第一章煤炭基础知识
煤炭基础知识【共34张PPT】
2.1煤的国际分类(简单分类）
• 1.Black coal/Hard coal （黑煤或硬煤） • 包括：烟煤（bituminous）和无烟煤
（anthracite） • 2. Brown coal（褐煤） • 包括：低热值的Lignite（褐煤）和Peat
（泥煤）
2.2中国的分类法是以炼焦用煤为主的工 业分类法
5.奥亚膨胀度（最大膨胀度 b值）
• 奥亚膨胀度（b值）为国际上最通用的一种测定煤 膨胀性和结焦性的方法 ，b值是专门用来区分肥 煤和其他煤类的一个重要指标（与胶质层最大 厚度Y值并列）。
• Vdaf<28%的煤，b值>150%的为肥煤；对 Vdaf>28%的煤，b值>220%的为肥煤（当Vdaf值 <37%时）或气肥煤（当Vdaf值>37%时）。当按b 值划分的煤类与按Y值划分的煤类有矛盾时，则以Y
烟煤
• 贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、气 肥煤、气煤、1/3焦煤、1/2中粘煤、弱 粘煤、不粘煤和长焰煤共12个煤类。
按挥发份烟煤分类
• 烟煤按挥发分>10%~20%、>20%~28%、 28%~37和>37%的四个阶段分为低、中、 中高及高挥发分烟煤。
按粘结性（G值）烟煤分类
• 0~5为不粘结和微粘结煤；>5~20为弱粘 结煤；>20~50为中等偏弱粘结煤； >50~65为中等偏强粘结煤；>65则为强 粘结煤。对于强粘结煤，又把其中胶质 层最大厚度Y>25mm或奥亚膨胀度 b&煤分为特强粘结煤。
煤的粘结性反应烟煤在干馏过程中能够软化熔融形成胶质体并固化粘结的能力。 当Y值大于25mm时，如Vdaf>37%，则划分为气肥煤。
煤炭基础知识
总样——从一采样单元取出的全部子样合并成的煤 2.4 总样 从一采样单元取出的全部子样合并成的煤 样。 采样单元——从一批煤中采取一个总样所代表的煤 2.5 采样单元 从一批煤中采取一个总样所代表的煤 一批煤可以是一个或多个采样单元。 量。一批煤可以是一个或多个采样单元。 需要进行整体性质测定的一个独立煤量。 2.6 批——需要进行整体性质测定的一个独立煤量。 需要进行整体性质测定的一个独立煤量 标称最大粒度——与筛上物累计质量百分率最接近 2.7 标称最大粒度 与筛上物累计质量百分率最接近 但不大于）5%的筛子相应的筛孔尺寸 的筛子相应的筛孔尺寸。 （但不大于）5%的筛子相应的筛孔尺寸。 采样精密度——单次采样测定值与同一煤（同一来 单次采样测定值与同一煤（ 2.8 采样精密度 单次采样测定值与同一煤 相同性质） 源，相同性质）进行无数次采样的测定值的平均值的差 95%概率下 的极限值。 概率下） 值（在95%概率下）的极限值。 2.9系统采样 2.9系统采样——按相同的时间、空间或质量间隔采取子 按相同的时间、 系统采样 按相同的时间 但第一个子样在第一间隔内随机采取， 样，但第一个子样在第一间隔内随机采取，其余子样按选 定的间隔采取。 定的间隔采取。
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ M水分变化+1%， A灰分变化+1%， C炭元素变化±1%， H氢元素变化±1%， O氧元素变化±1%， S硫元素变化±1%， 影响热值-（60-65）卡/克； 影响热值-（90-100）卡/克； 影响热值±80卡/克； 影响热值±30卡/克； 影响热值±25卡/克； 影响热值±22卡/克。
第二章
GB475—1996《商品煤样采取方法》 GB475 1996《商品煤样采取方法》 1996
1 主题内容与适用范围 本标准规定了从煤流中、火车、汽车、 1.1 本标准规定了从煤流中、火车、汽车、船上和煤堆上采 取商品煤样的方法。 取商品煤样的方法。 本标准适用于无烟煤、烟煤、褐煤。 1.2 本标准适用于无烟煤、烟煤、褐煤。 2 名词术语 商品煤样——代表商品煤平均性质的煤样。 代表商品煤平均性质的煤样。 2.1 商品煤样 代表商品煤平均性质的煤样 2.2子样 2.2子样——采样器具操作一次所采取的或截取一次煤流全断 子样 采样器具操作一次所采取的或截取一次煤流全断 面所采取的一份样。 面所采取的一份样。 2.3分样 由若干子样构成， 2.3分样——由若干子样构成，代表整个采样单元的一部分的 分样 由若干子样构成 煤样。 煤样。
