對煤質(zhì)兩種不同概念認(rèn)識的優(yōu)缺點(diǎn)和目前合理應(yīng)用的若干建議

摘要：　概述了對長期以來煤質(zhì)的常規(guī)檢測指標(biāo)和以此為基礎(chǔ)所作的煉焦煤分類，以及將其應(yīng)用在配煤中獲得的主要成績和優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)指出其存在問題的根本原因。接著，指出用《應(yīng)用煤巖學(xué)》概念和方法已逐步使煤焦領(lǐng)域的水平有所提高。但由于煤本身的復(fù)雜性和目前的檢測方法需要時(shí)間過長，進(jìn)一步直接用于三班生產(chǎn)還需繼續(xù)努力。

關(guān)鍵詞：經(jīng)驗(yàn)配煤均一物質(zhì)應(yīng)用煤巖學(xué)焦炭顯微組織

1 概述

對煤質(zhì)兩種不同概念認(rèn)識：

一是將煤視作均一物質(zhì)來處理。長期以來，在應(yīng)用的煤質(zhì)檢測指標(biāo)和以此將煉焦煤分類，并以此作為經(jīng)驗(yàn)配煤的基礎(chǔ)。其優(yōu)點(diǎn)是檢測簡單而迅速，并因長期應(yīng)用，積累了豐富經(jīng)驗(yàn)；缺點(diǎn)是出現(xiàn)問題時(shí)難以解說，也不易找出正確原因和合適措施，故再提高一步有困難；另一種方法是從別的學(xué)科移植過來的煤巖學(xué)，其概念符合煉焦煤客觀實(shí)際，并在作一些針對性工作后，再在煤焦領(lǐng)域應(yīng)用，均能在原有基礎(chǔ)上獲得不同程度的提高。但這種針對性工作難度大，而且目前已形成的基礎(chǔ)工作又十分費(fèi)時(shí)，難以隨同生產(chǎn)三班按時(shí)出結(jié)果。這就是這新舊兩種不同概念形成方法的主要優(yōu)缺點(diǎn)。

在科學(xué)技術(shù)歷史發(fā)展過程中，一切原有的技術(shù)在應(yīng)用過程中，必然會逐步發(fā)現(xiàn)其存在缺點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)缺點(diǎn)后，又逐步會發(fā)現(xiàn)改進(jìn)方法，或提出替代它的新技術(shù)。自然界存在的煤，由于形成它的原料十分復(fù)雜，成煤的條件也十分復(fù)雜，因此，形成的煤必然十分復(fù)雜。這些情況即使隨著科學(xué)技術(shù)歷史發(fā)展了解以后，在煤的應(yīng)用方面，特別在煤的加工利用方面，長期以來也難以提出針鋒相對的可行辦法。因此，在煤焦領(lǐng)域，長期以來，只能把煤當(dāng)作均一的物質(zhì)來處理。即使這樣，把煤當(dāng)作均一物質(zhì)來處理的本身提高過程也很緩慢。

煤巖學(xué)的出現(xiàn)告訴人們：煤是十分復(fù)雜的非均一物質(zhì)。

國外對煤巖學(xué)己重視。原來的國際煤分類中，沒有煤巖學(xué)指標(biāo)，現(xiàn)在的國際煤分類中，第一個(gè)指標(biāo)就是鏡質(zhì)組反射率，第二個(gè)是煤巖顯微組份組成，

第三個(gè)是鏡質(zhì)組反射率分布，

第三個(gè)指標(biāo)以后，才是原來國際煤分類中的各指標(biāo)。

煤巖學(xué)在中國冶金系統(tǒng)提出來已五十年余，但是，進(jìn)展極慢，其中若干主、客觀原因，不擬于此贅述。只是近幾年，似稍有起色，重視程度也與前不同?，F(xiàn)在連小型鋼鐵企業(yè)，或規(guī)模不大的焦化廠，有的也已購置昂貴的進(jìn)口顯微鏡，建立起煤巖學(xué)實(shí)驗(yàn)室。但是，其在生產(chǎn)中作用仍不樂觀，行業(yè)中和各有關(guān)單位對此認(rèn)識程度也很不一致。從事此工作的技術(shù)人員不少也信心不足。最主要原因：

