山西省煤的分布、特点及应用

山西省煤炭分布、特点及用途 山西省煤炭资源极其丰富。具有储量大，埋藏浅，煤质好的特点。据测算，含煤地层面积共61050平方公里，占全省总面积的39.1%，在全省一级的118个县、市、区行政单元中，就有94个分布着煤炭，占80%。煤炭保有储量为2565亿吨(2000年)，占全国的25,，位居全国之首。其中，炼焦用煤与无烟煤分别占到全国保有储量的53,与46,。山西省有6大煤田:大同、宁武、河东、西2222山、霍西和沁水，其面积分别为1800 km、3500 km、16900 km、1600 km、3900 22km、30000 km 。 山西省煤炭资源品质优良，煤类齐全，从低变质的褐煤、长焰煤到高变质的贫煤、无烟煤，省内均有分布。煤炭种类的分布特征是:由北向南，煤的变质程度逐渐增高，依此分布着低变质煤(长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2不粘煤)、中变质煤(气煤、气肥煤、肥煤、1/3焦煤、焦煤)、高变质煤(瘦煤、贫瘦煤、贫煤、无烟煤)。山西北部，特别是大同煤田、宁武煤田东北部和河东煤田北部以弱粘结煤和气煤为主,是重要的动力煤。河东煤田中部、霍西煤田、太原西山煤田和宁武煤田西南部多为炼焦煤，是重要的焦煤基地。焦煤用于炼焦炭，焦炭是钢铁炉料。焦煤是稀缺资源。资料显示，我国焦煤储量占煤炭总储量的27.65%。山西、安徽、贵州、山东四省的焦煤储量占全国总储量的70.43%，其中，以山 ，焦煤储量占全国已探明储量的60%，主要分布在中南部。沁水煤田的东西最多 北部阳泉和晋东南晋城、阳城以无烟煤为主，是民用煤和化工用煤的重要产地。山西省是全国最大的无烟煤生产基地，无烟煤产量区域相对集中，年产量超过1.3 亿吨，约占全国总产量的29%。 由于我省的煤炭资源丰富，所以小煤矿在各地都有分布。据了解，山西省煤矿数量最多时曾经超过1万座，整体上呈现出多、小、粗、散的局面。小煤矿数量太多，平均单井规模36万吨/年，年产量30万吨以下的小煤矿占矿井总数的七成以上，不但生产水平低下，而且安全也得不到保障。2008年9月，山西省政府制定了一份《山西省煤矿企业兼并重组分年度目标任务分解表》。在这份表中，2008年至2010年，参与兼并重组矿井共2012个，其中，重点企业158个，各市1854个。在各市指标中，由大集团兼并重组的为1161个，地方兼并重组的为693个。另外，截止2010年底，共保留矿井1414个，其中，大集团年保留矿井935个，地方矿井479个。 到2010年山西全省矿井只保留1000座。其中，省内国有重点煤企保留矿井133座。全省各市保留煤矿数量:大同保留71座，朔州保留65座，忻州保留63座，阳泉和太原各保留50座，吕梁保留100座，长治保留95座，晋城保留118座，晋中保留110座、临汾保留127座，运城保留18座。最终形成:3个亿吨级的特大型煤炭企业集团，4个5000万吨级以上的大型煤炭企业集团，10个1000万吨级以上的地方煤炭企业集团。大型煤炭生产企业兼并重组的矿区划分范围为:大同煤矿集团:大同矿区、轩岗矿区、朔南矿区、河保偏矿区;山西焦煤集团:西山矿区、离柳矿区、乡宁矿区、汾西矿区、霍州矿区、霍东矿区、岚县矿区和石隰矿区;阳泉煤业集团:阳泉矿区、东山矿区;潞安矿业集团:潞安矿区、武夏矿区;晋城无烟煤集团:晋城矿区;中煤能源平朔公司:平朔矿区。 山西有丰富的煤炭资源，但是由于不合理的开采，加之煤矿所在地区的特殊的地质条件，引发了许多破坏生态环境的问题，如采空塌陷破坏含水层及矿井排水引发的水资源破坏问题，采空塌陷、露天开采引发的以地面塌陷、地裂缝、滑 坡、崩塌、泥石流、地形地貌景观破坏等为主的矿山地面变形问题及由此引起的土地资源、植被资源的破坏，以矿山废水、废渣、废气排放为主的矿山“三废”问题，以矿山水土流失、土地沙化为主的矿山土地退化问题。