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煤炭基础知识 培训
演讲人Βιβλιοθήκη 目录01. 煤炭的形成 02. 煤炭的性质 03. 煤炭的开采与利用 04. 煤炭的经济价值
1
煤炭的形成
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煤炭的起源
STEP1
STEP2
STEP3
STEP4
煤炭的形成始 于3亿年前的 古生代
高。
煤炭的燃烧速度：煤炭的燃烧速度受煤 质、燃烧条件等因素影响，燃烧速度越
快，燃烧效率越高。
煤炭的燃烧温度：煤炭的燃烧温度是影 响煤炭燃烧效率的重要因素，温度越高，
燃烧效率越高。
煤炭的燃烧产物：煤炭燃烧会产生二氧 化碳、二氧化硫等有害气体，对环境造
成影响。
3
煤炭的开采与利用
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06
按照煤岩类型：泥炭、腐泥 煤、腐植煤、烟煤、无烟煤
2
煤炭的性质
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煤炭的物理性质
颜色：黑色或深灰色 硬度：较低，易破碎 密度：相对较高，约为1 导热性：较差，热传导率较低 燃点：较高，一般在300-400℃之间 热值：较高，是重要的能源来源
煤炭的开采方法
01
露天开采：通过挖掘和剥离 地表土层，直接获取煤炭资 源
03
井工开采：通过在地下挖掘 巷道，使用机械设备，获取 煤炭资源
02
地下开采：通过钻井、爆破 等方法，在地下挖掘巷道， 获取煤炭资源
04
露天与地下联合开采：结合 露天和地下开采的优点，提 高开采效率和资源利用率
煤炭的基础知识
氮 在煤中的含量很少，煤燃烧时大部分 氮呈游离N2状态而分解逸出
煤炭的基础知识
煤的元素分析
氧 氧不能燃烧，所以是煤中的一种不利 元素，因为它和碳、氢等可燃元素构成氧 化物而使它们失去了进行燃烧的可能性， 从而降低煤的发热量，但氧高的煤往往挥 发分高，容易燃烧，煤中的氧一般不直接 测定，是根据其他成分的测定值进行差减 法求得
我国的无烟煤目前已探到的储量约1044亿吨，主 要集中在山西省和贵州省
煤炭的基础知识
煤的分类
烟煤，是一种炭化程度较高的煤，与褐煤相比， 它的挥发分较少，密度较大，吸水性较小，含碳 量增加，氢和氧的含量减少。烟煤在自然界中分 布最广，储量最多，品种也最多，是冶金工业和 动力工业不可缺少的燃料，也是化学工业的重要 原料
其中有机硫和黄铁硫都能参与燃烧反应，因而总称 为可燃硫或挥发硫；而硫酸盐硫则不能进行燃烧反 应，把黄铁矿硫和硫酸盐硫叫做无机硫，即煤中硫 分为有机硫和无机硫
煤炭的基础知识
煤的元素分析
硫在煤中是一种极为有害的物质，在燃烧、运
输、气化和炼焦时都会带来很大的危害；且硫 燃烧后生成SO2和SO3能危害人体健康和造成大 气污染，会形成酸雨。在加热炉中造成金属的 氧化和脱碳，在炼焦过程中硫化物侵蚀设备等 等，所以对于煤中硫的控制，一般都比较严。 但另一方面，硫又是一种重要的化工原料，寻 求高效经济的脱硫方法和硫的回收利用途径， 具有重大意义。
煤炭的基础知识
煤的工业分析
发热量（Q） 是指单位质量的煤完全燃烧时所发出的热量。
煤炭发热量是动力用煤最重要的一项指标， 发热量的高低，直接影响煤的经济价值。 煤的发热量种类很多，通常分为弹筒发热量、 高位发热量和低位发热量3种
煤炭基础必学知识点
煤炭基础必学知识点
1. 煤炭的定义：煤炭是一种由植物残骸经过地质作用形成的有机岩石。
2. 煤炭的类型：煤炭根据其炭质和含水量的不同可分为无烟煤、炼焦煤、褐煤和泥炭等。
3. 煤炭的组成：煤炭主要由碳、氢、氧和少量的氮、硫等元素组成。
其中碳是主要成分，占煤炭质量的一大部分。
