【正文】 分為常量元素（＞％）和微量元素（≤％）兩大范疇。常量元素在煤中主要為C、H、O、N、S、Si、AL、Fe、Ca、K、Na、Mg等，其他大多數(shù)元素以微量級濃度存在于煤中（唐修義等2002；代世峰，2002）。此外，根據(jù)元素的毒害程度又可對煤中元素進(jìn)行有害性與無害性分類。煤中有害元素是指煤炭資源在加工、利用、運輸和存放過程中，能夠以不同形式運行至大氣圈、水圈或土壤，并對其中環(huán)境造成污染，從而危害人類和其他生物正常生存安全的元素。根據(jù)2003年12月中國煤炭地質(zhì)總局重點科研項目《中國潔凈煤地質(zhì)研究》資料，主要考慮煤中砷（As）、鉛（Pb）、汞（Hg）、鎘（Cd）、鉻（Cr）、硒（Se）、氟（F）、氯（Cl）、鎳（Ni）、錳（Mn）、鈷（Co）、鉬（M o）、鈹（Be） 、銻（Sb）、鈾（U）、釷（Th）、溴（Br）等17種有害微量元素。⒈不同地質(zhì)時代煤中害微量元素的平均含量椐趙峰華（1997）研究，As和Sb在新生代煤中含量最高，在中生代和晚古生代煤中含量相近；U在晚古生代和新生代煤中含量相近，并都大于中生代煤；Mn在晚古生代煤和中生代煤中含量相近；Co在新生代煤和中生代煤中含量相近，并都大于晚古生代煤；Se、Br、Th在晚古生代煤中含量最高，其次為新生代煤，最低是中生代煤；Ni在新生代煤中含量最高，其次是中生代煤，最低是晚古生代煤；Cr在新生代煤中含量最高，其次是晚古生代煤，最低為中生代煤，如下表22。就新生代煤而言：早第三紀(jì)煤中Ni、Co、Cr、Se、Th含量高于晚第三紀(jì)煤；晚第三紀(jì)煤中Sb、U、Br、As含量高于早第三紀(jì)煤。就中生代而言：晚三疊世煤中有害微量元素含量較高，如U、Br、Cr、Sb、Ni、As、Th、Se、Co；早中侏羅世煤中有害微量元素含量較低，如As、Sb、Cr、Th。就晚古生代煤而言：晚二疊煤中大多數(shù)元素含量較高，如Cd、As、Sb、Co、Ni、Mo、Se、Cr；早二疊煤中Pb、Cl、Br、Th含量較高，晚石炭世煤中Hg、U含量較高。表2－2 中國不同時代煤中有害微量元素的含量（ug/g,據(jù)趙峰華，1997）元素NEJ3K1J12T3P2P1C2AsPbHgCdCrSeFClNiMnCoMoBeSbUThBr根據(jù)《中國潔凈煤地質(zhì)研究》項目的統(tǒng)計結(jié)果，中國各時代煤中As等17種有害微量元素含量算術(shù)平均值差別很大（見下表23）。其中，華南晚二疊世煤中As、Hg、Cr、Se、Co、Be、U、Br等元素的平均含量都居全國之首。華南晚三疊世煤中的Pb、Cl、Sb、Th元素平均含量也居全國之首，華北晚石炭世至早二疊世煤中的U平均含量最高，西北地區(qū)早、中侏羅世煤中Mn的平均含量高。總的來看，大多數(shù)有害微量元素都富集在華南的晚三疊世煤以及晚二疊世煤中。⒉煤中有害微量元素異常含量的時代分布 根據(jù)中國煤炭地質(zhì)總局《中國潔凈煤地質(zhì)研究》（2004年）資料統(tǒng)計表明，從石炭紀(jì)到第三紀(jì)，AS等17種元素有選擇性地富集在部分地區(qū)、部分時代的煤中，從而出現(xiàn)少數(shù)含量異常高值。盡管這些異常高值樣品數(shù)量不足總量的5％，但它們對有害微量元素在煤中的富集具有地質(zhì)成因指示意義?？傮w來看，As、Pb、Cd、Hg、U、Th、Sb含量異常高值主要集中在西南的云南、貴州、廣西、四川等地的晚二疊世煤中，并具有一定分布規(guī)律。表2－3 中國各時代煤中有害微量元素含量算術(shù)平均值（μg/g）元素西 南N西南東北E東北內(nèi)蒙 J3K1華北西北J12華 南T3華 南P2華 北CPAsPbHgCdCrSeFClNiMnCoMoBeSbUThBr第三章 中國優(yōu)質(zhì)環(huán)保型煤炭資源評價指標(biāo)體系優(yōu)質(zhì)環(huán)保煤的定義應(yīng)該概括兩個方面，一是根據(jù)國家或行業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對某一特定用途所規(guī)定的高等級煤炭資源，二是煤中有害物質(zhì)在利用過程中向環(huán)境的釋放遷移程度要符合國家或行業(yè)的有關(guān)環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。