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ballbet体彩官网:煤炭行业基础知识

点击次数: 351    发布时间:2024-01-29 08:47:40 来源:ballbet体育 作者:ballbet体育登陆

  煤炭开采主要有露天开采和地下开采两种方式。露天采煤适用于埋藏比较浅的煤炭开采;对埋藏较深的煤炭,主要是采用地下采煤方式。其工作方式最重要的包含掘进、采煤、运输等环节。

  掘进主要指地下各种巷道的开掘活动。掘进的目的是通过开掘地下的各种巷道,构成采煤工作面后,利用采煤机采出煤炭。巷道掘进工作按开挖手段的不同分为机掘法和钻爆法机掘法是采用掘进机开挖岩石或煤,形成掘进巷道。钻爆法是采用凿眼机凿出炮眼,利用炸药、雷管爆破岩石或煤,而获得需要的作业空间。目前我国大部分巷道的掘进工作主要是采用钻爆法施工。

  普通机械化采煤是在长臂采煤工作面上利用采煤机采煤、输送机运煤、支柱支护,从而完成采煤过程的工艺。采煤工序主要有:

  由图中能够准确的看出,我国煤炭资源主要分布在山西、内蒙古、陕西、新疆、贵州、宁夏、安徽、云南、河南、黑龙江。从地质成煤期分布来看:

  石炭二叠纪是最早的煤炭资源形成期,我国的石炭二叠纪煤基本上分布在黄河流域。石炭二叠纪煤种范围从长焰煤到无烟煤,在已探明的石炭二叠纪煤储量中,气煤占24%,无烟煤占17%,低变质烟煤占14%,贫煤占13%,焦煤占12%,肥煤占11%,瘦煤占9%。

  气煤、气肥煤、肥煤、1/3焦煤、焦煤、瘦煤和贫瘦煤属于中变质烟煤,主要用途为炼焦或炼焦配煤,但也有相当一部分因灰分或硫分高,可选性差,精煤回收率低,只能作一般动力煤使用。

  贫煤是变质程度最高的烟煤,其化学性质已接近无烟煤,燃点高,燃烧火焰短,发热量高。

  无烟煤挥发分产率低,固定碳含量高,密度大(密度最高可达1.90g/cm3),硬度大,燃点高,燃烧时不冒烟。对这类煤又分为:01号无烟煤为年老无烟煤;02号无烟煤为典型无烟煤;03号无烟煤为年轻无烟煤。如北京、晋城、阳泉分别为01、02、03号无烟煤。无烟煤主要是民用和制造合成氨的造气原料,而且还可以制造各种炭素材料,某些优质无烟煤制成的航空用型煤还能够适用于飞机发动机和车辆马达的保温。目前我国攻克无烟煤炼焦技术难关,无烟煤也能够适用于配煤炼焦。

  瘦煤是低挥发分的中等粘结性的炼焦用煤。在炼焦时能产生一定量的胶质体。单独炼焦时,能得到块度大、裂纹少、抗碎性较好的焦炭,但焦炭的耐磨性较差;作为炼焦配煤使用时效果较好。高灰、高硫的瘦煤一般只作为电厂及锅炉燃料。峰峰四矿产典型的瘦煤。

  焦煤是中等及低挥发分的中等粘结性及强粘结性的一种烟煤。加热时能产生热稳定性很高的胶质体。单独炼焦时能得到块度大、裂纹少、抗碎强度高的焦炭,其耐磨性也好。但单独炼焦时,产生的膨胀压力大,使推焦困难。作为炼焦配煤使用,效果较好。峰峰五矿、淮北石台矿及西山的西曲等矿井拥有典型的焦煤资源。

  弱粘煤是一种粘结性较弱的从低变质到中等变质程度的烟煤。加热时,产生较少的胶质体。单独炼焦时,有的能结成强度很差的小焦块,有的则只有少部分凝结成碎焦屑,粉焦率很高。

  不粘煤是一种在成煤初期已经受到相当氧化作用的低变质程度到中等变质程度的烟煤。加热时,基本上不产生胶质体。煤的水分大,有的还含有一定的次生腐植酸,含氧量较多,有的高达10%以上。不粘煤通常用于气化及动力用煤。我国山西大同矿区以产典型的若粘煤为主。

  在地球的历史上,最有利于成煤的地质年代主要是晚古生代的石炭纪、二叠纪,中生代的侏罗纪以及新生代的第三纪。这是因为,在这几个时期内,地球上的气候非常温暖潮湿,地球表面到处长满了高大的绿色植物,尤其在湖沼、盆地等低洼地带和有水的环境里,封印木、鳞木等古代蕨类植物生长得特别茂盛。

