煤质评价实用手册

煤质评价实用手册内容摘要：

分类总则 本标准规定的中国煤炭分类体系是一种应用性的技术分类体系，可以用于——说明煤炭的类别；——指导煤炭的利用；——根据一些重要的煤质指标进行不同煤的煤质比较；——指导选取适宜的煤炭分析测试方法等。 对煤炭分类用煤样的要求 判定煤炭类别时要求选用煤样为单种煤（单一煤层煤样或相同煤化程度煤组成的煤样），对不同煤化程度的混合煤或配煤不应作煤炭类别的判定。 注：对单种煤的判别可参照GB/T 15591，商品煤反射率分布图标准偏差≤%且无凹口时，为单一煤层煤。 煤的镜质体反射率显微镜测定方法参见GB/T 6948 用于判定煤炭类别的煤样可以是勘查煤样、煤层煤样、生产煤样或商品煤样。 分类用煤样的采取 勘查煤样的采取应按《煤炭资源勘探煤样采取规程》的规定执行。 煤层煤样的采取应按GB/T 482的规定执行。 生产煤样的采取应按MT/T 998的规定执行。 商品煤样的采取应按GB/T 475和GB/T。 分类用煤样的制备分类用煤样的制备按GB/T 474和GB/T。 分类用煤样的灰分 分类用煤样的干燥基灰分产率应小于等于10%。 对于干燥基产率大于10%的煤样，在测试分类参数（）前应采用重液方法进行减灰后再分类，所用重液的密度宜使煤样得到最高的回收率，并使减灰后的煤样的灰分在5%～10%之间。 减灰的方法可按GB 474中附录B进行。 对易泥化的低煤化程度褐煤，可采用灰分尽可能低的原煤。 分类参数 分类参数有两类，即用于表征煤化程度的参数和用于表征煤工艺性能的参数：a） 用于表征煤化程度的参数——干燥无灰基挥发份：符号为Vdaf，以质量分数表示，其测定方法参见GB/T 212；——干燥无灰基氢含量：符号为Hdaf，以质量分数表示，其测定方法参见GB/T 476；——恒湿无灰基高位发热量：符号为Qgr,maf，单位为兆焦每千克（MJ/kg），其测定方法参见GB/T 213；——低煤阶煤透光率：符号为PM，以百分数表示，其测定方法参见GB/T 2566；b） 用于表征煤工艺性能的参数——烟煤的粘结指数：符号为GRI（简记G），其测定方法参见GB/T 5447；——烟煤的胶质层最大厚度：符号为Y，单位为毫米（mm），其测定方法参见GB/T 479；——烟煤的奥阿膨胀度：符号为b，以百分数表示，其测定方法参见GB/T 5450； 采用煤化程度参数（主要是干燥无灰基挥发份）将煤炭划分为烟煤、无烟煤和褐煤。 注：褐煤和烟煤的划分，采用透光率作为主要指标，并以恒湿无灰基高位发热量为辅助指标。 无烟煤亚类的划分，采用干燥无灰基挥发份和干燥无灰基氢含量作为指标，如果两种结果有矛盾，以按干燥无灰基氢含量划分的结果为准。 烟煤类别的划分，需同时考虑烟煤的煤化程度和工艺性能（主要是粘结性）。 烟煤煤化程度的参数采用干燥无灰基挥发份作为指标；烟煤粘结性的参数，以粘结指数作为主要指标，并以胶质层最大厚度（或奥阿膨胀度）作为辅助指标，当两者划分的类别有矛盾时，以按胶质层最大厚度划分的类别为准。 褐煤亚类的划分采用透光率作为指标。 5 分类 煤类划分及代号本分类体系中，先根据干燥无灰基挥发份等指标，将煤炭分为无烟煤、烟煤和褐煤；再根据干燥无灰基挥发份及粘结指数等指标，将烟煤划分为贫煤、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。 各类煤的名称可用下列汉语拼音字母为代号表示：WY——无烟煤；YM——烟煤；HM——褐煤。 PM——贫煤；PS——贫瘦煤；SM——瘦煤；JM——焦煤；FM——肥煤；1/3JM——1/3焦煤；QF——气肥煤；QM——气煤；1/2ZN——1/2中黏煤；RN——弱黏煤；BN——不黏煤；CY——长焰煤。 编码各类煤用两位阿拉伯数码表示。 十位数系按煤的挥分分组，无烟煤为0（Vdaf≤%），烟煤为1～4（Vdaf＞%～%，＞%～% ，＞%～%，＞%），褐煤为5（Vdaf＞%）。 个位数，无烟煤类为1～3，表示煤化程度；烟煤类为1～6，表示粘结性；褐煤类为1～2，表示煤化程度。 