煤及煤炭的形成课件.ppt

煤炭的生成成煤的必要条件成煤的必要条件适宜的气候条件和植物的大量积累适宜的地理条件适宜的地质作用配合煤的成因类型煤的成因类型 l腐植煤类l腐泥煤类l泥炭l褐煤l烟煤l无烟煤lTRD、ARDl烟煤的划分l黏结和不黏结煤种•一、煤炭的成因类型•根据煤物质和堆积环境的不同，可将煤分为腐殖煤类、腐泥煤类、腐殖泥煤类•二、腐殖煤的种类和特征•三、腐殖煤：泥炭褐煤、烟煤、无烟煤根据煤物质和堆积环境的不同，可将煤分为腐殖煤类、腐泥煤类、腐殖泥煤类1、腐殖煤类：高等植物经过泥炭作用和煤化作用形成的煤，因为植物的木质纤维组织在成煤作用变成腐植酸的中间产物而得名，分布最广、蕴藏量最大、用途最大残殖煤<特殊性>由稳定成分富集形成的煤,包括树脂、树蜡、角质、木栓质、孢粉质，典型的残殖煤，稳定组分含量一般达50%~60%，又可按特定部位分，（树皮、树脂，角质，孢子）残殖煤油脂光泽、韧性大、H含量高、挥发分高、焦油产率高，适合低温干馏加氢液化腐泥煤类：由低等植物的遗体经腐泥作用和煤化作用腐泥煤外观暗淡、无光泽，颜色因矿物含量不同而不同，有褐、绿、灰、黑等多种颜色，以褐色居多，块状结构，风干后硬度和韧性很大，端口呈贝壳状、燃点低，燃烧时有橡皮气味。

2、腐泥煤在自然界储量并不大，多呈薄层或透镜体夹杂于腐殖煤中，有时单独成采煤层矿物含量高达50%~70%,有机物的低温产率一般大于25%，氢含量为6%~11.5%，适宜做低温干馏的原料，知趣有机化工原料和人造液体燃料3、腐殖腐泥煤类：由高等植物和低等植物共同形成的煤，分为烛煤（火焰与蜡烛火焰挥发分、氢含量和含油率都较高，适于炼油山西浑源、山东兖州，燃点低）和煤精（煤玉具有明亮的沥青、金属光泽，黑色，致密，韧性大比一般煤轻存在于沥青而岩中呈孤立块状体或夹于煤层之间煤精可用于制作工艺美术品、雕刻工艺品和装饰品，故有的人称它为雕刻漆煤中国主要产地是抚顺 煤炭的生成及煤炭分类•1、泥炭化作用•2、煤化作用•3、煤炭的分类㈠泥炭化作用：高等植物死后，生化作用下变成泥浆的过程 ①植物遗骸有机质经氧化作用和水解作用，转化为较为简单化学性质活泼低分子化物② 分解产物又相互作用合成新的、复杂的、较稳定的有机物地层下降、厌氧细菌的作用） 植物变成泥炭后，蛋白质消失，木质素和纤维素含量微少，产生大量的腐植酸腐泥化作用：在还原环境下，由低等植物转变为腐泥的作用腐泥呈黄色、暗褐色或黑褐色，是一种粥状的或冻胶泥状的物质。

水分高达70%~80%，风干后可降到18%~20%，变成具有弹性的橡皮状物质干馏时，焦油产率很高主要生成是单细胞植物的聚合和缩合作用，形成一种棉絮胶体物质再进一步形成变化形成腐泥煤化作用：泥炭和腐泥由于地壳下降和其他物质的覆盖，泥炭化作用结束，生化作用停止开始了从泥炭变成褐煤和烟煤变为无烟煤的煤化阶段煤化作用又分为成岩作用和变质作用①成岩作用：又泥炭转变为具有岩石特性的褐煤的作用，是泥炭被覆盖后在上部沉底物的压力和时间作用下，逐渐发生压紧、失水、胶体固化、固结等一系列的物理和化学作用，密度变大，化学组成也变化腐泥、煤化作用影响煤的变质作用的因素：①温度和时间的影响②压力的影响（上覆的静压力，地壳作用的挤压力和剪切力，孔隙率减小，密度增大，水分减少，无烟煤及石墨的定向晶格 例举：煤炭变石墨，石墨的网状结构以及石墨向金刚石的转化 植物——泥炭——褐煤——烟煤——无烟煤 ②变质作用：由褐煤转变为烟煤及无烟煤的过程的一些列作用褐煤形成后沉寂到地层的更深处，受到不断的温度增高和压力的影响，腐植酸消失，碳含量增加，O，H，Ｖ，Mt , 含量减少光泽增加，密度增大。

