商品煤样采取方法-新国标_精品文档.ppt

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商品煤人工采制样商品煤人工采制样国国家家煤煤炭炭质质量量监监督督检检验验中中心心煤煤炭炭科科学学研研究究总总院院煤煤炭炭分分析析实实验验室室一一.煤的物理化学特性煤的物理化学特性l煤是由煤是由古代植物残骸经地质作用变化而成的古代植物残骸经地质作用变化而成的可燃性生物岩，可燃性生物岩，其组成和结构非常复杂且极其组成和结构非常复杂且极不均一。

由于煤是一种包括有许多有机和无不均一。

由于煤是一种包括有许多有机和无机物的复杂混合物，所以其物理和化学性质机物的复杂混合物，所以其物理和化学性质也极其复杂。

也极其复杂。

l了解煤的物理和化学性质，能使人们进一步了解煤的物理和化学性质，能使人们进一步认识煤、改造煤、合理利用煤。

认识煤、改造煤、合理利用煤。

一一.煤的物理化学特性煤的物理化学特性l古代大量植物的残骸经过复杂的生物化学和物理古代大量植物的残骸经过复杂的生物化学和物理化学的长期作用转变为煤，其中成煤阶段主要为：

化学的长期作用转变为煤，其中成煤阶段主要为：

1.生物化学作用下，低等植物形成腐泥，高等植物生物化学作用下，低等植物形成腐泥，高等植物形成泥炭；形成泥炭；2.泥炭和腐泥经过地壳运动，受到地球物理化学作泥炭和腐泥经过地壳运动，受到地球物理化学作用形成煤。

此煤化过程是一个由低级向高级逐渐用形成煤。

此煤化过程是一个由低级向高级逐渐变化的碳化过程，煤化程度不断加深，泥炭逐渐变化的碳化过程，煤化程度不断加深，泥炭逐渐变成褐煤、烟煤、无烟煤。

变成褐煤、烟煤、无烟煤。

一一.煤的物理化学特性煤的物理化学特性l随着煤的变质程度的不同，煤的元素组成也发生变随着煤的变质程度的不同，煤的元素组成也发生变化，变质程度越高，煤中碳（化，变质程度越高，煤中碳（Cdaf）含量就愈高，）含量就愈高，与之相反，氢与之相反，氢（Hdaf）含量随煤的变质程度加深而降含量随煤的变质程度加深而降低，一般含量为低，一般含量为26.5，氧含量随变质程度加，氧含量随变质程度加深而急剧降低。

深而急剧降低。

l中国煤炭分类是按照表征煤化程度的参数（干燥无中国煤炭分类是按照表征煤化程度的参数（干燥无灰基挥发分灰基挥发分Vdaf、透光率、透光率Pm）和表征工艺性能参数）和表征工艺性能参数（粘结指数（粘结指数G、胶质层厚度、胶质层厚度Ymm、奥亚膨胀度、奥亚膨胀度b）相）相结合进行分类的。

结合进行分类的。

中国煤炭分类中国煤炭分类中国煤炭分类中国煤炭分类第一讲第一讲煤的物理性质煤的物理性质煤煤的的物理性质主要影响因素物理性质主要影响因素煤的成因因素，即原始物料及其堆积煤的成因因素，即原始物料及其堆积条件；煤化度或变质程度；煤的灰分、水分和条件；煤化度或变质程度；煤的灰分、水分和风化程度。

风化程度。

煤的相对密度（比重）、颜色、光泽、硬度、粉碎性、热稳定性等1.1.煤的相对密度（比重）煤的相对密度（比重）煤的真相对密度（煤的真相对密度（真比重真比重）：

20时，煤的质量时，煤的质量与同温度同体积与同温度同体积（不包括煤的所有孔隙不包括煤的所有孔隙）水的质量之水的质量之比。

是计算煤层平均质量与研究煤炭性质的一项重要比。

是计算煤层平均质量与研究煤炭性质的一项重要指标。

指标。

煤的真相对密度随煤化度而变化，以镜质组密度煤的真相对密度随煤化度而变化，以镜质组密度为例，在煤化度较低时，镜质组密度随煤化度的提高为例，在煤化度较低时，镜质组密度随煤化度的提高而减少；但当碳含量约达而减少；但当碳含量约达87%时，镜质组出现最小值，时，镜质组出现最小值，以后随煤化度的增加而迅速增加。