一是煤實(shí)在太復(fù)雜，進(jìn)展不能快；

二是傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)配煤再沒有新的辦法，煉焦生產(chǎn)也能應(yīng)付得過去。然而，我們行業(yè)的技術(shù)水平務(wù)必不斷地要隨著總體科學(xué)不斷進(jìn)步而跟著提高。

2 將煤當(dāng)作均一物質(zhì)處理的檢測煤質(zhì)方法影響配煤效果

解放前，能送入高爐的焦炭，其原料只有主焦煤。它的指標(biāo)只有工業(yè)分析，即包括水分，灰分，揮發(fā)分。解放后，五十年代，號召全力以赴向前蘇聯(lián)的技術(shù)學(xué)習(xí)。當(dāng)時(shí)的前蘇聯(lián)，對煤焦技術(shù)并不向非社會主義國家公布，但后來了解，當(dāng)時(shí)的前蘇聯(lián)的煤焦技術(shù)確實(shí)是領(lǐng)先于世界的。前蘇聯(lián)基于工業(yè)分析和膠質(zhì)層厚度Y值，將煉焦煤劃分成氣煤，肥煤，焦煤，瘦煤，并提出和指導(dǎo)了能大大擴(kuò)大煤源的配煤法則。這一整套技術(shù)對當(dāng)時(shí)我國建立各鋼鐵企業(yè)，生產(chǎn)焦炭起了很大作用。但由于前蘇聯(lián)煤礦大，品種全，一個(gè)焦化廠從一個(gè)煤礦購煤就可配煤，生產(chǎn)合格適用的焦炭。然而，我國企業(yè)生產(chǎn)焦炭必需從若干個(gè)煤礦購煤才能配煤，生產(chǎn)合格適用的焦炭。主要原因是不同煤田的成因條件不一定完全相同。

因此，過一段時(shí)期后，各企業(yè)陸續(xù)在煤質(zhì)檢測和按既定的配煤規(guī)則，在生產(chǎn)中陸續(xù)出現(xiàn)種種問題。既不知原因，也難以合理解決。唯一的辦法就是遇到問題，就只能不斷地進(jìn)行小試和中試的配煤煉焦試驗(yàn)，由此獲得合格焦炭質(zhì)量的配煤方案。這就是經(jīng)驗(yàn)配煤曾經(jīng)對我國生產(chǎn)建設(shè)作出過重大貢獻(xiàn)。同時(shí)，又發(fā)現(xiàn)其中的一個(gè)主要問題，即將本來十分復(fù)雜的煤把它當(dāng)作均一物質(zhì)來處理，在生產(chǎn)和應(yīng)用中出現(xiàn)種種問題，這主要是所用技術(shù)，不符合煤的真實(shí)情況。

3 合理而有效簡化煤巖成份是煤巖學(xué)能否在煤焦領(lǐng)域中應(yīng)用的關(guān)鍵

煤是由不同地質(zhì)年代的古植物在復(fù)雜的，不同成煤條件下形成的。而且煤除了由各種十分復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì)組成，而且還有三種不同來源的復(fù)雜無機(jī)礦物夾雜其間，即古植物本身所含無機(jī)物，成煤過程加入在煤層中的無機(jī)物和采煤過程中混入的無機(jī)礦物。以上這些，從古植物學(xué)和煤田地質(zhì)學(xué)早已不斷地提出過。這就是在上述學(xué)科中所形成的一個(gè)分支學(xué)科《煤巖學(xué)》中內(nèi)容。

這樣復(fù)雜材料在煤焦領(lǐng)域中怎么樣合理應(yīng)用是一個(gè)必然會提出來的難題。

首先，有機(jī)成份怎么根據(jù)煤焦領(lǐng)域中應(yīng)用需要來簡化，不然難以應(yīng)用。

簡化后，才能逐步應(yīng)用。初步提出簡化是將煤中有機(jī)成份分成鏡質(zhì)組，絲質(zhì)組和殼質(zhì)組。這樣，在煤焦領(lǐng)域?qū)γ嘿|(zhì)理解確實(shí)已深入了一步，并因此迅速統(tǒng)一承認(rèn)：煤不是均一的物質(zhì)。但進(jìn)一步應(yīng)用，還必需進(jìn)一步簡化。