  当时,高大的树木倒下以后,就会被水淹没了,这就造成了倒木和氧隔绝的情况。在缺氧的环境里,植物体不会很快地分解、腐烂。随着倒木数量的持续不断的增加,最终形成了植物遗体的堆积层。这些古代植物遗体的堆积层在微生物的作用下,不断地被分解,又不断地化合,渐渐形成了泥炭层,这是煤的形成的第一步。

  气肥煤是一种挥发分和胶质层都很高的强粘结性肥煤类,有的称为液肥煤。炼焦性能介于肥煤和气煤之间,单独炼焦时能产生大量的气体和液体化学产品。气肥煤最适合于高温干馏制造煤气,也可用于炼焦配煤,以增加化学产品产率。江西乐平和浙江长广煤田是我国气肥煤典型矿区。

  气煤是一种煤化度较浅的炼焦用煤。加热时能产生较高的挥发分和较多的焦油。胶质体的耐热性低于肥煤,能够单独炼焦。但焦炭多呈细长条而易碎,有较多的纵裂纹,因而焦炭的抗碎强度和耐磨强度均较其他炼焦煤差。在配煤炼焦是加入气煤,可增加煤气和化学产品的回收率。

  长焰煤是变质程度最低的一种烟煤,从无粘结性到弱粘结性的都有。其中最年轻的还含有少数的腐植酸。贮存时易风化碎裂。煤化度较高的年老煤,加热时能产生一定量的胶质体。单独炼焦时也能结成细小的长条形焦炭,但强度极差,粉焦率很高。长焰煤一般不用于炼焦,多作为电厂、机车、工业炉窑燃料,也可用于气化用煤。辽宁省的阜新矿区是我国最大的长焰煤矿区。

  贫煤是煤化度最高的一种烟煤,不粘结或微具粘结性。在层状炼焦炉中不结焦。燃烧时火焰短,耐烧,一般适用于发电燃料,也可用作民用和工业锅炉的掺烧煤。山东淄博矿区有典型的贫煤。

  贫瘦煤是高变质、低挥发分、弱粘结性的一种烟煤。结焦较典型瘦煤差,单独炼焦时,生成的焦粉较多。配煤炼焦时,配入特殊的比例的贫瘦煤也能起到瘦煤的瘦化作用,对提高焦炭的块度能起到良好的作用。这类煤也是发电、机车、民用及其他工业炉窑的较好材料。河南省的鹤壁矿区就有典型的贫瘦煤。

  我国侏罗纪煤大多分布在在内蒙古,陕西,甘肃,宁夏四省区交界地带和新疆北部。在各成煤期中,侏罗纪煤的平均含硫量最低,平均含灰量最低,这是侏罗纪煤的最大优势。侏罗纪的煤种范围从褐煤到无烟煤,在已探明的侏罗纪煤储量中,低变质烟煤占96%,气煤占3%,其他占1%。

  我国白垩纪煤分布于内蒙古东部和东北三省,其中内蒙古东部的白垩纪煤几乎全部是褐煤,且多适合露天开采,东北三省的白垩纪煤从长焰煤到无烟煤,黑龙江七台河煤田是唯一的白垩纪无烟煤产地。在已探明的白垩纪煤储量中,褐煤占了81%。

  第三纪是最后一个成煤期,由于经历的时间最短,所以煤的碳化程度普遍较低。煤种范围从褐煤到气煤,在已探明的第三纪煤储量中,褐煤占90%,长焰煤和气煤占10%。

  煤主要用作燃料,也是冶金工业和化学工业的原料,按用途可大致分为燃料用煤(动力煤)和化工原料用煤,燃料用煤主要用途包括电力、工业锅炉、日常生活、建筑材料生产以及其他生产燃料用煤,目前火力发电仍然占煤炭消耗总量中最大部分,几乎超过一半的煤炭用于火力发电。除了被用来燃烧之外煤还是用于化学工业的重要原料。以煤为原料,经化学加工,包括焦化、电石化学、煤气化等方式,可以使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品。最重要的包含煤的气化、液化、干馏,以及焦油加工和电石乙炔化工等。在煤化工可利用的生产技术中,炼焦是应用最早的工艺,并且至今仍然是化学工业的重要组成部分,炼焦煤的主要用途是炼焦炭,提取煤焦油、及炼焦煤气等产品。焦炭由焦煤或混合煤高温冶炼而成,一般1.3吨左右的焦煤才能炼一吨焦炭。焦炭多用于炼钢,是目前钢铁等行业的主要生产原料,被喻为钢铁工业的“基本食粮”;煤的气化在煤化工中也占有主体地位,用来生产各种气体燃料,是洁净的能源,有利于提高人民生活水平和环境保护,煤气化生产的合成气是合成液体燃料等多种产品的原料;煤直接液化,即煤高压加氢液化,可以生产人造石油和化学产品,在石油短缺时,煤的液化产品将替代目前的天然石油。

