于著火，燃燒穩(wěn)定。因此，揮發(fā)分是表征燃燒特性的重要指標(biāo)，從而也對(duì)鍋爐工作帶來多方面的影響，如，需要根據(jù)揮發(fā)分大小考慮爐膛容積及形狀；揮發(fā)分含量影響燃燒器的型式及配風(fēng)方式的選用，影響磨煤機(jī)型式及制粉系統(tǒng)型式的選擇。同時(shí)，揮發(fā)分也是煤進(jìn)行分類的重要指標(biāo)之一。煤樣與空氣隔絕，并在一定溫度下加熱一定時(shí)間，從煤中有機(jī)物分解出來的液體（呈蒸汽狀態(tài)）和氣體的總和稱為揮發(fā)分。煤的揮發(fā)分主要是由水分、碳?xì)涞难趸锖吞細(xì)浠衔铮ㄒ訡H4為主）組成，但煤中物理吸附水（包括外在水和內(nèi)在水）和礦物質(zhì)二氧化碳不在揮發(fā)分之列。4、固定碳FC煤中去掉水分、灰分、揮發(fā)分，剩下的就是固定碳。煤的固定碳與揮發(fā)分一樣，也是表征煤的變質(zhì)程度的一個(gè)指標(biāo)，隨變質(zhì)程度的增高而增高。煤經(jīng)熱解出揮發(fā)分之后，余下的是固定碳和灰分。不同煤種，固定碳含量不同。固定碳是參與氣化反應(yīng)的基本成分。在煤炭工業(yè)中，指揮發(fā)物逸出后所剩余的可烯碳質(zhì)。在煤或焦炭中固定碳的含量用重量百分?jǐn)?shù)表示，即由常樣的重量中減去水分、揮發(fā)物和灰分的重量，或由于樣的重量中減去揮發(fā)物和灰分的重量而得。固定碳的含量是煤的分類以及煤和焦炭等的質(zhì)量指標(biāo)之一。一般揮發(fā)物愈少，固定碳就愈多。實(shí)驗(yàn)室中將樣品粉末約>1克置于有蓋的標(biāo)準(zhǔn)坩堝中，在850℃下加熱7分鐘，逐出水分和揮發(fā)物后，由剩余的重量中減去灰分而得。在瀝青工業(yè)中，指溶解于苯、甲苯或二硫化碳的成分。又稱化合碳，以區(qū)別于不溶解的游離碳。固定碳含量是指煤炭除去水分、灰分和揮發(fā)分后的殘留物,它是確定煤炭質(zhì)量用途的重要指標(biāo)。固定碳是煤的發(fā)熱量的重要來源，所以有的國(guó)家以固定碳作為煤發(fā)熱量計(jì)算的主要參數(shù)。固定碳也是合成氨用煤的一個(gè)重要指標(biāo)。固定碳計(jì)算公式：(FC)ad=100-(MadAadVad)當(dāng)分析煤樣中碳酸鹽CO2含量為2-12%時(shí)：(FC)ad=100-(Mad-AadVad)-CO2,ad(煤)當(dāng)分析煤樣中碳酸鹽CO2含量大于12%時(shí)：(FC)ad=100-(MadAadVad)-[CO2,ad(煤)-CO2,ad(焦渣）]上述公式中：

（FC）ad——分析煤樣的固定碳，%；

Mad——分析煤樣的水分，%；

Aad——分析煤樣的灰分，%；

Vad——分析煤樣的揮發(fā)分，%；

CO2,ad（煤）——分析煤樣中碳酸鹽CO2含量，%；

CO2,ad(焦渣)——焦渣中CO2占煤中的含量，%5、全硫St硫是煤中的有害元素，包括有機(jī)硫、無機(jī)硫。1%以下才可用于燃料。部分地區(qū)要求在0.6和0.8以下，現(xiàn)在常說的環(huán)保煤、綠色能源均指硫份較低的煤。

