（矿业工程专业论文）西山炼焦煤资源整合与配合加工方案研究.pdf

查曼墨三查堂三望堡主兰堡丝茎：兰i 2 q 1 1 0 摘要 煤炭在我国一次能源的生产与消费结构中一直占有主要地位，并在 未来相当一时期内人其格局不可能改变。目前，我国煤炭利用率较低， 其中主要的原因之一，就是绝大多数的煤炭用户未能使用质量和用途十 分对路的煤炭。西山矿区是我国优质冶炼焦煤的生产基地之一。几年来， 由于受市场环境的影响，产品结构不合理，造成配采比例不当，一是造 成优良资源的严重浪费，二是对企业和国家的可持续发展构成严重的威 胁。 所谓煤的配合加工，就是根据用户的煤质要求，将若干单种煤按一 定的比例混合后，得到配合煤，使之在性质上相互取长补短。煤的配合 加工与利用在国内外已趋于成熟，越来越受到人们的重视。 本论文，从介绍西山炼焦煤资源与煤质特征入手，介绍了西山炼焦 煤资源状况，以及各煤种的煤质特性。通过了解炼焦煤的炼焦过程， 炼焦煤的煤质评定方法和配煤炼焦的意义与原则，以及煤的配合加工洗 选的方式，明确了炼焦煤配合加工的可行性和可操作性。在此基础上， 针对目前西山炼焦煤生产现状，提出：一是在马兰、镇城底和西曲生产 多煤种的矿区，对不同煤种进行合理的配采、配洗，并提出最佳优化的 。：奎曼堡三查兰三望堡圭堂壁鲨茎 配合加工方案；二是在西山公司内部，进行炼焦煤资源整合，在前山矿 区的太原选煤厂和古交矿区的东曲选煤厂，分别建立炼焦煤的配煤生产 加工基地，把不同矿区的煤进行优化配合加工，生产出质优价高的配煤 “新产品”。这样，在满足市场的需要，既有利于优质炼焦煤资源的合 理开采、加工与利用，又提高了企业和社会的经济效益，还保证了企业 和社会可持续发展的需要。 关键词：炼焦煤，配合加工，资源整合，经济效益，可持续发展 i i 太原理工大学工程硕士学位论文 1 1 绪论 第一章文献综述与选题 1 1 1 我国能源现状 我国是世界上少数几个一次能源以煤炭为主的国家之一。在我国， 煤炭不仅是工业生产和人民生活的主要能源，而且是重要的化工原料。 因此，煤炭是我国国民经济发展的重要支柱。煤炭在我国一次能源结构 中所占的地位见表1 。 表1我国次靛灏源量及其构成( 1 9 9 6 底) 一次能源资源量资源构成储采比 煤炭 1 1 45 ，g t7 3 48 5 石油 3 3 ，g t2 0 天然气 1 1 7 t m 3 计4 4 5 9 水电 3 7 8 ，g w2 2 2 利用率9 5 建国以来，煤炭在我国一次能源的生产与消费结构中一直占主导地位， 详细情况见表2 和表3 。 目前，我国国民经济持续、健康、高速发展所依赖的一次能源主要为 太原理工大学工程硕士学位论文 煤炭，而且我国的煤炭产量和消费量均位居世界首位，见表4 。 表2 能源生产总量 一诜能源产量构成 年份 百万吨淮肖量 原煤原油天然气水电 1 9 4 92 3 7 49 63u ， 3 0 1 9 5 57 29 59 5919 22 19 6 02 9 63 79 56250s14 1 9 6 51 8 82 48 80860826 1 9 7 03 0 99 08 161 4 1l231 1 9 7 54 嚣75 47 062 262 444 1 9 8 06 3 73 56 9 42 383038 1 9 8 58 5 5 4 67 282 092 043 19 9 01 0 3 92 27 421 902048 1 9 9 61 3 1 55 77 481 7 11 96 2 表3 一次能源产量构成跖 