A. 煤炭化驗應該掌握哪些知識
煤炭的基礎知識,煤炭測試知識,你可看看GB/T483-2007煤炭分析實驗的一般規定和具體分析項目的國家標准,
B. 揭示煤炭資源生成的秘密
眾所周知,煤是由植物變成的,但怎麼證明煤是植物變成的呢?
地質學家在煤層的頂板、底板與煤層中找到了大量的植物化石,還發現了被壓扁了的煤化樹干,在其橫斷面上可以看到十分清晰的植物年輪。如果把煤做成薄片在顯微鏡下觀察,還可以看到植物細胞組織的殘留痕跡以及孢子、花粉、樹脂、角質層等植物遺體。在我國東北著名的撫順煤礦的煤層中發現有大量的琥珀,有的當中還包裹著完整的昆蟲化石。這些琥珀就是由原來的樹林分泌的樹脂變成的。所有這些都有力地證明了煤是由植物遺體堆積轉化而來的。因為煤是由植物演變而成,所以還應當進一步了解植物又是怎樣形成與演化的,這對理解煤的生成過程會更深刻。
(一)植物的形成、發展與演化
植物的形成與演化在地球發展歷史上經歷了一個漫長的時期。地球的誕生距今已有 46 億年了,經歷了不同的發展階段。46 億年到 38 億年期間是地球的天文演化階段,是地球原始地殼的形成階段,是特殊的地球早期史時期,從生物演化角度在地質歷史上稱作冥古宙,迄今了解程度最差,對地球的了解多數只是推測。38 億到 25 億年期間是具有明確地史紀錄的初始階段,地質歷史上稱作太古宙,地球上誕生了生命。關於生命的起源問題,目前仍然處於不斷探討和逐步深入階段。基本有兩種傾向性認識:一種認為是起源於地球自身的演化過程,由無機物 C、H、O、N、S 等元素逐步演化而成;另一種認為生命起源於其他星體,後來才被帶到地球上來的。生命出現後,經歷了漫長的演變進化,逐漸出現了動植物。在漫長的不同地質歷史時期,曾出現過千姿百態的植物,有的已經絕滅了,成為地史上的過客,有的延續至今,一直為我們的地球披著濃重的綠裝。古生物學家把植物的演化和發展劃分成四個階段。
1. 菌藻植物階段
在西澳大利亞 34 億~ 35 億年的沉積岩中發現的絲狀、鏈狀細胞,可能代表了最早的菌、藻類生物體。25 億至 5.7 億年間,地史上稱作元古代,經過漫長的生物進化過程,出現了大量的微古植物和疊採石,既有原核生物又有真核生物。在元古代的末期地史上稱作震旦紀時期出現了動物,各種藻類進一步發展,有的地區由此而形成了最初的低級煤線層。到了大約 5.7 億年至 5 億年間,地史上稱作寒武紀,藻類有了更大的發展,不僅在種類上繁多,有藍藻、紅藻和綠藻,而且在數量上更加繁榮,足可以形成一定規模的藻類煤層。
2. 蕨類植物階段
藻類植物的演化進步,在地史大約4.4億年的奧陶紀末期出現了蕨類植物;到了4億~3.5億年間的志留紀末泥盆紀初,蕨類植物得到了大發展,從海生轉到陸生,裸蕨植物是世界上第一個登上陸地的植物群。自晚泥盆世至早二疊世,裸蕨植物的後代壯大發展,出現了石松植物、真蕨植物等,它們開始有明顯的根、莖、葉的分化,輸導系統進一步發展為管狀中柱和網狀中柱。有些植物(如種子蕨)具有大型葉,從而擴大了光合作用的面積。晚泥盆世地球上已出現大面積的植物群,喬木型植物比較普遍。石炭紀全球出現了不同的植物地理區,地層中還可發現蘇鐵、銀杏、松柏等裸子植物化石。當時的各種植物在適宜的環境中大量繁殖堆積,形成煤層。中石炭世至早二疊世是全球最重要的成煤時期(圖 5-1-1)。
3. 裸子植物階段
晚二疊世至早白堊世,裸子植物獲得空前發展。由於地殼運動加劇,古氣候、古地理環境發生明顯變化,蕨類植物和早期裸子植物衰減,新生的裸子植物逐漸繁榮起來。它們一般都具有大型羽狀復葉,樹干高大。在所發現的松柏類化石中,科達樹高度可達 20 ~ 30 米,樹頂濃密的枝葉組成茂盛、龐大的樹冠。這一時期也成為地史上重要的聚煤階段。
4. 被子植物階段
在植物界的家族中,被子植物是出現較晚的成員。可靠的被子植物化石見於早白堊世的晚期,到晚白堊世被子植物化石已很普遍,說明它們對陸地環境有很強的適應能力。進一步進化發展,被子植物逐漸開始排擠裸子植物,進入第三紀就佔有絕對統治地位了。被子植物已經具有完善的輸導組織和支持組織,生理機能大大提高了。今天的被子植物分布極其廣泛,無論是寒帶還是熱帶,到處都可以找到被子植物的蹤跡,被子植物約有 27 萬多種,數量占整個植物界的一半還多。
植物的繁盛,為煤層的形成提供了物質條件,是先決因素。但有了植物不一定就能變成煤。煤的形成是有條件的,是許多地質因素綜合作用的結果。既要有適宜的氣候,大量植物繁殖的條件;又要有適宜的堆積場所,有很好的覆蓋層把它蓋起來,處在一個缺氧的還原環境下。所有這些條件缺一不可,而這些條件都是受到地殼運動控制的,大致可從成煤環境和成煤過程兩方面來說明。
(二)成煤環境
成煤環境大致由沉積環境即煤盆地的形成與發展、氣候、植物等條件構成。
1. 沉積環境即煤盆的形成與發展
群山環繞中間低窪的地貌被稱為盆地。盆地是地殼運動的歷史產物。地殼運動使地殼結構不斷地變化和發展,引起各種各樣的地質作用,形成各種各樣的地殼變形,控制著地球表面海陸的分布。地殼的某些部分受到強烈的構造運動後形成大規模的褶皺中的沉降帶,或者形成與一系列隆起帶相間排列的沉降帶,或者由斷裂構造控制的斷陷帶,統稱構造盆地。還有由侵蝕作用形成的侵蝕窪地,稱作侵蝕盆地。構造盆地與侵蝕盆地都是地殼相對下陷的沉積盆地。我們把含有煤線或煤層的沉積盆地稱為含煤盆地或成煤盆地。含煤盆地是沉積盆地的一種。在新疆,著名的盆地有塔里木盆地、准噶爾盆地、吐魯番盆地、伊犁盆地等。由於構造運動的不同而致使盆地類型多種多樣。構造盆地大致可分為波狀凹陷盆地和斷裂凹陷盆地。波狀凹陷盆地主要是由震盪為主的運動所造成,其特點是沉降的差異性較小,凹陷盆地的基底連續性較好。斷裂凹陷盆地主要是由以間歇沉降為主的運動所造成,沉降運動的差異性比較大,凹陷盆地的基底連續性較差。