常用指標(biāo)有：空氣干燥基全硫(St,ad）、干燥基全硫(St.d)及收到基全硫(St,ar)。煤炭中硫的含量.硫、磷、氟、氯和砷等是煤炭中的有害成分，其中以硫最為重要。煤炭燃燒時(shí)絕大部分的硫被氧化成二氧化硫（SO2），隨煙氣排放，污染大氣，危害動(dòng)、植物生長(zhǎng)及人類健康，腐蝕金屬設(shè)備；當(dāng)含硫多的煤用于冶金煉焦時(shí)，還影響焦炭和鋼鐵的質(zhì)量?！傲蚍帧焙渴窃u(píng)價(jià)煤質(zhì)的重要指標(biāo)之一。6、發(fā)熱量Q發(fā)熱量是指煤炭燃燒放熱時(shí)發(fā)出的能量，測(cè)定煤炭發(fā)熱量的儀器設(shè)備-熱量?jī)x/熱量計(jì)，煤炭發(fā)熱量的單位為大卡。煤炭運(yùn)銷中常用的煤炭發(fā)熱量有：空氣干燥基發(fā)熱量、空氣干燥基高位發(fā)熱量和收到基低位發(fā)熱量。熱量的單位為J〔焦(耳)〕。1J〔焦(耳)〕=1N·m(牛頓·米)=107erg(爾格)。我國(guó)過去慣用的熱量單位為20℃卡路里，以下簡(jiǎn)稱卡(cal)。發(fā)熱量測(cè)定結(jié)果以kcal/g(千卡/克)或MJ/kg(兆焦/千克)表示。大卡就是千卡（kcal）。1kcal(20℃)=4.1856×103J。1MJ/kg==239.234kcal。此外，煙煤還有表示粘結(jié)性的粘結(jié)指數(shù)G，回收、特征(CRC)等指標(biāo)。粘結(jié)性：指煙煤在受熱時(shí)本體粘結(jié)或與外加惰性物質(zhì)粘結(jié)的能力，它是評(píng)價(jià)工業(yè)用煤特別是煉焦煤的主要指標(biāo)。關(guān)于煙煤粘結(jié)性，則按粘結(jié)指數(shù)G區(qū)分：0-5為不粘結(jié)和微粘結(jié)煤；>5-20為弱粘結(jié)煤；>20-50為中等偏弱粘結(jié)煤；>50-65為中等偏強(qiáng)粘結(jié)煤；>65則為強(qiáng)粘結(jié)煤。對(duì)于強(qiáng)粘結(jié)煤，又把其中膠質(zhì)層最大厚度Y>25mm或奧亞膨脹度b>150%（對(duì)于Vdaf>28%的煙煤，b>220%）的煤分為特強(qiáng)粘結(jié)煤?；厥罩饕侵该禾拷?jīng)過洗選后精煤的回收率。

洗煤是煤炭深加工的一個(gè)不可缺少的工序，從礦井中直接開采出來的煤炭叫原煤，原煤在開采過程中混入了許多雜質(zhì)，而且煤炭的品質(zhì)也不同，內(nèi)在灰分小和內(nèi)在灰分大的煤混雜在一起。洗煤就是將原煤中的雜質(zhì)剔除，或?qū)?yōu)質(zhì)煤和劣質(zhì)煤炭進(jìn)行分門別類的一種工業(yè)工藝。洗煤過程后所產(chǎn)生的產(chǎn)品一般分為有矸石、中煤、乙級(jí)精煤、甲級(jí)精煤，經(jīng)過洗煤過程后的成品煤通常叫精煤，通過洗煤，可以降低煤炭洗煤運(yùn)輸成本，提高煤炭的利用率，精煤是一般可做燃料用的能源，煙煤的精煤一般主要用于煉焦，它要去硫，去雜質(zhì)等工業(yè)過程，以達(dá)到煉焦用的標(biāo)準(zhǔn)。焦渣特征（CRC）煤炭熱分解以后剩余物質(zhì)的形狀。根據(jù)不同形狀分為8個(gè)序號(hào)，其序號(hào)即為焦渣特征代號(hào)。

