1,煤的來源。 煤是由植物在湖泊、沼澤地帶埋沒在水底、泥沙中,經(jīng)過漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代和地殼運(yùn)動(dòng),在隔絕空氣的情況下,在細(xì)菌、高溫、高壓的作用下經(jīng)過生物、物理、化學(xué)作用,逐步演變而成的。
2,煤形成的過程。第一階段——泥炭化階段。第二階段是變質(zhì)階段,也叫煤化階段
3,煤的分類。煤的形成過程.煤可以分為泥炭、褐煤、煙煤和無煙煤4大類。
4,煤的發(fā)展史,1949年—1952年:恢復(fù)時(shí)期;1953年—1957年:采煤方法改革時(shí)期,長(zhǎng)壁式為主占92.27%;1976年—1980年:發(fā)展長(zhǎng)壁、柔性、對(duì)拉、無煤柱護(hù)巷采煤法和水力采煤法;1981年—至今:發(fā)展綜合機(jī)械化采煤法
5,煤的一些專業(yè)術(shù)語
6,煤的采樣和制樣,
7,煤的分析
8,煤質(zhì)分析結(jié)果的表示方法
9,煤的工藝性試驗(yàn) ,
10,煤質(zhì)分析常用數(shù)理統(tǒng)計(jì)術(shù)語
煤炭是古代植物埋藏在地下經(jīng)歷了復(fù)雜的生物化學(xué)和物理化學(xué)變化逐漸形成的固體可燃性礦物。
一種固體可燃有機(jī)巖,主要由植物遺體經(jīng)生物化學(xué)作用,埋藏后再經(jīng)地質(zhì)作用轉(zhuǎn)變而成。俗稱煤炭。
煤炭被人們譽(yù)為黑色的金子,工業(yè)的食糧,它是十八世紀(jì)以來人類世界使用的主要能源之一。 煤炭是千百萬年來植物的枝葉和根莖,在地面上堆積而成的一層極厚的黑色的腐植質(zhì),由于地殼的變動(dòng) 煤炭 不斷地埋入地下,長(zhǎng)期與空氣隔絕,并在高溫高壓下,經(jīng)過一系列復(fù)雜的物理化學(xué)變化等因素,形成的黑色可燃沉積巖,這就是煤炭的形成過程。
一座煤礦的煤層厚薄與這地區(qū)的地殼下降速度及植物遺骸堆積的多少有關(guān)。地殼下降的速度快,植物遺骸堆積得厚,這座煤礦的煤層就厚,反之,地殼下降的速度緩慢,植物遺骸堆積的薄,這座煤礦的煤層就薄。
又由于地殼的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使原來水平的煤層發(fā)生褶皺和斷裂,有一些煤層埋到地下更深的地方,有的又被排擠到地表,甚至露出地面,比較容易被人們發(fā)現(xiàn)。還有一些煤層相對(duì)比較薄,而且面積也不大,所以沒有開采價(jià)值,有關(guān)煤炭的形成至今尚未找到更新的說法。
煤炭是這樣形成的嗎?有些論述是否應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步加以研究和探討。一座大的煤礦,煤層很厚,煤質(zhì)很優(yōu),但總的來說它的面積并不算很大。
如果是千百萬年植物的枝葉和根莖自然堆積而成的,它的面積應(yīng)當(dāng)是很大的。因?yàn)樵谶h(yuǎn)古時(shí)期地球上到處都是森林和草原,因此,地下也應(yīng)當(dāng)?shù)教幱袃?chǔ)存煤炭的痕跡;煤層也不一定很厚,因?yàn)橹参锏闹θ~、根莖腐爛變成腐植質(zhì),又會(huì)被植物吸收,如此反復(fù),最終被埋入地下時(shí)也不會(huì)那么集中,土層與煤層的界限也不會(huì)劃分得那么清楚。