由此出發(fā)，本報告將優(yōu)質(zhì)環(huán)保煤定義為：針對某一特定用途且符合相關(guān)環(huán)境保護(hù)要求的高等級煤炭資源。第一節(jié) 優(yōu)質(zhì)環(huán)保煤評價指標(biāo)體系總體構(gòu)成科學(xué)發(fā)展觀的提出和落實，要求煤炭資源實現(xiàn)高效潔凈利用。我國煤炭在工業(yè)上主要用于動力、煉焦和氣化，其中70％左右屬于動力用煤范疇內(nèi)的發(fā)電用煤。近年來我國以煤炭液化為主要發(fā)展方向的“煤代油”產(chǎn)業(yè)正在興起，“液化用煤”也存在著巨大的潛在利用空間。因而，查明滿足于這四方面工業(yè)用途的優(yōu)質(zhì)煤炭資源，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步評估這些用途的煤炭資源對環(huán)境可能構(gòu)成的潛在危害，就是建立中國優(yōu)質(zhì)環(huán)保型煤炭資源評價指標(biāo)體系的基本思路。就優(yōu)質(zhì)煤方面來看，針對每一大類不同特定用途的煤炭資源的質(zhì)量，國家或行業(yè)都有專門規(guī)定，詳細(xì)情況在本章后續(xù)相關(guān)部分還將進(jìn)一步闡述。對于加工利用對煤炭資源的環(huán)境保護(hù)要求，國家或行業(yè)有關(guān)規(guī)定中涉及的主要是三類指標(biāo)，即煤的硫分含量、灰分產(chǎn)率和有毒有害微量元素含量。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《煤炭質(zhì)量分級》（GB/T 152242004）的有關(guān)規(guī)定：若無煙煤和煙煤的干燥基全硫含量（St,d）＜％，屬于特低硫煤和低硫煤；若動力煤干燥基灰分產(chǎn)率（Ad）＜％，屬于特低灰煤和低灰煤，冶煉用煉焦精煤只有當(dāng)Ad＜％時才可被視為特低灰煤和低灰煤。考慮到煤炭資源在利用之前的處理（如洗選等）潛力、評價方法的可操作性以及本報告對煤炭資源勘探的針對性，本報告環(huán)保型煤炭資源的St,d規(guī)定為＜～％，將Ad規(guī)定為＜20％。以此為基礎(chǔ)，采用“一票否決”的思路，規(guī)定煤中有毒有害微量元素含量不符合環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的煤炭資源不屬于環(huán)保煤范疇。由此，進(jìn)一步組合全硫含量和灰分產(chǎn)率兩個要素，本報告從環(huán)境保護(hù)角度提出了煤炭資源等級的劃分方案，首先將煤炭資源劃分為環(huán)保煤、亞環(huán)保煤、次環(huán)保煤和非環(huán)保煤四大類型（表31）。對于煤中有毒有害微量元素含量的等級劃分，中國煤炭地質(zhì)總局重點科技項目《中國潔凈煤地質(zhì)研究》（2003）曾做過有效的探討，可作為參考標(biāo)準(zhǔn)（表32）。