TRD ：真相对密度 ，20摄氏度时，单位体积（不包括煤的所有空隙）煤的质量与同体积水的质量之比〈十二烷基硫酸钠 月桂基硫酸钠溶液作为浸润剂〉，煤化程度、煤的类别、选定煤在减灰时的重液分选密度的指标ARD：20摄氏度，单位体积（不包括煤粒间的空隙，但包括煤粒内的空隙）煤的质量和同体积水的质量之比煤炭的埋藏量、煤仓的设计、运输、磨碎、燃烧影响煤密度的因素：1、煤炭的成因类型2、煤化程度影响3、煤岩成分（丝炭最大、暗煤次之、亮煤和镜煤最小）4、矿物质的影响无烟煤Vdaf%Hdaf%表示无烟煤的煤化程度烟煤Vdaf%Y,mmGR.I.b,%表示烟煤的煤化程度表示烟煤的粘结性褐煤PM%Qgr,maf表示褐煤的煤化程度作为区分褐煤和烟煤的辅助指标即无烟煤一号（01）、无烟煤二号（02）、无烟煤三号（03） 划分为十二类即贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、1／3焦煤、肥煤、气肥煤、气煤、1／2中粘煤、弱粘煤、不粘煤和长焰煤 划分为二个小类褐煤一号（51）、褐煤二号（52） 中国煤炭分类国家标准是根据煤的煤化程度，将煤分为褐煤、烟煤和无烟煤对褐煤、烟煤和无烟煤采用不同的分类指标分别进行分类 煤的分类指标及使用意义煤的分类指标及使用意义各类煤的特征及用途各类煤的特征及用途 1.无烟煤(WY) 挥发分低，固定碳高，密度大，纯煤真相对密度最高可达1.90g/cm3，燃点高，燃烧时不冒烟。

这类煤又分为无烟煤一号（年老无烟煤）、无烟煤二号（典型无烟煤）和无烟煤三号（年轻无烟煤）无烟煤主要是民用和制造合成氨的造气原料，低灰、低硫和可磨性好的无烟煤不仅可以做高炉喷吹及烧结铁矿石用的燃料，还可以制造各种碳素材料，如碳电极、阳极糊和活性碳的原料，某些优质无烟煤制成的航空用型煤可作为飞机发动机和车辆马达的保温材料 2.贫煤(PM) 贫煤是煤化程度高的烟煤，不粘结或弱粘结，在层状炼焦炉中不结焦，燃烧时火焰短，耐烧，主要作为发电厂的燃料，也作民用和工业锅炉的掺烧煤 3.贫瘦煤(PS) 贫瘦煤粘结性较弱，是挥发分低的烟煤，结焦性比典型瘦煤差，单独炼焦时，生成的焦粉甚少，在配煤炼焦中也能起到瘦化作用这种煤也可作发电、民用及锅炉燃料 4.瘦煤(SM) 瘦煤是低挥发分的中等粘结性炼焦用煤，焦化过程中能产生相当数量的胶质体单独炼焦时能得到块度大、裂纹少、抗碎强度高的焦炭这种焦炭的耐磨强度也很高，但单独炼焦时，由于膨胀压力大，推焦困难，一般作为炼焦配煤用，效果较好  5.焦煤（JM） 是中等及低挥发分的中等粘结及强粘结性的中变质程度烟煤单独炼焦时能产生热稳定性很高的胶质体。

所得焦炭块度大、裂缝少、摔碎强度高，耐磨强度也很高但单独炼焦时，膨胀压力大，出焦困难这种煤是配煤炼焦的重要成分 6.1/3焦煤(1/3JM) l／3焦煤是中高挥发分的强粘结性煤，是介于焦煤、肥煤、气煤之间的过渡煤种，单独炼焦时能生成熔融性良好、强度较高的焦炭炼焦时这种煤的配入量可在较宽范围内波动，都能获得强度较高的焦炭1／3焦煤也可作为炼焦配煤 7.肥煤(FM) 肥煤是中等及中高挥发分的强粘结性烟煤，隔绝空气加热时能产生大量的胶质体肥煤单独炼焦时，能生成熔融性好、强度高的焦炭，因而是炼焦配煤中的基础煤但单独炼焦时，焦炭上有较多的横向裂纹，而且焦根部分常有蜂焦 8.气肥煤(QF) 气肥煤是一种挥发分和胶质层最大厚度都很高的强粘结性肥煤这种煤的结焦性介于肥煤和气肥煤之间单独炼焦时能产生大量气体和液体化学产品气肥煤最适于高温干馏制煤气，也可用于配煤炼焦，以增加化学产品的产率  12.不粘煤(BN) 不粘煤多是在成煤初期就已经受到相当氧化作用的低煤化程度到中等煤化程度的烟煤，隔绝空气加热时基本上不产生胶质体这种煤的水分大，有的还含有一定量的次生腐植酸，含氧量有的高达10％以上。