能源生产总量 年份 百万吨油当量原煤原油天然气水电 1 9 5 24 69 59 50 033 700 21 6 1 1 9 5 56 96 89 29 449 100 321 2 1 9 6 03 0 18 89 39 041 10 4 51 5 4 1 9 6 51 8 90 18 64 51 02 706 3 26 5 1 9 7 02 9 2 9 18 0 8 91 46 709 23 5 2 1 9 7 54 5 42 57 1 8 52 10 725 145 7 1 9 8 06 0 2 7 57 21 52 0 7 63 1 03 9 9 1 9 8 57 6 68 27 58 11 71 022 448 5 1 9 9 09 8 70 37 62 01 66 0 21 051 0 1 9 9 61 3 8 8 1 17 5 0 01 75 016 059 0 2 太原理工大学工程硕士学位论文 硬煤褐煤 国别 1 9 9 51 9 9 61 9 9 51 9 9 6 美国 5 6 115 6 223 7 6 04 0 20 加拿大 3 8 64 003 6 43 58 北美合计 6 0 826 1 0 74 1 2 44 3 78 中南美台计 3 7 13 91 德国 5 3 14 791 9 2 81 8 72 波兰 1 3 721 3 626 356 28 英国 5 265 05 欧洲合计 2 9 302 8 605 6 3 15 6 36 俄联邦 1 7 631 7 2 08 5 98 3 o 前苏联台计 3 3 7 43 1 359 5 59 16 中东合计 1717 南非 2 0 622 0 70 非陟4 合计 2 1 402 1 47 澳大利亚 1 9 321 9 9 84 8 15 02 中国 1 2 5 001 2 0 004 805 00 印度 2 6 692 8 3 02 2 12 5 o 亚太合计 1 8 0 5 31 8 8 661 5 271 6 21 世界总计 3 2 9 6 73 3 5 231 2 2 3 71 2 5 5 1 煤炭在我国社会、经济以及人民生活中所起的重要作用是有目共睹 的。目前在我国，煤炭提供7 6 的发电能源、7 6 的工业燃料和动力、 6 0 的民用商品能源以及7 0 的化工原料。显然，我国国民经济的健康、 高速、持续发展离不开煤炭能源。此外，从我国的一次能源状况和科学 技术发展水平来看，一次能源以煤炭为主的格局在未来相当长一段时期 内不可能改变。 太原理工大学工程硕士学位论文 1 1 2 我国煤炭资源加工利用中存在的问题 我国在煤炭开采、加工及利用过程中还存在着一些比较严重的问题。 这些问题不仅已成为我国经济、能源及环境协调发展的制约因素，而且 已对社会经济的可持续发展构成了严重威胁。 ( 1 ) 煤炭资源消耗过快，与全球发展不平衡 据1 9 9 2 年在西班牙召开的第1 5 届世界能源会议发布的数据，中国 煤炭的探明可采储量为1 1 4 5 g t ，占世界总储量的1 1 ，位居世界第3 位。 然而，由于我国的人口占世界总人口的1 5 左右，所以我国人均煤炭储 量尚不足世界人均水平的一半。而1 9 9 4 年，我国生产原煤1 2 4 g t ，占世 界煤炭总产量的2 8 ，位居世界首位。 ( 2 ) 煤炭技术落后，利用效率较低 目前，我国利用煤炭能源的系统总效率相当低，尚不足1 0 ，约为 工业发达国家先进水平一半。