波狀凹陷盆地內形成的煤及其他沉積層(含煤建造)一般厚度都不大,但比較穩定,常常呈現著自凹陷邊緣向中心逐漸增厚的趨勢。含煤建造的岩性、岩相和煤層變化也比較少,在大范圍內常有一定的變化規律。形成的煤層多以薄煤層和中煤層為主,有時也有厚煤層出現。
斷裂凹陷盆地內形成的含煤建造一般岩性、岩相和煤層不穩定,厚度變化比較大,可達數百米至數千米,常形成厚煤層。變化大的原因與凹陷盆地基底的沉降差異有關。如果凹陷盆地的斷裂構造比較簡單,僅發育凹陷盆地的一側或兩側,凹陷盆地的基底運動差異比較小,則含煤建造的厚度、岩性、岩相和含煤性變化也不大。如果凹陷盆地的斷裂構造比較復雜,不僅發育於凹陷的一側或兩側,而且在凹陷內部斷裂構造的發育也極其復雜,常為一系列的地塹、地壘和各種斷塊所組成。當凹陷盆地的基底沉降時,由於各個斷塊沉降不均勻,因而凹陷盆地的基底沉降的差異就比較大,含煤建造的厚度、岩性、岩相和含煤性的變化也就比較大。常常在短距離內就迅速發生變化,煤層層數由幾層到數十層,煤層厚度可由幾米迅速變化到幾十米甚至上百米。煤層的分叉和尖滅現象也很突出,對應煤層的可比性較差(圖 5-1-3、圖 5-1-4)。
在波狀凹陷盆地與斷裂凹陷盆地之間往往還存在著一系列的過渡類型,特別是在一些大型的聚煤凹陷盆地多兼有兩者的特徵。波狀凹陷盆地和斷裂凹陷盆地在空間的分布上常常結合在一起同時出現,在時間的演變上則相互轉化。例如在新疆准噶爾盆地中生代聚煤盆地中,三疊紀和早、中侏羅世含煤建造沉積時,靠近南部天山的山前部分是一個斷裂凹陷盆地。但是到了晚侏羅世和白堊紀的地層沉積時,南部的斷裂凹陷盆地基本上停止了活動,使原來兼有斷裂凹陷和波狀凹陷的斷裂凹陷盆地,發展成為一個統一的波狀凹陷盆地。一般來講,從盆地邊緣到中心成煤的厚度由薄到厚逐漸增加,但由於地殼構造運動的復雜性、不均勻性、時差性,造成聚煤盆地類型的過渡性與多樣性,聚煤盆地的中心就發生了遷移變化,形成多個不同的沉積中心,使沉積的煤層厚度也發生了復雜的變化。這種現象不僅在一些大的成煤盆地中有所表現,在一些較小的成煤盆地中也有所顯示。比如在大的盆地的中心是一個沉積中心,但隨著一側沉降的較強烈,而另一側沉降的較緩慢、微弱;或因一側上升的緩慢、微弱,而另一側上升的劇烈,沉積中心都向相對沉降較快的一側遷移,而相對上升的部分較老的沉積物可能遭到剝蝕。還由於在某些盆地的原始基地即盆地的沉積底部初始地形就比較復雜,高低不平,在大盆地內常常形成一些互相隔離的多個小型盆地或谷地;如果又具備了成煤條件,會形成多個聚煤中心,使煤層厚度發生變化(圖 5-1-5)。隨著沉積的不斷進行,致使各個小型盆地填平補齊,構成一個統一大的盆地,形成一個新的統一的沉積中心。由於後來地殼運動的加快,原來多個聚煤小盆地面積不斷擴大,形成了更大的統一的聚煤盆地,這也可能形成其上部煤層統一下部分布不連續的多個聚煤中心。聚煤中心的遷移是個多見的現象。在新疆准南煤田,早侏羅紀的聚煤中心在阜康一帶,而到了中侏羅紀聚煤中心則向西遷移到烏魯木齊至瑪納斯一帶。一般來說,聚煤中心與沉積中心是一致的,但是由於含煤建造形成時受地殼運動的影響具有分帶性,沉積中心隨時間的變化具有水平遷移現象。沉積中心的沉降速度大於植物堆積速度時,就會被泥砂所充填,使煤層在沉積中心位置分叉甚至尖滅。而沉積中心的邊部沉降速度保持平衡的地方,就是煤層沉積最厚的地方,也就是聚煤中心形成的地方,這樣聚煤中心就和沉積中心不一致。
由於成煤後構造運動的影響,使已經形成的含煤盆地發生褶皺、斷裂、甚至隆起。褶皺構造常常表現為背斜和向斜,斷裂則使煤層或地層發生錯位及位移形成斷層。因此形成煤的含煤盆地與現在我們看到的沉積盆地面貌不完全一樣,有的甚至是翻天覆地的變化(圖 5-1-6、圖5-1-7、圖 5-1-8、圖 5-1-9、圖 5-1-10、圖 5-1-11、圖 5-1-12)。
含煤盆地形成後一般又經歷了復雜的變化。這是由於,在地質發展歷史中,由於內力與外力的作用,組成地殼的岩層不斷地進行著改造與建造。地殼構造運動使部分地殼上升,也使另外部分地殼下降。上升部分的地殼岩層不斷遭受到風化剝蝕,被流水沖刷,被風吹蝕;下降部分的低窪盆地不斷接收沉積。這種舊岩層的不斷毀壞和新岩層的不斷形成,可能在同一個盆地中反復進行,形成了具有成生聯系的沉積岩系即沉積建造。當盆地具有適宜煤生成的氣候、植物條件,就形成了含有煤層的具有成生聯系的沉積岩系,稱其為含煤建造,有人稱為煤系地層。含煤建造有淺海相沉積,很少有深海相沉積;有山麓相、沖擊相、湖泊相、沼澤相和泥炭沼澤相,很少有冰川、沙漠相沉積;有濱海三角洲相、 湖海灣相、砂咀、砂壩、砂洲相。所以含煤建造可分為近海型含煤建造和內陸型含煤建造。近海型建造可進一步分為淺海型、濱海平原型、狹長海灣型。內陸型含煤建造可細分為內陸沖積平原型、內陸盆地型、內陸山間盆地型。各種類型的含煤建造都有其自身的特點,組成含煤建造的岩相、岩性、含煤性都不一樣。我國除一些早古生代生成的含煤建造為海相外,以後的地質時代絕大多數的含煤建造由陸相所組成,或是由陸相、過渡相和淺海相沉積所組成。因此含有陸相沉積,特別是含有沼澤相和泥炭沼澤相沉積,是我國主要含煤建造岩相組成的一個重要特點。新疆的含煤建造幾乎沒有淺海相沉積,過渡相沉積也很少見。