同时造成矿区水资源破坏，地下水均衡被破坏，使岩溶泉水的流量减少甚至断流，浅部含水层及供水水源地、地面水资源的破坏。 年4 月15 日，山西省政府常务会议通过了《山西省煤炭产业调整和2009 振兴规划》。规划称，推进大基地大集团建设，提高产业集中度。“根据国家晋北、晋中、晋东三大煤炭基地总体规划，加快建设煤-电-路-港-航为一体的晋北动力煤基地，煤-焦-电-化为一体的晋中炼焦煤基地和煤-电-气-化为一体的晋东无烟煤基地。积极培育大同煤矿、山西焦煤、平朔煤业、阳泉煤业、潞安矿业、晋城煤业、山西煤销等企业成为亿吨级和5000万吨级的大型煤炭企业集团。加大煤炭资源勘查力度，为煤炭产业可持续发展提供资源保障。”大型煤炭企业集团，上述大同煤矿、山西焦煤、平朔煤业、阳泉煤业、潞安矿业、晋城煤业、山西煤销，分别对应着上市公司大同煤业、西山煤电、中煤能源、国阳新能、潞安环能、中油化建(山西煤销正在借壳)。 按照山西省政府规划，在山西晋北、晋中、晋东三大煤炭基地中，晋中将建成煤-焦-电-化为一体的炼焦煤基地。山西省属煤炭企业中，山西焦煤集团是唯一一家炼焦煤企业。山西焦煤集团旗下有西山煤电集团、汾西矿业集团、霍州矿业集团、华晋焦煤公司以及山西焦化集团等。目前，山西焦煤集团、西山煤电集团、西山煤电，以及山西焦煤集团旗下其他子公司，各方正在全面出击，参与焦煤资源整合。国阳新能拥有的是无烟煤资源。无烟煤资源不如焦煤稀缺，但是是最好的化工用煤，即合成氨(尿素)的原料。按照省政府培育三大煤炭基地的规划，其中之一就是煤—电—气—化为一体的晋东无烟煤基地。国阳新能在山西无烟煤的地位，不像山西焦煤集团一样是“唯一”，但也举足轻重。 山西省重组整合完成后，产业水平将跨越提升，煤矿重组整合后压减矿井60%，由2600处压减到约1000处，平均单井规模提升两倍，由36万吨/年提高到110万吨/年，保留矿井将全部实现机械化开采。其中，90万吨/年及以上综采机械化矿井688处，是重组整合前的3倍，占全省矿井数的三分之二，产能占全省产能的五分之四强。30万吨/年以下矿井将被无条件淘汰关闭;其次是产业集中度大幅提升，重组整合后办矿主体由2200多个减少到100家左右，形成4个亿吨级，3个5000万吨级，10个1000万吨级的大集团大公司。办矿体制将逐步形成以同煤、焦煤等国有大集团和国有控股公司为主导、多种经济并存的办矿体制。国有大集团大公司、央企和省外大集团、地方国有骨干企业矿井数占到全省的，产能占到全省的84%。 《山西省国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要 (草案)》中提到到2015年，煤炭产量控制在10亿吨/年以内改造提升传统产业。煤炭工业:到2015年，煤炭产量控制在10亿吨/年以内，重点培育4个亿吨级、3个 5000万吨级特大型、大型煤炭企业集团。对于焦炭工业，到2015年，全省焦炭总产量动态控制在1.2亿吨/年左右。充分利用高新技术和先进适用技术改造提升传统产业，实现传统产业优化升级、产品更新换代。充分发挥资源优势，以重大项目为支撑，以技术研发和品牌建设为重点，推进产业园区化、规模化、生态化，努力培育壮大新兴产业。推进我省“7+2”战略性新兴产业取得突破性发展，在国家确定的新能源、节能环保、生物、高端装备制造、新型材料、新一代信息技术和新能源汽车七大产业的基础上，增加煤层气产业和现代煤化工产业。 山西省日益重视煤碳的加工转化，将部分输煤变为输电，这种做法有利于山西省延长产业链、提高经济效益;减轻运输压力，降低运输成本，减少损耗;提供更多就业机会等。但可能会产生加重当地大气污染;水资源更显紧张等不良影响。 工业的食粮，它是十八世纪以来人类世界使用煤炭被人们誉为黑色的金子， 的主要能源之一。虽然它的重要位置已被石油所代替，但在今后相当长的一段时间内，由于石油的日渐枯竭，必然走向衰败，而煤炭因为储量巨大，加之科学技术的飞速发展，煤炭汽化等新技术日趋成熟，并得到广泛应用，煤炭必将成为人类生产生活中的无法替代的能源之一。 