这就意味着在煤炭的探明可采储量中，从 开采、加工、转换、输送、分配直到最终利用的全过程中，有9 0 以上 的煤炭能源被损失和浪费掉。在煤炭能源系统总效率中，开采效率为3 2 ，中间环节( 包括加工、转换、运输等) 效率为7 0 ，最终利用效率 为4 1 。 ( 3 ) 大量污染物直接排放，加剧生态环境恶化 4 太原理工大学工程硕士学位论文 我国的煤炭开采和加工每年要外排煤矸石1 5 0 m - 2 0 0 m t 、矿井水 2 2 g t 、煤泥水2 8 m t 、其他工业废水3 0 m t 、矿井瓦斯5 g m 3 ；每年因煤炭 运输造成的煤尘飞扬和遗撒量5 0 m t 左右；煤炭直接燃烧排放的t s p 约为 1 2 m t 、s 仉约为2 0 m t 。目前，我国因燃煤排放的s 0 2 等污染物所造成的酸 雨受害面积已经超过整个国土面积的3 0 。 因此，高效、洁净、合理地利用煤炭资源，并使之成为安全、可靠 的能源，已是摆在我们面前的紧迫课题，大力发展具有我国特点的洁净 煤技术已成为我国能源战略的必然选择。洁净煤技术的核心是提高煤炭 利用效率，减少环境污染。 1 1 3 煤的配台加工与利用的意义 煤是一种十分复杂的、由有机化合物和天然矿物质组成的混合物。 我国的煤炭种类繁多、性质各异。煤的合理、有效利用与煤本身的性质 有着十分密切的关系，不同的用户对煤炭的质量都有各自的具体要求。 只有使用煤质优良的煤，才能充分发挥各种用煤设备的性能和效率，保 证产品质量，降低单位产品煤耗和生产成本。目前，我国煤炭利用效率 低的原因除了用煤技术落后、设备陈旧以及管理水平低等因素以外，其 中最重要的原因之是绝大多数煤炭用户未能使用质量和用途均十分对 路的煤炭。由于每一种煤炭有其独特的性质，而每一种用煤设备对煤质 太原理工大学工程硕士学位论文 又有其特殊的要求，因而大大增加了单种煤炭对路供应和使用的难度 特别要受到资源分布、运输条件以及地区间平衡等因素的制约。因此 煤的配合加工与利用越来越受到人们的重视。 所谓“配煤”，就是根据用户对煤质的要求，将若干单种煤按照一定 的比例掺混后得到配合煤，使之在性能上相互取长补短。虽然配煤的性 质是由各种参配单种煤叠加而成的，但其综合性能得到了优化，已与原 各单种煤的性质有所差别。因此，它已成了人为加工而成的新“煤种”。 煤的配合加工与利用技术在国内外已趋于成熟。我国的一些大、中 型焦化厂一直在采用配煤炼焦技术，将气煤、肥煤、焦煤以及瘦煤等各 种不同的炼焦煤按照一定的比例混配，使之在性质上相互取长补短，从 而既合理利用了宝贵的炼焦煤资源，又生产出了能够满足用户各种质量 要求的焦炭产品。 目前煤的配合加工与利用在我国的发展还存在一些障碍，主要有 ( 1 ) 认识上的障碍 目前，有些入对煤的配合加工还存在着偏见，甚至把配煤视为掺假， 而对煤的配合加工的科学依据和重要意义认识不足；也有一些人对经过 配合加工后，再利用煤炭所能带来的经济效益与环境效益缺乏足够的认 识和了解，特别是有相当多的用户对煤的配合加工与利用的参与意识不 太原理工大学工程硕士学位论文 强。 ( 2 ) 技术上的障碍 煤的配合加工不是简单或随意地将若干单种煤掺混在一起，而是根 据用户对煤质的要求以及价廉、易得的煤源( 特别是当地的煤炭资源) 及运输条件与运输距离等各种因素综合考虑，科学地制定煤炭配合加工 的优化方案，然后通过一系列设备、仪器进行掺配、检测、监控，从而 得到性能优化、质量稳定的配合煤。目前，我们在设备配套和检测、监 控仪器等方面还有很多技术工作要做。 ( 3 ) 政策上的障碍 煤的配合加工与利用除了可以给煤炭生产和使用单位带来可观的经 济效益和环境效益以外，还具有十分明显的社会效益。然而，目前还需 建立、健全相应配套的政策法规，还需国家在相关方面给予一定的优惠 政策加以扶持。 所有这些障碍都严重影响煤配合加工与利用技术的健康发展。 1 2 论文选题的意义和研究内容的确定 1 2 1 立题意义 7 太原理工大学工程硕士学位论文 我国的能源消费以煤为主，在近半个世纪内不会有太大变化，预测 到2 0 1 0 年、2 0 2 0 年，我国煤炭产量将分别达到2 3 亿吨和亿吨。煤 炭在我国总能源结构中仍占主导地位，它对国民经济的发展起到重要作 用。随着我国改革开放的进步深化，在市场经济浪潮下，煤炭企业不 可能还是计划经济时代的老样子，以单一煤炭生产为目的。走煤炭资源 配合加工、综合利用的路子，是煤炭企业的发展必然。 西山公司是以煤炭生产、原煤洗选加工为主、焦炭化工、机电修造、 建材建筑和商贸服务等多业并举的多元化企业。公司目前煤炭工业已形 成原煤2 6 1 0 m t a 、入选2 2 5 0 m t a 的设计生产能力，其它非煤产业也 已具有一定的规模。用。为实现企业做大做强，提高核心竞争能力及持 续健康发展，积极应对企业所面临的机遇和挑战，适应我国煤炭工业的 发展、趋势和复杂多变的国内外经济环境。在以市场为导向，以经济效 益为中心，以国家产业政策导向为依据，以资源合理开发和综合利用为 前提，对资源整合和配合加工利用进行研究。深入准确的分析企业所处 的可观环境和内部现实与潜在能力，对企业发展具有重要的现实意义和 深远的历史意义，也将为西山矿区的经济腾飞，为实现山西焦煤集团公 司“做大做强”的战略目标发挥积极的促进作 1 2 2 研究内容的确定 太原理工大学工程硕士学位论文 本文通过以下方法研究西山炼焦煤配合加工与利用的问题 ( 1 ) 通过了解炼焦煤的炼焦过程及各种煤在炼焦过程中的作用机 理，明确炼焦配煤加工的可行性及理论根据。 操性。 ( 2 ) 通过了解煤的配合入选的相关问题，明确炼焦煤配合加工的可 ( 3 ) 通过对西山矿区各煤种的资源整合和煤质资料分析，探讨西山 炼焦煤配合加工的理论方案和实施办法。 9 太原理工大学工程硕士学位论文 第二章西山煤炭资源与生产现状 2 1概况 目前，西山公司的生产主要集中在西山矿区( 包括西山前山和古交矿 区) ，西山矿区现拥有9 对矿井、7 座选煤厂，至2 0 0 3 年原煤生产能力 为2 6 1 0 m t a ，随着官地矿选煤厂的投产，设计入洗能力扩大至 2 2 5 m t a 。全矿区2 0 0 0 年原煤产量1 8 3 2 m r ，洗精煤产量7 4 6 m r ，2 0 0 1 年原煤产量1 9 1 3 m r ，洗精煤产量8 0 4 m r ；2 0 0 2 年原煤产量2 3 5 8 m t ，洗 精煤产量8 4 7 m r 。 西山前山矿区地处山西省会城市太原市西部，距太原市约2 0 k m 。矿 区经太佳线公路直通太原市迎泽西大街，市区公交车直达前山各矿，各 矿都有铁路专用线，分别经玉门、太北编组站与京原线、石太线、南、 北同蒲线、太焦线等铁路相通，交通非常便利。 古交矿区地处山西省古交市，距太原市约4 0 k m ，太佳线公路直达古 交市及矿区各矿，各矿都有铁路专用线，分别经玉门、太北偏组站与京 原线、石太线、南、北同蒲线、太焦线等铁路相通，交通非常便利。 