但是,無可否認(rèn)的事實(shí)和依據(jù),煤炭千真萬確是植物的殘骸經(jīng)過一系統(tǒng)的演變形成的,這是顛簸不破的真理,只要仔細(xì)觀察一下煤塊,就可以看到有植物的葉和根莖的痕跡;如果把煤切成薄片放到顯微鏡下觀察,就能發(fā)現(xiàn)非常清楚的植物組織和構(gòu)造,而且有時(shí)在煤層里還保存著像樹干一類的東西,有的煤層里還包裹著完整的昆蟲化石。值得探討的是它為何形成得如此集中,而且又是那么如此的優(yōu)質(zhì)呢? 記得上小學(xué)的時(shí)候,我家住在離城不遠(yuǎn)的鄉(xiāng)村,每當(dāng)盛夏雨季來臨時(shí),一場(chǎng)暴雨過后,村子中央就會(huì)出現(xiàn)一條湍急的“小溪流”,我們?cè)S多小朋友就會(huì)跑到那里面去嬉戲,那小溪流也會(huì)因暴雨停止時(shí)間的延長(zhǎng),而變得越來越小,最后干涸。
但在沒有斷流之前你會(huì)發(fā)現(xiàn),很多水流處卻被沖下來的木棍兒、雜草等漂浮物堵塞,形成一個(gè)個(gè)小的水坎兒。為了能讓水流通暢,我們不時(shí)地把那些小水坎扒開,有的時(shí)候也會(huì)借此筑起一道小溪上的“堤壩”。
既便是現(xiàn)在居住在城里,一場(chǎng)暴雨過后,街道上很多地方也會(huì)出現(xiàn)各種各樣的漂浮物截住了水流,堵塞了下水道口,而且很多漂浮物又被集中地滯留在一個(gè)地方的現(xiàn)象。 小巫見大巫,由此我們便可以推斷出煤炭的形成可能與洪水有直接關(guān)系。
如果沒有洪水那樣強(qiáng)大的力量 煤炭 和搬運(yùn)的功能,煤炭的形成絕對(duì)不會(huì)那么集中,也不會(huì)那么優(yōu)質(zhì)。 我們可以設(shè)想一下,在千百萬年前的地質(zhì)歷史期間,由于氣候條件非常適宜,地面上生長(zhǎng)著繁茂高大的植物,在海濱和內(nèi)陸沼澤地帶,也生長(zhǎng)著大量的植物,那時(shí)的雨量又是相當(dāng)?shù)某渑妫?dāng)百年一遇的洪水或海嘯等自然災(zāi)害降臨時(shí),就會(huì)淹沒了草原、淹沒了大片森林,那里的大小植物就會(huì)被連根撥起,漂浮在水面上,植物根須上的泥土也會(huì)隨之被沖刷得干干凈凈,這些帶著須根和枝杈的大小樹木及草類植物也會(huì)相互攀纏在一起,順流漂浮而下,一旦被沖到淺灘、灣叉就會(huì)擱淺,它們就會(huì)在那里安家落戶,并且象篩子一樣把所有的漂浮物篩選在那里,很快這里就會(huì)形成一道屏障,并且這個(gè)地方還會(huì)是下次洪水堆積植物殘骸(也會(huì)有許多動(dòng)物的殘骸)的地方。
當(dāng)洪水消退后,這里就會(huì)形成一道逶迤的堆積植物殘骸的丘嶺,再經(jīng)過長(zhǎng)期的地質(zhì)變化,這座植物殘骸的丘嶺就會(huì)逐漸地埋入地下,最后演變成今天的煤礦。 那么也許有人會(huì)問,1998年中國(guó)遭受的一場(chǎng)罕見的水災(zāi),為何沒有出現(xiàn)這樣的情況呢?我認(rèn)為,那是因?yàn)橹袊?guó)目前的森林覆蓋率很低,而且有森林的地方多在高海拔地區(qū),在平原到處是糧田,幾乎到了沒有什么森林可淹的境地,只不過是淹沒了一些農(nóng)田的防護(hù)林,并且農(nóng)田防護(hù)林的樹木很稀少,而且樹木的根須又十分的發(fā)達(dá),抓地抓得十分牢固,短時(shí)間的浸泡、沖擊不會(huì)造成多大危害。