從各個含煤盆地的含煤建造的不同,也可以看出煤盆地的形成是復雜的。從含煤建造所反映出的古氣候、古植物和古地理環境的不同,可以看出成煤的環境有淺海環境,有內陸湖泊及河流三角洲環境,有海灣、 湖、濱海三角洲等海陸二者的過渡環境;成煤盆地大至海盆,到海盆湖泊的過渡,到湖盆,小到山間窪地,大小懸殊,形態各異,多種多樣,盆地環境千姿百態。
盆地為煤的生成提供了環境條件,也就是說煤的生成必須要有盆地的形成,但有了盆地不是都可以形成煤。當地殼強烈運動,快速上升部分就會形成高山峻嶺,急劇下降部分就會形成汪洋大海、深水湖泊,都不利於煤的沉積形成。只有在地殼運動處於緩慢下降的小幅振盪過程中,在盆地泥炭沼澤接受植物遺體堆積的速度與盆地下降的速度基本平衡,堆積的植物遺體及時補償、充填了地殼下降造成的空間,使盆地長期保持泥炭沼澤的條件,才利於煤的形成。這種基本平衡的條件持續的時間越長,堆積的泥煤層就越厚,就可以形成很厚的煤層,有的單層煤厚度可達幾十米甚至上百米。如果地殼運動下降速度超過了泥炭堆積的速度,盆地的水就會加深,泥炭沼澤的環境就會轉化為湖泊或海洋,不宜植物的生長,缺少成煤的物質條件,形不成煤,而形成泥沙、灰岩等沉積物的覆蓋層。如果地殼運動上升的速度超過了泥炭沼澤的堆積速度,不僅不能繼續進行泥炭的堆積,而且隨著上升的進一步加劇,原已堆積的泥炭層發生剝失而形不成煤層。如果上升、相對穩定、下降交替出現,就能形成多層煤層,有的煤盆可形成幾十層煤。因此,一個含煤盆地中的煤層的厚薄、煤層的多少與厚薄的變化,都與成煤時的地殼運動有密切的關系。
2. 氣候植物環境
成煤環境必須是在盆地或淺海邊緣、海灣、 湖、內陸湖泊及河流低窪泥炭的沼澤中(圖5-1-13),既有原地生長的植物,又有從盆地外被流水搬運來的異地植物。在這樣的環境中,氣候要多雨濕潤,適宜各類植物及其他生物的大量繁殖生長。成煤要經歷上百萬年千萬年甚至億年的過程,在地史上是個較短的階段,但對於人類來講是個非常漫長的過程。在這樣長的時期,大面積茂密的植物只要生生不息,新陳代謝,一萬年長盛不衰,一年堆積 0.1 毫米,10 萬年就可堆積 100 米,再經歷成煤成岩作用的壓縮,形成數米幾十米的煤層完全可能,何況成煤的過程往往經歷上百萬年。新疆大約在一億九千五百萬年前至一億三千七百萬年前的侏羅紀,結束了古海洋和海陸交互環境,形成內陸湖泊環境,尤其在新疆的北部和東部,內陸湖泊更為廣泛,氣候更加溫暖濕潤,植物生長茂盛,在河流和湖泊邊緣地帶,形成大面積的濕地,生長著茂密的植物,以銀杏植物門、蘇鐵植物門和松柏植物門等裸子植物的發展達到了高峰,成為豐富的源源不斷的成煤植物主體。當時真蕨植物也很繁盛,錐葉蕨迅速地發展起來,空前茂盛;恐龍等大型動物也很盛行。伴隨緩慢下降且頻繁振盪的地殼構造運動,在准噶爾盆地、吐魯番盆地、哈密盆地和伊犁盆地等山間盆地,形成了大面積的沼澤和植物堆積。這些堆積的植物成煤後,在准噶爾盆地南緣形成的煤層有數十層,厚度可達一百多米,有的單層煤厚度就達六七十米。
(三)成煤過程
植物之所以能變成煤,要在特定的條件下經過一系列的演化過程。這個過程叫成煤過程,大體分為三個階段。
1. 泥炭化作用階段
在溫暖潮濕的適宜氣候條件下,在相對穩定的大面積的近海、濱湖、 湖、沼澤盆地環境中,植物不斷地繁殖、生長、死亡,其遺體堆積在水中。生物(也有少量動物)遺體受到水體的浸沒與空氣隔絕,在缺氧的還原環境下,不會很快腐爛掉,因而日積月累,層層疊疊,厚度不斷增加,不斷地壓實。壓實的植物堆積層在微生物的作用下,植物遺體不斷地分解、化合,就形成了泥炭層。植物形成泥炭的生物化學過程大體分為兩個階段,先是植物遺體中的有機化合物,經過氧化分解和水解作用,化為簡單的化學性質活潑的化合物;之後是分解物進一步相互作用形成新的較穩定的有機化合物,如腐殖酸、瀝青質等。植物的分解、合成作用是相伴而行,在植物分解作用進行不久,合成作用就開始了。植物的氧化分解和水解作用是在大氣條件和微生物的作用下,在泥炭的表層進行的。在低位泥炭沼澤的表面含有大量的喜氧細菌、放線菌、黴菌,而厭氧菌很少,隨著深度的增加,黴菌很快絕跡,喜氧細菌和放線菌減少,厭氧菌很快增加。在微生物的活動過程中,植物的有機組分被合成為新的化合物。當環境逐漸轉為缺氧時,纖維素、果膠質又在厭氧細菌的作用下,產生發酵作用,形成甲烷、二氧化碳、氫氣、丁酸、醋酸等產物。隨著植物遺體的不斷分解和堆積,在堆積的下層,氧化環境逐漸被還原環境所代替,分解作用逐漸減弱;與此同時,在厭氧菌的參與下,分解產物之間的合成作用和分解產物與植物殘體之間的相互作用開始佔主導地位,這種合成作用就形成了一系列新的產物。植物轉化為泥炭後,主要成分是腐殖酸和瀝青質,在化學成分上發生了變化。植物的角質層、孢粉殼、木栓層是穩定的,所以常常能完整地保存在煤層中。
2. 煤化作用階段