太原理工大学工程硬士学位论文 2 2 资源条件 2 2 1 煤层赋存情况 1 、西山前山矿区 西山前山矿区主要含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原 组，共含煤1 4 层，自上而下为o l 、0 2 、0 3 、l 、2 、3 、5 、6 、7 、8 上、 8 、9 、l o 、1 1 号。含煤地层总厚1 5 2 2 3 m ，煤层总厚2 0 6 7 m ，含煤系数1 3 6 其中可采煤层有0 2 、2 、3 、5 、6 、7 层煤，煤层平均总厚7 7 8 m ，地层厚 度6 7 0 2 m 含煤系数11 6 。可采煤层总厚6 3 4 m ，可采含煤系数9 5 。 太原组含6 1 1 号8 层煤，煤层总厚1 2 3 7 m ，地层厚度8 5 2 1 m ，含煤系数 1 4 5 。可采煤层总厚1 0 8 3 m ，可采含煤系数1 2 7 。 2 、古交矿区 古交矿区主要含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组， 共含煤1 9 层，自上而下编号依次为0 1 、0 2 、0 3 、1 、2 、3 、4 上、4 、4 下、6 上、6 、6 下、7 、7 下、8 、8 下、9 、1 0 、1 l 号。含煤地层总厚 1 4 9 3 4 m ，煤层总厚1 4 0 9 m ，含煤系数9 4 6 。可采煤层有0 2 、0 3 、2 、 3 、4 、6 、7 、8 、9 、1 0 号共1 0 层，平均总厚1 2 9 0 m ，可采含煤系数8 6 4 。 太原理工大学工程硕士学位论文 山西组含0 l 4 下共9 层煤，煤层总厚6 2 3 m ，地层厚度4 4 5 4 m ，含煤系数 1 3 9 9 。可采煤层总厚5 3 8 m ，可采含煤系数1 2 0 8 。太原组含6 1 l 号共1 0 层煤，煤层总厚7 8 6 m ，地层总厚1 0 4 8 0 m ，含煤系数7 5 。可采 煤层厚7 5 2 m ，可采含煤系数7 1 8 。 22 2 煤质及工业用途 1 西山前山矿区 本区主要可采煤层有2 、3 、6 、7 、8 、9 号共6 层，其中2 号煤为低 灰、低硫、中磷煤，煤种以瘦煤为主，部分为贫煤；3 号煤为高灰、低 硫、中磷煤，煤种以贫煤为主，少量瘦煤；6 号煤为高灰、中硫、高磷 煤，煤种以贫瘦煤为主，少量贫煤和瘦煤；7 号煤为低灰、高硫、低磷 煤，煤种为贫瘦煤及贫煤；8 号煤为中灰、高硫、中高磷煤，煤种为贫 煤；9 号煤为中灰、低硫、中高磷煤，煤种为贫煤。 煤的工业用途：2 号煤的瘦煤部分可作为炼焦用煤，其它煤层可作 为动力用煤。 2 古交矿区 本区可采煤层有0 2 、0 3 、2 、3 、4 、6 、7 、8 、9 、1 0 号共1 0 层，其 中0 2 号煤为中灰、低硫、易选的焦煤、肥煤；0 3 号煤为中灰、低硫肥 煤、焦煤；2 号煤为低中灰、低中硫、易选的焦煤、肥煤；3 号煤为中灰、 太原理工大学工程硬士学位论文 中硫的肥煤；4 号煤为中高灰、低硫的焦煤、肥煤；6 号煤为中灰、中硫 的肥煤、焦煤；7 号煤为中灰、中高硫的肥煤、焦煤；8 号煤为低中灰、 中高硫、易选的焦煤、肥煤；9 号煤为中灰、低中硫的焦煤、肥煤；l o 号煤为中高灰、低硫的焦煤、肥煤。l o 层煤中除2 、4 号煤质变化中等 外，其余煤层煤质变化都较大。 煤的工业用途：0 2 、2 、6 、8 、9 号煤经脱硫、降灰，均可作为炼焦 用煤，其它煤层经脱硫、降灰难以达到炼焦用煤或在经济上不可行的， 本区为老矿区，共有4 对生产矿井，均为5 0 年代投产的矿井，开发时间 较长。