A. 平煤是烟煤中挥发分含量较低的煤种
任何东西在学习时,一个重要的的内容就对其进行分类。说到煤炭,首先是煤炭的分类。
一、煤种的大致分类
从大类上分,煤炭分为褐煤,烟煤,无烟煤共3大类。中国最集中分布煤炭的就是山西全省,陕西和内蒙交接一带。对于这个地区,有个趋势就是从内蒙到山西,从北往南,煤炭的煤化程度越来越高,挥发分越来越低。内蒙一带褐煤居多,煤化程度低,易于露天开采,挥发分高,对煤炭液化有利。到了山西北部和西部,就是以烟煤为主,煤化程度和挥发分都是中等,到了山西东部阳泉,长治,晋城一带就是煤化程度最高,挥发分很低的无烟煤为主了。
二、具体分类
从大类上分,煤炭分为褐煤,烟煤,无烟煤共3大类。
类别符号 分类指标Vdaf%(挥发分,干燥无灰基) PM%(透光率)无烟煤WY<10.0烟煤YM>10.0-褐煤HM>37.0<50
烟煤又可继续分为12类(贫煤,贫瘦煤,瘦煤,焦煤,肥煤,1/3焦煤,气肥煤,气煤,1/2中粘煤,弱粘煤,不粘煤,长焰煤)。如果在细分的话,褐煤可分为2小类,无烟煤分为3小类。所以总共是3大类,14类,17小类。如果把各种煤种再细分,是29类。
按照国标就是下图,里面的指标具体见下一篇的学习笔记。
中国煤炭分类国家标准(GB5751-86)类别缩写 分类指标Vdaf%(挥发分,干燥无灰基)GRL(粘结指数)Ymm(胶质层厚度)b%(奥亚膨胀度)PM%(透光率)Qgr,maf(恒湿无灰基高位发热量)无烟煤WY10贫煤PM>10.0-20.0<5贫瘦煤PS>10.0-20.05月20日瘦煤SM>10.0-20.0>20-65焦煤JM>20.0-28.0>10.0-20.0>50-65>65①<25.0(<150)肥煤FM>10.0-37.0(>85)①>25①1/3焦煤1/3JM>28.0-37.0>65①<25.0(<220)气肥煤QF>37.0(>85)①>25.0〉220气煤QM>28.0-37.0>37.0>50-65>35-65<25.0(<220)1/2中粘煤1/2ZN>20.0-37.0>30-50弱粘煤RN>20.0-37.0>5-30不粘煤BN>20.0-37.0<5长焰煤CY>37.0<5-35〉50褐煤HM>37.0>37.0<30>30-50<24
2.1 无烟煤
无烟煤是煤化程度最高的一类煤。挥发份低,含碳量最高,有较强光泽,硬度高且密度大,燃点高,无粘结性,燃烧时无烟,是较好的民用燃料和工业原料,还可用作碳素材料等高碳材料,生产合成煤气、高炉喷吹燃料等。
无烟煤按照挥发分可以分为3小类,分别是1,2,3号。
类别符号 分类指标 Vdaf% H*%无烟煤一号WY 10-3.5 0-2.0无烟煤二号WY2>3.5-6.5 >2.0-3.0无烟煤三号WY3>6.5-10.0 >3.0
2.2 烟煤
(1)贫煤:是煤化程度最高,挥发份最低,且接近无烟煤的一类煤,燃烧时火焰短,但热值较高,没有粘结性,受热后不产生胶质体,不能结焦,但可作为瘦化剂少量配入,与肥煤配合炼焦,但必须粉碎,多数用作动力或民用燃料。瘦煤比较稀缺,可以作为炼焦时的配煤,作用是填充空间,增加焦炭的强度。
(2)贫瘦煤:是烟煤中煤化程度较高,挥发份较低的一类煤,受热后只产生很少量的胶质体,粘结性差,其性质介于贫煤与瘦煤之间,这类煤大部分用作动力和民用燃料,少量也用于气化。另外在配煤炼焦时配入一定比例时也能起到瘦化作用。
(3)瘦煤:是烟煤中煤化程度较高,挥发份较低的一类煤,受热后能产生数量较少的胶质体,单独炼焦时,能炼出熔融性较差,耐磨性不好,裂纹少,块度较大的焦炭。我国这类煤的资源不多,所以多数作为炼焦配煤的原料,炼焦时作为配煤使用主要起增大焦炭块度和一定的瘦化作用,另外也可作动力和民用燃料。
(4)焦煤:是烟煤中煤化程度中等或偏高的一类煤,中等挥发分,具有较好的粘结性。受热后能产生热稳定性好的胶质体。单独炼焦时,可炼成熔融性好、块度大、裂纹小、抗碎强度高、耐磨性好的焦炭,是一种优质的炼焦用煤。但单种煤炼焦时由于膨胀压力大,易损坏炉壁和使推焦困难,焦煤常用于炼焦配煤,它可以起到保证焦炭机械强度的作用,如果炼焦时不使用焦煤,甚至会导致高炉的塌炉事故。焦煤的结焦性最好,但不是最大,且可磨性最高,最容易磨碎。但是焦煤分布较少,主要分布在山西临汾,吕梁,太原,晋中一带。
(5)肥煤:是煤化程度中等的烟煤,受热到一定程度能产生较多的胶质体,且有极强的粘结性,单独炼焦时,能产生熔融性良好的焦炭,焦炭耐磨性特别好,但焦炭有较多的横裂纹,焦根部分有蜂焦,其抗碎强度比焦煤炼得的焦炭稍差,是配煤炼焦中的重要煤类,但不宜单独使用。肥煤的粘结指数最高,一般是配煤炼焦的骨架煤和重要基础煤,它可以多配用弱粘结煤或不粘结煤。在炼焦中,至少要使用30%的焦煤,30%的肥煤。
(6)1/3焦煤:属煤化程度中等,性质介于气煤、肥煤与焦煤之间的过渡煤类,是中等较高挥发份的强粘结性煤,单独炼焦时,可生成质量较好的焦炭,焦炭的抗碎强度接近于肥煤焦,耐磨性稍低于肥煤而明显高于气肥煤焦和气煤焦。故它可单煤种炼焦供中型高炉使用,是良好的配煤炼焦的骨架煤之一,是配煤炼焦的好原料。
(7)气肥煤:是煤化程度和肥煤接近,挥发份高,粘结性较强的烟煤,有人称之为“液肥煤”,单独炼焦时,能产生大量的胶质体和煤气,因为析出的气体过多,不能生成致密、高强度的焦炭。通常用作炼焦配煤或作为生产干馏煤气的原料。