中国煤炭分类体系表 无烟煤、烟煤及褐煤的划分，见表1。 表1 无烟煤、烟煤及褐煤分类表类别符号数码分类指标Vdaf (%)PM(%)无烟煤WY01，02，03，≤－烟煤YM11，12，13，14，15，16＞～－21，22，23，24，25，26＞～31，32，33，34，35，36＞～41，42，43，44，45，46＞褐煤HM51，52＞≤50ba 凡Vdaf＞%，G≤5，再用透光率PM来区分烟煤和褐煤（在地质勘探中，Vdaf %,在不压饼的条件下测定的焦渣特征为1～2号的煤，再用PM来区分烟煤和褐煤）。 b 凡Vdaf＞%、PM50%者，为烟煤，PM30%～50%的煤,如恒湿无灰基高位发热量Qgr,maf大于24MJ/kg，则划为长焰煤，否则为褐煤。 恒湿无灰基高位发热量Qgr,maf的计算方法见下式： …………………………（1）Qgr,maf——煤样的恒湿无灰基高位发热量，单位为焦耳每克（J/g）；Qgr,ad——一般分析试验煤样的恒容高位发热量，单位为焦耳每克（J/g），其测试方法参见GB/T 213；Mad——一般分析试验煤样水分的质量分数，单位为百分数（%），其测试方法参见GB/T 212；MHC——煤样最高内在水分的质量分数，单位为百分数（%），其测试方法参见GB/T 4632。 无烟煤亚类的划分，见表2。 表2 无烟煤亚类的划分类别符号数码分类指标Vdaf (%)Hdaf (%)a无烟煤一号WY101≤≤无烟煤二号WY202～～无烟煤三号WY303～a 在已确定无烟煤小类的生产矿、厂的日常工作、可以知按Vdaf分类；在地质勘探工作中，为新区确定小类或生产矿、厂和其他单位需要重新核定小类时，应同时测定Vdaf和Hdaf，按上表分小类。 如两种结果有矛盾，以按Hdaf划小类的结果为准。 烟煤的分类，见表3。 表3 烟煤的分类类别符号数码分类指标Vdaf (%)GY(mm)b(%)b贫煤PM11～≤5贫瘦煤PS12～＞5～20瘦煤SM1314～～＞20～50＞50～65焦煤JM152425～～～＞65 a＞50～65＞65 a≤≤（≤150）（≤150）肥煤FM162636～～～（＞85）a（＞85）a（＞85）a（＞150）（＞150）（＞200）1/3焦煤1/3JM35～＞65 a≤（≤220）气肥煤QF46(＞85) a＞220气煤QM34434445～＞50～65＞35～50＞50～65＞65 a≤≤2201/2中粘煤1/2ZN2333～～＞30～50＞30～50弱粘煤RN2234～～＞5～30＞5～30不粘煤BN2131～～≤5≤5长焰煤CY4142≤5＞5～35a 当类煤的粘结指数测值G≤85时，用干燥无灰基挥发分 Vdaf 和粘结指数G来划分煤类。 当粘结指数测值G＞85时，则用干燥无灰基挥分Vdaf和胶质层最大厚度Y，或用干燥无灰基挥发分Vdaf和奥亚膨胀度b来划分煤类。 在G＞85的情况下，当Y＞，根据Vdaf的大小可划分为肥煤和气肥煤；当Y≤，则根据Vdaf的大小可划分为焦煤、1/3焦煤和气煤。 b 当G＞85时，用Y和b并列作为分类指标。 当Vdaf≤%时，b＞150％的为肥煤；Vdaf＞％，b＞220％的为肥煤或气肥煤。 当b值和Y值有矛盾时，以Y值划分的类别为准。 褐煤亚类的划分，见表4。 表4 褐煤亚类的划分类别符号编码分类指标PM(%)Qgr,maf (MJ/kg) a褐煤一号HM151≤30褐煤二号HM25230～50≤24a 凡Vdaf＞%，PM＞30%～50%的煤，如恒湿无灰基高位发热量Qgr,maf＞24MJ/kg，则划为长焰煤。 中国煤炭分类简表，见表5。 表5 中国煤炭分类简表类别符号包括数码分类指标Vdaf（％）GY(mm)ｂ（%）PM b(%)Qgr,maf c(MJ/kg)无烟煤WY01，02，03≤贫煤PM11～≤5瘦贫煤PS12～520瘦煤SM13，1410.