矿区经过多年开发，2 0 0 2 年末剩余地质储量2 6 4 6 0 2 m r 。其中动 力煤2 3 1 4 0 2 m r 。炼焦用煤9 3 1 8 m t ，无烟煤3 8 8 1 m t 。剩余可采储量 1 5 5 0 7 5 m r 。其中动力煤1 3 6 3 3 7 m t ，炼焦用煤1 6 0 6 0 m t ，无烟煤2 6 7 8 m r 。 2 、古交矿区 古交矿区共有5 对生产矿井，均为8 0 一9 0 年代投产的矿井，开发时间 相对较短。2 0 0 2 年末剩余地质储量4 1 1 4 9 4 m r 。其中动力煤4 9 5 6 3 m t ， 炼焦用煤3 5 4 2 5 1 m t ，无烟煤7 6 8 0 m t 。剩余可采储量2 4 3 5 7 4 m r 。其中 动力煤2 8 2 5 3 m r ，炼焦用煤2 1 5 3 2 1 m r 。 3 、西山后备区 西山后备区作为西山前山和古交矿区的后备资源，共有地质储量 太原理工大学工程硕士学位论文 3 8 1 0 o o m t 。其中动力煤2 1 9 5 o o m t ，炼焦用煤1 2 2 5 o o m t ，无烟煤 2 3 生产现状 西山公司所属6 个矿区除西山前山和古交矿区，己进行了多年的开 发外，其它均为新规划矿区，基本尚未进行正式开发。西山矿区井田划 分及矿井特征见表2 - 1 。 2 3 1 西山前山矿区 目前矿区内有4 对生产矿井，包括自家庄、杜儿坪、西铭和官地矿。 设计总生产能力9 6 m t a ，2 0 0 2 年生产原煤1 0 9 3 m r 。其中 自家庄矿井井田面积1 4 5 k m ，1 9 6 3 年投产，设计生产能力0 9 m r a ，核定生产能力0 6 5 m t a 。采用斜井开拓，现主要开采2 、3 、8 、 9 号煤，生产煤种主要为贫煤，2 0 0 2 年生产原煤0 6 6 m t 。 杜儿坪矿井井田面积6 3 1 k m 2 ，1 9 5 4 年投产，设计生产能力3 o m t a ，核定生产能力3 5 m r a 。采用斜井开拓，现主要开采2 、3 、8 、9 号煤，生产煤种主要为贫煤和瘦煤，2 0 0 2 年生产原煤3 6 1 m t 。 西铭矿井井田面积4 3 2 k m 2 ，1 9 5 6 年投产，设计生产能力2 4 m t a ， 1 4 太原理工大学工程硕士学位论文 核定生产能力3 3 m t a 。采用平硐开拓，现主要开采2 、3 、8 、9 号煤， 生产煤种主要为贫煤和瘦煤，2 0 0 2 年生产原煤3 2 9 m t 。 官地矿井井田面积9 7 5 k m ：，1 9 5 4 年投产，设计生产能力3 3 m t a ，核定生产能力3 6 m t a 。采用平硐开拓，现主要开采2 、3 、6 、8 号煤，生产煤种主要为贫煤和贫瘦煤，2 0 0 2 年生产原煤3 3 7 m t 。 2 3 2 古交矿区 目前矿区内有5 对生产矿井，包括西曲、镇城底、马兰、东曲和屯 兰矿井。设计总生产能力1 6 5 0 m t a ，2 0 0 2 年生产原煤1 2 6 5 m t 。其 中： 西曲矿井井田面积3 9 5 k m 2 ，1 9 8 4 年投产，设计生产能力3 o m t a ， 核定生产能力3 o m t a 。采用混合开拓方式，现主要开采2 、4 和8 号 煤，生产煤种为焦煤，2 0 0 2 年生产原煤2 8 5 m r 。 