动力煤基础介绍.pdfVIP

动力煤基础介绍--第1页

1.1煤炭的定义

煤炭是植物遗体埋藏在地下经过漫长复杂的生物化学、地球化学和物理化学作用转化而

成的一种固体可燃矿产。我国古代曾称煤炭为石涅，或称石炭。它不仅是工农业和人民生活

不可缺少的主要燃料，而且还是冶金、化工、医药等部门的重要原料。

随着近代科学技术的发展和新工艺、新方法的应用，煤炭的用途和综合利用价值将会越

来越大。美国国际能源署（IEA）在《国际能源展望2008》中预测，从2006到2030年，世

界煤炭需求年均增长2%，煤炭在全球能源消费总量中的比例将稳定上升至2030年的29%。

在我国，煤炭始终是支撑经济社会发展最重要的基础能源之一，我国《能源中长期发展规划

纲要（2004～2020年）》，确定了以煤炭为主体，电力为中心，油气和新能源全面发展的

战略。由此可见，煤炭资源的开发利用对我国乃至世界都具有举足轻重的作用。

1.2煤炭的形成与分类

1.2.1煤炭的形成

根据成煤的原始物质和条件不同，自然界的煤可分为三大类，即腐植煤、残植煤和腐泥

煤，其中腐植煤在自然界中分布最广，储藏量最大，也在煤炭利用和化学加工方面占有主要

地位，本文主要以腐植煤为例介绍煤炭的形成。

大量的科学研究证明，煤是由植物变来的。大约三十多亿年以前，地球上就已经有单细

胞低等植物存在了。在整个地质年代中的某些时期内，由于地球的气候温暖、潮湿，而且有

丰富的矿物养料，因此植物生长得特别高大和繁茂。这些群落生长的陆生植物，构成了成煤

的物质基础。在漫长的地质年代里，地球的造山运动和地壳不断的变动，使有些群落生长的

植物随着地壳下沉，后来慢慢地被水淹没，或者被山石覆盖。在多水缺氧的情况下，堆积在

水中的植物残骸受一种厌氧细菌（不靠空气而靠夺取植物遗体里的养分而生成的微生物）

的作用，脱去不稳定的含氧物质（一般以二氧化碳和水的形式除去），使残留物的氧和氢的

含量减少，碳含量相对增高。与此同时，植物残骸还受到其他生物化学作用，产生大量的腐

植酸和沥青类物质。这种既含有植物残骸未被分解的组成部分(如根、茎、叶、树皮等)，又

含有腐植酸，而且碳含量比植物残骸高、水分比较大的物质称为泥炭。在泥炭形成的过程中，

往往出现植物生死交替和地壳不断变动的情况。如果地壳垂直下沉的速度与泥炭堆积的速度

差不多，泥炭层就会不断地变厚；如果地壳垂直下沉的速度比泥炭堆积的速度大，随着时间

的推移，泥炭层的上面就会被沙土覆盖而形成顶板。顶板愈厚，泥炭受压力和地热的作用愈

大。地热和压力的作用，使泥炭中的腐植酸转变为腐植质；腐植质进一步受压力和温度的作

用，使得大分子缩合和芳构化程度高，C/H原子比增大，氢和氧的含量减少，久而久之泥炭

全部转变为变质程度不同的煤。

当泥炭被其他沉积物覆盖后，泥炭化作用即告结束，生物化学作用逐渐减弱以至停止，

从而开始了从泥炭经褐煤和烟煤转变为无烟煤的煤化阶段。煤化阶段又分为成岩作用和变质

作用两个阶段。

1、成岩作用阶段

动力煤基础介绍--第1页

动力煤基础介绍--第2页

一般认为从泥炭转变为褐煤的过程为成岩过程。由于地壳运动，泥炭层形成后发生下沉，

如果泥炭层的下沉速度和植物的生长速度相匹配，就会形成很厚的泥炭层。但当地壳下沉的

速度大于植物遗体的堆积速度时，泥炭的堆积就会停止，代之以黏土和泥沙的堆积。这些黏

土和泥沙在长期的地质因素作用(如搬运、沉积和固结成岩等)下逐渐形成了坚实的顶板。这

样，泥炭层就从地表或地表附近转入地下成为埋藏泥炭。由于受到顶板和上盖岩层的压力，

另外也受到一定温度的作用，埋藏泥炭被压实和脱水，并发生分解和缩聚反应逐渐转变为褐

煤。当地层继续下沉和顶板继续加厚时，由于温度明显升高，煤质的变化从成岩作用阶段转

入