4. 煤炭的形成过程：煤炭是在地质历史上由原始植物积聚而形成的。
这些植物在长时间的压力和温度作用下逐渐转化为煤炭。
5. 煤炭的燃烧特性：煤炭燃烧时产生热量和废气。
煤炭的燃烧分为三
个阶段：放热阶段、水汽生成阶段和煤灰形成阶段。
6. 煤炭的用途：煤炭是一种重要的能源资源，广泛用于发电、供热、
冶金、化工等行业。
同时，煤炭也用于制造煤气、焦炭和煤焦油等副
产品。
7. 煤炭储量和产量：全球煤炭储量丰富，主要储量分布在中国、美国、澳大利亚、俄罗斯等国家。
中国是全球最大的煤炭生产国和消费国。
8. 煤炭的环境影响：煤炭的燃烧会产生大量的二氧化碳和氮氧化物等
有害气体，对空气质量和气候变化有一定影响。
此外，煤炭开采和燃
烧也会对环境造成破坏。
9. 煤炭的清洁利用技术：为了减少煤炭燃烧产生的污染物排放，煤炭
的清洁利用技术得到了广泛研发和推广，包括煤炭洗选、煤气化、燃
烧增效等技术。
10. 煤炭的经济影响：煤炭是许多国家的重要经济支柱，煤炭产业的
发展与国民经济密切相关。
煤炭价格的波动也会对全球市场产生一定
影响。
煤炭基础知识
1、什么是煤炭煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。
一种固体可燃有机岩，主要由植物遗体经生物化学作用，埋藏后再经地质作用转变而成。
俗称煤炭。
煤炭被人们誉为黑色的金子，工业的粮食，它是十八世纪以来人类世纪使用的主要能源之一。
2、煤炭的用途煤炭的用途十分广泛，可以根据其使用来总结为两大主要用途：（1）动力煤，（2）炼焦煤。
动力煤：1、发电用煤：我国约1/3以上的煤用来发电，日前平均发电耗煤为标准煤370g/(kW·h）左右。
电厂利用煤的热值，把热能转变为点能。
2、蒸汽机车用煤：占动力用煤的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10%以上，以水泥用煤最大，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、治金用动力煤：治金用动力煤主要烧结和高炉喷吹用无烟煤，其用量不到动力用煤的1%。
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%），肥美（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%）。
焦炭烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950——1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦（高温干馏）。
由高温炼焦得到的焦炭用于高炉治练、锻造和气化。
煤炭行业基础知识
煤炭行业基础知识一、基础知识煤是古代植物遗体的堆积层埋在地下后，经过长时期的地质作用而形成的。
据研究，几乎所有的植物遗体，只要具备了成煤的条件，都可以转化成煤。
不过，低等植物遗体所形成的煤，分布范围小，厚度薄，很少被人利用。
那些分布广、规模大、利用广泛的煤，都是高等植物的遗体（主要是古代的蕨类、松柏类以及一些被子植物的遗体）形成的。
在地球的历史上，最有利于成煤的地质年代主要是晚古生代的石炭纪、二叠纪，中生代的侏罗纪以及新生代的第三纪。
这是因为，在这几个时期内，地球上的气候非常温暖潮湿，地球表面到处长满了高大的绿色植物，尤其在湖沼、盆地等低洼地带和有水的环境里，封印木、鳞木等古代蕨类植物生长得特别茂盛。
当时，高大的树木倒下以后，就会被水淹没了，这就造成了倒木和氧隔绝的情况。
在缺氧的环境里，植物体不会很快地分解、腐烂。
随着倒木数量的不断增加，最终形成了植物遗体的堆积层。
这些古代植物遗体的堆积层在微生物的作用下，不断地被分解，又不断地化合，渐渐形成了泥炭层，这是煤的形成的第一步。
由于地壳的运动，泥炭层下沉了。
泥炭层被泥沙、岩石等沉积物覆盖起来。
这时，泥炭层一方面受到上面的泥沙、岩石等的沉重压力，另一方面，也是更重要的方面，泥炭层又受到地热的作用。
