人們通常把開發煤炭資源的企業稱作煤礦，把開采出來的煤礦產品稱為煤炭。我國古代曾稱煤炭為石涅，或稱石炭。它是植物遺體埋藏在地下經過漫長復雜的生物化學、地球化學和物理化學作用轉化而成的一種固體可燃礦產。它不僅是工農業和人民生活不可缺少的主要燃料，而且還是冶金、化工、醫藥等部門的重要原料。據統計，在我國能源生產和消費構成中，煤炭一直居于主導地位，1995年，生產占75.5%，消費占75.0%。在國民經濟中，工業、農業、交通運輸的發展都離不開煤炭。隨著近代科學技術的發展和新工藝、新方法的應用，煤炭的用途和綜合利用價值將會越來越大�？梢灶A計，在未來相當長的時期內，煤炭在我國國民經濟中都將占有相當重要的地位。
一、礦物原料特點
（一） 煤的物理性質
煤的物理性質是煤的一定化學組成和分子結構的外部表現。它是由成煤的原始物質及其聚積條件、轉化過程、煤化程度和風、氧化程度等因素所決定。包括顏色、光澤、粉色、比重和容重、硬度、脆度、斷口及導電性等。其中，除了比重和導電性需要在實驗室測定外，其他根據肉眼觀察就可以確定。煤的物理性質可以作為初步評價煤質的依據，并用以研究煤的成因、變質機理和解決煤層對比等地質問題。
1.顏色
是指新鮮煤表面的自然色彩，是煤對不同波長的光波吸收的結果。呈褐色—黑色，一般隨煤化程度的提高而逐漸加深。
2.光澤
是指煤的表面在普通光下的反光能力。一般呈瀝青、玻璃和金剛光澤。煤化程度越高，光澤越強；礦物質含量越多，光澤越暗；風、氧化程度越深，光澤越暗，直到完全消失。
3.粉色
指將煤研成粉末的顏色或煤在抹上釉的瓷板上刻劃時留下的痕跡，所以又稱為條痕色。呈淺棕色—黑色。一般是煤化程度越高，粉色越深。
4.比重和容重
煤的比重又稱煤的密度，它是不包括孔隙在內的一定體積的煤的重量與同溫度、同體積的水的重量之比。煤的容重又稱煤的體重或假比重，它是包括孔隙在內的一定體積的煤的重量與同溫度、同體積的水的重量之比。煤的容重是計算煤層儲量的重要指標。褐煤的容重一般為1.05～1.2，煙煤為1.2～1.4，無煙煤變化范圍較大，可由1.35～1.8。煤巖組成、煤化程度、煤中礦物質的成分和含量是影響比重和容重的主要因素。在礦物質含量相同的情況下，煤的比重隨煤化程度的加深而增大。
5.硬度
是指煤抵抗外來機械作用的能力。根據外來機械力作用方式的不同，可進一步將煤的硬度分為刻劃硬度、壓痕硬度和抗磨硬度三類。煤的硬度與煤化程度有關，褐煤和焦煤的硬度最小，約2～2.5；無煙煤的硬度最大，接近4。
6.脆度
是煤受外力作用而破碎的程度。成煤的原始物質、煤巖成分、煤化程度等都對煤的脆度有影響。在不同變質程度的煤中，長焰煤和氣煤的脆度較小，肥煤、焦煤和瘦煤的脆度最大，無煙煤的脆度最小。
7.斷口
是指煤受外力打擊后形成的斷面的形狀。在煤中常見的斷口有貝殼狀斷口、參差狀斷口等。煤的原始物質組成和煤化程度不同，斷口形狀各異。
8.導電性
是指煤傳導電流的能力，通常用電阻率來表示。褐煤電阻率低。褐煤向煙煤過渡時，電阻率劇增。煙煤是不良導體，隨著煤化程度增高，電阻率減小，至無煙煤時急劇下降，而具良好的導電性。
（二） 煤的化學組成
煤的化學組成很復雜，但歸納起來可分為有機質和無機質兩大類，以有機質為主體。