按照前述的煤質(zhì)指標(biāo)形成的傳統(tǒng)的，經(jīng)典的配煤方法必然是經(jīng)驗(yàn)性的。對焦炭質(zhì)量的預(yù)測只能是定性的，只能以高低優(yōu)劣來預(yù)測。這主要原因是對煤質(zhì)的研究尚未達(dá)到一定的科學(xué)水平。自從企圖將煤巖學(xué)形成的概念逐步應(yīng)用到煤焦領(lǐng)域以后，對煤質(zhì)的理解逐漸接近客觀實(shí)際。而且對配煤技術(shù)也逐步接近科學(xué)。同時(shí)，為了配煤質(zhì)量提高，

逐步要求作出定量預(yù)測。這關(guān)鍵在于：對復(fù)雜的有機(jī)成份如何符合客觀條件選取一個(gè)指標(biāo)。否則，目前的預(yù)測計(jì)算方法難以應(yīng)對的。

鏡質(zhì)組是能否成焦和衍變成焦炭質(zhì)量優(yōu)劣的關(guān)鍵成份，不但是由于其含量大(一般均超過50%以上，有的甚至超過90%)，而且它的質(zhì)量是決定能否成焦和成焦后焦炭質(zhì)量優(yōu)劣的關(guān)鍵因素。因此，以往簡化只是按鏡質(zhì)組在成煤過程中還原程度不同分成三類，即結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體，均勻鏡質(zhì)體和基質(zhì)鏡質(zhì)體。這樣，雖在煤巖組份定量中已可應(yīng)用，并可得出對煤質(zhì)的進(jìn)一步理解。但還是難以參加配煤技術(shù)中焦炭質(zhì)量的定量預(yù)測。

煤中有機(jī)成份，除了鏡質(zhì)組，還有絲質(zhì)組和殼質(zhì)組。殼質(zhì)組一般含量很少，而且在低變質(zhì)程度煤中，揮發(fā)份很高，如撫順煤中樹脂體，揮發(fā)分常達(dá)95%以上，故加熱后殘留物很少。而在中變質(zhì)程度煤中，殼質(zhì)組結(jié)焦性質(zhì)逐步已接近鏡質(zhì)組。因此，按上述情況，可以將鏡質(zhì)組和殼質(zhì)組歸為一類，稱活性組份。

由于處于任何變質(zhì)程度煤中絲質(zhì)組在加熱過程中均不軟化，形態(tài)均不變，屬惰性成份。此外，煤中無機(jī)礦物在加熱過程中均不軟化，形態(tài)也均不變。因此，絲質(zhì)組和無機(jī)礦物加起來，稱為惰性組份。

由于活性組和惰性組相加為100%，故在配煤質(zhì)量預(yù)測中，只采取其中之一就可代表某種煤參加預(yù)測焦炭質(zhì)量計(jì)算時(shí)影響焦炭質(zhì)量的最重要指標(biāo)。

4 目前煤巖學(xué)可有效地在四個(gè)方面應(yīng)用，但還不能替代傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)配煤

配煤預(yù)測焦炭質(zhì)量的方法，雖然比傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)配煤方法更接近科學(xué)，但目前還不能完全替代在生產(chǎn)中應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)配煤。主要原因是煤巖學(xué)方法中各指標(biāo)，操作過程多，得出結(jié)果太慢，不象水份，揮發(fā)份，灰份，G值，幾個(gè)小時(shí)就能全部得出結(jié)果，能及時(shí)按照所得結(jié)果處理三班生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題。故煤巖學(xué)方法在目前不能完全替代傳統(tǒng)的煤質(zhì)指標(biāo)和經(jīng)驗(yàn)配煤。