页岩煤炭煤矸空心夸行业深度研究报告.docx

研究报告

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页岩煤炭煤矸空心夸行业深度研究报告

第一章页岩煤炭概述

1.1页岩煤炭的定义及分类

页岩煤炭，顾名思义，是指赋存于页岩层中的煤炭资源。这种煤炭具有特殊的地质形成条件和独特的物理化学性质。在地质学上，页岩是一种富含有机质的沉积岩，其有机质经过长时间的地质作用，可以转化为煤炭。页岩煤炭通常具有较低的挥发分和较高的固定碳含量，这使得它在燃烧时具有较高的热值，但同时也带来了较高的灰分和硫分。

根据页岩煤炭的地质特征和化学组成，可以将页岩煤炭分为几个主要类别。首先是高硫页岩煤炭，这类煤炭的硫分含量较高，燃烧时会产生较多的二氧化硫，对环境造成污染。其次是低硫页岩煤炭，这类煤炭的硫分含量较低，相对环保。此外，还有高挥发分页岩煤炭和低挥发分页岩煤炭之分，前者在干馏过程中可以产生较多的煤焦油，后者则更适合直接燃烧。另外，根据页岩煤炭的灰分含量，还可以将其分为高灰分页岩煤炭和低灰分页岩煤炭。

在具体分类中，常见的页岩煤炭类型包括长焰煤、气煤、肥煤和焦煤等。长焰煤是一种挥发分较高、热值较低的煤炭，适合作为民用燃料。气煤则具有较高的热值和挥发分，适合作为工业燃料。肥煤和焦煤是炼焦用煤，具有较高的固定碳含量和较低的挥发分，是炼焦工业的重要原料。这些不同类型的页岩煤炭在工业应用上有不同的需求和特点，因此在开发和利用过程中需要根据具体情况选择合适的类型。

1.2页岩煤炭的分布及储量

(1)页岩煤炭的分布在全球范围内具有广泛的地理分布，主要集中在美国、中国、俄罗斯、澳大利亚和加拿大等国家和地区。其中，美国页岩煤炭资源丰富，储量居世界首位，其页岩煤炭主要分布在阿巴拉契亚山脉和密西西比河流域。中国作为世界上最大的煤炭生产国，页岩煤炭资源也相当丰富，主要分布在华北、东北、西北等地区。

(2)从储量角度来看，全球页岩煤炭资源储量巨大，据估计，全球页岩煤炭资源储量超过1万亿吨，相当于全球已探明煤炭储量的两倍以上。美国页岩煤炭储量约为2.7万亿吨，占全球页岩煤炭储量的四分之一。中国页岩煤炭储量约为1.5万亿吨，位居世界第二。此外，俄罗斯、澳大利亚和加拿大等国家也拥有丰富的页岩煤炭资源。

(3)在我国，页岩煤炭资源主要分布在华北地区的山西、内蒙古、陕西等省份，东北地区的黑龙江、吉林、辽宁等省份，以及西北地区的新疆、甘肃、宁夏等省份。这些地区的页岩煤炭资源储量丰富，为我国能源结构调整和可持续发展提供了重要支撑。然而，由于页岩煤炭开采难度较大，开采技术尚不成熟，因此目前我国页岩煤炭的开发利用程度相对较低，仍处于探索阶段。随着技术的进步和政策的支持，我国页岩煤炭产业有望迎来快速发展。

1.3页岩煤炭的物理化学性质

(1)页岩煤炭的物理性质主要体现在其外观特征和物理指标上。外观上，页岩煤炭通常呈现暗黑色或黑色，质地坚硬，有时含有夹层或裂隙。其硬度较高，通常在莫氏硬度6-7之间，这使得在开采和运输过程中需要特殊的机械设备。物理指标方面，页岩煤炭的密度较大，一般在1.3-1.6克/立方厘米之间，体积密度则因孔隙率的不同而有所差异。

(2)页岩煤炭的化学性质主要包括其有机质含量、挥发分、固定碳、灰分、硫分等。有机质含量是评价煤炭品质的重要指标，页岩煤炭的有机质含量较高，一般在35%-70%之间。挥发分含量反映了煤炭在干馏过程中产生气体和焦油的能力，页岩煤炭的挥发分含量一般在20%-40%之间。固定碳含量则决定了煤炭燃烧后的热值，页岩煤炭的固定碳含量一般在60%-90%之间。灰分和硫分含量则影响了煤炭的燃烧效率和环保性能。

(3)页岩煤炭的热力学性质是其应用性能的重要体现。在常压下，页岩煤炭的燃烧热值较高，一般在20-30兆焦/千克之间，适合作为工业和民用燃料。其热稳定性较好，不易发生自燃。然而，页岩煤炭在燃烧过程中会产生较多的灰分和硫分，对大气环境造成污染。因此，在开发和利用页岩煤炭时，需要采取相应的环保措施，如脱硫脱硝等，以减少对环境的影响。此外，页岩煤炭的导电性和导热性也较好，适用于一些特殊工业领域。

第二章页岩煤炭开采技术

2.1页岩煤炭开采工艺

(1)页岩煤炭开采工艺主要包括勘探、设计、施工和回采四个阶段。勘探阶段主要通过地球物理勘探、钻探等方式确定煤炭资源的分布、埋深和地质条件。设计阶段则根据勘探结果制定合理的开采方案，包括矿井布局、采煤方法、通风系统等。施工阶段包括矿井建设、巷道掘进、采煤工作面的准备等。回采阶段则是将煤炭从地下开采出来，包括煤炭的采出、运输和储存等。

(2)页岩煤炭开采的采煤方法主要有两种：长壁采煤法和房柱采煤法。长壁采煤法适用于大中型矿井，通过在煤层中开凿长壁，形成采煤工作面，然后逐步推进采煤。这种方法效率较高，但需要复杂的支护系统。房柱采煤法适用于小规模矿井，通过在煤层中开凿房间和柱子，形成采煤空间，