做好商品煤质量提升这篇文章

国家能源集团加快基于融合光谱的煤质快速检测关键技术研究与数字化管控平台建设，累计检测煤量超5000万吨;山东能源集团田陈煤矿按照“煤质是设计出来的”理念，根据各矿煤层自然条件，优化不同工作面开拓布局;皖北煤电集团招贤矿业公司加强煤炭销售和市场调研，及时掌握客户生产情况、用煤需求和质量意见……近日，在2024年全国“质量月”活动期间，各煤炭企业煤质提升工作持续有序开展。

为全面贯彻党的二十大和二十届二中、三中全会精神，落实《质量强国建设纲要》部署，深入推动全民质量行动，今年9月，市场监管总局、中央宣传部、最高人民法院、最高人民检察院、国家发展改革委等27个部门以“加强质量支撑共建质量强国”为主题，联合开展2024年全国“质量月”活动。

对于煤炭行业而言，“加强质量支撑”意义深远。党的二十届三中全会提出，要健全煤炭清洁高效利用机制。“我们用什么支撑清洁高效利用机制建立?商品煤质量提升是重要方面。”中国煤炭工业协会副会长刘峰表示。

“我国每年煤炭消费量近50亿吨，首先要认清煤质，才能实现煤炭的清洁高效利用。”全国煤炭标准化技术委员会秘书长、中国煤炭科工集团首席科学家、煤炭科学技术研究院有限公司煤化工分院副院长丁华说。

近年来，煤炭行业不断挖掘煤炭的燃料、原料和材料属性，在煤炭有关标准修订、提升商品煤质量等方面做了一系列工作，持续提升煤炭生产、加工、物流和应用全过程煤质技术监督水平，推动煤炭及相关产业高效协同发展，为“共建质量强国”助力。

煤质研究是门大学问

“煤炭质量研究的范围非常广，贯穿煤炭开发利用全过程。从开采、加工、固废资源化利用，到清洁高效利用、低碳排放，都离不开煤质研究工作。”丁华说。

据介绍，常用的煤炭指标有灰分、全水分、分析水、硫分、发热量、挥发分、固定碳、焦渣特征、结焦性、黏结性等。这些指标能够反映出煤炭的物理、化学特性及其适用性。

在煤炭产业各环节，煤炭质量研究发挥着怎样的作用?丁华从煤炭勘探、开采、洗选加工等全过程进行分析。

在勘探阶段，煤质是后续矿井开发的重要基础依据。特定的煤田，煤炭资源是什么种类?是怎样的品位品级?需要针对相关特性开展煤炭工艺性质评价研究，查明煤田煤质及其变化规律。

在开采阶段，对于任何一个矿区、井田、煤层、产品，煤质指标都会不可避免地出现波动。需要根据勘探资料评价煤质波动性，指导开采阶段的配采工作。煤质直接决定了煤炭开采的经济性，也影响了煤炭价格和销量。

以山西的上组煤和下组煤为例。“大家都知道上组煤非常好，但是量又非常少。通过上组和下组的合理配采和配洗，可以生产出灰分、硫分符合要求的商品煤，有利于保证原煤质量的稳定性，提升经济效益。”丁华说。

在洗选加工阶段，生产的煤炭通过运输皮带进入洗选系统后，经过不同设备和工艺，最终进入不同产品仓。这个环节是煤炭提质增效的“重头戏”。根据煤质平衡产品结构，是洗选加工阶段的重要工作。

例如，开滦集团范各庄矿业公司充分掌握不同煤层的洗选特性，通过调整洗选参数，每月增加精煤量3600多吨，提升了生产矿井洗选加工全产业链经济效益。

在利用环节，挥发分、发热量和黏结指数等指标对于确定煤炭的利用途径具有重要意义。例如，高挥发分的煤炭，适用于气化或液化等深加工领域;低挥发分、高发热量的煤炭适合作为动力煤使用;黏结指数高的煤炭在炼焦过程中具有更好的结焦性能，有利于提高焦炭质量;富油煤适合作为煤炭直接液化的原料煤……

“煤质研究需要各学科交叉，包括煤岩学、煤化学、煤矿物学、燃烧学、炼焦化学、气化工艺学等。在这些原理的指导下，结合具体问题具体分析，服务于煤炭生产加工利用各个环节。”丁华说。