(8)气煤:属煤化程度较低,挥发份较高的烟煤,其特点是挥发份特别高,粘结性中等,用于炼焦配煤,炼焦时能产生较多的煤气、焦油与其他化工产品,也是生产干馏煤气的好原料。
(9)1/2中粘煤:我国这类煤的资源很少,属煤化程度较低,挥发份范围较宽,受热后形成的胶质体较少,其粘结性介于气煤和弱粘煤之间的一种过渡性煤类。其中粘结性较好的可用作配煤炼焦的原料,粘结性差的可作为气化原料或燃料。
(10)弱粘煤:煤化程度较低,挥发份范围较宽,受热后形成的胶质体很少,由于这类煤的显微组分中惰质组含量较多,粘结性微弱,主要作为气化原料或燃料。随着炼焦技术的发展,弱粘煤的在炼焦中的使用比例可以达到12.5%左右。
(11)不粘煤:是煤化程度较低,挥发份范围较宽,无粘结性或粘结性小于5的煤,主要用作气化原料或燃料。
(12)长焰煤:是烟煤中煤化程度最低,挥发份最高、粘结性很弱的一类煤,受热后一般不结焦,燃烧时火焰长为其特征,是较好的动力燃料和气化原料。
2.3 褐煤
褐煤是煤化程度最低的一类煤,在空气中易风化碎裂,发热量最低,褐煤一般作燃料使用,也可作为加压气化、低温干馏的原料,并用它来萃取褐煤蜡。
类别符号分类指标PM %Qgr,maf①(MJ/kg)褐煤一号HM1 >0-30-褐煤二号HM2 30-50 <24
B. 中国煤炭分布图
中国煤炭资源情况
中国煤炭资源丰富,截至2002
年年底,全国共有煤炭资源的矿区6019
个,查明煤炭资源储量为10201
亿吨,其中煤炭基础储量3341
亿吨(煤炭储量为1886
亿吨),煤炭资源量为6872
亿吨。按照中国探明可直接利用的煤炭储量1886
亿吨计算,我国人均探明煤炭储量145
吨,按人均年消费煤炭1.45
吨,即全国年产19
亿吨煤炭匡算,可以保证开采上百年。
另外,包括3341
亿吨基础储量和6872
亿吨资源量共计10201
亿吨的资源,可以留待后人勘探开发。另外,中国炼焦用煤储量为649
亿吨,还有基础储量1244
亿吨、资源量1477
亿吨;按照近期中国焦炭的生产能力,已经探明的炼焦用煤储量,可以保证开采200
年左右。
我国煤炭储量主要分布在华北、西北地区,集中在昆仑山—秦岭—大别山以北的北方地区,以山西、陕西、内蒙古等省区的储量最为丰富。晋陕蒙(西)地区(简称“三西”地区)集中了中国煤炭资源的60%,另外还有近9%集中于川、云、贵、渝地区。
山西省是资源储量最多的省份,占全国总储量的30%。与资源分布相对应的,是煤炭生产也集中于这些地区。在漫长的地质演变过程中,煤田受到多种地质因素的作用;由于成煤年代、成煤原始物质、还原程度及成因类型上的差异,再加上各种变质作用并存,致使中国煤炭品种多样化,从低变及程度的褐煤到高变质程度的无烟煤都有储存。
按中国的煤种分类,其中炼焦煤类占27.65%,非炼焦煤类占72.35%。中国虽然煤炭资源丰富,但适于露天开采的煤炭储量少,仅占总储量的7%左右,其中70%是褐煤,主要分布在内蒙、新疆和云南。
2、中国煤炭资源的特点
(1)煤炭资源丰富,但人均占有量低。中国煤炭资源虽丰富,但勘探程度较低,经济可采储量较少。所谓经济开采储量是指经过勘探可供建井,并且扣除了回采损失及经济上无利和难以开采出来的储量后,实际上能开采并加以利用的储量。在目前经勘探证实的储量中,精查储量仅占30%,而且大部分已经开发利用,煤炭后备储量相当紧张。中国人口众多,煤炭资源的人均占有量约为234.4t,而世界人均的煤炭资源占有量为312.7t,美国人均占有量更高达1045t,远高于中国的人均水平。
(2)煤炭资源的地理分布极不平衡。中国煤炭资源北多南少,西多东少,煤炭资源的分布与消费区分布极不协调。从各大行政区内部看,煤炭资源分布也不平衡,如华东地区的煤炭资源储量的87%集中在安徽、山东,而工业主要在以上海为中心的长江三角洲地区;中南地区煤炭资源
的72%集中在河南,而工业主要在武汉和珠江三角洲地区;西南煤炭资源的67%集中在贵州,而工业主要在四川;东北地区相对好一些,但也有52%的煤炭资源集中在北部黑龙江,而工业集中在辽宁。
(3)各地区煤炭品种和质量变化较大,分布也不理想。中国炼焦煤在地区上分布不平衡,四种主要炼焦煤种中,瘦煤、焦煤、肥煤有一半左右集中在山西,而拥有大型钢铁企业的华东、中南、东北地区,炼焦煤很少。在东北地区,钢铁工业在辽宁,炼焦煤大多在黑龙江;西南地区,钢铁工业在四川,而炼焦煤主要集中在贵州。
(4)适于露天开采的储量少露天开采效率高,投资省,建设周期短,但中国适于露天开采的煤炭储量少,仅占总储量的7%左右,其中70%是褐煤,主要分布在内蒙。新疆和云南。
C. 我国煤主要分布在哪里
中国煤炭资源主要集中在山西省、陕北—内蒙古西部地区、新疆北部和川、黔、滇交界地区。这四个地区的煤炭资源分别占全国煤炭资源总量的9.6%、38%、31.4%和5.3%,共计约占85.3%。而沿海工、农业发达的13个省(自治区)总共只有1686亿t,仅占总资源的3.4%;其余省(自治区)市约占11.6%。
D. 煤炭可磨系数大于90的哪里有生产
煤炭可磨系数大于90的几乎没有地方可以生产。标准煤是一种极难磨的无烟煤,其可磨性系数定为1。燃料越容易磨,则磨粉耗电愈小,可磨性系数Kkm就越大。通常认为:Kkm<1.2的煤为难磨的煤,Kkm>1.5为易磨的煤。E. 中国哪里的煤最多