而森林中的樹木就不同了,很多樹木都擠在一起生活,它們?yōu)榱宋仗柕哪芰浚疵赝祥L(zhǎng),故根須并不發(fā)達(dá),一旦一處樹木被洪水連根撥起,就會(huì)連帶成片的樹木被洪水毀掉,就如同放木排一樣,順流漂浮而下,勢(shì)不可擋,最后全部堆積在一個(gè)地方。 另外,由于人類對(duì)大自然認(rèn)識(shí)的增強(qiáng),抵御突發(fā)性自然災(zāi)害的能力不斷提高,興修水利,筑起堅(jiān)固的堤壩,加固江堤、河堤,大大地減緩了兇猛洪水的沖擊力,泛濫的現(xiàn)象少了,甚至乖乖地聽從人類的召喚,并把兇猛的洪水變成了電能、動(dòng)能、熱能,造福于人類,服務(wù)于人類社會(huì)。
不僅洪水有搬運(yùn)動(dòng)植物這樣的能力,而且潮汐、臺(tái)風(fēng)、海嘯也具備這樣的能力。由于地震、火山噴發(fā)等。
一、礦物原料特點(diǎn) (一) 煤的物理性質(zhì) 煤的物理性質(zhì)是煤的一定化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)的外部表現(xiàn)。
它是由成煤的原始物質(zhì)及其聚積條件、轉(zhuǎn)化過程、煤化程度和風(fēng)、氧化程度等因素所決定。包括顏色、光澤、粉色、比重和容重、硬度、脆度、斷口及導(dǎo)電性等。
其中,除了比重和導(dǎo)電性需要在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定外,其他根據(jù)肉眼觀察就可以確定。煤的物理性質(zhì)可以作為初步評(píng)價(jià)煤質(zhì)的依據(jù),并用以研究煤的成因、變質(zhì)機(jī)理和解決煤層對(duì)比等地質(zhì)問題。
1.顏色 是指新鮮煤表面的自然色彩,是煤對(duì)不同波長(zhǎng)的光波吸收的結(jié)果。呈褐色—黑色,一般隨煤化程度的提高而逐漸加深。
2.光澤 是指煤的表面在普通光下的反光能力。一般呈瀝青、玻璃和金剛光澤。
煤化程度越高,光澤越強(qiáng);礦物質(zhì)含量越多,光澤越暗;風(fēng)、氧化程度越深,光澤越暗,直到完全消失。 3.粉色 指將煤研成粉末的顏色或煤在抹上釉的瓷板上刻劃時(shí)留下的痕跡,所以又稱為條痕色。
呈淺棕色—黑色。一般是煤化程度越高,粉色越深。
4.比重和容重 煤的比重又稱煤的密度,它是不包括孔隙在內(nèi)的一定體積的煤的重量與同溫度、同體積的水的重量之比。煤的容重又稱煤的體重或假比重,它是包括孔隙在內(nèi)的一定體積的煤的重量與同溫度、同體積的水的重量之比。
煤的容重是計(jì)算煤層儲(chǔ)量的重要指標(biāo)。褐煤的容重一般為1.05~1.2,煙煤為1.2~1.4,無煙煤變化范圍較大,可由1.35~1.8。
煤巖組成、煤化程度、煤中礦物質(zhì)的成分和含量是影響比重和容重的主要因素。在礦物質(zhì)含量相同的情況下,煤的比重隨煤化程度的加深而增大。