以后随煤化度的增加而迅速增加。

1.1.煤的相对密度（比重）煤的相对密度（比重）煤的视相对密度（煤的视相对密度（视比重视比重）：

20时，煤的质量与同时，煤的质量与同温度同体积（温度同体积（包括煤的所有孔隙包括煤的所有孔隙）水的质量之比。

它是）水的质量之比。

它是计算煤的储量、煤仓设计和运输量、粉碎、燃烧等过程计算煤的储量、煤仓设计和运输量、粉碎、燃烧等过程的指标。

的指标。

煤的煤的气孔率气孔率：

根据煤的真比重和视比重计算得到煤的气根据煤的真比重和视比重计算得到煤的气孔率。

它与煤的反应性能、强度有一定的关系：

气孔率孔率。

它与煤的反应性能、强度有一定的关系：

气孔率大的煤其表面积大，反应性能好，但其强度一般较小。

大的煤其表面积大，反应性能好，但其强度一般较小。

1.1.煤的相对密度（比重）煤的相对密度（比重）煤的堆积比重煤的堆积比重：

20时，自由堆积的煤的质量时，自由堆积的煤的质量与同温度同体积与同温度同体积（包括煤的所有孔隙和煤块之间（包括煤的所有孔隙和煤块之间孔隙在内的煤堆体积）孔隙在内的煤堆体积）水的质量之比。

水的质量之比。

注意，此为自由堆积，而非人为压实，并且注意，此为自由堆积，而非人为压实，并且包括煤块间的孔隙，以包括煤块间的孔隙，以吨吨/米米3为单位，在设计煤仓、为单位，在设计煤仓、估算炼焦装煤量和装车重量的情况下使用。

估算炼焦装煤量和装车重量的情况下使用。

1.1.煤的相对密度（比煤的相对密度（比重）重）影响煤比重的因素影响煤比重的因素：

1.煤的种类（成因因素）；煤的种类（成因因素）；2.岩相组成；岩相组成；3.煤化度；煤化度；4.矿物质种类和含量；矿物质种类和含量；5.水分及风化。

水分及风化。

2.2.煤的颜煤的颜色色一般为一般为黑色黑色、褐色褐色和和灰色灰色。

煤的颜色和煤。

煤的颜色和煤的性质有关，随煤的变质程度加深而变化。

褐的性质有关，随煤的变质程度加深而变化。

褐煤呈褐色，主要是由于褐煤中含有腐植酸；烟煤呈褐色，主要是由于褐煤中含有腐植酸；烟煤呈黑色；无烟煤呈钢灰色。

如果用显微镜对煤呈黑色；无烟煤呈钢灰色。

如果用显微镜对煤薄片进行观察，可以看出煤的颜色从长焰煤煤薄片进行观察，可以看出煤的颜色从长焰煤到焦煤是有规律地变化，但其也受变质程度和到焦煤是有规律地变化，但其也受变质程度和矿物质的不同的影响，如变质深的褐煤呈深褐矿物质的不同的影响，如变质深的褐煤呈深褐色到黑色。

色到黑色。

3.3.煤的光煤的光泽泽煤的光泽煤的光泽是指煤表面的反射能力，通常为全是指煤表面的反射能力，通常为全暗的、半暗的、半亮的、全亮和很亮等。

暗的、半暗的、半亮的、全亮和很亮等。

煤的光泽影响因素煤的光泽影响因素1.煤岩组成；煤岩组成；2.煤化程度；煤化程度；3.灰分有关。

灰分有关。

4.4.煤的硬煤的硬度度煤的硬度煤的硬度是当用其它较硬的物质刻划的强度，是当用其它较硬的物质刻划的强度，了解煤的硬度能使人们考虑在采煤时所用机械装置及了解煤的硬度能使人们考虑在采煤时所用机械装置及推测机械磨损等情况，同时还能事先预测破碎、成型推测机械磨损等情况，同时还能事先预测破碎、成型加工的难易程度。

加工的难易程度。

煤的显微硬度煤的显微硬度是指煤对坚硬物体压入的对抗能是指煤对坚硬物体压入的对抗能力，测定原理是在光滑的煤样平面上压入一坚硬的特力，测定原理是在光滑的煤样平面上压入一坚硬的特殊形状的压力，在煤的表面压出一印痕，后在显微镜殊形状的压力，在煤的表面压出一印痕，后在显微镜下观察印痕大小，印痕越大，煤的显微硬度越低。

煤下观察印痕大小，印痕越大，煤的显微硬度越低。

煤的显微硬度随变质程度的加深而增高。

的显微硬度随变质程度的加深而增高。

5.5.煤的粉碎性（可磨煤的粉碎性（可磨性）性）煤被粉碎（研磨成粉）的难易程度通常用煤的可煤被粉碎（研磨成粉）的难易程度通常用煤的可磨性表示，可磨系数越大则越容易粉碎，使用粉煤的磨性表示，可磨系数越大则越容易粉碎，使用粉煤的火电厂和水泥厂常常需要测定煤的可磨性，以便设计火电厂和水泥厂常常需要测定煤的可磨性，以便设计与改进磨煤系统，估计磨煤机产率和耗电率。

