煤炭知识

煤炭知识世界煤炭资源世界煤炭资源非常丰富。目前，世界煤炭储量估计为1.083万亿吨，按目前的煤炭消费水平计算，足以可供开采200多年。世界各地的煤炭资源分布并不平衡，煤炭主要集中在北半球，世界煤炭资源的70%分布在北半球北纬30°～70°之间。其中，以亚洲和北美洲最为丰富，分别占全球地质储量的58%和30%，欧洲仅占8%；南极洲数量很少。世界煤炭可采储量的60%集中在美国(25%)、前苏联(23%)和中国(12%)，此外，澳大利亚、印度、德国和南非4个国家共占29%。2001年，上述7国的煤炭产量占世界总产量的80%。澳大利亚、美国和加拿大可供炼焦的优质烟煤储量丰富，2002年3国的炼焦煤总产量占世界贸易总量的81%。中国煤炭资源中国煤炭资源丰富，截至2002年年底，全国共有煤炭资源的矿区6019个，查明煤炭资源储量为10201亿吨，其中煤炭基础储量3341亿吨(煤炭储量为1886亿吨)，煤炭资源量为6872亿吨。按照中国探明可直接利用的煤炭储量1886亿吨计算，我国人均探明煤炭储量145吨，按人均年消费煤炭1.45吨，即全国年产19亿吨煤炭匡算，可以保证开采上百年。另外，包括3341亿吨基础储量和6872亿吨资源量共计10201亿吨的资源，可以留待后人勘探开发。另外，中国炼焦用煤储量为649亿吨，还有基础储量1244亿吨、资源量1477亿吨；2003年中国生产焦炭1.78亿吨，出口量占世界贸易量的56.4%。按照近期中国焦炭的生产能力，已经探明的炼焦用煤储量，可以保证开采200年左右。我国煤炭储量主要分布在华北、西北地区，集中在昆仑山—秦岭—大别山以北的北方地区，以山西、陕西、内蒙古等省区的储量最为丰富。晋陕蒙(西)地区(简称“三西”地区)集中了中国煤炭资源的60%，另外还有近9%集中于川、云、贵、渝地区。山西省是资源储量最多的省份，占全国总储量的30%。与资源分布相对应的，是煤炭生产也集中于这些地区。在漫长的地质演变过程中，煤田受到多种地质因素的作用；由于成煤年代、成煤原始物质、还原程度及成因类型上的差异，再加上各种变质作用并存，致使中国煤炭品种多样化，从低变及程度的褐煤到高变质程度的无烟煤都有储存。按中国的煤种分类，其中炼焦煤类占27.65%，非炼焦煤类占72.35%。中国虽然煤炭资源丰富，但适于露天开采的煤炭储量少，仅占总储量的7%左右，其中70%是褐煤，主要分布在内蒙、新疆和云南。煤炭消费用途煤炭的用途十分广泛，可以根据其使用目的总结为两大主要用途：(1)动力煤，(2)炼焦煤。(1)动力煤从世界范围来看，动力煤产量占煤炭总产量的80%以上。世界10大煤炭公司主要生产动力煤，其比重约占该10大公司煤炭总产量的82%；美国动力煤产量占其总产量的90%以上；我国动力煤产量也占到煤炭总产量的80%以上。在国外，动力煤绝大部分用来发电，工业锅炉也有一些用量。全世界约有55%的煤炭用于发电，煤炭需求的增量部分基本上都在电力部门，但中国例外，在中国实施工业化的进程中，各行各业都需要大量的煤炭(动力煤)。从动力煤的品种来看，以长焰煤和不粘煤储量最大，分别占全国动力煤总储量的21.70%和20.35%；褐煤和无烟煤也占有相当的比例，而贫煤和弱粘煤则相对较少，仅为全国动力煤总储量的7.66%和2.49%。煤种长焰煤不粘煤褐煤无烟煤贫煤弱粘煤占全国动力煤储量，%21.7020.3517.6316.027.662.49占全国煤炭总储量，%16.1415.1413.1211.925.701.86我国动力煤的主要用途有：1)发电用煤：我国约1/3以上的煤用来发电，目前平均发电耗煤为标准煤370g/(kW·h)左右。电厂利用煤的热值，把热能转变为电能。2)蒸汽机车用煤：占动力用煤2%左右，蒸汽机车锅炉平均耗煤指标为100kg/(万吨·km)左右。3)建材用煤：约占动力用煤的l0%以上，以水泥用煤量最大，其次为玻璃、砖、瓦等。