  煤是古代植物遗体的堆积层埋在地下后,经过长时期的地质作用而形成的。据研究,几乎所有的植物遗体,只要具备了成煤的条件,都可以转化成煤。不过,低等植物遗体所形成的煤,分布范围小,厚度薄,很少被人利用。那些分布广、规模大、利用广泛的煤,都是高等植物的遗体(主要是古代的蕨类、松柏类以及一些被子植物的遗体)形成的。

  褐煤分为透光率Pm<30%的年轻褐煤和Pm>30~50%的年老褐煤两小类。褐煤的特点为:含水分大,密度较小,无粘结性,并含有不同数量的腐植酸,煤中氧含量高。常达15~30%左右。化学反应性强,耐热性差,块煤加热时破碎严重。存放空气中易风化变质、破碎成效块甚至粉末状。发热量低,煤灰熔点也低,其灰中含有较多的CaO,而有较少的Al2O3。褐煤多作为发电燃料,也可作气化原料和锅炉燃料。有的褐煤可用来制造磺化煤和活性炭,也有的褐煤可作为提取褐煤蜡的主要的组成原材料。另外,年轻褐煤也适用于作腐植酸等有机肥料,用于农田和果园,起到增产作用。

  晚二叠纪是我国南方主要的成煤时期,晚二叠纪煤广泛分布于江南各省区,其中绝大部份资源集中于贵州和川南滇东北。在已探明的晚二叠纪煤储量中,无烟煤占62%,焦煤占16%,贫煤占11%,瘦煤占8%,肥煤占2%,气煤占1%。

  我国晚三叠纪煤的探明储量只有40亿吨,其中陕北三叠纪煤田就占了20亿吨,煤种为气煤。另外20亿吨零星散布于全国各地,基本能忽略不计。

  褐煤如果继续不断地受到增高的温度和压力的作用,就会引起内部分子结构、物理性质和化学性质的进一步变化,褐煤就逐渐变成了烟煤,最终变成无烟煤。依据物理和化学性质的不同,烟煤被划分为长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤和贫煤,12个种类。从煤炭的变质程度上,烟煤又可大致分为低变质烟煤、中变质烟煤、高变质烟煤。

  所有煤中按变质程度分析,最低级的煤是褐煤,其特征是高水分,高氧含量(约15%—30%),并含有一些腐植酸。大多数都用在发电和气化。褐煤主要分布在我国的东北和西南,其中内蒙古东部地区占77.55%,云南占11.88%。

  长焰煤、不粘煤和弱粘煤属于低变质烟煤,是煤化程度稍高于褐煤,主要作为动力煤,个别长焰煤焦油产率高,可作为液化用煤。低变质烟煤的最大特点是灰分低、硫分低、可选性好,精煤回收率高。从总体上看,不粘煤和弱粘煤的煤质均优于其他煤种。

  1/2中粘煤是一种中等粘结性的中高挥发分烟煤。其中有一部分在单独炼焦时能形成一定强度的焦炭,可作为炼焦配煤的原料。粘结性较差的一部分煤在单独炼焦是,形成的焦炭强度差,粉焦率高。所以它大多数都用在气化用煤球和动力用煤,在配煤炼焦中也可适量配入。我国目前尚未发现单独生产1/2中粘煤的矿井。

  1、利用双滚筒采煤机割煤,同时利用刮板输送机和平巷带式输送机将运至采区煤仓;

  肥煤是低、中、高挥发分的强粘结性烟煤。加热时能产生大量的胶质体。单独炼焦时能生成熔融性好、强度较高的焦炭,其耐磨性有的也较焦煤焦炭为优。缺点是单独炼出的焦炭,横裂纹较多,焦根部分常有蜂焦。我国开滦、枣庄是产肥煤的主要矿区。

  1/3焦煤是新煤种,它是中高挥发分、强粘结性的一种烟煤,又是介于焦煤、肥煤、气煤三者之间的过渡煤。单独炼焦能生成熔融性较好、强度较高的焦炭。焦炭的抗碎强度接近肥煤生成的焦炭,焦炭的耐磨强度又明显高于气肥煤和气煤生成的焦炭。

  由于地壳的运动,泥炭层下沉了。泥炭层被泥沙、岩石等沉积物覆盖起来。这时,泥炭层一方面受到上面的泥沙、岩石等的沉重压力,另一方面,也是更重要的方面,泥炭层又受到地热的作用。在这样的条件下,泥炭层开始进一步发生明显的变化:先是脱水,被压紧,从而比重加大,而且石炭的含量逐渐增加,氧的含量慢慢地减少,腐殖酸的含量逐渐降低。完成这几个过程以后,泥炭就变成了褐煤。

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