由於地殼不斷地運動,泥炭層形成後繼續下沉,在盆地相對較高的地段風化剝蝕的泥沙被水和風帶到盆地的低窪泥炭沼澤,將已堆積的泥炭層覆蓋起來。覆蓋的泥炭層隨著進一步的下沉,覆蓋層的進一步的加厚,環境就發生了顯著的變化。首先,它要經受上覆岩層壓力的不斷增大;在壓力不增大下不斷地發出熱量,使其溫度不斷地升高。在壓力與溫度的共同作用下,泥炭層開始脫水,進而固結壓實。在生物化學作用下,氧含量進一步減少,而含碳量逐漸增加,腐殖酸降低,比重增加。經過這樣一系列的復雜變化之後,泥炭就變成了褐煤。
3. 變質作用階段
褐煤繼續受到不斷增高的溫度和壓力的影響,引起內部分子結構、物理性質和化學性質的不斷變化,使其發生了變質而成為煙煤。溫度、壓力與時間是褐煤變質的三要素,其中以溫度最為重要。地球有地溫遞增現象,即地球的溫度由表及裡,由上至下溫度是逐漸遞增的。地球向深部每增加 100 米溫度增加 3 度。地溫這種有規律的遞增現象稱作地溫梯度。雖則是地球的普遍現象,但各地由於地殼結構的不同,地下岩漿分布的不同,梯度的幅度還是有區別的。當成煤區附近有岩漿體存在時,對煤的變質將產生顯著的影響。
溫度對煤的變質作用雖然占據了主導地位,但是如果溫度不斷升高,加之如果密閉條件不好,超過一定的限度就可能把煤燒掉。因此還一定要在密閉的條件下和適當的壓力下,煤才能得到適度的變質。時間的長短與溫度的高低也有關系,如果煤化作用處在 150℃~ 200℃較低溫度,但持續的時間長,持續兩千萬年至一億年,就足夠形成高變質的煙煤和無煙煤。溫度、壓力和時間對煤的變質起著綜合的作用。在溫度和壓力不變的情況下,時間越長煤的變質作用越強。但也有人認為,只有當溫度超過 150℃時時間才起作用,否則時間再長也不會對煤的變質產生顯著影響。壓力對煤的變質作用也有兩種不同的認識,一種認為壓力增加後氣體不易逸出,揮發分不能改變,從而阻礙了煤的變質程度的加深;另一種則認為無煙煤及石墨有定向的晶格,單純的加熱不會產生這種結果,而是壓力促使煤的結構發生了變化。
(四)煤的區域變質、接觸變質、動力變質作用
1. 區域變質作用
隨著煤沉降深度的增加,含煤岩系被其他地層所覆蓋,受地球內部熱量和壓力的長期影響所引起的變質作用稱煤的區域變質。在區域變質作用的影響下,煤的變質常常呈現出一種有規律的變化。首先煤變質具有垂直分帶的規律,在同一煤田內隨著深度的增加,煤的揮發分逐漸減少,變質程度逐漸升高。這個規律是在 1873 年希爾特研究德國魯爾煤田、英國威爾斯煤田和法國比來煤田時發現的,後來就稱為「希爾特定律」。例如在魯爾煤田,含煤地層厚 3000 余米,煤種自上而下為長焰煤、氣煤、肥煤、焦煤、貧煤帶,分帶性很明顯。我國的雞西煤田煤種也有很好的分帶性。由於目前確定煤質牌號的主要指標是煤中揮發分的百分含量,所以希爾頓定律可以用揮發分的變化來表示。每下降 100 米所引起的揮發分含量的變化稱為「揮發分梯度」。揮發分梯度受地熱梯度的控制,由於各地的地熱梯度不一致,揮發分梯度也就因地而異。區域變質作用的另一個重要特點就是煤變質程度的水平分帶規律。因為在一個煤田中,同一煤層原始沉積時的沉降幅度可以不同,而且成煤以後因構造變動而發生的下降深度也不一樣,這種關系反映到平面上就表現為不同地段有不同的變質程度,即為煤變質的水平分帶現象。由於沉降並不一定呈現為均勻的幅度,所以水平分帶也可以寬窄不一。寬的地方代表沉降幅度變化較緩的地段,窄的地方代表沉降幅度變化較急的地方。
2. 接觸變質作用
當岩漿侵入或靠近煤層及含煤建造時,由岩漿帶來的高溫、揮發性氣體和壓力,使煤的變質程度升高的作用稱煤的接觸變質作用。接觸變質作用的一種是熱力變質,是由侵入在煤系下部的岩漿體析出的熱量對煤產生影響所引起的變質作用。變種變質作用是岩漿不直接接觸煤層,由岩漿的熱量引起含煤地層溫度升高而使煤發生變質,往往影響的范圍較大。具體影響范圍因岩漿規模不同而影響范圍不同,岩漿侵入的規模大影響的范圍就大。接觸變質作用另一種是由火成岩岩體直接侵入煤層中發生的變質作用。這種變質作用影響范圍往往較小,岩漿接觸煤層的地方常常形成天然焦,煤層的圍岩亦具有某些變質現象。遠離岩漿岩體,煤的變質程度則逐漸降低。煤的變質帶常常圍繞岩漿岩體呈環狀分布,或者靠近岩漿岩體的一側呈帶狀或環狀分布。
3. 動力變質作用
由強烈的構造運動如擠壓褶皺等產生的區域溫度增高所引起的煤化過程,稱煤的動力變質作用。動力變質作用常常發生在構造變動強烈的地區,如新疆的庫拜煤田、准南煤田東段阜康大黃山一帶、哈密野馬泉一帶、艾維爾煤田一帶等,同屬侏羅紀煤田,但變質程度比其他煤田高出許多。
C. 從煤中分離殼質組有哪些方法
採用岩石學的科學研究方法來研究煤的成因、結構和性質,從宏觀上將煤分成鏡煤、亮煤、暗煤和絲炭;從微觀上(在顯微鏡下)將煤分成鏡質組、惰質組、殼質組和礦物質,其中鏡質組、惰質組和殼質組是不同有機組分稱為顯微組分。顯微組分和煤的宏觀組分關系:鏡煤主要是鏡質組,亮煤是鏡質組和殼質組的混合物,暗煤是殼質組和惰質組的混合物,絲炭主要是惰質組。在科學研究中,通常將煤的顯微組分稱為煤岩組分。 (1)煤岩組分的成因
鏡質組,亦稱凝膠體成分,由植物殘體受凝膠化作用而形成。植物殘體的木質纖維組織浸沒在水下受厭氧微生物的作用,逐漸分解形成無結構的膠態物質,再經過漫長的煤化作用階段,形成鏡質組。