镇城底矿井井田面积2 2 7 k m 2 ，1 9 8 6 年投产，设计生产能力1 5 m t a ， 核定生产能力1 5 m t a 。采用斜井开拓方式，现主要开采2 、3 、8 号煤， 生产煤种为肥煤，2 0 0 2 年生产原煤1 5 5 批。 马兰矿井井田面积1 0 8 7 k m 2 ，1 9 9 0 年投产，设计生产能力4 o m t a ， 核定生产能力4 o m t a 。采用混合开拓方式，现主要开采0 2 、2 和8 号 煤，生产煤种为肥煤，2 0 0 2 年生产原煤3 4 4 m t 。 太原理工大学工程硕士学位论文 东曲矿井井田面积f i 9 9 k m 2 ，1 9 9 1 年投产，设计生产能力4 o m t a ， 核定生产能力4 o m t a 。采用混合开拓方式，现主要开采2 、4 和8 号 煤，生产煤种为焦煤，2 0 0 2 年生产原煤1 9 5 m r 。 屯兰矿井井田面积7 7 2 k i n 2 ，1 9 9 7 年投产，设计生产能力4 o m t a ， 核定生产能力4 o m t a 。采用混合开拓方式，现主要开采2 号煤，生产 煤种为焦煤，2 0 0 2 年生产原煤2 8 8 m t 。 井田捌分疆矿井特征表 弗田尺叶储量( 生产帽模( 盹日 璺鼻水 序 名韩 长 壳面积 年酿 开拓 皿 毒控 号 ( i( k 地质可果募瑷计娅捌 方式 ( 1 叫1 赫 柚硇 西山前山矿匣 l 自家庄矿井 1 4 3 0l 似j 1柏l l0 卯0 4 1 2 端捧生产矿 2 杜j l 坪矿井 b j 0蓓8 6 4黛z 岛3 4 卯8 辩并杖敌 3 西惦矿井 4 3 2 0卫5 卿2 2 0 3 32 4 03 耵3 平螭生产矿 1 3 2 4 f g q # 9 7 勋1 4 1 7 1 8他啦3 3 d4 平毋垃媛 6 吉嫦巨 1 西_ 矿匣 籀j 04 7 2 托s 婚3 3 加5 掘台生产矿 2 礁城底矿髯 丑o翟2 船1 5 4 奄1 1 诒 瓣箨生产矿 1 0 8 7l 托 3 辟堡r 拌 1 3 住7 7娩q 疆4 4 撮寺生产矿 06 4 康材井 母9 0帅8 1 l6 3 84 45 08 s 1 程台性改 5 屯射井 7 7 2 01 0 船醯7 3 9枷5 母， 屁寺世改 太原理工大学工程硕士学位论文 第三章西山炼焦煤质量及煤质基本特性 3 1 西山炼焦煤的基本特性概述 西山煤电集团公司以品种全、产量大、质量优而成为我国最大的炼 焦煤基地，随着高炉的大型化对冶金焦质量的要求的提高。必须采用多 种煤配合。炼焦一般以强粘结性的肥煤和气肥煤为主，适当配入焦煤， 尽量多利用弱粘煤。 3 1 1 灰分 西山冶炼精煤主要生产十级焦、肥、瘦煤供全国各大钢铁厂和焦化 厂。随着市场的需要，也生产九级瘦、焦、肥精煤。 3 i 2 硫分和磷 西山精煤硫分属于偏低( 硫分 o 8 5 ) ，主要以硫化铁硫和有机硫组 成在炼焦过程中，有一部分硫在加热过程中析出( 约2 0 ) ，其于8 0 的硫 分固化在焦炭中。而东曲矿煤属低硫煤( 硫分 2 5 m m 。肥煤单独炼焦时能生成 熔融性良好的焦炭，但有较多的裂纹，耐磨性稍差，尤其是高挥发分肥 煤炼出的焦炭耐磨强度更差。肥煤般是配煤炼焦的骨架煤和重要基础 煤，它可以多配用弱粘结煤或不粘结煤。 太原理工大学工程硕士学位论文 ( 3 ) 气肥煤( q f ) ；是一种挥发分和胶质层厚度都很高的特殊肥煤 类，有人称之为液肥煤，单独炼焦时能产生大量的气体和液体化学产品， 焦炭的强度高于气煤焦而又低于肥煤焦。