煤的种类繁多，特点不同，所以其用途也各不相同。无烟煤的特点是固定碳高，挥发分低，纯煤真相对密度高达1.35,1.9，无粘结性，燃点高，一般达360~420摄氏度左右。燃烧时不冒烟。无烟煤主要供民用和做合成氨造气的原料:低灰、低硫、且质软易磨的无烟煤不仅是理想的高炉喷吹和烧结铁矿石用的还原剂与燃料，而且还可作为制造各种碳素材料如碳电极、炭块、阳极糊和活性炭、滤料等原料;某些无烟煤制成的航空用型煤还可用于飞机发动机和车辆马达的保温。 贫煤是烟煤中变质程度最高的一小类煤，不粘结或呈微弱的粘结，在层状炼焦炉中不结焦。发热量比无烟煤高，燃烧时火焰短，耐烧，但燃点也较高，仅次于无烟煤。主要作为电厂燃料，尤其是与高挥发分煤配合燃烧更能充分发挥其热值高而又耐烧的优点。一般可作民用及工业锅炉的燃料。低灰、低硫的贫煤也可作为高炉喷吹燃料。 贫瘦煤是炼焦煤中变质程度最高的一种，其特点是挥发分较低，但其粘结性仅次于典型瘦煤。单独炼焦时，生成的粉焦多;在配煤炼焦时配入较少比例时也能起到瘦煤的瘦化作用，对提高焦炭的块度起到良好的作用。这类煤也是发电、机车、民用及其他工业炉窑的燃料，山西省的西山矿区是以典型的贫瘦煤为主。 瘦煤是具有中等粘结性的低挥发分炼焦煤。炼焦过程中能产生相当数量的胶质体。单独炼焦时能得到块度大、裂纹少、抗碎强度较好的焦炭，但其耐磨强度较差，以作为配焦炼焦使用较好。高硫、高灰的瘦煤一般只作为电厂及锅炉燃料。 焦煤是一种结焦性较强的炼焦煤,加热时能产生热稳定性很高的胶质体。单独炼焦时能得到块度大、裂纹少、抗碎强度和耐磨强度都很高的焦炭。但单独炼焦时膨胀压力大，有时易产生推焦困难。一般以作为配煤炼焦使用较好。汾西高阳、淮北石台及西山马兰等矿井是我国典型焦煤代表。 肥煤是中等挥发分及中高挥发分的强粘结性炼焦煤。加热时能产生大量的胶质体。单独炼焦时能生成熔融性好、强度高的焦炭，耐磨强度比相同挥发分的焦煤炼出的焦炭还好。是配煤炼焦中的基础煤。但单独炼焦时焦炭有较多的横裂纹，焦根部分常有蜂焦。 气肥煤是一种挥发分和胶质体厚度都很高的强粘结性炼焦煤。有人称之为液肥煤。结焦性高于气煤而低于肥煤，胶质体虽多但较稀薄(即胶质体的粘稠度小)。单独炼焦时能产生大量的煤气和液体化学产品。它最适合于高温干馏制造城市煤气，也可用于配煤炼焦以增加化学产品的收率。这类煤的成因特殊，煤岩成分中以树皮质等壳质组分较多，且多形成于晚二叠世乐平统煤系。 气煤是一种变质程度较低，挥发分较高的炼焦煤，结焦性较强，加热时能产生较高的煤气和较多的焦油。胶质体的热稳定性较差，也能单独结焦。但焦炭的抗碎强度和耐磨强度多低于其他炼焦用煤牌号。焦炭多呈细长条而易碎，并有较 多的纵裂。 煤炭的用途十分广泛，可以根据其使用目的为两大主要用途:(1)动力煤，(2)炼焦煤。 (1)动力煤。从广义上来讲，凡是以发电、机车推进、锅炉燃烧等为目的，产生动力而使用的煤炭都属于动力用煤，简称动力煤。 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%。 炼焦煤 (2) 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 占5.81%)，瘦煤(占4.01%)，其它为未分牌号的煤(占0.55%);非炼焦煤类煤( 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”。 中国是焦炭生产大国，也是世界焦炭市场的主要出口国。2003年，全球焦炭产量是3.9亿吨，中国焦炭产量达到1.78亿吨，约占全球总产量的46%。在出口方面，2003年我国共出口焦煤1475万吨，其中出口欧盟458万吨，约占1/3。2004年，中国共出口焦炭1472万吨，相当于全球焦炭贸易总量的56%，国际焦炭市场仍供不应求。