据中国煤炭科工集团煤炭科学技术研究院有限公司煤炭检测中心(国家煤炭质量检验检测中心)党总支书记、副总经理张博介绍，从1984年我国首次引进机械化采样系统到2002年开始机械化采样国产化进程，再到2022年开始探索采样系统智能化、数字化、无人化;从1999年推出煤炭联合自动制样设备到2012年首次提出“无人值守”煤样自动制样系统，再到如今我国开始自主研发设计生产煤炭机器人制样系统……我国煤炭采样、制样技术及装备不断完善。

“煤炭质量研究在煤炭行业转型升级中发挥着关键作用。”张博说。

煤质指标不断规范

煤炭种类众多、特性复杂。虽然我国煤炭质量标准体系相对齐全，但由于管理粗放、标准执行不到位，在实际煤炭流通交易环节，产品质量表述与一些发达国家存在差距。

一位业内人士表示，自己多年前到德国出差时，看到当地企业对某种煤炭的介绍，“用了整整一张A4纸，各项指标一目了然”。而同样的煤种，当时在国内“一行字就介绍完了”。

现行的《中国煤炭分类》国家标准于1989年10月1日正式实施，并于2009年进行修订，2010年正式实施。

在近日召开的2024商品煤质量提升与品牌建设大会上，《中国煤炭分类》国家标准修订研讨会同期召开，依托近年来煤质表征技术的进步，我国煤炭分类标准将进一步修订。

除煤炭分类标准外，近年来，煤炭行业不断加强关键技术标准研制，基本建立了商品煤质量标准体系。

国家市场监督管理总局标准创新司交通能源处处长王军伟表示，针对煤炭的生产、市场流通、终端利用等环节，国家市场监督管理总局已发布商品煤质量标准16项，包括动力用煤、冶金用煤、化工用煤等系列标准，形成了服务于不同工业部门的商品煤质量标准体系。

“后续，我们将根据各个区域的煤质特点，深挖价值潜力、煤质优势，开展定制化、标准化工作的品牌工作，进而从国内推向国际。”丁华说。

据介绍，目前煤炭领域直接和相关的标准化组织大概有8个，煤炭领域(不含开采)相关标准有600余项。

“值得注意的是，现行的《商品煤质量管理暂行办法》《商品煤质量评价与控制技术指南》等，都使用了‘商品煤’这三个字，而不是‘煤炭产品’。这是因为，过去煤炭供应比较紧张，我们更注重生产过程，对商品煤概念的关注相对较少。”刘峰坦言，“企业初步生产出的是产品，提供给用户的才是商品。只有成为商品，才能在市场上流动，才能和消费者达成一致。”

刘峰表示，标准是质量基础设施的重要支撑，只有高标准才有高质量。商品煤质量一系列国家标准的实施应用，推动了煤炭企业优胜劣汰，保障了煤炭市场规范、公平竞争，为行业树立了明确的标杆，促进了行业规范化、精细化发展。

在环保方面作用凸显

煤炭质量与环境保护息息相关。

据刘峰介绍，随着全球对环境保护的日益重视、“双碳”目标的提出，煤炭质量在环保方面的作用更加凸显。

硫分这一指标，直接关系到煤炭燃烧过程中产生的二氧化硫等有害气体排放。降低煤炭中的硫分含量，对于减少大气污染、保护生态环境具有重要意义。

灰分这一指标，是影响环境保护的重要因素。高灰分煤炭在燃烧过程中会产生大量灰渣，不仅占用了宝贵的土地资源，还可能对地下水造成污染。通过洗选等工艺降低煤炭灰分含量，是实现煤炭清洁利用的关键环节。

“煤炭企业应积极响应国家环保政策，努力提高煤炭产品质量，为推动煤炭行业绿色转型贡献力量。”刘峰说。

党的十八大以来，我国高度重视生态文明建设与能源结构转型，相继出台了一系列政策文件，煤炭清洁高效利用已提升为国家能源发展战略的核心内容。

“我们需要基于煤炭行业发展现状和政策要求，设定商品煤质量提升要求，推动煤炭行业转型升级，提升煤炭产品附加值和市场竞争力。”刘峰说，“煤炭清洁高效利用的新特征，对商品煤质量提升提出了新要求。”

