《煤炭形成》课件.pptVIP

煤炭形成从远古植物到现代能源

目录煤炭简介定义、重要性地质历史背景古生代、中生代、新生代形成过程植物堆积、埋藏、变质类型与分布

什么是煤炭？可燃性沉积岩经过地质作用形成的固体燃料主要由碳、氢、氧组成碳含量决定煤炭品质和热值地球上蕴藏量最丰富的化石燃料全球探明储量可供人类使用数百年

煤炭的重要性工业的食粮支撑现代工业发展的基础能源能源来源全球约30%的电力来自煤炭化工原料合成材料、化学品的重要原料

地质历史背景1古生代晚期石炭纪、二叠纪，形成主要煤层2中生代侏罗纪，部分煤田形成时期3新生代第三纪，年轻煤层形成

石炭纪气候特征温暖气候全球平均温度高于现代潮湿环境大量沼泽和湿地高氧含量大气氧含量约35%二氧化碳波动植物大量吸收二氧化碳

远古地球植被概况石松类植物高达30米的鳞木和封印木巨型木贼类似竹子的节状植物蕨类植物广泛分布的种子蕨和真蕨

煤炭形成的第一阶段：植物堆积植物生长森林和沼泽植物茂盛生长死亡堆积植物死亡后沉入沼泽底部初步分解微生物分解部分有机物泥炭形成缺氧环境下形成泥炭层

煤炭形成的第二阶段：埋藏地壳变动地壳下沉，形成沉积盆地海水入侵海平面上升，泥炭被淹没沉积物覆盖沙、泥、粘土层层沉积压力增加上覆沉积物重量压实泥炭

煤炭形成的第三阶段：变质结构重组分子重新排列热能作用地热提供热量压力作用深埋增加压力时间积累漫长地质时期

成煤作用时期生物化学作用微生物分解有机质地球化学作用化学反应改变分子结构物理化学作用温压条件导致物理变化

泥炭形成成分特点植物结构仍可辨认颜色褐色至深褐色含水量75-90%碳含量约50-60%热值8-18MJ/kg

从泥炭到褐煤压实作用水分减少，密度增加温度升高40-60°C促进化学反应碳含量增加脱水增加相对含碳量结构变化植物结构逐渐模糊

褐煤到烟煤的转变70%碳含量烟煤中碳含量显著提高30%挥发分挥发性物质减少8300热值热值升至8300卡/kg

无烟煤的形成无烟煤是煤化程度最高的煤种，碳含量超过90%，几乎不含水分，燃烧时几乎无烟

煤炭形成的关键因素温度加速有机物转化为煤炭的化学反应压力压实煤层，提高密度和硬度时间漫长地质时期确保充分煤化

温度对煤化的影响

压力对煤化的影响压实效应减少孔隙，增加密度每增加1000米深度，压力增加约25MPa脱水作用压力挤出水分含水量从90%降至不足5%分子重组促进碳分子重新排列形成更稳定的分子结构

时间对煤化的影响泥炭形成数千年褐煤形成数百万年烟煤形成数千万年无烟煤形成上亿年

煤炭的主要成分碳氢氧氮硫

煤炭中的微量元素磷(P)影响煤灰熔点参与环境循环氟(F)燃烧后释放影响空气质量氯(Cl)易挥发性腐蚀锅炉设备砷(As)环境污染物健康风险因素

煤炭的灰分成分45%二氧化硅SiO?，最主要成分25%氧化铝Al?O?，影响灰熔点18%氧化铁Fe?O?，影响灰色泽7%氧化钙CaO，影响碱性

煤炭的分类（按煤化程度）泥炭煤化程度最低褐煤低级煤次烟煤中级煤烟煤中高级煤无烟煤最高级煤

泥炭的特征松软多孔保持明显植物结构含水量高可达90%热值低约9-15MJ/kg

褐煤的特征外观特征褐色或黑褐色木质结构部分可见表面暗淡无光泽物理性质含水量30-45%易风化碎裂热值15-20MJ/kg主要用途发电制取煤气生产肥料

次烟煤的特征外观黑色，有光泽含水量15-30%热值20-24MJ/kg用途主要用于发电

烟煤的特征光泽度高表面有明显的光泽，呈黑色热值高24-33MJ/kg，燃烧效率高用途广泛炼焦、发电、化工原料燃烧特性燃烧时产生黑烟，火焰较长

无烟煤的特征金属光泽表面有铁灰色金属光泽燃烧特性几乎无烟，蓝色火焰硬度高最坚硬的煤种

全球煤炭分布概况北美洲欧洲亚洲大洋洲非洲南美洲

中国的煤炭资源1.43万亿探明储量吨，世界排名第四76%能源结构比例煤炭在一次能源消费中占比13.8亿年产量吨，全球最大煤炭生产国

煤炭开采方式露天开采适用于浅层煤矿直接挖掘地表产量大、成本低地下开采适用于深层煤矿需建立井巷系统技术复杂、风险高

露天开采

地下开采井筒与通道垂直井筒和水平巷道专业设备采煤机、支护设备通风系统确保安全作业环境

长壁开采法准备工作划分采区，掘进巷道安装设备架设液压支架、运输机煤层切割采煤机沿工作面往返切割顶板控制支架移动，允许顶板可控塌陷

房柱开采法规划布局设计采区网格留设煤柱形成支撑顶板的柱子开采房间采出煤柱间的煤炭后退回采回收部分煤柱

煤炭开采的环境影响地表沉陷地下开采引起地面下沉水资源污染酸性矿井水、煤泥污染大气污染粉尘、有害气体排放生态破坏植被破坏、土地荒漠化

煤炭开采的安全问题事故预防安全培训、监测预警瓦斯控制通风、抽放、监测水害防治探放水、疏水、排水顶板管理支护、监测

煤炭清洗和加工分选按粒度大小分类洗煤去除杂质和矿物质脱水降低水分含量储存分类存放成品煤

煤炭运输铁路运输大宗、长