煤中的有機質主要由碳、氫、氧、氮和有機硫等五種元素組成。其中，碳、氫、氧占有機質的95%以上。此外，還有極少量的磷和其他元素。煤中有機質的元素組成，隨煤化程度的變化而有規律地變化。一般來講，煤化程度越深，碳的含量越高，氫和氧的含量越低，氮的含量也稍有降低。唯硫的含量則與煤的成因類型有關。碳和氫是煤炭燃燒過程中產生熱量的重要元素，氧是助燃元素，三者構成了有機質的主體。煤炭燃燒時，氮不產生熱量，常以游離狀態析出，但在高溫條件下，一部分氮轉變成氨及其他含氮化合物，可以回收制造硫酸氨、尿素及氮肥。硫、磷、氟、氯、砷等是煤中的有害元素。含硫多的煤在燃燒時生成硫化物氣體，不僅腐蝕金屬設備，與空氣中的水反應形成酸雨，污染環境，危害植物生產，而且將含有硫和磷的煤用作冶金煉焦時，煤中的硫和磷大部分轉入焦炭中，冶煉時又轉入鋼鐵中，嚴重影響焦炭和鋼鐵質量，不利于鋼鐵的鑄造和機械加工。用含有氟和氯的煤燃燒或煉焦時，各種管道和爐壁會遭到強烈腐蝕。將含有砷的煤用于釀造和食品工業作燃料，砷含量過高，會增加產品毒性，危及人民身體健康。
煤中的無機質主要是水分和礦物質，它們的存在降低了煤的質量和利用價值，其中絕大多數是煤中的有害成分。
另外，還有一些稀有、分散和放射性元素，例如，鍺、鎵、銦、釷、釩、鈦、鈾……等，它們分別以有機或無機化合物的形態存在于煤中。其中某些元素的含量，一旦達到工業品位或可綜合利用時，就是重要的礦產資源。
通過元素分析可以了解煤的化學組成及其含量，通過工業分析可以初步了解煤的性質，大致判斷煤的種類和用途。煤的工業分析包括對水分、灰分、揮發分的測定和固定碳的計算四項內容。
1.水分
指單位重量的煤中水的含量。煤中的水分有外在水分、內在水分和結晶水三種存在狀態。一般以煤的內在水分作為評定煤質的指標。煤化程度越低，煤的內部表面積越大，水分含量越高。水分對煤的加工利用是有害物質。在煤的貯存過程中，它能加速風化、破裂，甚至自燃；在運輸時，會增加運量，浪費運力，增加運費；煉焦時，消耗熱量，降低爐溫，延長煉焦時間，降低生產效率；燃燒時，降低有效發熱量；在高寒地區的冬季，還會使煤凍結，造成裝卸困難。只有在壓制煤磚和煤球時，需要適量的水分才能成型。
2.灰分
是指煤在規定條件下完全燃燒后剩下的固體殘渣。它是煤中的礦物質經過氧化、分解而來�；曳謱γ旱募庸だ脴O為不利�；曳衷礁�，熱效率越低；燃燒時，熔化的灰分還會在爐內結成爐渣，影響煤的氣化和燃燒，同時造成排渣困難；煉焦時，全部轉入焦炭，降低了焦炭的強度，嚴重影響焦炭質量。煤灰成分十分復雜，成分不同直接影響到灰分的熔點�；胰埸c低的煤，燃燒和氣化時，會給生產操作帶來許多困難。為此，在評價煤的工業用途時，必須分析灰成分，測定灰熔點。
3.揮發分
指煤中的有機物質受熱分解產生的可燃性氣體。它是對煤進行分類的主要指標，并被用來初步確定煤的加工利用性質。煤的揮發分產率與煤化程度有密切關系，煤化程度越低，揮發分越高，隨著煤化程度加深，揮發分逐漸降低。
4.固定碳
測定煤的揮發分時，剩下的不揮發物稱為焦渣。焦渣減去灰分稱為固定碳。它是煤中不揮發的固體可燃物，可以用計算方法算出。焦渣的外觀與煤中有機質的性質有密切關系，因此，根據焦渣的外觀特征，可以定性地判斷煤的粘結性和工業用途。
（三）煤的工藝性質