一是提高煤炭利用效率。在以煤为主的能源结构下，提高煤炭燃烧效率和热能效率，能够减少煤炭资源的浪费和损失，有助于减少碳排放，促进产业结构优化和经济可持续发展。

二是控制污染物排放。煤炭污染物主要来源于煤炭的洗选、提质、燃烧等过程。要从煤炭加工厂设计、建设、运营等全过程控制污染排放。

三是提升煤炭产品附加值。通过煤制油、煤制气、煤制烯烃等深加工项目，提升煤炭附加值和利用率，形成高端产业链;聚焦煤炭开采、清洁利用等关键技术领域开展攻关研究，推动煤炭产业技术升级和产品附加值提升;向清洁能源、新材料等领域延伸开发碳纤维、石墨烯等新材料，减少对煤炭资源的依赖，实现多元化发展。

四是推动煤炭利用低碳化转型。实施生物质掺烧、绿氢掺烧、碳捕集利用与封存、开展碳足迹核算和碳交易活动等多种改造方式，拓宽煤电低碳发电技术路线，减少碳排放。

“现在各个行业都在开展碳足迹管理数据普查。在煤炭生产领域，我们对这一概念仍停留在观望阶段。我们亟需跟上形势，加强碳排放监测与管理，加强煤炭产品碳足迹的识别与量化研究。”刘峰说。

以科技创新加速提质

如何提升商品煤质量?

国家能源局原副局长吴吟认为，煤质提升需练好内功，顺应能源转型大势——电气化、低碳化、数字化。煤质提升是一个系统工程，涉及设计、建设、开采、运输、洗选、储存、装运、售后服务等全过程。

“在这个过程中，煤质提升需健全层层明确的质量管理体系，持续依靠科技创新，挖掘数字技术潜力。”吴吟说。

“提升商品煤质量，必须加强科技创新能力建设。”刘峰同样指出，“科技不仅是质量的核心，也是质量提升的根本保障。通过加大科技创新力度，不断提高产品技术含量，促进产业行业结构优化和转型升级，将发展方式从规模速度型转向质量效率型。”

在煤炭行业，通过技术突破带来商品煤质量提升的变化正在发生，越来越多的煤炭企业感受到科技提质的力量。

为解决传统人工检测方法流程长、数据迟、风险大、结算周期长、投入大、运行成本高等问题，国家能源集团联合相关单位开展世界首创的基于融合光谱的煤质快速检测关键技术研究与数字化管控平台建设，目前已在该集团9家单位试验近2年，检测煤量超5000万吨，实现煤质检测数据“实时、透明、共享”。

国家能源集团电科院南环院党委书记、执行董事张杰介绍，该技术可以检测6毫米煤样的热值、全硫、灰分、全水等指标，检测时间不超过2分钟，一列车检测煤样量是传统方法的10万倍，大大提升了样品代表性和检测效率。

为解决传统煤灰检测存在的不足，淮北矿业集团联合煤炭科学技术研究院有限公司，开展对煤灰在线测试灰分识别系统的技术研究。

“我们十分重视科技创新对煤质管控的作用。”淮北矿业集团煤炭运销分公司副总经理孟庆勇说，“通过对在线系统的元素识别、环境干扰因素等研究，我们开发了高精度在线灰分识别系统，解决了现有在线测灰技术精度较差等的问题。”

为提升精煤出厂质量，山西焦煤集团加快推进选煤厂智能化建设，以数智赋能提高洗选效率、精煤产率。在山西焦煤集团沙曲选煤厂集控室，由44块显示屏组成的高清集控大屏幕，1∶1还原了生产车间。400余台生产设备高速运转，从原煤输送、重介主洗到浮选等各个环节生产过程、参数指标，在屏幕上一览无余。集控工可根据生产实际，随时调整洗选参数，煤质稳定率在90%以上。

今年7月，潞安化工集团与怀柔实验室山西研究院签订战略合作协议，在高效催化剂制备、高灰熔点煤气化、煤制高端化学品、固废资源化利用、化工装备制造等方面开展技术研发合作、科技创新设施共享，践行产学研合作。

刘峰表示，未来，煤炭行业要不断加强煤化工技术的研发与创新，优化工艺流程，探索适合我国国情的煤化工低能耗发展道路;加强炼焦煤配煤的技术研发与应用，通过科学精准的配煤方案，提高焦炭质量，降低炼焦过程中的能耗与排放;探索煤炭与新能源、新技术融合发展路径，共同推动煤炭行业技术进步、管理创新、质量提升和市场拓展。