～2065焦煤JM2415，25～～506565 a≤25≤150肥煤FM16，26，36～85 a≤2201/3焦煤1/3JM35～65 a≤25220气肥煤QF4685 a≤220气煤QM3443，44，45～506535≤251/2中粘煤1/2ZN23，33～3050弱粘煤RN22，32～530不粘煤BN21，31～≤5长焰煤CY41，42≤3550褐煤HM515237≤303050≤24a 当G＞85的煤，再用Y值或b值来区分肥煤、气肥煤与其他煤类，当Y＞，根据Vdaf的大小可划分为肥煤或气肥煤；如Y≤，则根据其Vdaf的大小可划分为焦煤1/3焦煤或气煤。 按b值划分类别时，Vdaf≤%时，b＞150%的为肥煤；Vdaf＞%时，b＞220%的为肥煤或气肥煤。 如按b值和Y值划分的类别有矛盾时，以Y值划分的类别为准。 b 对Vdaf＞37%，G＜5的煤，再以透光率PM 来区分其为长焰煤或褐煤。 b 对Vdaf＞37%，PM＞30%～50%的煤，再测Qgr,maf，如其值大于24MJ/kg，应划分为长焰煤。 否则为褐煤。 中国煤炭分类图，见图1。 图1 中国煤炭分类图各种工业用煤的质量要求煤炭既是燃料，也是工业原料，广泛地用于冶金、电力、化工、城市煤气、铁路、建材等国民经济各部门。 不同的行业、不同的用煤设备对煤炭的质量均有不同的要求。 掌握各种工业用煤对煤炭质量的要求，对于指导我国煤炭的合理利用及综合利用，实现煤炭产品的“对路供应”有着积极的促进作用。 第一节 炼焦用煤的质量要求目前世界各国对炼焦用煤的质量要求都很高，我国每年炼焦精煤的产量是8000万吨左右，炼出的焦炭主要供炼铁、铸造和化工等部门使用。 由于不同用途的焦炭质量要求是不同的，因此对于炼焦精煤的质量要求也就有所不同。 如炼制冶金焦的精煤质量就应比炼制化工焦的精煤质量好。 就炼焦用煤而言，结焦性和粘结性是最为重要的指标，即炼焦用煤首先要有较好的结焦性和粘结性。 在我国新的煤炭分类GB575186中，1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤均属炼焦煤范畴，都可作为炼焦（配）煤使用。 我国煤炭资源虽很丰富，但地区及煤种的分布却很不均衡，炼焦煤类还不到我国煤炭总储量的30％，且结焦性和粘结性均很好的肥煤和焦煤中又有很大一部分属于高灰、高硫、难选煤。 因此，更加合理地利用我国现有的炼焦煤资源是极为必要的。 今后随着炼焦技术的不断发展，炼焦煤的范畴也将会逐渐扩大。 （一）冶金焦用煤的质量要求冶金焦是高炉炼铁必不可少的燃料和原料。 在炼铁过程中，焦炭既作为冶炼过程提供热源，又作为主要的还原剂，同时也维护炉内料柱的透气性，使高炉能够正常运行，还需要有一定的块度和强度。 随着高炉大型化和强化冶炼技术的发展，对焦炭强度的要求也日益提高。 焦炭的强度可分为耐磨强度和抗碎强度。 在焦炭受到摩擦力和冲击力作用的情况下，当焦炭外表面承受的摩擦力超过气孔壁强度时，产生表面薄层分离现象，形成碎屑和粉末，焦炭抵抗此种破坏的能力称为耐磨强度。 当焦炭承受冲击力时，焦炭沿结构的裂纹或缺陷处碎成小块，焦炭抵抗此种破坏的能力称为抗碎强度。 耐磨强度和抗碎强度是通过转鼓试验来确定的。 在规定的条件下，焦炭在转鼓内破坏到一定程度后，用粒度小于或大于某定值的碎焦数量或碎焦数量占试样总量的百分率表示耐磨强度；而用粒度大于某定值的块焦数量或块焦数量占试样总量的百分率表示抗碎强度。 各国的转鼓试验在装置尺寸、鼓内构造、试样粒度和质量、转鼓的转速和转数有依筛孔与表示方法等方面都有所不同。 目前，我国采用德国的米贡转鼓试验方法测定焦炭的强度。 抗碎强度用M40表示，是指经过转鼓试验之后大于40mm的块焦数量占试样总量的百分率。 M40愈大，表明焦炭的抗碎强度愈高。 耐磨强度用M10表示，是指转鼓试验之后小于10mm的碎焦数量占试样总量的百分率。 M10愈小，表明焦炭的耐磨强度越高。 焦炭强度的高低主要取决于煤的结焦性和粘结性，因此炼焦用煤要有较好的结焦性和粘结性。 此外，对煤的其他指标也有相应的规定。 （％）在炼焦过程中，煤中的灰分几乎全部转入焦炭之中。 煤的灰分高焦炭的灰分必然。