1、粉狀。全部是粉末，沒有相互粘著的顆粒；

2、粘著。用手指輕碰即成為粉末狀或基本上是粉末狀，其中較大的團(tuán)塊輕輕一碰機(jī)即成粉末。

3、弱粘性。用手指輕壓即成小塊；

4、不熔融粘結(jié)。用手指用力壓才裂成小塊，焦渣上表面無光澤，下表面稍微有銀白色光澤；

5、不膨脹熔融粘結(jié)。焦渣形成扁平的塊，煤粒的界限不易分清。焦渣上表面有明顯的銀白色金屬光澤，下表面銀白色光澤更明顯；

6、微膨脹熔融粘結(jié)。用手指壓不碎，焦渣的上、下表面均有銀白色金屬光澤。但是焦渣表面具有較小的膨脹泡；

7、膨脹熔融粘結(jié)。焦渣上下表面均有銀白色金屬光澤，明顯膨脹，但高度不超過15mm；

8、強(qiáng)膨脹熔融粘結(jié)。焦渣上、下表面有銀白色金屬光澤，焦渣高度超過15mm。例：2012年9月4日網(wǎng)上銷售報(bào)價(jià)，均為字母代號(hào)表示：煤炭參數(shù)產(chǎn)地單價(jià)（元/噸）備注動(dòng)力煤Q5000A13S1.2-1.5V26太原小店區(qū)610車板含稅價(jià)焦煤G85V21S0.5A9呂梁柳林1250車板含稅價(jià)1/3焦煤G75-85V32-36S0.6A8臨汾蒲縣1130-1150車板含稅價(jià)四、山西煤炭的分布１、山西煤炭資源豐富全省國(guó)土面積15.7萬平方千米，含煤面積5.7萬平方千米，占近40%，全省118個(gè)縣級(jí)行政區(qū)中94個(gè)縣地下有煤，91個(gè)縣有煤礦。1995年全國(guó)第三次煤田預(yù)測(cè)資料顯示全省2000米煤炭資源總量為6400億t，占全國(guó)的16%，截止1996年末累計(jì)探明儲(chǔ)量2662億t，占全國(guó)27%（其中：煤焦煤占57%），保有儲(chǔ)量2613億t，占全國(guó)的27%，境內(nèi)各類煤礦批準(zhǔn)占用儲(chǔ)量約1500億t。２、煤炭品種齊全，煤質(zhì)優(yōu)良，開發(fā)自然條件優(yōu)良。據(jù)1986年中國(guó)煤炭分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，山西擁有14個(gè)牌號(hào)的煤種，尤其是大同的動(dòng)力煤，陽泉、晉城的無煙煤，離柳、鄉(xiāng)寧的稀有煉焦煤儲(chǔ)量大、分布廣，開發(fā)歷史久遠(yuǎn)，特別是改革開放以來在市場(chǎng)上開創(chuàng)了極佳的品牌效應(yīng);山西成煤時(shí)期主要在古生代，主要含煤地層為石炭、二迭系和侏羅系;部分為第三系;目前開發(fā)的煤炭平均埋深在300—500m，地質(zhì)構(gòu)造大部分地區(qū)較為簡(jiǎn)單，開采條件好。煤質(zhì)優(yōu)良，大部分為低硫、低灰、高發(fā)熱量。