5.硬度 是指煤抵抗外來機(jī)械作用的能力。根據(jù)外來機(jī)械力作用方式的不同,可進(jìn)一步將煤的硬度分為刻劃硬度、壓痕硬度和抗磨硬度三類。
煤的硬度與煤化程度有關(guān),褐煤和焦煤的硬度最小,約2~2.5;無煙煤的硬度最大,接近4。 6.脆度 是煤受外力作用而破碎的程度。
成煤的原始物質(zhì)、煤巖成分、煤化程度等都對(duì)煤的脆度有影響。在不同變質(zhì)程度的煤中,長(zhǎng)焰煤和氣煤的脆度較小,肥煤、焦煤和瘦煤的脆度最大,無煙煤的脆度最小。
7.斷口 是指煤受外力打擊后形成的斷面的形狀。在煤中常見的斷口有貝殼狀斷口、參差狀斷口等。
煤的原始物質(zhì)組成和煤化程度不同,斷口形狀各異。 8.導(dǎo)電性 是指煤傳導(dǎo)電流的能力,通常用電阻率來表示。
褐煤電阻率低。褐煤向煙煤過渡時(shí),電阻率劇增。
煙煤是不良導(dǎo)體,隨著煤化程度增高,電阻率減小,至無煙煤時(shí)急劇下降,而具良好的導(dǎo)電性。 (二) 煤的化學(xué)組成 煤的化學(xué)組成很復(fù)雜,但歸納起來可分為有機(jī)質(zhì)和無機(jī)質(zhì)兩大類,以有機(jī)質(zhì)為主體。
煤中的有機(jī)質(zhì)主要由碳、氫、氧、氮和有機(jī)硫等五種元素組成。其中,碳、氫、氧占有機(jī)質(zhì)的95%以上。
此外,還有極少量的磷和其他元素。煤中有機(jī)質(zhì)的元素組成,隨煤化程度的變化而有規(guī)律地變化。
一般來講,煤化程度越深,碳的含量越高,氫和氧的含量越低,氮的含量也稍有降低。唯硫的含量則與煤的成因類型有關(guān)。
碳和氫是煤炭燃燒過程中產(chǎn)生熱量的重要元素,氧是助燃元素,三者構(gòu)成了有機(jī)質(zhì)的主體。煤炭燃燒時(shí),氮不產(chǎn)生熱量,常以游離狀態(tài)析出,但在高溫條件下,一部分氮轉(zhuǎn)變成氨及其他含氮化合物,可以回收制造硫酸氨、尿素及氮肥。
硫、磷、氟、氯、砷等是煤中的有害元素。含硫多的煤在燃燒時(shí)生成硫化物氣體,不僅腐蝕金屬設(shè)備,與空氣中的水反應(yīng)形成酸雨,污染環(huán)境,危害植物生產(chǎn),而且將含有硫和磷的煤用作冶金煉焦時(shí),煤中的硫和磷大部分轉(zhuǎn)入焦炭中,冶煉時(shí)又轉(zhuǎn)入鋼鐵中,嚴(yán)重影響焦炭和鋼鐵質(zhì)量,不利于鋼鐵的鑄造和機(jī)械加工。
用含有氟和氯的煤燃燒或煉焦時(shí),各種管道和爐壁會(huì)遭到強(qiáng)烈腐蝕。將含有砷的煤用于釀造和食品工業(yè)作燃料,砷含量過高,會(huì)增加產(chǎn)品毒性,危及人民身體健康。
煤中的無機(jī)質(zhì)主要是水分和礦物質(zhì),它們的存在降低了煤的質(zhì)量和利用價(jià)值,其中絕大多數(shù)是煤中的有害成分。 另外,還有一些稀有、分散和放射性元素,例如,鍺、鎵、銦、釷、釩、鈦、鈾……等,它們分別以有機(jī)或無機(jī)化合物的形態(tài)存在于煤中。
其中某些元素的含量,一旦達(dá)到工業(yè)品位或可綜合利用時(shí),就是重要的礦產(chǎn)資源。 通過元素分析可以了解煤的化學(xué)組成及其含量,通過工業(yè)分析可以初步了解煤的性質(zhì),大致判斷煤的種類和用途。