4)一般工业锅炉用煤：除热电厂及大型供热锅炉外，一般企业及取暖用的工业锅炉型号繁多，数量大且分散，用煤量约占动力煤的30%。5)生活用煤：生活用煤的数量也较大，约占燃料用煤的20%。6)冶金用动力煤：冶金用动力煤主要为烧结和高炉喷吹用无烟煤，其用量不到动力用煤量的1%。(2)炼焦煤我国虽然煤炭资源比较丰富，但炼焦煤资源还相对较少，炼焦煤储量仅占我国煤炭总储量27.65%。炼焦煤类包括气煤(占13.75%)，肥煤(占3.53%)，主焦煤(占5.81%)，瘦煤(占4.01%)，其它为未分牌号的煤(占0.55%)；非炼焦煤类包括无烟煤(占10.93%)，贫煤(占5.55%)，弱碱煤(占1.74%)，不缴煤(占13.8%)，长焰煤(占12.52%)，褐煤(占12.76%)，天然焦(占0.19%)，未分牌号的煤(占13.80%)和牌号不清的煤(占1.06%)。炼焦煤的主要用途是炼焦炭，焦炭由焦煤或混合煤高温冶炼而成，一般1.3吨左右的焦煤才能炼一吨焦炭。焦炭多用于炼钢，是目前钢铁等行业的主要生产原料，被喻为钢铁工业的“基本食粮”，是各国在世界原料市场上必争的原料之一。中国煤田地质（一）含煤地层与煤层我国地史上的聚煤期有14个，其中早石炭世、晚石炭世－早二叠世、晚二叠世、晚三叠世、早－中侏罗世、早白垩世和第三纪为主要聚煤期。在这7个主要聚煤期中，以晚石炭世－早二叠世、晚二叠世、早－中侏罗世和早白垩世4个聚煤期更为重要，相应煤系地层中赋存的煤炭资源占我国煤炭资源总量的98%以上，煤层气资源占我国煤层气资源总量的99.5%以上。1、主要聚煤期含煤地层（1）主要含煤地层分布晚石炭世至早二叠世晚石炭世至早二叠世的聚煤作用在我国北方形成海陆交互相石炭－二叠系含煤地层，主要赋存在华北赋煤区，含煤面积80万km2，构成了我国最主要的煤层气聚气区，即华北聚气区。该区大地构造单元为华北地台的主体部分，地理分布范围西起贺兰山－六盘山，东临勃海和黄海，北起阴山－燕山，南到秦岭－大别山，包括了北京、天津、山东、河北、山西、河南、内蒙南部、辽宁南部、甘肃东部、宁夏东部、陕西大部、江苏北部和安徽北部的广大地区。在华北赋煤区内，还广泛发育了早－中侏罗世含煤盆地，并见零星上三叠统和第三系含煤地层分布。晚二叠世晚二叠世聚煤作用在我国南方十分强烈，含煤地层广泛分布于秦岭－大别山以南、龙门山－大雪山－哀牢山以东的华南赋煤区内，构成了我国华南煤层气聚气区。该区大地构造单元属扬子地台和华南褶皱系，地理分布范围包括西南、中南、华东和华南的12个省区。华南赋煤区内除有以龙潭组为代表的上二叠统含煤地层外，还有上石炭统、上三叠统－下侏罗统、第三系等含煤地层分布。下－中侏罗统下－中侏罗统含煤地层主要分布在西北赋煤区，在华北赋煤区的分布也较为广泛。西北赋煤区由塔里木地台、天山－兴蒙褶皱系西部天山段和秦祁昆仑褶皱带、祁连褶皱带、西秦岭褶皱带等大地构造单元组成，地理分布范围包括秦岭－昆仑山一线以北、贺兰山－六盘一线以西的新疆、青海、甘肃、宁夏等省区的全部或大部。早－中侏罗世的聚煤作用在西北赋煤区广泛而强烈，所形成的煤炭资源在该区占绝对优势地位，并构成了我国西北煤层气聚气区的主体。此外，该区局部地带尚有石炭－二叠系和上三叠统含煤地层赋存。下早白垩统下早白垩统含煤地层主要分布在东北赋煤区，是我国东北煤层气聚集区煤层气赋存的主要地层。其大地构造单元为兴蒙褶皱系东段、华北地台东北缘及滨太平洋褶皱系，地理范围包括黑龙江、吉林、辽宁中部和北部以及内蒙东部。此外，本区内还有石炭－二叠系、第三系等含煤地层分布。滇藏赋煤区的聚煤期多，台湾赋煤区以第三纪聚煤作用为主，但两地区的煤层气资源意义不大，故含煤地层分布状况不再赘述。（2）主要聚煤期含煤地层划分华南赋煤区二叠系含煤地层在杭州－鹰潭－赣州－韶关－北海一线以南的东南地层分区，二叠系含煤地层主要形成于早二叠世晚期，在闽西南、粤东、粤中称童子岩组，在浙西称礼贤组，在赣东一带称上绕组。在连云港－合肥－九江－株州－百色一线以南的江南地层分区，二叠系含煤地层主要为海陆交互相的龙潭组，其次是以碳酸盐为主的合山组。