五、露天開采的基本概念及述語一、露天開采是在一定范圍內(nèi)敞露的空間里，將掩蓋在礦體上部的表土及周圍部分的巖石剝除掉，而把礦石開采出來。因此為了采出礦石，還必須開采各種巖石。1．臺(tái)階（bank）：開采時(shí)，自上而下把礦巖劃分成具有一定厚度的水平分層，用獨(dú)立的采掘、運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行開采，各分層保持一定的超前關(guān)系，從而形成階梯狀。臺(tái)階由以下要素構(gòu)成：上部平盤即臺(tái)階的上部水平面；下部平盤即臺(tái)階的下部水平面；臺(tái)階坡面即朝向采空區(qū)的臺(tái)階傾斜面；坡頂線即臺(tái)階上部平盤與坡面的夾角；坡底線即臺(tái)階下部平盤與坡面的夾角；臺(tái)階高度即臺(tái)階上部平盤和下部平盤的垂直高度；坡面角即臺(tái)階坡面與水平面所形成的夾角。臺(tái)階分：工作臺(tái)階…工作平盤布置采掘、運(yùn)輸設(shè)備。非工作臺(tái)階…保安平臺(tái)：用于緩沖和阻截滑落巖石，減緩邊坡角。清掃平臺(tái)：阻截滑落巖石并用清掃設(shè)備進(jìn)行清理。運(yùn)輸平臺(tái)：作為工作臺(tái)階與出入溝運(yùn)輸?shù)穆?lián)系通道。2、工作線（Avdvanceline）…已經(jīng)做好準(zhǔn)備而形成的礦巖區(qū)段。3、采掘帶（excavationzone）：開采時(shí)將臺(tái)階劃分為若干個(gè)條帶，逐條順次開采，每一個(gè)條帶叫做采掘帶。參數(shù)：寬度1、實(shí)方……取決于爆破方法和參數(shù)。2、挖掘…根據(jù)施工方案確定挖掘的平臺(tái)寬度和高度。3、采區(qū)（workingsection）每一條帶開采時(shí)也可劃分為若干區(qū)段配以獨(dú)立的采運(yùn)設(shè)備。4、露天坑道：按用途分：1）出入溝…建立開采水平間的運(yùn)輸通道。(圖l—4中的AB)。2）開段溝…建立第一條工作線（初始臺(tái)階）見圖l—4中的CD。按斷面形狀分：整斷面（1－5a）,單側(cè)溝（1－5b）5．露天礦場(chǎng)（openpit）已經(jīng)進(jìn)行和正在進(jìn)行露天開采的區(qū)域，由臺(tái)階和露天坑道形成。山坡露天：封閉圈以上。凹陷露天：封閉圈以下。構(gòu)成要素：（1）邊幫：露天礦場(chǎng)四周表面的總體，分為頂幫、底幫（slope）、端幫頂幫指位于礦體下盤一側(cè)的邊幫；底幫指位于礦體上盤的邊幫；端幫指位于礦體兩端的邊幫。（2）工作幫（workingslope）指由正在進(jìn)行開采和將要進(jìn)行開采的臺(tái)階所組成的邊幫（3）非工作幫（slopeofrespose）指由結(jié)束開采工作的臺(tái)階平臺(tái)、坡面和出入溝底組成的露天采場(chǎng)的四周表面。（4）工作幫坡面是指通過工作幫最上一臺(tái)階的坡底線和最下一臺(tái)階的坡底線所組成的假想斜面（如下圖所示的DE）；（5）工作幫坡面角工作幫坡面與水平面的夾角；（6）工作平盤指工作幫上進(jìn)行采剝作業(yè)的平臺(tái)；（7）非工作幫坡面指通過非工作幫最上一臺(tái)階的坡頂線和最下一平臺(tái)的坡底線所作的假想斜面；（8）最終幫坡面指非工作幫坡面位于開采最終邊界時(shí)，用于代替邊幫的實(shí)際折線所組成的斜面（如下圖所示的AG、BH）；（9）最終幫坡角（也叫最終邊坡角）指最終幫坡面與水平面的夾角。（10）上部開采最終邊界線指最終邊坡與地面的交線。（11）最終邊界線指下部開采最終邊坡與露天采場(chǎng)底平面的交線。