表31 中國煤炭資源環(huán)保等級劃分表灰分產(chǎn)率全硫含量潔凈性%%%%20%環(huán)保煤（有害微量元素符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)）次環(huán)保煤（有害微量元素符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)）非環(huán)保煤變差∣∣∣∣↓20％40%亞環(huán)保煤（有害微量元素符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)）非環(huán)保煤非環(huán)保煤40%非環(huán)保煤非環(huán)保煤非環(huán)保煤潔凈性變差―――――――――――――――――――――→表32 中國煤炭資源有害微量元素環(huán)保等級劃分表（據(jù)中國煤炭地質(zhì)總局，2003）微量元素等 級 及 其 指 標(biāo) （ppm） （濃度限值）潔凈亞潔凈次潔凈非潔凈F100150200300As571015Hg1Cr7174096Cd47Se510Pb132550100Cl35060010001600Mn100160250400綜合上述討論，結(jié)合有關(guān)國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對動力用煤、煉焦用煤、氣化用煤、液化用煤等級的劃分標(biāo)準(zhǔn)，本報告提出如下優(yōu)質(zhì)環(huán)保煤評價指標(biāo)框架體系（表33）。具體工業(yè)用途煤炭資源的優(yōu)質(zhì)環(huán)保煤等級劃分按照本框架體系套用（下述）。表33 中國優(yōu)質(zhì)環(huán)保型煤炭資源等級對應(yīng)表環(huán)保煤等級工業(yè)用途煤等級St,d /％Ad/％有害微量元素動力用煤煉焦用煤氣化用煤液化用煤環(huán)保煤符合環(huán)標(biāo)優(yōu)質(zhì)動力煤優(yōu)質(zhì)，較優(yōu)，非優(yōu)優(yōu)質(zhì)氣化煤亞優(yōu)質(zhì)，次優(yōu)亞環(huán)保煤2040符合環(huán)標(biāo)優(yōu)質(zhì)，非優(yōu)質(zhì)非優(yōu)質(zhì)較優(yōu)質(zhì)，非優(yōu)亞優(yōu)質(zhì)，次優(yōu)次環(huán)保煤符合環(huán)標(biāo)優(yōu)質(zhì)動力煤非優(yōu)質(zhì)較優(yōu)質(zhì)，非優(yōu)優(yōu)質(zhì)，亞優(yōu)質(zhì)非環(huán)保煤2040超過環(huán)標(biāo)優(yōu)質(zhì)，非優(yōu)質(zhì)非優(yōu)質(zhì)較優(yōu)質(zhì)，非優(yōu)次優(yōu)質(zhì)，非優(yōu)20超過環(huán)標(biāo)優(yōu)質(zhì)，非優(yōu)質(zhì)非優(yōu)質(zhì)較優(yōu)質(zhì)，非優(yōu)次優(yōu)質(zhì)，非優(yōu)超過環(huán)標(biāo)優(yōu)質(zhì)，非優(yōu)質(zhì)非優(yōu)質(zhì)較優(yōu)質(zhì)，非優(yōu)次優(yōu)質(zhì)，非優(yōu)注：（1）表中氣化用煤指固定床用煤；（2）工業(yè)用途煤等級劃分指標(biāo)分別參見表323。第二節(jié) 主要煤質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計分析一、主要煤質(zhì)指標(biāo)的統(tǒng)計分布根據(jù)以徐州為中心的60余個勘探區(qū)（徐州24個、淮北12個、淮南5個、河南9個、滕縣10個）1978～2002年的煤質(zhì)化驗資料，共統(tǒng)計1323個樣本，主要包括水分、灰分、發(fā)熱量、全硫、灰熔融性、灰成分、粘結(jié)性指數(shù)、微量元素等參數(shù)。其中，灰分產(chǎn)率數(shù)據(jù)最全，僅缺省4個，然后是揮發(fā)分、全硫含量和發(fā)熱量數(shù)據(jù)相對較全，砷含量缺省較多，共1091個（表34）。