不粘煤主要作气化和发电用煤，也可以作动力和民用燃料 13.长焰煤(CY) 长焰煤是煤化程度最低的烟煤，从无粘结性到弱粘结性的均有，最年轻的长焰煤还含有一定数量的腐植酸，储存时易风化碎裂煤化程度较高的长焰煤隔绝空气加热时还能产生一定量的胶质体，结成细小的长条形焦炭，但焦炭强度甚差，粉碎率也相当高因此，长焰煤一般作气化、发电和机车等用煤 14.褐煤(HM) 褐煤分为褐煤一号和褐煤二号水分大，密度小，不粘结，含有不同数量的腐植酸煤中含氧量常高达15～30％，化学反应性强，热稳定性差块煤加热时易破碎，在空气中易风化变质、碎裂成小块乃至粉末状发热量低，煤灰熔点也大都较低，煤灰中常含有较多的氧化钙和较少的三氧化二铝因此，褐煤多作为发电厂锅炉的燃料，也可作为气化原料，有的褐煤可用来制造磺化煤或活性炭，有的可作为苯萃取物的原料另外，腐植酸含量高的年轻褐煤也可用提取腐植酸，生产腐植酸铵等有机肥料 冶炼用炼焦精煤的硫分分级冶炼用炼焦精煤的硫分分级序号序号级别级别名称名称代号代号干燥基全硫分干燥基全硫分(S(St t，，d d) )范范围围% %试验方法试验方法1特低硫煤SLS＜0.40GB/T 2142低硫分煤LS0.40～0.703中低硫煤MLS0.71～0.954中硫分煤MS0.96～1.205中高硫煤MHS1.21～1.506高硫分煤HS1.51～2.50各种煤的发热量范围各种煤的发热量范围 单位：MJ/kg煤化煤化程度程度褐煤褐煤长焰煤长焰煤气煤气煤肥煤肥煤焦煤焦煤瘦煤瘦煤贫煤贫煤无烟煤无烟煤Qgr,daf25.09～30.1130.11～33.4532.20～35.5434.30～36.8035.13～37.1034.92～36.5934.71～36.3832.20～34.29成煤期和我省煤炭的分布成煤期和我省煤炭的分布我国的煤炭资源形成于六个不同的地质时期,情况分别如下 古生代石炭纪晚期至二叠纪早期:距今约3.20亿年-2.78亿年古生代二叠纪晚期:距今约2.64亿年-2.50亿年 中生代三叠纪晚期:距今约2.27亿年-2.05亿年 中生代侏罗纪早中期:距今约2.05亿年-1.59亿年 中生代白垩纪早期:距今约1.42亿年-0.99亿年年 新生代第三纪:距今约6550万年-180万年 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% 我国不同成煤期的煤炭资源特点 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. 我国侏罗纪煤主要集中在内蒙古,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% 陕北石炭二叠纪煤田:该煤田其实与山西河东煤田同属一个煤田,被黄河切成了两部份.探明地质储量54亿吨,划分为府谷矿区和吴堡矿区,府谷矿区以气煤为主,吴堡矿区以焦煤为主 陕北三叠纪煤田:位于延安,子长,横山等地,探明地质储量20亿吨,是我国最大的三叠纪煤田,煤种为气煤 渭北煤田:石炭二叠纪煤田,位于渭河以北陕西中东部,探明地质储量62亿吨,煤种为焦煤,瘦煤,贫煤.渭北煤田划分为四个矿区:铜川,蒲白,澄合,韩城 神府东胜煤田:侏罗纪煤田,从陕北的神木,府谷,榆林,横山,靖边一带向北延伸到内蒙古鄂尔多斯东胜,探明地质储量2236亿吨(陕西1300多亿吨,内蒙古900多亿吨),是我国最大的煤田,煤种以不粘煤为主,低硫低灰,发热量高,属优质的动力煤.神府东胜煤田划分为六个矿区:神东,万利,新街,呼吉尔特,榆神,榆横 新、旧标准中常用煤质分析项目存在状态或操作条件的符号对照表煤质分析项目的存在状态或操作条件外在内在全硫化铁硫酸盐碳酸盐有机固定弹筒恒容高位恒容低位表示符号新finhtpscpo/bgr,vnet,v旧WZNZQLTLSTSYJGDDTGWDW。