惰質組,亦稱絲炭化成分,是由絲炭化作用形成的。植物殘體的木質纖維組織先暴露在空氣中,處於氧化環境下,細胞腔中的原生質很快被好氧微生物破壞,而細胞壁相對較穩定,僅發生脫水而殘留下來。由於地質條件的變化,堆積環境轉變為還原性,殘留物不再繼續破壞,從而形成具有一定細胞結構的絲炭。另外,也有一部分絲炭來源於森林火災留下的木炭,稱為火焚絲炭。
殼質組與前面兩組顯微組分不同,它是由植物遺體中的類脂物質,如孢子、樹脂和角質層等形成。
(2)煤岩組分的結構
鏡質組在顯微鏡透射光照射下,呈橙紅至棕紅色,透明狀;反射光下呈灰色,無突起。惰質組在透射光照射下呈黑色,不透明;反射光下呈白色至亮黃色,有突起
殼質組在透射光下呈黃至橙黃色,半透明;反射光下呈黑灰至灰黑色
(3)煤岩組分的性質
光學性質:反射率、熒光特性、顯微結構
元素組成:
鏡質組:相對富氧
惰質組:富碳、貧氫 殼質組:富氫、貧碳
工藝性質:粘結性、反應性、發熱量 變化歷程:
鏡質組:變化相對均勻
惰質組:變化緩慢
殼質組:對熱敏感,在高階煙煤階段與鏡質組一致
鏡質組 殼質組 惰質組
揮發分 中等 高 低
粘結性 高 中 低 反射率 中等 低 高
碳含量 中等 低 高
氫含量 中等 高 低
熒光性 弱~中等 強 弱
2. 煤的組成有那些表示方法,包含那些指標?採用的基準有那些,如何進行基準換算? 答:煤的組成:根據應用,按性質類似劃分為若干集總組分表示組成(工業分析、溶劑抽提、煤岩組成)。按煤中有機質的構成元素表示組成(元素分析)
工業分析:水分M(外在水、內在水、結晶水、熱解水);灰分A;揮發分V和固定炭FC
元素分析:C,H,N,S(有機S,無機S),O以及少量P,Cl 煤岩組成:鏡質組、惰質組合殼質組溶劑抽提:普通抽提、特定抽提、超臨界抽提、熱解抽提和加氫抽提
煤組成分析數據常用的基準有:收到基ar,乾燥基d,空氣乾燥基ad,乾燥無灰基daf等,在分析項目符號的右下角標注,一般化驗時多用 daf 採用基準時注意:不同方法表示的煤分析項目需包括在使用基準內。如水分不能用乾燥基表示,灰分不能用乾燥無灰基表示 基準換算時要搞清各級準的關系,再確定一個方便的基準為100%
按換算前後不變數進行換算,基準關系為:
收到基煤=外在水+空氣乾燥基煤=全水+乾燥基煤=全水+灰+乾燥無灰基煤
3. 煤有那些物理性質和化學性質,與煤化程度和結構有何關系?
答:物理性質:
1) 空間性質:密度:分為真密度、視密度和堆密度。真密度與煤的結構有關。①腐植煤>腐泥煤;②隨著煤化度的增加,煤的真密度增加,但先增加的緩慢,至無煙煤則增加的幅度大;③惰質組>鏡質組>殼質組,隨著煤化度增加差別減小。鏡質組的密度隨煤化度增加先有所下降後增加(主要是因為低煤化度O減少的影響大於C增加的影響;④礦物質真密度>煤的真密度,故灰分高及風化煤真密度增加。
D. 煤炭用途變遷
煤的用途與煤的種類有密切的關系,不同的煤種其用途是不同的,煤的種類與用途大致可以歸納以下幾方面。
(一)煤的種類
煤的分類由於依據的主要標准不同,其分類也有差異,分類方法比較多。我這里主要介紹一下按成因分類及實用分類。
按成因分類:按成因分類是依據成煤植物在聚積階段各種綜合因素進行的,主要是根據成煤物質的種類——高等植物還是低等植物;植物遺體的環境和條件——沼澤的積水深淺、水的活動性、氧氣供應和微生物活動等情況,還有成煤物質分解轉化過程所決定的。
按成煤物質的種類可以分為三類,即高等植物形成的腐植煤;由低等植物形成的腐泥煤;由高等植物與低等植物形成的腐植-腐泥煤。按植物堆積環境和條件以及成煤物質轉化過程將煤的成因類型可分為腐植煤和殘植煤。腐植煤和殘植煤都是由高等植物變成的,腐植煤的原始物質主要由高等植物的木質和纖維素組成,殘植煤的原始物質則主要是植物生物化學穩定的組織,如角質層、孢子、樹脂物質、樹皮的木栓組織等。腐泥煤的物質組成主要是藻類物質變化產物。腐植腐泥煤是腐植煤與腐泥煤之間的過渡類型。自然界大多數的煤是腐植煤,殘植煤、腐植-腐泥煤、腐泥煤則比較少見,通常構成腐植煤中的夾層和透鏡體,在較少情況下可單獨構成煤層。
按實用分類:這種分類方法,首先要對煤的物質組成進行較全面的了解。煤主要由碳、氫、氧、氮等元素構成的有機質和一些礦物雜質和水分等無機物所構成。煤的質量是由煤的主要組分指標及變質程度決定的。確定煤質量的主要指標有水分、灰分、揮發分、焦渣、角質層厚度、發熱量、磷、硫、灰成分、灰熔融性、可選性等。
水分:煤中的水分可分外在水分和內在水分兩種。外在水分是在採掘、搬運、儲存及洗選過程中,存留在煤炭表面和裂隙中的水分。這種水分自然風干即可除去。另一種是內在水分,是吸附和凝聚在煤分子內部的一些細小的毛細孔里的水分。這種水分經自然風干是除不掉的,需在溫度達到 100°以上時才能乾燥蒸發掉。內在水分與煤的變質程度和風化程度有關。一般來說,煤的變質程度超高,內在水分越少。煤經風化後因疏鬆吸潮,內在水分又會增加。地質勘探中常採用內在水分作為評價煤質的數據。內在水分和外在水分的總和稱為全水分,它是礦井采出來的煤或直接用工農業生產煤的總含水量,通常作為煤炭供銷雙方評價煤質的依據之一。我們常用的水分指標有全水分,用「mt」表示也常用「Mar」表示;空氣乾燥基水分,也可以認為是內在水分,常用(Mad)。