据中国第二次煤田预测资料,埋深在1000m以浅的煤炭总资源量为2.6万亿t。其中大别山-秦岭-昆仑山一线以北地区资源量约2.45万亿t,占全国总资源量的94%;以南的广大地区仅占6%左右。
中国煤炭资源的种类较多,在现有探明储量中,烟煤占75%、无烟煤占12%、褐煤占13%。其中,原料煤占27%,动力煤占73%。动力煤储量主要分布在华北和西北,分别占全国的46%和38%,炼焦煤主要集中在华北,无烟煤主要集中在山西和贵州两省。
中国煤炭质量,总的来看较好。已探明的储量中,灰分小于10%的特低灰煤占20%以上;硫分小于1%的低硫煤约占65%-70%;硫分1%-2%的约占15%-20%。高硫煤主要集中在西南、中南地区。华东和华北地区上部煤层多低硫煤,下部多高硫煤。 中国煤炭资源北多南少,西多东少,煤炭资源的分布与消费区分布极不协调。从各大行政区内部看,煤炭资源分布也不平衡,如华东地区的煤炭资源储量的87%集中在安徽、山东,而工业主要在以上海为中心的长江三角洲地区;中南地区煤炭资源 的72%集中在河南,而工业主要在武汉和珠江三角洲地区;西南煤炭资源的67%集中在贵州,而工业主要在四川;东北地区相对好一些,但也有52%的煤炭资源集中在北部黑龙江,而工业集中在辽宁。
各地区煤炭品种和质量变化较大,分布也不理想。中国炼焦煤在地区上分布不平衡,四种主要炼焦煤种中,瘦煤、焦煤、肥煤有一半左右集中在山西,而拥有大型钢铁企业的华东、中南、东北地区,炼焦煤很少。在东北地区,钢铁工业在辽宁,炼焦煤大多在黑龙江;西南地区,钢铁工业在四川,而炼焦煤主要集中在贵州。
中国在地质历史上的成煤期共有14个,其中有4个最主要的成煤期,即广泛分布在华北一带的晚炭纪——早二叠纪,广泛分布在南方各省的晚二叠纪,分布在华北北部、东北南部和西北地区的早中侏罗纪以及分布在东北地区、内蒙东部的晚侏罗纪—早白垩纪等四个时期。它们所赋存的煤炭资源量分别占中国煤炭资源总量的26%、5%、60%和7%,合计占总资源量的98%。上述四个最主要的成煤期中,晚二叠纪主要在中国南方形成了有工业价值的煤炭资源,其他三个成煤期分别在中国华北、西北和东北地区形成极为丰富的煤炭资源。
中国煤炭资源分布面广,除上海市外,全国30个省、市、自治区都有不同数量的煤炭资源。在全国2100多个县中,1200多个有预测储量,已有煤矿进行开采的县就有1100多个,占60%左右。从煤炭资源的分布区域看,华北地区最多,占全国保有储量 的49.25%,其次为西北地区,占全国的30.39%,依次为西南 地区,占8.64%,华东地区,占5.7%,中南地区,占3.06%, 东北地区,占2.97%。按省、市、自治区计算,山西、内蒙、陕西、新疆、贵州和宁夏6省区最多,这6省的保有储量约占全国的81.6%。
中国是世界上煤炭产量最多、增长速度最快的国家。1949年仅产煤炭3243万t,1950年4292万t;1960年达到3.97亿t,1970年3.54亿t,1980年6.20亿t,1990年突破10亿t,1995年达到13.61亿t,1996年增加到13.96亿t,创历史最高年产量记录,占世界总产煤量46.07亿t的30%。1997年由于东南亚金融危机和经济结构调整的影响,煤炭产量下降到13.73亿t。中国煤炭产量分布很不均衡。
根据2007年的《大型煤炭基地煤炭资源、水资源和生态环境综合评价》,我国13个大型煤炭基地煤质优良,煤类齐全,约占全国保有资源储量的85%。13个基地中有10个基地分布在干旱、半干旱地区,生态环境先天不足,煤炭开发将可能加速土地沙漠化、水土流失和破坏地下水系统,并造成环境污染。13个大型煤炭基地规划总需水量296万立方米/日,现有供水能力152万立方米/日,缺水144万立方米/日。除云贵、两淮基地水资源丰富以外,其余11个基地均缺水,到2020年,年需水约26亿立方米(日需水700万立方米、年缺水约12亿立方米、日缺水330万立方米)。 环境容量小的基地有4个,即晋北、晋中、神东、陕北煤炭基地;环境容量较小的基地有8个,即晋东、两淮、蒙东(东北)、河南、鲁西、宁东、冀中、黄陇煤炭基地;环境容量大的基地有1个,即云贵煤炭基地。13个煤炭基地1500米以浅的预测资源总量为7819.40亿吨。其中,小于1000米预测资源量为4106.77亿吨,占基地预测资源总量的52.52%;1000米~1500米预测资源量为3712.63亿吨,占基地预测资源总量的47.48%。神东、云贵、晋中基地位居前3位,均超过千亿吨,其次是陕北751.17亿吨、晋东532.79亿吨、宁东377.70亿吨,其余7个基地均小于300亿吨。
F. 我国煤炭资源,主要集中在什么省市
煤炭是我国的优势矿产资源,在能源结构中占有基础性地位。作为世界煤炭资源开发利用的大国,新形势下把中国建设成为煤炭资源强国的重要性日益突出。发现我国已具备建设煤炭资源强国的基础,但在煤炭资源的勘探开发和相关技术、产业、市场等方面的转化利用还存在许多问题。加强绿色煤炭资源基础建设、工程科技创新能力建设、企业发展和市场环境建设、人才和制度保障,系统提升煤炭行业的全球竞争力是当务之急。