与改进磨煤系统，估计磨煤机产率和耗电率。

磨碎定律磨碎定律：

在研磨成粉时消耗的功（能量）与煤在研磨成粉时消耗的功（能量）与煤所产生的新表面积成正比。

所产生的新表面积成正比。

测定方法测定方法1.全苏热工研究所法（全苏热工研究所法（BTN法）法）2.哈特葛罗夫（哈特葛罗夫（Hardgrcve）法（哈氏法）法（哈氏法）6.6.煤的热稳定煤的热稳定性性煤的热稳定性煤的热稳定性是指煤在高温燃烧或气化过程中对是指煤在高温燃烧或气化过程中对热的稳定程度，即煤块在高温作用下保持原来粒度的热的稳定程度，即煤块在高温作用下保持原来粒度的性质。

性质。

煤的热稳定性与煤种有关，无烟煤由于其结构致煤的热稳定性与煤种有关，无烟煤由于其结构致密，加热时内外温差大，引起膨胀不同而破碎，造成密，加热时内外温差大，引起膨胀不同而破碎，造成热稳定性差；褐煤主要因为含水分多，加热过程中水热稳定性差；褐煤主要因为含水分多，加热过程中水分大量蒸发使煤容易破碎，其热稳定性也差。

分大量蒸发使煤容易破碎，其热稳定性也差。

第二讲第二讲煤的化学性质煤的化学性质煤的风化、氧化、热分解、煤的风化、氧化、热分解、加氢液化、溶剂提取等加氢液化、溶剂提取等1.1.煤的热分煤的热分解解煤煤在在热分解时能形成不同数量和不热分解时能形成不同数量和不同组成的产物，即胶质状态、粘结、成焦同组成的产物，即胶质状态、粘结、成焦等，由于煤的结构复杂，极不稳定，在热等，由于煤的结构复杂，极不稳定，在热分解过程中的分解方式和产品性质受外界分解过程中的分解方式和产品性质受外界影响，主要与影响，主要与煤化程度煤化程度、煤炭组分煤炭组分、加热加热方式方式有关。

有关。

1.1.煤的热分煤的热分解解煤的热分解根据加热温度有以下阶段：

煤的热分解根据加热温度有以下阶段：

1.120前放出外在水分和内在水分，即干燥阶段；前放出外在水分和内在水分，即干燥阶段；2.120200放出吸附在小孔中的气体。

如放出吸附在小孔中的气体。

如CO2，CO，CH4等为脱吸阶段；等为脱吸阶段；3.200300放出热解水并开始形成气态产物，如放出热解水并开始形成气态产物，如CO2，CO，H2S等，有微量焦油析出，称为开始热等，有微量焦油析出，称为开始热解阶段；解阶段；1.1.煤的热分煤的热分解解4.300300550550大量析出焦油（几乎全部）和气体（主大量析出焦油（几乎全部）和气体（主大量析出焦油（几乎全部）和气体（主大量析出焦油（几乎全部）和气体（主要为要为要为要为CHCH44和其同系物，不饱和烃、和其同系物，不饱和烃、和其同系物，不饱和烃、和其同系物，不饱和烃、HH22、COCO22、COCO等）等）等）等），烟煤则经胶质转台转变为半焦，称为胶质体固化，烟煤则经胶质转台转变为半焦，称为胶质体固化，烟煤则经胶质转台转变为半焦，称为胶质体固化，烟煤则经胶质转台转变为半焦，称为胶质体固化阶段；阶段；阶段；阶段；5.500750半焦热解，析出大量含氢的气体，为热半焦热解，析出大量含氢的气体，为热解的二次气体，基本不再生成焦油，半焦收缩产生解的二次气体，基本不再生成焦油，半焦收缩产生裂纹，称为半焦收缩阶段；裂纹，称为半焦收缩阶段；6.7501000半焦进一步热分解，继续形成少量气体半焦进一步热分解，继续形成少量气体（主要含（主要含H2），），半焦变为高温焦炭，称为半焦转焦半焦变为高温焦炭，称为半焦转焦炭阶段。

炭阶段。

1.1.煤的热分煤的热分解解煤的热加工分类煤的热加工分类：

1.低温干馏低温干馏（最终温度为（最终温度为500550）主要产物）主要产物为初生焦油，制取发动机燃料气和其它化学产为初生焦油，制取发动机燃料气和其它化学产品；品；2.中温干馏中温干馏（600800）主要产物为煤气；）主要产物为煤气；3.高温干馏高温干馏（9501050）主要目的产物）主要目的产物为冶金焦炭。

为冶金焦炭。

2.2.煤的风化、氧化和自煤的风化、氧化和自燃燃煤在空气中堆放或里地表很近的煤层在受到煤在空气中堆放或里地表很近的煤层在受到大气因素的综合影响时，其物理性质、化学性质、大气因素的综合影响时，其物理性质、化学性质、工艺性质等会发生一系列的变化，称为工艺性质等会发生一系列的变化，称为风化风化，也，也是是氧化氧化，主要是由于煤的有机质和矿物质被氧化，主要是由于煤的有机质和矿物质被氧化引起的，其