灰分:灰分是煤徹底燃燒以後所剩下的殘渣。按成因可分為內存灰分和外在灰分兩種。外在灰分是來自煤層頂底板和夾矸中的岩石碎塊,它與採煤方法的合理與否有很大關系。外在灰分通過洗選後可大部分除去。內存灰分是成煤的原始物質本身所含的無機物,另外也包括沉積時由風和水搬運來的礦物雜質。內在灰分很難通過洗選除去,含有大量內在灰分的煤是非常難選的。常用的指標有空氣乾燥基灰分(Aad)、乾燥基灰分(Ad),也有用收到基灰分的(Aar)。煤的灰分對煤的實用價值影響很大,是評價煤的質量的主要指標之一。冶金用煤的灰分如增加1%,煉鐵爐平均要多消耗 2% ~ 2.5% 的焦炭,同時還會使煉鐵爐的生產效率降低約 2%。灰分也增加運輸上負擔,增加運輸成本。不同的國家對煤的灰分的指標要求有所不同。我們國家規定,煉焦用煤的灰分最好不超過 10%,動力用煤其指標可適當高一些,只要發熱量達到要求就可以。當灰分大於 40% 時就不是煤了。
揮發分:揮發分是煤在與空氣隔絕的高溫條件下所排出的揮發物質,主要成分為沼氣、氫、二氧化碳和其他碳氫化合物等。揮發分含量與煤的變質程度有關,變質程度越高揮發分越少。揮發分可以作各種高發熱量的燃料,也可用來製造染料、塑料、炸葯以及其他許多化工產品。揮發分是評價煤質,進行煤種分類的主要指標之一。由於揮發分是煤中有機可燃體的一部分,所以在實際生產中,通常是以揮發分佔有機可燃體的百分含量為指標。常使用的有空氣乾燥基揮發分(Vad)、乾燥基揮發分(Vd)、乾燥無灰基揮發分(Vdaf)和收到基揮發分(Var),其中 Vdaf 是煤炭分類的重要指標之一。
焦渣:煤中除去揮發分後殘留在坩堝里的固態物質就是焦渣。它是由灰分和煤中不揮發的有機物質固定炭組成。固定碳的含量,通常是以其佔有機可燃體的百分含量表示,其含量隨著變質程度增高而增高。不同的煤形成的焦渣特徵是不同的,有的焦渣呈粉末狀,有的焦渣熔融黏結成塊狀,強度大。因此,根據焦渣特徵可以初步判斷煤的黏結性,對估計煤能不能煉焦是有很大意義的。
角質層厚度:角質層厚度是依照煉焦過程,在實驗室里用儀器測定的。把有黏結性的煤粉碎成細粒,在密封的條件下加熱到一定溫度時,煤中有機質受熱分解,軟化而成角質層,最後結成了塊狀的焦炭。黏結性好的煤,加熱時形成的角質層厚度適當,結成的焦炭熔融黏結成塊狀。不黏結的煤加熱時,就不能產生角質層,也就不能結成焦炭,呈粉末狀。一般來說,煤的角質層厚度是隨煤的變質程度增加而有規律的變化,變質程度很低或很高的煤,角質層的厚度都很小或等於零,也就是黏結性不好或沒有黏結性。角質層厚度能反映煤的黏結性,因此也就成了評價煤質、進行煤的工業分類的重要指標之一。常用 y 或 b 表示。
發熱量:煤的發熱量是指單位重量的煤完全燃燒時放出的熱量。它對評定煤的燃燒價值有很重要的意義。在煤質評價中,通常用煤的低位發熱量來評定煤的燃燒價值,即每千克煤在坩堝中燃燒後實際能被選用的熱量。煤的發熱量大小與煤的可燃元素碳、氫等含量有關,因而也與煤的變質程度有關。一般來說,變質程度越高,發熱量越大。但是,當煙煤向無煙煤過渡時,氫的儲量明顯降低,由於氫在燃燒時產生的熱量約等於碳的 4.2 倍,所以某些煙煤的發熱量略高於無煙煤。另外,水分和灰分的增多,均可降低煤的發熱量。不同的煤種其發熱量是不同的,因此煤的發熱量用不同的等級表示。
(1)低熱值煤,表示為 LQ8.50 ~ 12.50 MJ/kg
(2)中低熱值煤,表示為 MLQ12.51 ~ 17.00 MJ/kg
(3)中熱值煤,表示為 MQ17.01 ~ 21.00 MJ/kg
(4)中高熱值煤,表示為 MHQ21.01 ~ 24.00 MJ/kg
(5)高熱值煤,表示為 HQ24.01 ~ 27.00 MJ/kg
(6)特高熱值煤,表示為 SHQ>27.00 MJ/kg
註:1cal15(15℃卡)= 4.1855J
硫和磷:煤中常含有硫和磷。硫是煤中的有害雜質,煤在燃燒時硫會變成二氧化硫,腐蝕鍋爐、管道,污染大氣,增加溫室效應,空氣中的硫多了還會形成酸雨。煉焦時,有一部分硫會轉入焦炭,用含硫高的焦炭煉鐵,會降低鋼鐵的質量。鋼鐵中的硫分超過一定限額,就會使鋼鐵變脆,強度降低。煤中的無機硫主要是黃鐵礦硫,常常呈細脈充填在煤的裂縫中,或者結核狀夾在煤層中,對這部分硫可以通過機械洗選的方法剔除。均勻地分散在煤中的有機硫則很難選除掉。煤中的硫分是評價煤質的極其重要的指標。在實際的生產中通常是以絕對乾燥煤樣的總含硫量為指標來評價煤的質量的。我國規定,凡是工業用煤必須先經過洗選,盡量降低硫的含量;含硫量大於 3% 的煤就不能開采。常用的指標有空氣乾燥基全硫(St,ad)、乾燥基全硫(St.d)及收到基全硫(St,ar)。
可選性:上面已講過,煤中的灰分、硫分、磷分等,對煤的加工利用都是有害雜質。為了降低煤中的有害雜質,提高煤的質量,特別是提高煉焦用煤的質量,就需要對原煤進行洗選。對於直徑大於 50 毫米的矸石和黃鐵礦等雜質,可以用人工手選,顆粒小於 1 毫米的粉煤,則可採用浮選方法進行選煤。煤中礦物的顆粒大小和分布狀態,直接影響著煤的洗選難易程度,這就是煤的可選性。煤的可選性是評價煤質,特別是評價煉焦用煤質量的重要指標之一。
灰成分和灰熔融性:灰成分是煤灰分中的礦物成分,灰熔融性是煤的灰分在不同溫度下發生變形、軟化和熔化狀態。它們也是影響煤的用途的重要指標之一。