在龙门山－洱海－哀牢山一线以东、秦岭－大别山以南的扬子地层分区，上二叠统含煤地层以碳酸盐沉积为主的称吴家坪组，以海陆交互相为主的称龙潭组和汪家寨组，以玄武岩屑为主的陆相沉积称宣威组。上二叠统含煤地层存在明显的穿时现象，含煤层位由东向西抬高，在东南分区为下二叠统，在江南分区为下二叠统上部的茅口阶（龙潭组下部），在扬子分区为上二叠统龙潭阶和长兴阶（均为龙潭组）。华北赋煤区石炭－二叠系含煤地层华北石炭－二叠系含煤地层属典型的地台沉积，按沉积特征可归纳为四种类型。在北纬41°以北的阴山、大青山、燕山、辽西的阴山－燕辽地层分区，石炭－二叠系属陆缘山间盆地沉积，在阴山、大青山称为拴马桩组，在辽西地区称为红螺岘组。在北纬35°~41°之间的华北地层分区，石炭－二叠系由老至新划分为本溪组、太原组、山西组、下石盒子组、上石盒子组和石千峰组，主要含煤地层为太原组和下二叠统山西组。在北纬35°以南（豫西及两淮）的南华北地层分区，含煤地层主要为下二叠统山西组、下石盒子组和上二叠统上石盒子组。在鄂尔多斯西缘的贺兰山地层分区，石炭－二叠系从下至上划分为红土洼组、羊虎沟组、太原组、山西组、下石盒子组、上石盒子组和石千峰组，主要含煤地层为太原组和山西组，其次为羊虎沟组。在中国煤田地质总局第三次煤田预测工作中(1997年)，石炭系和二叠系均采用二分方法，上石炭统与下二叠统之间的分界位于太原组内马平阶与龙呤阶之间。华北石炭－二叠系含煤地层存在东西分异、南北分带现象，含煤层位由北向南逐渐抬高。北方下－中侏罗统含煤地层我国北方下－中侏罗统含煤地层分属新疆地层分区、北山－燕辽地层分区、柴达木－秦祁地层分区和鄂尔多斯地层分区。在新疆分区的北疆地区，下－中侏罗统含煤地层为水西沟群，自下而上划分为八道湾组、三工河组和西山窑组，八道湾组和西山窑组为主要含煤地层。在北山－燕辽分区的西段，下－中侏罗统自下而上分为艿艿沟组和青土井群，后者为主要含煤地层；在中段的大青山一带，含煤地层主要为五当沟组和召沟组；在东段地区，主要含煤地层为海房沟组和红旗组。在柴达木－秦祁地层分区，现有木里、阿干镇、窑街、靖远等主要矿区，中侏罗统木里组、阿干镇组和窑街组为主要含煤地层。鄂尔多斯分区包括陕、甘、宁、蒙诸省区的鄂尔多斯盆地和晋西、豫西等地区，主要含煤地层为中侏罗统延安组。下白垩统含煤地层下白垩统含煤地层主要分布于东北赋煤区，地层分区主要包括二连－海拉尔分区、吉东分区和三江－穆棱河分区。二连－海拉尔分区位于内蒙东部锡林格勒、呼伦贝尔、哲里木等盟，包括百余个内陆断陷盆地，含煤地层为乐巴花群、霍林河群或扎赉诺尔群。松辽－吉东分区发育了阜新、铁法、康平、元宝山等含煤盆地，主要含煤地层为沙海组和阜新组，或沙河子组与营城组。三江－穆棱河分区位于黑龙江佳木斯隆起以东，含煤地层为鸡西群，鸡西群是东北最主要的含煤地层，自下而上依次划分为城子河组和穆棱组。2、主要聚煤期煤层我国各聚煤期均有可采煤层形成，从早石炭世到第三纪富煤面积缩小，煤层稳定性变差，煤层层数减少，单一煤层厚度增大。聚煤范围最广、煤层连续性最好的是华北赋煤区，其次为华南赋煤区，单层煤层厚度最大的是西北赋煤区和东北赋煤区。（1）华北赋煤区煤层发育特征华北赋煤区的主要聚煤期为石炭－二叠纪与早－中侏罗世，局部地段发育下石炭统、上三叠统和第三系可采煤层。上石炭统可采煤层分布于北纬35o以北的地区，下二叠统可采煤层遍及整个华北盆地，含煤系数4.8~15.6%，含煤5~10层，含煤性好（表1-1）。石炭－二叠系主要可采煤层厚度具有北厚南薄的总体展布趋势，南北分带明显。北纬38°以北存在一个厚煤带，厚度一般在15m以上，最厚可达30余m，该带进一步发生东西分异，呈现出厚薄相间的南北向条带。在北纬35-38o之间，煤层厚度10-15m，大于15m者呈席状、片状分布，小于5m者零星展布在肥城、晋城、邯郸等地区。在北纬35o以南的南华北地区，煤层厚度多在10m以下，且有向南变薄的趋势。华北赋