表34　江蘇省徐州及其周邊地區(qū)煤質(zhì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析指標(biāo)灰分含量（Ad）揮發(fā)分（Vdaf）全硫含量（St,d）發(fā)熱量（Qgr,d）砷含量（Asd）有效樣本1319130412371081232缺省樣本419862421091⒈灰分產(chǎn)率（Ad）統(tǒng)計分析根據(jù)中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GB/T ，依據(jù)干燥基灰分（Ad，％）的含量可將動力煤分為四個等級。1級為特低灰煤，代號：SLA，含量≤；2級為低灰煤，代號：LA，含量:～；3級為中灰煤，代號：MA, 含量:～。4級為高灰煤，代號：HA，含量：；樣本數(shù)據(jù)各級別統(tǒng)計結(jié)果如表35。表35 徐州及其周邊地區(qū)煤中灰分產(chǎn)率統(tǒng)計結(jié)果分析指標(biāo)出現(xiàn)個數(shù)含缺失值百分比不含缺失值百分比累計百分比1級992級3893級5384級293總個數(shù)1319缺失4總計1323⒉煤的干燥無灰基揮發(fā)分產(chǎn)率Vdaf根據(jù)中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MT/T 8492000，依據(jù)煤的干燥無灰基揮發(fā)分產(chǎn)率（Vdaf，％）進(jìn)行分級可分為六級。1為特低揮發(fā)分煤，代號：SLV，分級范圍：≤ ，試驗方法：GB/T 212；2為低揮發(fā)分煤，代號：LV，分級范圍：～，試驗方法：GB/T 2123為中等揮發(fā)分煤，代號：MV，分級范圍：～，試驗方法： GB/T 2124為中高揮發(fā)分煤，代號：MHV，分級范圍：～， 試驗方法：GB/T 2125為高揮發(fā)分煤，代號：HV分級范圍：～，試驗方法： GB/T 2126為特高揮發(fā)分煤，代號：SHV分級范圍：，試驗方法：GB/T 212樣本數(shù)據(jù)各級別統(tǒng)計結(jié)果如表36。表36 徐州及其周邊地區(qū)煤中干燥無灰基揮發(fā)分產(chǎn)率Vdaf統(tǒng)計結(jié)果分析指標(biāo)對象個數(shù)含缺失值百分比不含缺失值百分比累計百分比1級1112級1493級1224級2855級6106級27不含缺失總計1304缺失19含缺失總計1323⒊全硫含量分析（St,d）根據(jù)中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GB/T ，依據(jù)煤炭干燥基硫分進(jìn)行分級，無煙煤和煙煤硫分分級可分為五級。1為特低硫煤,代號：SLS，干燥基硫分（St,d）范圍/％：2為低硫煤，代號：LS，干燥基硫分（St,d）范圍/％：～3為中硫煤，代號：MS，干燥基硫分（St,d）范圍/％：～4為中高硫煤，代號：MHS，干燥基硫分（St,d）范圍/％：～5為高硫煤，代號：HS，干燥基硫分（St,d）范圍/％：樣本數(shù)據(jù)各級別統(tǒng)計結(jié)果如表37。表37 徐州及其周邊地區(qū)煤中硫分含量統(tǒng)計結(jié)果分析指標(biāo)對象個數(shù)含缺失值百分比不含缺失值百分比累計百分比1級4952級3663級1034級1365級137不含缺失總計1237缺失86含缺失總計1323⒋發(fā)熱量（Qgr，d）分析根據(jù)中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GB/T ，依據(jù)煤炭干燥基高位發(fā)熱量進(jìn)行分級（根據(jù)無煙煤和煙煤發(fā)熱量的分級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)計分析），可分為五級。1為特高熱值煤，代號：SHQ，發(fā)熱量（Qgr，d）范圍/（MJ/kg）：2為高熱值煤，代號：HQ，發(fā)熱量（Qgr，d）范圍/（MJ/kg）：～3為中熱值煤，代號：MQ，發(fā)熱量（Qgr，d）范圍/（MJ/kg）：～4為低熱值煤