另外,煤中的有害有毒元素對煤的質量和用途也有較大的影響,如砷、汞和放射性鈾等,若其含量超標,會對人體健康產生大的影響。
依據上述煤質量的各種指標,結合煤的變質程度和用途,就可以對煤進行實用性分類。我國煤的分類是根據煤的煤化度,將我國所有的煤分為褐煤、煙煤和無煙煤三大煤類。又根據煤化度、煤質組分和工業利用的特點,將褐煤分成 2 個小類,無煙煤分成 3 個小類。煙煤比較復雜,按揮發分分為 4 個檔次,按黏結性可以分為 5 個或 6 個檔次。主要類型是褐煤、長焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2 中粘煤、氣煤、氣肥煤、肥煤、1/3 焦煤、焦煤、瘦煤、貧瘦煤、貧煤、無煙煤。其中褐煤的變質程度最低,無煙煤的變質程度最高。長煙煤到氣煤是低變質煙煤,肥煤到焦煤是中變質煙煤,瘦煤、貧煤和無煙煤是高變質煤。
褐煤的特點是光澤暗淡,內生裂隙不發育,有干縮裂紋,腐殖酸含量高,發熱量低。是低熱值燃料和製作化肥的原料。
長焰煤、不粘煤、弱粘煤和中粘煤的共同特點是韌性大,光澤較弱,內生裂隙很少,燃燒焰長,不結焦,是燃燒鍋爐、化工、制油的最佳煤種。氣煤除上述性質和用途外,還具有膨脹熔融結渣,有時有氣體噴出的現象。氣煤有一定的結焦性,還可以作為煉焦配煤。
肥煤和焦煤的共同點是具有玻璃光澤,內生裂隙發育,性脆易破碎。膨脹熔融黏結性好,焦渣有光澤,是煉焦的最佳原料。
瘦煤光澤強,微膨脹熔融,燃燒時煙淡焰短難著火,可做煉焦配煤。
貧煤具有金剛光澤,不膨脹熔融,燃燒時煙淡焰短難著火,適合燃燒鍋爐和化工用煤。
無煙煤具有似金剛光澤,緻密堅硬,比重較大,燃燒時不易著火,無煙幾乎無焰,可做化工用煤和民用燃煤。
(二)煤的主要用途
早在幾千年前,勞動人民就發現了煤可以燃燒,可以用來燃燒取暖、做飯和冶鐵。蒸汽機發明後,煤成為機器動力的主要燃料。後來,煤又用來煉焦、發電、製作電石、煤氣等。現在,煤仍然是主要的能源。我國的一次性能源結構中煤佔到 70% 左右。有專家預測,近期內這種能源結構不會有大的改變。當前煤的主要用途是發電、煉焦、供熱取暖和民用燃燒,但煤氣化、煤液化、煤化工等煤的綜合利用也在迅速地發展。
動力用煤:動力用煤是煤的主要用途,它是把煤作為燃料用來燃燒鍋爐取暖、發電和作為蒸汽機車的動力等。因為動力用煤主要是燃燒,所以任何牌號的煤都可以用來作燃料取得熱源。
煤焦化:煤焦化就是用煤煉焦。它是將煤在隔絕空氣的密閉煉焦爐內加熱,得到的是焦炭、煤焦油和焦爐氣三種原料。這三種原料經進一步加工處理可以得到一系列的煤化工產品。高溫煉焦可以獲得大約 78% 的焦炭,4% 的焦油,18% 的焦爐氣。焦炭的主要用途是煉鐵,其次是用於化肥工業。焦炭經進一步加工可製成合成氨、電石等。電石還可以再製成塑料、合成纖維、合成橡膠、合成化工產品等。煤焦油是煤焦化的副產品,是一種黑色黏稠狀液體,主要成分是芳香族化合物。它的用途更加廣泛,可以製成輕油、酚油、萘油、洗油、蒽油、瀝青等。用這些產品還可以製成苯、農葯、炸葯、染料、油漆、二早酚、聚乙烯穩定劑、合成材料等。焦爐氣是很好的氣體燃料和寶貴的化工原料,可作為冶金工業燃料、民用煤氣,也可以製作氨、粗苯、氫、甲烷、乙烯、硫化氫及各種化工產品。如果一個焦化廠每小時能生產 15000 立方米焦爐氣作為化工原料,則一年可以生產 55000 噸尿素或 70000 噸硝銨,16000 噸甲醇,2500 噸乙烯。因此焦化廠焦爐氣的綜合利用對發展農業、冶金工業和化學工業都具有重要的意義。
煤氣化:煤氣化是在高溫有氧的情況下,將煤中的有機質轉變成為含有一氧化碳、沼氣、氫氣等煤氣的過程。煤氣是一種極好的工業和民用燃料,用煤氣作燃料比直接燒煤的效率高一倍多,氣體燃料還有一系列優點,如燃燒完全、使用和輸送方便等。因此,煤氣已廣泛用於冶金工業,機械工業、化學工業、建築材料工業以及城市中的民用燃料。煤氣中的一氧化碳和氫氣可合成甲醇、醛、酮、酸、飽和烴、烯烴、芳香烴、合成氨等,所以,煤氣也是重要的有機化學工業原料。
煤氣化有地面氣化和地下氣化。地面氣化是利用煤氣發生爐把煤變成煤氣。地下氣化是在地下直接把煤層燃燒氣化,再把煤氣從地下輸送到地面利用。
在地面用煤和焦炭等固體原料生產煤氣的方法很多,大體可歸納為兩類。一類是固體原料的氣化,將煤或焦炭在有高溫和氣化劑的條件下轉化為氣體。又根據氣化所用的固體原料種類不同以及固體原料在氣化爐中存在的狀態不同,制氣的方法又分為固定層氣化法和沸騰層氣化法兩種。另一類是固體原料的干餾,它是煤的有機質熱解為氣體的方法,這是生產城市煤氣的常用方法。
固定層氣化法是氣化的固體在煤氣發生爐中基本是固定的。發生爐煤氣的氣化過程是在固定層煤氣發生爐中進行的,從煤氣發生爐的底部通入空氣和少量的水蒸氣,從爐頂加入煤或焦煤,使氣體和煤在 700℃~ 800℃以上的高溫下發生劇烈的化學反應生成煤氣。發生爐煤氣用於煉鋼爐、玻璃窯爐、煉焦爐等的加熱,也可與水煤氣混合作為製造合成氨、甲醇的原料氣。水煤氣是水蒸氣與熾熱的無煙煤工焦煤作用的產物。水煤氣是製造合成氨的主要原料氣。
沸騰層氣化法是從爐底以高速通入氣化劑,使氣化爐中的細粒狀煤處於浮動的狀態,很像液體的沸騰,故稱為沸騰層氣化法。沸騰層氣化法是直接對小於 10 毫米的煤粒進行連續氣化的方法。