它适于高温干馏作城市煤气的 原料，也可配煤炼焦，以增加焦化厂的化学产品的产率。 ( 4 ) 1 3 焦煤( 1 3 j m ) ；相当于原中国煤炭分类方案中2 号肥气煤 及部分2 号肥焦煤，是介于焦煤、肥煤和气煤之间的过渡煤种。单煤种 炼焦时能生成质量较好的焦炭。焦炭的抗碎强度接近于肥煤焦，耐磨性 稍低于肥煤焦而明显高于气肥煤焦和气煤焦。故它可单煤种炼焦供中型 高炉使用，是良好的配煤炼焦的骨架煤之一。某些1 3 焦煤的结焦性能 很好，可适当多配加使用。 ( 5 ) 气煤( q m ) ；是一种变质程度较低的炼焦煤，其挥发分主要分 为2 8 - 3 7 ，y 9 2 5 帆和挥发分 3 7 ，y 5 2 5 m 两个区域，因而性 质差别较大，加热时能产生较高的挥发分和较多的焦油。胶质体的热稳 定性低于肥煤，也能单独炼焦。但焦炭的抗碎强度和耐磨强度较其他炼 焦煤稍差。焦炭多呈细长条状，易碎，并有较多的纵裂纹。在配煤炼焦 时多配入气煤，能增加产气率和化学产品回收率，也可以单独高温干馏 制城市煤气。在配煤炼焦过程中，气煤可以减缓炼焦过程中的膨胀压力 和增加焦饼收缩。在我国，气煤储量十分丰富，因此，配煤中多用气煤 太原理工大学工程硕士学位论文 是一个具有重要意义的课题。 ( 6 ) 瘦煤( s m ) ；该煤的变质程度高，挥发分较低，炼焦时仅能产 生数量较少的胶质体，能单独结成块度大，裂纹少，抗碎强度较好的焦 炭，但焦炭的耐磨强度稍差，作为配煤使用主要起增大焦炭块度和一定 的瘦化作用。 ( 7 ) 贫瘦煤( p s ) ；是具有一定粘结性的较高变质程度的烟煤，结 焦性比典型瘦煤稍差，但在配煤炼焦中配入一定比例时也能起到瘦化用 用。 ( 8 ) 贫煤( p m ) ；属变质程度高的烟煤，不粘结或微粘结，在层状 炼焦炉中不结焦。但可以作为瘦化剂少量配入，与肥煤配合炼焦，但必 须细粉碎。 ( 9 ) i 2 中粘煤( i 2 z n ) ；属于中等粘性的中高挥发烟煤。其中有 一部分煤在单煤种炼焦时能结成一定强度的焦炭，可作为配煤炼焦的原 料。另一部分粘结性较弱的煤在单煤种炼焦时，结成的焦炭强度差，粉 焦率较高，可作为气化用煤或动力用煤使用；在配煤炼焦时也可适量配 入使用，但须严格控制其用量。 ( 1 0 ) 弱粘煤( p n ) ；是一种粘结性较弱的从低变质到中等变质程度 的烟煤。加热时产生的胶质体较少，炼焦时有的能结成强度很差的小块 太原理工大学工程硕士学位论文 焦，有的只有少部分能结成碎屑焦，粉焦率很高。因此这种煤多适宜作 气化原料煤和电厂、机车、工业锅炉燃料，有时考虑某地区的弱粘煤具 有低灰低硫特点以及考虑降低炼焦成本时可少量使用。 ( 1 1 ) 不粘煤( b n ) ；多是在成煤初期已经受到相当程度氧化作用的 低变质程度到中等变质程度的烟煤。加热时不产生胶质体，煤的水分大， 有的还含有一定量的次生腐植酸，含氧量高，有的高达1 0 以上。主要 作为气化、发电用煤，也可用动力和民用燃料，一般不作炼焦配煤。 ( 1 2 ) 长焰煤( c y ) ；是变质程度最低的烟煤，其挥发分高达3 7 以 上，从无粘结性到弱粘结性均有。其中最年轻的还含有一定数量的腐植 酸，贮存时易风化碎裂。其中煤化程度较高的长焰煤加热时能产生数量 极微的胶质体，也能结成细小的长条型焦炭，但焦炭强度很差，粉焦率 高。因此，长焰煤一般作为气化、发电、蒸气机车等的原料和燃料。在 某些长焰煤多的地区且炼焦配煤料较”肥时，可少量配加质量较好的该 煤种。 ( 1 3 ) 褐煤( 珊)