為了提高煤的綜合利用價值，必須了解、研究煤的工藝性質，以滿足各方面對煤質的要求。煤的工藝性質主要包括：粘結性和結焦性、發熱量、化學反應性、熱穩定性、透光率、機械強度和可選性等。
1.粘結性和結焦性
粘結性是指煤在干餾過程中，由于煤中有機質分解，熔融而使煤粒能夠相互粘結成塊的性能。結焦性是指煤在干餾時能夠結成焦炭的性能。煤的粘結性是結焦性的必要條件，結焦性好的煤必須具有良好的粘結性，但粘結性好的煤不一定能單獨煉出質量好的焦炭。這就是為什么要進行配煤煉焦的道理。粘結性是進行煤的工業分類的主要指標，一般用煤中有機質受熱分解、軟化形成的膠質體的厚度來表示，常稱膠質層厚度。膠質層越厚，粘結性越好。測定粘結性和結焦性的方法很多，除膠質層測定法外，還有羅加指數法、奧亞膨脹度試驗等等。粘結性受煤化程度、煤巖成分、氧化程度和礦物質含量等多種因素的影響。煤化程度最高和最低的煤，一般都沒有粘結性，膠質層厚度也很小。
2.發熱量
是指單位重量的煤在完全燃燒時所產生的熱量，亦稱熱值，常用106J/kg表示。它是評價煤炭質量，尤其是評價動力用煤的重要指標。國際市場上動力用煤以熱值計價。我國自1985年6月起，改革沿用了幾十年的以灰分計價為以熱值計價。發熱量主要與煤中的可燃元素含量和煤化程度有關。為便于比較耗煤量，在工業生產中，常常將實際消耗的煤量折合成發熱量為2.930368×107J/kg的標準煤來進行計算。
3.化學反應性
又稱活性。是指煤在一定溫度下與二氧化碳、氧和水蒸汽相互作用的反應能力。它是評價氣化用煤和動力用煤的一項重要指標。反應性強弱直接影響到耗煤量和煤氣的有效成分。煤的活性一般隨煤化程度加深而減弱。
4.熱穩定性
又稱耐熱性。是指煤在高溫作用下保持原來粒度的性能。它是評價氣化用煤和動力用煤的又一項重要指標。熱穩定性的好壞，直接影響爐內能否正常生產以及煤的氣化和燃燒效率。
5.透光率
指低煤化程度的煤（褐煤、長焰煤等），在規定條件下用硝酸與磷酸的混合液處理后，所得溶液對光的透過率稱為透光率。隨著煤化程度加深，透光率逐漸加大。因此，它是區別褐煤、長焰煤和氣煤的重要指標。
6.機械強度
是指塊煤受外力作用而破碎的難易程度。機械強度低的煤投入氣化爐時，容易碎成小塊和粉末，影響氣化爐正常操作。因此，氣化用煤必須具備較高的機械強度。
7.可選性
是指煤通過洗選，除去其中的夾矸和礦物質的難易程度。我國現行的選煤方法，詳見第四節。
二、用途與技術經濟指標
（一） 煤的工業分類
1958年，國家頒布了以煉焦用煤為主的分類方案，為工業部門合理使用煤炭資源創造了有利條件，但在實踐中也出現了一些問題。在認真分析研究和吸收國外先進分類方法的基礎上，為了使各項分類的技術經濟指標最能反映煤的質量特點，達到更加合理地利用煤炭資源的目的，1986年，國家重新頒布了從褐煤到無煙煤的全面技術分類標準，將自然界中的煤劃分為14大類，其中，褐煤和無煙煤又分別劃分為2個和3個小類（表2.2.1）。這就是我國現行的煤炭分類國家標準。
表 2.2.1中國煤炭分類國家標準 （GB5751-86）
（1） 分類指標及其符號Vr為干燥無灰基揮發分（%）；Hr為干燥無灰基氫含量（%）；GR.I（簡記G）為煙煤的粘結指數；Y為煙煤的膠質層最大厚度；PM為煤樣的透光率（%）；b為煙煤的奧亞膨脹度（%）；Q-A.GNGW為煤的恒濕無灰基高位發熱量（MJ/kg）。