煤液化:煤液化是把煤由固體狀態變為液體狀態的過程。煤液化可以是直接液化,也可以是間接液化。
煤的直接液化可以通過低溫干餾和加氫液化。煤的加氫液化是將煤、催化劑和重油混合在一起,在 380℃~ 550℃的高溫、200 ~ 700 個大氣壓高壓氫之下,使煤中的有機質幾乎全部轉化為液體和氣體產物,進一步加工得到汽油、柴油等液體燃料。低溫干餾是將煤通過內熱式發生爐變成焦油產物,進一步加工為液體燃料和化工產品。
煤的間接液化是將煤先進行氣化,進一步加工成為液體燃料的過程。
煤化工:煤化工就是將煤製成化工產品的方法。煤制化工產品的方法很多。通常是把煤先進行氣化或液化,再進一步加工成化工產品。也可以先把煤加工成電石,再轉化成為化工產品。
煤的綜合利用:煤中的有益元素很多,煤灰中可以提取鍺、鎵、鈾、釩等重要的稀有分散元素、放射性元素,這些元素是國防工業的原料。煤中還共生具有巨大開發價值的煤層氣。煤灰還可以製造水泥、改良土壤等。煤灰的綜合利用是煤綜合利用的一個重要方面。
煤中鍺和鎵的利用:鍺是半導體和電子工業重要的原料之一。鍺在地殼中很少呈單獨礦物出現,主要作為伴生組分存在於鉛鋅礦和煤層中。鍺的提取工藝簡單,主要從煤灰中和煙塵中提取。煤中的鍺一般品位不高,但分布廣泛,是鍺礦床的主要成礦類型。煤中的鍺含量達到每噸煤中 20 克就可以回收。新疆的伊犁、青河等煤礦的煤層中都含有鍺和鎵。
煤中鈾的利用:鈾在煤中主要以含鈾的有機化合物存在,是鈾礦床的重要工業類型之一,一般要求煤中伴生鈾的工業品位為 0.02%。煤中鈾的富集一是在泥炭堆積階段,含鈾的水溶液注入泥炭沼澤後,被腐殖酸強烈吸附所致。二是地下水的淋濾作用把鈾帶到煤層中。鈾在煤中的富集主要是由於腐殖酸吸附鈾離子變為金屬有機絡合物,或者作為還原劑把鈾離子轉變為不溶狀態,固定於有機組分中。鈾通常也存在於煤層頂底板的砂岩中,局部可富集出現。新疆的侏羅紀含煤地層常出現鈾的富集區,在伊犁南部、吐魯番地區等地的含煤地層中,鈾的含量已達到工業品位。目前,利用地浸法開採煤系地層的低品位鈾取得很好的效果。
煤中釩的利用:釩主要用於鋼鐵工業煉制優質合金。自然界釩的分布很分散,常與其他元素伴生形成含釩礦床。釩在煤系地層中的富集,與海生浮游生物和底棲生物成因的有機質密切相關,所以由淺海藻類聚集形成的腐泥煤中釩含量較高。釩在煤層中主要呈金屬有機絡合物形式存在,一般來說有機質含量越高釩含量就越富集。煤系地層中有時存在含釩砂岩,釩和鈾經常共生形成釩鉀鈾礦。
煤層氣的開發利用,近些年無論在國際上還是在國內,都發展得很快,可以說一個新興的產業正在興起,將在能源結構中佔有很重要地位。這里只提一下,將煤的情況講完後專門詳細介紹。
(三)開採煤要注意保護資源和環境
煤是不可再生資源,用完了就沒有了,因此要十分珍惜愛護煤炭資源。煤的開采要合理規劃、統籌安排;選擇先進合理的採煤方法,提高煤資源回收率,充分利用薄煤層;以科學發展觀為指導,建立循環經濟產業鏈,充分地利用煤炭資源的各種使用效能,提高煤的利用效率。
煤的開采利用對環境會產生一定的影響,因此在開采和利用煤炭資源時要特別注意環境的保護。煤礦開采中由於地下挖空塌陷,常會在地面上形成裂縫、塌陷坑、岩體滑移、山體滑坡等地質災害,對森林、草原和農田造成危害甚至造成嚴重破壞;煤礦開采排出的瓦斯、二氧化碳和一氧化碳等廢氣能污染大氣,增加溫室效應;排出的硫化氫氣體還可以形成酸雨,對人、生物、農作物產生嚴重危害;排出的廢水可以污染環境及地下水;排出的粉塵、矸石可以污染大氣、周圍環境。煉焦排放的煤煙、工業鍋爐和民用鍋爐排放的煙塵可以污染大氣;煤液化、煤化工也能形成大量廢氣和廢水,污染環境。但是,上述煤開采利用中存在對環境的各種不利影響和危害,只要採取切實有效的措施,是可以大大降低其影響程度的,甚至可以完全避免其危害。關鍵是在開采和利用煤礦時要牢固地樹立環境意識,要把保護環境貫穿在開采利用的全過程,採取切實有效的措施,防止對環境的影響和危害,做到煤盡其用,物有所歸,環境良好,人與自然和諧相處。
E. 煤的膠質層是什麼
煤的膠質層指數,又稱煤的膠質層最大厚度,或Y值。它是原蘇聯、波蘭等國家煤的分類指標之一,也是我國煤的現行分類中區分強粘結性的肥煤、氣肥煤的一個分類指標。
煤的膠質層指數,是原蘇聯列.姆.薩保什尼可夫和列.帕.巴齊列維奇提出的。它的測試要點是根據不同結焦性的煤在干餾過程中膠質層的厚度、收縮情況和膨脹曲線的不同,測試膠質層的最大厚度(Y值)、最終收縮度(X值)和體積曲線,來表徵煤的結焦性。
F. 關於煤炭的角質層是什麼
煙煤在焦化過程中不斷形成的膠態層的厚度。煙煤在干餾條件下加熱到一定的濕度范圍時,表面逐層熱分解,形成膠體狀態,再逐漸固結成焦炭。是煙煤的一種特性,也是煙煤分類的一種指標。一般用膠質層測定儀測定,以毫米表示,可由0到30以上。例如主焦煤的膠質層厚度是18~26,肥煤的是>25等。
G. 煤炭角質層低於5能做出來嗎
不能,煙煤在焦化過程中不斷形成的膠態層的厚度。煙煤在干餾條件下加熱到一定的濕度范圍時,表面逐層熱分解,形成膠體狀態,再逐漸固結成焦炭。是煙煤的一種特性,也是煙煤分類的一種指標。一般用膠質層測定儀測定,以毫米表示,可由0到30以上。例如主焦煤的膠質層厚度是18~26,肥煤的是>25等。