在这样的条件下，泥炭层开始进一步发生变化：先是脱水，被压紧，从而比重加大，而且石炭的含量逐渐增加，氧的含量逐渐减少，腐殖酸的含量逐渐降低。
完成这几个过程以后，泥炭就变成了褐煤。
褐煤如果继续不断地受到增高的温度和压力的作用，就会引起内部分子结构、物理性质和化学性质的进一步变化，褐煤就逐渐变成了烟煤，最终变成无烟煤。
依据物理和化学性质的不同，烟煤被划分为长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤和贫煤，12个种类。
从煤炭的变质程度上，烟煤又可以分为低变质烟煤、中变质烟煤、高变质烟煤。
所有煤中按变质程度分析，最低级的煤是褐煤，其特征是高水分，高氧含量（约15％—30％），并含有一些腐植酸。
煤炭产品基础知识
一、煤炭产品基础知识（一）、煤炭的生成煤炭是古代的有机物（主要是植物）的遗体，经过生物及化学的变质作用而形成的。
大体可分为两个阶段：第一阶段是泥煤炭化阶段，即由植物转变成泥炭阶段。
第二阶段，由泥炭转变成褐煤，褐煤转变成烟煤，烟煤再转变成无烟煤阶段。
这样褐煤逐渐变成了烟煤、无烟煤。
如果有更高的温度，最终可能变成石墨。
成煤必须具备四个先决条件：（1）植物条件。
（2）气候条件。
（3）地理条件。
（4）地壳运动条件。
（二）、煤炭资源的分布❖世界煤炭资源目前，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1.煤炭资源丰富，但人均占有量低。
2.煤炭资源的地理分布极不平衡。
中国煤炭资源北多南少，西多东少，煤炭资源的分布与消费区分布极不协调。
从各大行政区内部看，煤炭资源分布也不平衡，如华东地区的煤炭资源储量的87％集中在安徽、山东，而工业主要在以上海为中心的长江三角洲地区；中南地区煤炭资源的72％集中在河南，而工业主要在武汉和珠江三角洲地区；西南煤炭资源的67％集中在贵州，而工业主要在四川；东北地区相对好一些，但也有52％的煤炭资源集中在北部黑龙江，而工业集中在辽宁。
3.各地区煤炭品种和质量变化较大，分布也不理想。
中国炼焦煤在地区上分布不平衡，四种主要炼焦煤种中，瘦煤、焦煤、肥煤有一半左右集中在山西，而拥有大型钢铁企业的华东、中南、东北地区，炼焦煤很少。
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•2020/7/7
煤的形成与种类
由植物的成煤过程可知，植物埋在地下的年代越 久，成煤过程中煤的煤化程度就越深，煤中的水分 与挥发分的含量就越小，含碳量则越高。 2.各种煤的基本特征 ▪ ⑴ 褐煤 ▪ 褐煤是煤化程度最低的煤。外观多呈褐色或暗褐 色，其光泽暗淡，质地较软，极易破碎，其挥发分 与内在水分都很高，褐煤易风化，随之热量明显降 低。
六、煤中常见矿物质 粘土矿、黄铁矿、石英、方解石
•2020/7/7
第三节 煤炭分类标准简介
一、中国煤炭分类 中国煤炭分类标准主要是按照煤的煤化程度
（Vdaf、透光率Pm ）及工艺性能（黏结指数G、胶质层 厚度Ymm、奥阿膨胀度b）相结合对煤炭进行分类。
⑴采用煤的煤化程度参数Vdaf ，将煤划分为无烟 煤、烟煤和褐煤三大类。
•2020/7/7
第一节 煤的形成与种类
一、煤的形成 煤是自然资源，它是由古代植物形成的。植物分
低等植物和高等植物两大类。地球上储量最多的煤 是由高等植物形成的，统称为腐植煤。
植物从死亡到堆积转变为煤，大致可分为两个作 用阶段：泥炭化阶段和煤化阶段。 1.泥炭化阶段：植物残骸在沼泽中经生物化学和物 理化学变化形成泥炭的过程。
•2020/7/7
煤的形成与种类
▪ ⑶ 无烟煤 ▪ 煤化程度最高的一种煤。挥发分含量低，密度大
，含碳量高，燃点高，无粘结性，外观呈灰黑色， 有金属光泽，无明显条带，燃烧时不冒烟，火焰较 短。
▪ Hale Waihona Puke 煤、烟煤、无烟煤的主要特征见表1-2。
•2020/7/7
煤的形成与种类
▪ 表1-2 煤炭的种类与特征
•2020/7/7
煤的形成与种类
▪ ⑵ 烟煤
▪ 烟煤的煤化程度高于褐煤，低于无烟煤。是自然