煤炭企业的发展是一个重要的支持与煤炭资源建立一个强大的国家。当前的竞争环境下,煤炭企业需要掌握动态市场环境下的竞争态势,控制和综合利用资源,提高煤炭资源和产品的价值,降低经营成本,最大化企业效益,持续保持竞争优势,并适应社会对企业发展的要求。强大的煤炭企业在国际市场上也要有强大的竞争力。海外投资应达到一定规模,海外业务的增长应成为企业新的支撑。煤炭拥有世界一流企业,产业集中度较高,企业规模达到一定水平,盈利能力强,引领企业发展靠科技创新,实现安全、低能耗、高效率的生产运营。
G. 山西的煤大部分都分布在哪些地方煤的成分都有哪些煤炭最主要有害物质是什么
1、山西煤炭资源丰富全省国土面积15.7万平方千米,含煤面积5.7万平方千米,占近40%,全省118个县级行政区中94个县地下有煤,91个县有煤矿。1995年全国第三次煤田预测资料显示,全省2000米煤炭资源总量为6400亿t,占全国的16%,截止1996年末累计探明储量2662亿t,占全国27%(其中:煤焦煤占57%),保有储量2613亿t,占全国的27%,境内各类煤矿批准占用储量约1500亿t。
2、煤炭品种齐全,煤质优良,开发自然条件优良。
据1986年中国煤炭分类国家标准,山西拥有14个牌号的煤种,由其是大同的动力煤,阳泉、晋城的无烟煤,离柳、乡宁的稀有炼焦煤储量大、分布广,开发历史久远,特别是改革开放以来在市场上开创了极佳的品牌效应;山西成煤时期主要在古生代,主要含煤地层为石炭、二迭系和侏罗系;部分为第三系;目前开发的煤炭平均埋深在300—500m,地质构造大部分地区较为简单,开采条件好。煤质优良,大部分为低硫、低灰、高发热量。
二、煤炭开发的外部条件优越
我国是一个以煤为主的能源结构,煤炭无论是在一次能源的生产或消费结构中均占到75%,自八、九十年代以来,国家在煤炭开发方面实行“强化东部,战略西移”的战略决策,从而确立了以山西为中心的全国能源基地的战略地位,山西成为新时期以来向全国发达省份、经济快速发展地区实施“西煤东运,北煤南调”最便捷的煤炭产地,晋煤在市场的份额一度达到80%。山西年生产原煤达3.5亿t,占全国的四分之一以上,外调全国26个省、市、区,外调量达2.3亿t,占全国省际煤炭外调总量的80%,供应煤炭出口达1700万t,出口20多个国家和地区,出口量占全国的70%,成为山西的主要创汇商品。经过五十多年的建设,山西已形成了一大批从事煤炭科研、勘察设计、生产、管理营销队伍;拥有9条铁路出省干线,约220个发煤站,年发运能力在2.5亿以上,其中:晋北12个为大秦线配套的能力均在200万t及以上的大型煤炭集运站,集中储装运输能力4750万t,吸引范围达12个县(区);全省现有50多个煤焦公路出省口,年出省运力达3500万t;地理位置适中,距沿海省份平均400—600km;山西也是全国最大的电力基地之一,发展煤炭工业有可靠的动力保障。
三、山西煤炭的开发现状
建国以来山西煤炭工业有了长足发展,特别是改革开放以来,国有重点煤矿依靠国家投入,形成了10个大型或较大型的煤炭生产基地即八局二公司,地方煤矿一靠政策,二靠资源优势,充分调动了各级政府和农民群众办矿的积极性,在经历了“六五”时期国家为解决能源危机而实行“有水快流”的方针从而获的了大发展,“七五”时期以安全为中心的全面整顿,“八五”时期重点改造以后,步入了“九五”时期的稳步发展阶段。
目前山西煤炭工业已形成一定规模,以煤炭开发为主,围绕煤炭及其共伴生资源的综合加工利用发展多种经营,兴办第三产业,煤炭经济的发展已成为山西的龙头产业,山西经济的支柱行业。资产原值占到全省工业固定资产原值的36.8%,增加值占全省工业部门创造增加值的37%,实现利税占到全省工业企业利税总额的37.4%,如果把与煤炭相关联的各项政策性专项基金收入一并计算,煤炭工业收入占到全省可用财力的50%以上,不仅支援了外省建设,而切带动了兴晋富民的步伐。
乡镇煤矿作为我省煤炭工业的组成部分,经过多年的发展,目前已形成了近2亿吨的生产规模,为我省经济建设做出了不可磨灭的贡献。但是,客观估价乡镇煤矿在我省煤炭工业中的地位和作用的同时,也要看到乡镇煤矿发展过快带来的负面影响。回顾我省乡镇煤矿发展的历史历程,主要经历了起步、发展和治理整顿三个阶段:
一、乡镇煤矿的起步阶段
新中国成立后的1950—1952年,根据国务院财政经济委员会批准的《公私营煤矿暂时管理办法》、《公私营煤矿安全生产管理要点》、《土采煤窑暂行处理办法》3个法规和政务院公布的《中华人民共和国矿业暂行条列》,山西省人民政府对全省公私营煤矿进行整顿,封闭小煤窑2000多处。1957年9月2日,根据国务院《关于发展小煤窑的指示》,省政府作出了“放宽对小煤窑的开采管理,以解决群众的烧煤困难,发展工副业生产”的决定。从此,我省的小煤窑开始起步发展。
二、乡镇煤矿的发展阶段
1958年5月,山西煤炭工业基本建设执行了“中央办矿与地方办矿同时并举、在地方办矿中地方国营矿与社队集体矿并举、大型矿井与中小型矿并举”的方针,调动了社队集体办矿的积极性,到“三五”末期,全省新建小煤窑3000多个。此后,由于受“文革”的干扰,社队煤矿建设受到了一定的影响。1978年,党的十一届三中全会之后,党中央将山西列为能源重化工基地,全省大、中、小煤矿建设得到了快速发展。到1980年末,全省新增社队煤矿1066个。主要分布情况是:太原市39个,大同市65个,阳泉市24个,长治市4个,雁北地区92个,晋中地区194个,忻州地区93个,吕梁地区73个,晋东南地区265个,临汾地区198个,运城地区19个。其建设资金主要依靠社队自筹,少量通过农业银行短期贷款解决。单井规模一般在1万吨/年左右,部分达到3—5万吨/年,少量部分矿井达9万吨/年。