煤的工業(yè)分析包括對(duì)水分、灰分、揮發(fā)分的測(cè)定和固定碳的計(jì)算四項(xiàng)內(nèi)容。 1.水分 指單位重量的煤中水的含量。
煤中的水分有外在水分、內(nèi)在水分和結(jié)晶水三種存在狀態(tài)。一般以煤的內(nèi)在水分作為評(píng)定煤質(zhì)的指標(biāo)。
煤化程度越低,煤的內(nèi)部表面積越大,水分含量越高。水分對(duì)煤的加工利用是有害物質(zhì)。
在煤的貯存過程中,它能加速風(fēng)化、破裂,甚至自燃;在運(yùn)輸時(shí),會(huì)增加運(yùn)量,浪費(fèi)運(yùn)力,增加運(yùn)費(fèi);煉焦時(shí),消耗熱量,降低爐溫,延長(zhǎng)煉焦時(shí)間,降低生產(chǎn)效率;燃燒時(shí),降低有效發(fā)熱量;在高寒地區(qū)的冬季,還會(huì)使煤凍結(jié),造成裝卸困難。只有在壓制煤磚和煤球時(shí),需要適量的水分才能成型。
2.灰分 是指煤在規(guī)定條件下完全燃燒后剩下的固體殘?jiān)K敲褐械牡V物質(zhì)經(jīng)過氧化、分解而來。
灰分對(duì)煤的加工利用極為不利。灰分越高,熱效率越低;。
1、煤中水分的存在狀態(tài) 煤中的水分按結(jié)合狀態(tài)可以分為游離水和化合水。
(1)煤中的游離水 是指與煤呈物理狀態(tài)結(jié)合的水,吸附在煤的外表面和內(nèi)部孔隙中。可分為兩類: 外在水分Mf 外表面和大孔隙-收到基 內(nèi)在水分Minh 小孔隙 -空氣干燥基 二者的質(zhì)量之和即煤中的全水分Mar(收到基) 煤質(zhì)分析化驗(yàn)采用的空氣干燥基水分為Mad,即與Minh,ad大小相同。
2)煤的化合水包括結(jié)晶水和熱解水。 結(jié)晶水是指煤中含結(jié)晶水的礦物所具有的。
熱解水是煤炭在高溫?zé)峤鈼l件下,煤中氫和氧結(jié)合生成的水。 通常煤中的水分指煤中游離態(tài)的吸附水。
(3)煤的最高內(nèi)在水分 指煤樣在30℃,相對(duì)濕度達(dá)到96%的條件下吸附水分達(dá)到飽和時(shí)測(cè)得的水分,用符號(hào)MHC表示。該指標(biāo)反映年輕煤的煤化程度,由于空氣干燥基水分的平衡濕度一般低于96%,因此,最高內(nèi)在水分高于空氣干燥基水分。
煤中水分含量分級(jí): 低水分煤 ≤ 5% 中水分煤 > 5~15% 高水分煤 > 15%煤中水分對(duì)煤炭利用的影響(1)燃燒、氣化、煉焦 →吸收額外的熱量,降低熱效率 (2)煤炭運(yùn)輸→浪費(fèi)運(yùn)力 (3)煤炭成本→高水分,煤價(jià)下降 (4)適量的水分可以在運(yùn)輸和貯存中減少煤粉塵的產(chǎn)生,減少煤的損失。
聲明:本網(wǎng)站尊重并保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán),根據(jù)《信息網(wǎng)絡(luò)傳播權(quán)保護(hù)條例》,如果我們轉(zhuǎn)載的作品侵犯了您的權(quán)利,請(qǐng)?jiān)谝粋€(gè)月內(nèi)通知我們,我們會(huì)及時(shí)刪除。
蜀ICP備2020033479號(hào)-4 Copyright ? 2016 學(xué)習(xí)鳥. 頁面生成時(shí)間:2.903秒