A、B-上部開采最終邊界線C、D-工作平盤坡底線G、H-最終邊界線β、γ-最終邊坡角φ-工作幫坡角AC、BF-最終邊幫DE-工作幫坡面AG、BH-最終幫坡面二、露天開采工藝過程穿孔－爆破－采裝－運(yùn)輸－排卸工藝形式分：間斷式工藝，連續(xù)化工藝，半連續(xù)化工藝。這幾個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)是互相緊密配合的，因而在不斷完善各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的同時(shí)，還必須考察他們的聯(lián)系，以便提高全露天礦的綜合生產(chǎn)能力。三、露天礦山工程的發(fā)展程序如前所述，從露天礦場(chǎng)采出礦石和巖石是從一定工藝過程實(shí)現(xiàn)的，這種工作總稱為露天礦山工程。露天礦山工程：按施工對(duì)象分：剝離工程和采礦工程。按施工形式分：掘溝工程和括幫工程。礦山工程的發(fā)展按一定程序進(jìn)行的。對(duì)于一個(gè)臺(tái)階：掘出入溝開段溝擴(kuò)幫對(duì)于上下水平：掘溝與擴(kuò)幫同時(shí)進(jìn)行，即上部水平擴(kuò)幫的同時(shí)下部水平掘溝，于是：礦山工程深度不斷增加，直到最終開采深度。各開采水平的工作線從最初開段溝的位置不斷向外推進(jìn)，直到最終邊界。露天礦場(chǎng)在發(fā)展過程中，逐步由小變大，由淺至深，不斷采出礦石和剝離巖石，直至最終境界范圍內(nèi)開采終了為止。露天礦山工程的發(fā)展程序的本質(zhì)特征是漸進(jìn)的即開采工作要不斷在空間移動(dòng)，臺(tái)階工作線不斷擴(kuò)展推進(jìn)，露天采場(chǎng)隨之逐深擴(kuò)大。綜述露天采礦工作特點(diǎn)：生產(chǎn)對(duì)象是天然賦存礦巖，開采地點(diǎn)及生產(chǎn)條件不斷推移變化，舊水平不斷結(jié)束新水平陸續(xù)投產(chǎn)，構(gòu)成了采礦過程從準(zhǔn)備到生產(chǎn)又從生產(chǎn)到新的準(zhǔn)備的循環(huán)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，使掘溝、剝離、和采礦三者之間總是保持相互依存和相互制約關(guān)系。六、露天開采的優(yōu)缺點(diǎn)與地下開采比較，露天開采有如下突出的優(yōu)點(diǎn)：地下開采的機(jī)械化受到巷道和采掘工作空間的限制，而露天開采則可采用大型采掘運(yùn)輸設(shè)備，有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，從而可大大提高開采強(qiáng)度和礦石產(chǎn)量、改善作業(yè)環(huán)境。故露天開采較地下開采生產(chǎn)規(guī)模大和效率高。開采成本第，為地下開采的1/4～1/3，因而有利于大規(guī)模開采低品位礦石。礦石損失貧化小，損失率和貧化率不超過3%～5%。對(duì)于高溫易燃的礦體，露天開采比地下開采更為安全可靠?；〞r(shí)間短，約為地下開采的一半，每開采一噸礦石的基建投資也比地下開采低。勞動(dòng)條件好，作業(yè)比較安全。缺點(diǎn)：在開采的過程中，穿爆、采裝、汽車運(yùn)輸、卸載以及排廢等作業(yè)粉塵較大，汽車運(yùn)輸排出的一氧化碳逸散到大氣中，排廢場(chǎng)的有害成分在雨水的作用下流入江河湖泊和農(nóng)田等，污染大氣、水域和土壤，將危及人民身體健康，影響動(dòng)植物尤其是農(nóng)作物的生長(zhǎng)，是生態(tài)環(huán)境遭受不同程度的破壞。露天開采需要把大量的剝離物運(yùn)往排廢