1981—1985年,乡镇煤矿的名称有原来的社队煤矿演化而来。在这期间,根据山西能源重化工基地建设规划要求,贯彻“扶持、整顿、改造、联营”的方针,进行矿井改扩建。资金由中国建设银行根据省计划委员会下达的贷款计划,按1.8厘利息发放贷款。不足部分,由办矿单位自筹或通过农业银行贷款解决。这是我省农村煤矿建设有史以来第一次使用国家安排的贷款。自1981年相继列入改扩建计划的矿井共146对,设计净增能力1747.5万吨/年,总投资4.323亿元。到1985年底,实际下达贷款2.743亿元,竣工投产矿井46对,净增能力489万吨/年,完成投资1.044亿元,占开工项目已下达资金的38%;因资金短缺等原因停建矿井23对,停建前共投入资金1145万元,占下达资金的4.2%;其余77对矿井在以后的时间里先后建成投产。
乡镇煤矿经过“六五”时期的整顿,部分单井规模较大的矿井改革了采煤方法。到1983年,在全省2787个乡镇煤矿中,改革采煤方法的矿井有230个。有单一长壁、刀柱、短壁等正规工作面20个,其中使用金属摩擦支柱的10个工作面,平均单产4093吨/月.个,比旧采面高66%。在80年代“有水快流”方针引导下,加之国家能源供应短缺,刺激了全省乡镇煤矿的迅猛发展。到1997年,全省乡镇煤矿矿井发展到8113个,矿井生产能力突破了2亿吨,煤炭产量当年达到1.54亿吨。
三、乡镇煤矿的治理整顿阶段
1998年11月国务院召开全国煤炭行业关闭非法和布局不合理煤矿工作会议后,我省狠抓贯彻落实。1998年取缔私开煤矿1453个,压减生产能力2679万吨;1999年关闭布局不合理煤矿1565个,压减生产能力4399万吨;2000年关闭布局不合理煤矿1033个,压减生产能力1100万吨;2001年关闭布局不合理乡镇煤矿1034个(含矿办小井139个、取缔死灰复燃小煤矿65个),压减生产能力802万吨;2002年,按照国家要求,全省组织开展了煤矿安全专项整治,对全省乡镇煤矿进行了全部停产整顿,按国家规定的标准进行复产验收,全省彻底关闭未通过复产验收小煤矿矿井909个,关闭总数达到5929个。淘汰了一批落后的生产能力。
到2003年5月末,全省已批准乡镇煤矿复产矿井4127个。其中:3万吨以下矿井342个,3万吨以上6万吨以下矿井1353个,6万吨以上9万吨以下矿井926个,9万吨以上15万吨以下矿井607个,15万吨以上21万吨以下矿井二○○三年九月二十七日275个,21万吨以上30万吨以下矿井138个,30万吨以上矿井51个。
焦煤:焦煤是炼焦用煤中之主焦煤,变质程度中等,结焦性和粘结性最佳。山西之焦煤所产焦炭块度大、裂纹少、抗碎强度大、抗磨性好,为炼焦用煤之珍品。利用焦煤,可得到焦炭、焦油、焦炉气。焦炭除供给冶炼外,还可造气和电石。而焦油和焦炉气可作为燃料,还能提炼数十种化工产品。山西河东煤田中、南部的离石、柳林和乡宁矿区属低硫、低灰主焦煤。所产焦炭为特优焦炭,列为全过之重点。
肥煤:肥煤是炼焦用煤的一种,用肥煤炼出的焦炭横裂多,焦根部蜂焦多,易碎,但肥煤的粘结力很强,能与粘结力较弱的煤搭配后炼出优质煤称肥煤为配焦煤之母。因该肥煤品种稀少,只占全国探明煤炭资源的5%而山西探明肥煤的储量约占全国的50%,主要分部在霍县矿区、三交矿区和古交矿区。
无烟煤:无烟煤是高变质煤,具有坚硬、光泽强等特点。燃烧时间长,火力旺。无烟煤主要用于化肥、化工生产。阳泉无烟煤因具有可磨好的特点,是理想的高炉喷吹用燃料。晋城、阳城一带的无烟煤被称为兰花炭闻名中外。山西的无烟煤资源储量大,质量好,居全国首位。
瘦煤:瘦煤是炼焦用煤中之配煤,性能与焦煤相近。瘦煤焦炭块度大、裂纹少,但熔融性和耐磨性差,其用途除作炼焦配煤外,还可用与造气、发电和其它动力用煤。山西沁水煤田、西山煤田,霍县煤田和河东煤田等都蕴藏着丰富的瘦煤资源。
弱粘结煤:弱粘结煤是炼焦煤与非炼焦煤之间的过度煤种,主要用作造气、燃料和配焦。山西大同矿区盛产低硫、低灰、低磷的弱粘结煤,是全国最大的优质动力煤基地。
气煤:气煤是炼焦煤种之一,粘结性偏下。主要用作配煤炼焦。气煤焦易推焦,煤气产率和焦化产品回收率高,而缺点是纵纹多,细长易碎,气煤单独炼焦可供化工工业使用。山西的气煤资源极为丰富,储量占炼焦用煤的63%以上。
褐煤:褐煤是为经变质的煤,外以朽木内含原生腐植酸。其主要特点是含水多、比重小、热量低、可制取活性炭、硫化煤、褐煤蜡、腐植酸、腐植酸铵肥料和其它化工产品。
长焰煤:长焰煤是变质程度最低的煤,无粘结性和结焦性主要用作燃料。经低温干流可制半焦、煤气、焦油,造气后可制合成氨等。
贫煤:贫煤是变质程度最高的烟煤,无粘结性。燃烧时火焰短,延续时间长主要用作动力煤,也可造气用作合成氨原料和气体燃料。太原西山、阳泉、和顺、寿阳矿区有丰富的贫煤资源。
山西是我国第一产煤、输煤和出口大省及能源重化工基地。煤炭资源优势得天独厚、储量大、分布广、品种全、质量优、易开采。目前已累计探明煤炭储量2661.8亿吨,保有储量2581亿吨。其中:炼焦用煤保有储量1495亿吨、占全省的58.1%;非炼焦用煤保有储量1033亿吨、占全省的40.1%;其他煤种保有储量约46亿吨、占全省的1.8%。