（2） 煤類的編碼各類煤用兩位阿拉伯數碼表示。10位表示煤的揮發分，個位數在無煙煤及褐煤表示煤化程度，在煙煤表示結粘性。
（二） 各煤類的主要特征和用途
1.褐煤
它是煤化程度最低的煤。其特點是水分高、比重小、揮發分高、不粘結、化學反應性強、熱穩定性差、發熱量低，含有不同數量的腐殖酸。多被用作燃料、氣化或低溫干餾的原料，也可用來提取褐煤蠟、腐殖酸，制造磺化煤或活性炭。一號褐煤還可以作農田、果園的有機肥料。
2.長焰煤
它的揮發分含量很高，沒有或只有很小的粘結性，膠質層厚度不超過5mm,易燃燒，燃燒時有很長的火焰，故得名長焰煤�？勺鳛闅饣偷蜏馗绅s的原料，也可作民用和動力燃料。
3.不粘煤
它水分大，沒有粘結性，加熱時基本上不產生膠質體，燃燒時發熱量較小，含有一定的次生腐殖酸。主要用作制造煤氣和民用或動力燃料。
4.弱粘煤
水分大，粘結性較弱，揮發分較高，加熱時能產生較少的膠質體，能單獨結焦，但結成的焦塊小而易碎，粉焦率高。這種煤主要用作氣化原料和動力燃料。
5. 1/2中粘煤
它具有中等粘結性和中高揮發分�？梢宰鳛榕涿簾捊沟脑�，也可以作為氣化用煤和動力燃料。
6.氣煤
揮發分高，膠質層較厚，熱穩定性差。能單獨結焦，但煉出的焦炭細長易碎，收縮率大，且縱裂紋多，抗碎和耐磨性較差。故只能用作配煤煉焦，還可用來煉油、制造煤氣、生產氮肥或作動力燃料。
7.氣肥煤
它的揮發分和粘結性都很高，結焦性介于氣煤和肥煤之間，單獨煉焦時能產生大量的氣體和液體化學物質。最適合高溫干餾制造煤氣，更是配煤煉焦的好原料。
8.肥煤
具有很好的粘結性和中等及中高等揮發分，加熱時能產生大量的膠質體，形成大于25mm的膠質層，結焦性最強。用這種煤來煉焦，可以煉出熔融性和耐磨性都很好的焦炭，但這種焦炭橫裂紋多，且焦根部分常有蜂焦，易碎成小塊。由于粘結性強，因此，它是配煤煉焦中的主要成分。
9. 1/3焦煤
它是介于焦煤、肥煤和氣煤之間的過渡煤，具有很強的粘結性和中高等揮發分，單獨用來煉焦時，可以形成熔融性良好、強度較大的焦炭。因此，它是良好的配煤煉焦的基礎煤。
10.焦煤
具有中低等揮發分和中高等粘結性，加熱時可形成穩定性很好的膠質體，單獨用來煉焦，能形成結構致密、塊度大、強度高、耐磨性好、裂紋少、不易破碎的焦炭。但因其膨脹壓力大，易造成推焦困難，損壞爐體，故一般都作為煉焦配煤使用。
11.瘦煤
具有較低揮發分和中等粘結性。單獨煉焦時，能形成塊度大、裂紋少、抗碎強度較好，但耐磨性較差的焦炭。因此，用它加入配煤煉焦，可以增加焦炭的塊度和強度。
12.貧瘦煤
揮發分低，粘結性較弱，結焦性較差。單獨煉焦時，生成的焦粉很多。但它能起到瘦化劑的作用。故可作煉焦配煤使用，同時，也是民用和動力的好燃料。
13.貧煤
具有一定的揮發分，加熱時不產生膠質體，沒有粘結性或只有微弱的粘結性，燃燒火焰短，煉焦時不結焦。主要用于動力和民用燃料。在缺乏瘦料的地區，也可充當配煤煉焦的瘦化劑。
14.無煙煤
它是煤化程度最高的煤。揮發分低、比重大、硬度高、燃燒時煙少火苗短、火力強。通常作民用和動力燃料。質量好的無煙煤可作氣化原料、高爐噴吹和燒結鐵礦石的燃料，以及制造電石、電極和炭素材料等。
以上是煤的水分、灰分、揮發分和發熱量對燃燒性能的影響