界中分布最广的煤种，烟煤具有不同程度的光泽， 大多数呈条带状。其特点挥发分范围很宽，不同类 别的烟煤粘结性差异较大，燃烧时烟多。它的各项 特性基本上也是介于无烟煤与褐煤之间。如：贫煤 性质最接近无烟煤，所以有时也称它为半无烟煤； 长焰煤的性质最接近褐煤。
黄铁矿等杂物）以后的煤炭产品。 ▪ ⑸低质煤（包括2个品种）。通常指低发热量（＜
14.5MJ/kg）、高灰分的煤（＞40%）的各种煤炭产品或煤 泥（洗煤厂粒度在0.5mm以下的一种洗煤产品）。
•2020/7/7
表1-1 成煤过程中主要作用因素和化学变化
成煤过程 阶段划分 条件 主要作用因素
泥炭化阶段
沼泽、细菌 数千年到数万年
生物化学作用
煤化阶段
地下（不太深） 数万年
地下（深处） 数千万年以上
物理化学作用
化学作用
化学表达式
•2020/7/7
煤的形成与种类
二、煤的种类及其特征 1.煤的种类
细菌→古代植物（腐烂+分解）变为气体和泥炭。
•2020/7/7
煤的形成与种类
2.煤化阶段：泥炭在地下(压力、温度、时间）压 紧和硬化，排除气体和水分，使碳含量增高的过 程。这种成岩与变质作用统称为煤化作用。 综上所述，煤实际上是由古代植物残骸经地质作用 变化而成的固体有机可燃矿岩。 成煤过程中，各阶段主要作用因素及产生的化学变 化列于表1-1。
种类 颜色 光泽
外观
褐煤 褐至黑褐色 大多无光泽
无原始植物残体 ，无明显条带
烟煤 黑色 有一定光泽
有亮暗相间的 条带
无烟煤 灰黑色 有金属光泽
无明显条带
燃烧现象
水分 硬度
易着火，有烟
较多 低
多烟
少 较高
难着火，无烟
较少 高
•2020/7/7
第二节 煤的岩相组成
一、煤岩学的概念 煤是一种有机岩矿，利用通常研究岩石的方法
凡干燥无灰基挥发分≤10.0%的煤为无烟煤； ＞10.0%为烟煤；＞37.0%为褐煤。
•2020/7/7
煤炭分类标准简介
⑵无烟煤按照干燥无灰基挥发分（ Vdaf ）和干燥 无灰基氢（ Hdaf ）含量为指标，分为无烟煤1号 、2号和3号三类。
⑶烟煤采用两个参数来确定其类别，一个是表征烟 煤煤化程度的参数(Vdaf )，另一个是表征烟煤黏 结性的参数（G）、（Ymm）或（b）作为指标， 将烟煤细分为12个小类，它们分别是贫煤(PM)、 贫瘦煤(PS)、瘦煤(SM)、焦煤(JM)、肥煤(FM)、 1/3焦煤(1/3JM)、气肥煤(QF)、气煤(QM)、1/2 中粘煤(1/2ZN)、弱粘煤(RN)、不粘煤(BN)和长 焰煤(CY)。
来研究煤的学科称为煤岩学。 二、煤岩学的研究方法
宏观研究法和微观研究法 宏观研究法是用肉眼来观察区别煤层的岩相组 成。 微观研究法是利用显微镜来识别煤的纤维组成
•2020/7/7
煤的岩相组成
三、宏观煤岩成分 丝碳、镜煤、亮煤、暗煤
四、煤岩有机显微组分 镜质组、丝质组、壳质组＝稳定组。
五、煤岩无机显微组成 煤中矿物质=灰分，硫分
•2020/7/7
煤炭分类标准简介
⑷根据透光率指标（Pm），褐煤又可分为两小类， 分别是褐煤1号和褐煤2号。 二、煤炭产品品种和等级划分
所谓煤炭产品品种，是指煤炭经过拣矸或筛选加 工后所获得的具有不同质量和用途的煤炭产品。
煤炭产品按照用途（冶炼或其它用途）、加工方 法（洗选或筛选）和技术（粒度、灰分）要求划分 为五大类，29个品种。
•2020/7/7
煤炭分类标准简介
▪ ⑴精煤（包括3个品种）。经精选加工生产出来的，符合品 质要求的产品。多为低灰分、低含硫量的优质煤。
▪ ⑵洗选煤（包括12个品种）。经过洗选加工的煤。 ▪ ⑶筛选煤（包括11个品种）。经过筛选或洗选生产的，粒度
下限大于6mm的煤炭产品。 ▪ ⑷原煤（1个品种）。从毛煤中选出规定粒度的矸石（包括
第一章煤炭基础知识
2020年7月7日星期二
第一章 煤炭基础
▪ 煤炭是天然形成的具有复杂的组成与结构的混合物 ，要充分利用煤炭资源，必须掌握煤炭的基本特性 ，了解煤炭质量指标的变化对电力生产过程的影响 。本章主要阐述煤的形成过程、煤炭的主要类别及 其特性、煤的物理和化学特性，介绍煤炭的基本组 成和表达方式，发电用煤常用的煤炭特性指标、物 理意义以及与电力生产的关系等。