全省含煤面积6.48万平方公里,约占全省国土总面积的40%。主要分布在大同、宁武、河东、西山、沁水、霍西六大煤田和浑源、繁峙、五台、垣曲、芮城、平陆等地,煤炭资源遍布94个县(市区)。
山西煤炭品种齐全,有9大煤炭品种,分别是气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、无烟煤、贫煤、长焰煤、弱粘结煤、褐煤。山西煤炭具有“三低两高一强”的特点,即低硫、低灰、低磷、高发热量、高挥发分、粘结性强。
大同煤田弱粘结煤以硫分和灰分低、发热量高而饮誉中外;河东煤田离石、柳林、乡宁矿区的低硫、低灰主焦煤被誉为煤中的“精粉”;沁水煤田晋城矿区的“兰花炭”更是名闻遐迩。
H. 中国煤质、煤级分布特点
中国的煤岩煤质特征,在不同地区、不同时代的煤之间存在着明显的差别。这是由于古地理、古气候、古构造、古植物条件不同,以及地球化学条件和煤化作用有所差异造成的。早古生代没有陆生高等植物生长,但是在广阔的浅海中,特别是在边缘近岸浅海内,藻类等低等生物大量繁殖,为形成早古生代煤提供了充分的原料。中国早古生代的煤统称石煤,以高灰、高硫、低碳、低发热量为特点,主要分布在湖北西部、陕南实康、浙江余杭及常山、湖南常德及汉寿等地,聚煤时代以寒武纪、志留纪为主,某些地区有震旦纪和奥陶纪石煤分布(如浙江余杭、常山,湖南常德等)。早古生代煤变质程度高,普通达到无烟煤阶段。其灰分和硫含量高,发热量低。按照灰分和发热量的高低,早古生代石煤基本上分成劣质腐泥无烟煤和优质腐泥无烟煤两类。其次,劣质腐泥无烟煤灰分高达40%~90%,发热量低,多为炭质泥岩和炭质板岩,优质腐泥无烟煤,灰分一般小于20%~40%,发热量高达16.75~25.12kJ/g,少数可达29.31kJ/g。早古生代煤中有机组分以均一基质为主,颜色和色调呈均匀状,异向光性明显。早古生代煤中矿物质含量高达30%~75%,成分以石英、黏土矿物和方解石为主,少量黄铁矿;矿物呈微粒状与有机质均匀混合。晚古生代的煤主要生成于陆表海盆内较平坦的滨海地区,经历了最长久的煤化作用时期,加之地壳早期海水中含电解质较多,凝胶化作用显着,因此显微组分中镜质组一般大于60%。灰分的高低则决定于距陆源区的远近,愈近大陆,灰分愈明显增加(如北方石炭二叠纪煤靠近阴山古陆,南方晚二叠世煤靠近康滇古陆的部分),而灰分(和硫分)相对较低的煤通常总是与冲积体系向三角洲体系过渡或向碎屑海岸体系过渡的部位有关,或与上、下三角洲平原过渡带的沉积组合共生。晚古生代沉积物以富铝为特点,古煤岩系中常有铝质黏土赋存,因此在灰分中,Al2O3常大于20%;在煤的无机矿物中,黏土类通常占很大比重,因此灰熔点常大于1250℃,并且也使煤变得难以洗选。晚古生代煤的硫分以中富硫为主,只在近古陆方向煤中含硫显着下降。煤种多为中变质烟煤,闽、赣、粤煤化作用强烈地区则以无烟煤为主。中生代的聚煤环境以内陆盆地为主,早、中侏罗世鄂尔多斯、准噶尔等大型内陆盆地的气候曾经历了较干旱—温湿—较干旱的变化,造煤植物为松柏类—苏铁类—松柏类交替出现,而煤岩宏观类型则为半暗煤、暗淡煤—半亮煤、半暗煤—半暗煤、暗淡煤组合,煤岩显微组分以富丝质组为最大特征。盆地虽然经历了几个煤化作用期,但作用较弱,所以煤种以低变质烟煤和褐煤为主。煤质以低灰、特低灰、低硫、低磷为主。早白垩世小型断陷盆地的褐煤,多数以低硫、中灰为主。灰分、硫分的变化通常与物探区的远近有关,往往靠近盆缘灰分、硫分均增高。早白垩世黑龙江省东部有规模较大的近海聚煤盆地,由于有利的覆水条件造成煤岩的宏观类型以光亮型和半亮型为主,显微组分中镜质组含量可高达70.9%。煤中灰分由中到低。由于当时海水是淡化的半咸水,所以煤中含硫在0.8%以下,属特低硫煤。煤种多为中变质烟煤。古近新近纪煤大部分为褐煤,以低硫中灰煤为主;一些与海水有关的煤盆地中也出现了中硫与富硫煤。有些煤盆地中煤的壳质组,特别是树脂体含量较高,显微组分中有结构的成分增加。古近新近纪煤中的褐煤蜡和焦油产率较高。
图12-3 我国晚二叠世古气候略图(据韩德馨等,1980)
各种成因类型含煤盆地中同沉积碎屑物是各种煤灰分的主要构成部分。一些含煤盆地因为有岩浆活动和矿化强烈的地下水作用也可导致煤中后生灰分的增加,如辽宁阜新、陕西彬长、内蒙古东胜等煤田便是。中国煤的硫分,在晚古生代海陆交互相的煤中,总以中硫到高硫煤为主。中生代陆相煤则以低硫或特低硫为标志。黑龙江东部早白垩世与海水有关的含煤沉积,也以产特低硫煤为特征,这是由于当时海湾已深入内陆、海水已大为淡化的结果。南方晚二叠世与海水密切有关的煤,当硫含量超过了3%时,有机硫又占据上风,这可能是含硫的海水从泥炭沼泽阶段就不断侵入,并与有机质结合,形成了高有机硫的煤。煤的挥发分产率决定于煤化程度,但煤岩组分的影响也不容忽视,如鄂尔多斯盆地中生代低变质烟煤挥发分产率较正常值略有偏低,就是由于煤中惰质组含量较高所致。
本书对中国煤岩煤质的环境标志和若干特殊属性值做了初步归纳,结果如下:
1)沉积环境对煤质具有一定的影响。煤中灰分的高低主要决定于成煤泥炭沼泽距陆源区及海线的远近。古生代近海远陆的煤层一般为低灰煤,古陆边缘的煤层一般为高灰煤;在冲积平原上生成的煤灰分的变化还与距分流河道的远近有关。分布于分流河道或决口扇厚砂岩带一侧的煤,灰分往往较低,发育在分流河道、决口扇、潮汐水道下游的泥炭沼泽生成的煤层灰分一般较高。煤层下伏为潮道砂体和障壁岛砂体时,煤中灰分较高,坝后泥坪或涨潮三角洲前缘,煤层灰分较低。在潟湖间湾处,往往形成高灰煤。煤成分中CaO及MgO较高与海水有关,因为海水中的Ca和Mg离子伴随海水进入或渗入泥炭沼泽,可与沼泽中的CO2离子结合形成CaCO3和MgCO3沉淀下来。水介质条件不同的泥炭沼泽,形成煤的灰成分不同。通常,在咸水—半成水—淡水泥炭沼泽中形成之煤层,SiO2+A12O3含量逐渐增高,FeO+CaO+MgO+SO3含量逐渐降低。研究资料表明,在近海远陆地区煤灰成分中FeO+CaO+MgO含量大于30%~54%,在近陆远海地区煤灰成分中,SiO2+A12O3含量可高达90%以上。泥炭沼泽受海水影响程度,是导致煤中全硫及各种硫变化的主要原因。
2)华北地区的腐泥煤具有自身独特的属性。山西的腐泥煤多呈透镜状或薄层夹在腐植煤中,构成藻煤烛藻煤腐植煤的组合系列,它们是由湖泊中的藻类和漂游生物经过部分腐解生成。山西河东煤田及霍西煤田,见有腐泥煤出露,厚度为0.5m左右,含油率可达18%~24%。单独藻煤则产于山西大同、浑源、洪洞、蒲县及山东肥城、兖州等地。烛煤(腐植腐泥煤)则产于山西浑源及山东新泰、兖州、枣庄,常与藻煤互层产出,挥发分、含氢量、焦油产率均高。
3)中国南方晚二叠世煤中瓦斯亦独具特征。瓦斯煤主要分布于湘、赣、川、黔、滇、粤、皖诸省。其特征是:腐植煤多形成高沼气煤矿,残植煤多形成低沼气煤矿;煤层厚、含煤性好的地区多形成高沼气煤矿,中、低变质煤种多形成低沼气煤矿,高变质煤种多形成高沼气煤矿,超高变质的无烟煤既可以形成低沼煤矿,亦可形成高沼煤矿。围岩透气性的强弱是瓦斯保存的先决条件,同一地区盖层越厚,煤层埋藏越深,瓦斯积聚量越多;地质构造的有利部位控制着瓦斯的储存和运移。研究表明,瓦斯的形成与含煤岩系沉积环境关系密切,晚二叠世龙潭组煤层中的瓦斯,几乎都分布在滨海三角洲和滨海平原含煤沉积区内,前者高沼气煤矿达97.8%,后者高沼气煤矿占67.8%;而在浅海和局限海碳酸盐台地环境形成的含煤沉积区内,则以低沼气煤矿为主。
4)关于中国晚古生代煤的还原程度,不同学者看法不同。我国学者认为,煤的还原性是除煤岩成分和变质程度以外,影响煤质的第三个成因因素。相同煤岩成分和相同变质程度的煤,由于成煤原始植物属性和成煤初期转变环境的不同,可以使它们的物化性质、粘结性有所差异,也就是由于煤的还原性质不同造成的,或者说煤的不同还原程度是由不同成煤环境(或不同煤相)所造成的。赵师庆根据煤岩的显微特征研究了华北东部石炭二叠系煤层的煤质差别,识别出太原组煤一般具较强还原性,山西组煤属弱还原性,由此提出了环境—煤型—煤质的概略成因模型。韩德馨等则从华北若干地区煤的挥发分产率、碳含量、全硫量、煤灰成分及镜煤反射率的计算分析中,进一步表述了太原组煤和山西组煤还原性的差异。由于煤的还原系数(K)有明显的分带规律,因此可用以划分煤的还原类型。
I. 中国煤炭资源分布及分布特点
中国
煤炭资源
情况
中国
煤炭资源
丰富,截至2002
年年底,全国共有煤炭资源的矿区6019
个,查明
煤炭资源储量
为10201
亿吨,其中煤炭基础储量3341
亿吨(
煤炭储量
为1886
亿吨),
煤炭资源
量为6872
亿吨。按照中国探明可直接利用的
煤炭储量
1886
亿吨计算,我国人均探明煤炭储量145
吨,按人均年消费煤炭1.45
吨,即全国年产19
亿吨煤炭匡算,可以保证开采上百年。
另外,包括3341
亿吨基础储量和6872
亿吨资源量共计10201
亿吨的资源,可以留待后人勘探开发。另外,中国炼焦用煤储量为649
亿吨,还有基础储量1244
亿吨、资源量1477
亿吨;按照近期中国焦炭的生产能力,已经探明的炼焦用煤储量,可以保证开采200
年左右。
我国
煤炭储量
主要分布在华北、西北地区,集中在昆仑山—秦岭—大别山以北的
北方地区
,以山西、陕西、内蒙古等省区的储量最为丰富。晋陕蒙(西)地区(简称“三西”地区)集中了中国
煤炭资源
的60%,另外还有近9%集中
于川
、云、贵、渝地区。
山西省是资源储量最多的省份,占全国总储量的30%。与资源分布相对应的,是煤炭生产也集中于这些地区。在漫长的地质演变过程中,煤田受到多种地质因素的作用;由于成煤年代、成煤原始物质、还原程度及成因类型上的差异,再加上各种
变质作用
并存,致使中国
煤炭品种
多样化,从低变及程度的
褐煤
到高变质程度的
无烟煤
都有储存。
按中国的
煤种
分类,其中炼
焦煤
类占27.65%,非
炼焦煤
类占72.35%。中国虽然
煤炭资源
丰富,但适于露天开采的
煤炭储量
少,仅占总储量的7%左右,其中70%是
褐煤
,主要分布在内蒙、新疆和云南。
2、中国
煤炭资源
的特点
(1)
煤炭资源
丰富,但人均占有量低。中国煤炭资源虽丰富,但勘探程度较低,经济可采储量较少。所谓经济开采储量是指经过勘探可供建井,并且扣除了
回采
损失及经济上无利和难以开采出来的储量后,实际上能开采并加以利用的储量。在目前经勘探证实的储量中,精查储量仅占30%,而且大部分已经开发利用,煤炭后备储量相当紧张。中国人口众多,
煤炭资源
的人均占有量约为234.4t,而世界人均的煤炭资源占有量为312.7t,美国人均占有量更高达1045t,远高于中国的人均水平。
(2)煤炭资源的
地理分布
极不平衡。中国煤炭资源北多
南少
,
西多
东少,煤炭资源的分布与消费区分布极不协调。从各
大行政区
内部看,煤炭资源分布也不平衡,如华东地区的
煤炭资源储量
的87%集中在安徽、山东,而工业主要在以上海为中心的
长江三角洲地区
;
中南地区
煤炭资源
的72%集中在河南,而工业主要在武汉和
珠江三角洲地区
;西南
煤炭资源
的67%集中在贵州,而工业主要在四川;东北地区相对好一些,但也有52%的煤炭资源集中在北部黑龙江,而工业集中在辽宁。
(3)各地区
煤炭品种
和质量变化较大,分布也不理想。中国炼
焦煤
在地区上分布不平衡,四种主要炼焦
煤种
中,
瘦煤
、焦煤、
肥煤
有一半左右集中在山西,而拥有大型
钢铁企业
的华东、中南、东北地区,炼
焦煤
很少。在东北地区,
钢铁工业
在辽宁,
炼焦煤
大多在黑龙江;西南地区,钢铁工业在四川,而炼焦煤主要集中在贵州。
(4)适于露天开采的储量少露天开采效率高,投资省,
建设周期
短,但中国适于露天开采的
煤炭储量
少,仅占总储量的7%左右,其中70%是
褐煤
,主要分布在内蒙。新疆和云南。
J. 我国煤炭资源分布特点
中国是世界上煤炭资源最丰富的国家之一,成煤期多,储量大,分布广,煤种齐全,开发条件较好。各省区按煤炭资源总储量排序依次为:新疆、内蒙古、山西、陕西、宁夏、甘肃、贵州、河北、河南、山东等省区,均拥有全国资源总量的2%以上。其中,新疆、内蒙古、山西3省区约占70%。这种地理分布的不均衡性是制定资源勘探和开发战略布局的地质依据。我国的煤种从褐煤、烟煤到无烟煤均有广泛分布,不同煤种在资源总量中所占比例为:烟煤83%,无烟煤9%,褐煤8%,其中炼焦用煤约占资源总量的1/5。
我国有数百个大小不等、类型各异的煤盆地,有4个大型煤盆地煤炭资源量超过500Gt,它们是鄂尔多斯盆地、吐鲁番哈密盆地、准噶尔盆地和华北煤田,均以规模宏伟、煤层厚而稳定着称。我国的煤盆地大多为板内盆地,但往往受到汇聚板块边缘活动的显着影响,并不同程度地卷入了大陆增生的盆地演化系列。我国地史期的聚煤作用,随着海陆变迁和植物演化逐步由浅海、滨海向邻海和内陆环境推进,海西印支期是我国构造体制和海陆分布的重大转折期。
根据第三次全国煤田预测资料,预测埋深在2000m以浅的煤炭资源量为45521.04×108t。埋深在1000m以浅、预测可靠、具有普查找煤前景、近期适宜安排普查找煤工作的预测资源量只有2862.45×108t,仅占全部预测资源量的6.2%。我国已探明的矿产资源总量约占世界的12%,但人均占有量低,仅为世界平均水平的58%,列世界第53位,煤炭资源人均占有量仅为世界平均水平的一半。
我国煤炭资源地域分布具不均衡性。
1)在地理分布上的总格局是西多东少、北富南贫:在昆仑—秦岭—大别山以北地区占90%以上,而这一线以南地区不足10%;大兴安岭—太行山—雪峰山一线以西地区占89%,这一线以东地区仅占11%。
2)与地区经济发达程度呈逆向分布的特点:目前经济尚不发达的山西、内蒙古、陕西、新疆、贵州、宁夏等6省(自治区)的保有煤炭储量占全国保有煤炭储量的80.0%左右,而我国经济最发达的14个东南沿海省(市、区),仅占全国煤炭保有资源量的5.0%左右,资源十分贫乏。
3)可以露天开采的矿区(或煤田)只有13个,煤炭资源量仅占全国煤炭保有资源量的4.0%,并多是褐煤。
4)煤田构造普遍比较复杂:各煤盆地在经历了盆地基底形成、含煤地层沉积和后期变形后,形成了现在的东北、华北、西北、华南、滇藏5个赋煤区,煤田构造普遍比较复杂。
5)煤矿高沼气井和瓦斯突出矿井多:据我国1799对大、中、小型矿井统计资料,高沼气矿井占27%,煤与瓦斯突出矿井占14%,高沼气矿井和煤与瓦斯突出矿井占41%。
新中国成立前夕,中国煤炭产量仅超过3000×104t。随着煤田地质工作的发展,经过几十年努力,全国已经建成100多个大型矿区,2003年,全国生产原煤16.67×108t,创历史新高,居世界第一位,为我国实现现代化建设阶段战略目标提供了能源保证。
截至2002年初,全国保有煤炭储量/资源量10201.50×108t,其中储量1891.22×108t,基础储量3340.88×108t,煤炭资源量占化石能源的95%以上,探明煤炭资源量占化石能源的90%以上,我国煤炭资源的潜在价值是石油和天然气潜在价值总和的60倍。我国煤类齐全,褐煤到无烟煤均有分布:褐煤占12.69%,低变质烟煤占42.46%,中、高变质烟煤占30.54%,无烟煤占14.31%,炼焦用煤占14.70%,相对缺乏。我国尚未利用资源量中,特低灰、低灰煤占21.6%,低中灰煤占43.9%,中灰煤占32.7%,中高灰以上的煤占1.8%。在我国,特低硫煤和低硫煤占尚未利用资源量的50.4%,低中硫煤、中硫煤占尚未利用资源量的34.2%,硫分大于2.00%的煤占15.5%。几十年来,煤炭在我国能源消费构成中一直占70%以上的比重。即使到2050年,煤炭在我国能源构成中的比重仍将占50%以上。在相当长的时期内,煤炭在我国能源消费构成中的主导地位不会发生根本改变。