关于煤中水的存在形式和全水分定义煤中水分按其结合形态可分为游离水和结合水（即结晶水）两大类。

游离水是指以物理吸附或吸着方式与煤结合的水。

结合水是指以化合的方式同煤中矿物质结合的水，它是矿物晶格的一部分，如硫酸钙（CaSO4•2H2O）和高岭土(Al2O3•2SiO2•2H2O)中的结合水。

煤中的游离水于常压下在105 ℃～110 ℃的温度下经过短时间干燥即可蒸发；而结晶水通常要在200 ℃，有的甚至要在500 ℃以上才能析出。

我们所测定的全水分及空气干燥水分只是游离水，也就是外在水分和内在水分。

内在水分是指吸附在煤颗粒内部毛细孔中的水。

外在水分是指：吸附在煤颗粒表面上或非毛细孔中的水分。

煤在收到状态时的全水分指煤中内在水分和外在水分的总和，以符号Mt表示。

全水分定义当中的内在水和外在水的概念是理论上的定义，在实际工作中涉及的外在水，指的是在试验条件下，煤样与空气湿度达到接近平衡时所失去的水分；而接着在第二步测定条件下失去的水分称内在水。

所以应注意理论上的内外水概念和实际中的内外水概念是不同的，在实际情况下，煤从脱去外在水到脱去内在水是个连续而复杂的过程，二者间难以严格区分开来，在实际的实验中是按照试验方法或者试验条件来定义的，在工作中要注意辨析清楚。

事实上，在实际测定中的外在水包含了一部分理论上的内在水。

对于煤炭贸易而言，全水分超标扣重是惯例，甚至有的合同中还把它作为拒收的条款。

水分超出不仅降低了货值，同时也增加了铁路、海运、装卸等环节上的费用。

全水分过高也会降低煤的低位发热量，在以低位发热量计价时，直接影响到企业的经济利益。

煤炭全水分对其加工、利用、储存、运输都有很大的影响。

如全水分高的煤不易破碎；煤在锅炉中的燃烧时，若水分含量高，就需要消耗很多热量用于蒸发煤中的水分，这样不但会影响燃烧的稳定性，且消耗潜能降低热效率，一般来说每增加1%的水分，就会降低煤的发热量的1%左右。

在炼焦中的水分高会降低产率，而且由于大量水分蒸发而延长焦化周期。

GB/T211标准共有A、B、C、D四种测定全水分的方法，方法A适用于各种煤；方法B适用于烟煤和无烟煤；方法C适用于烟煤和褐煤；方法D适用于外在水分高的烟煤和无烟煤。

测定全水分对煤样的要求以及制备如下：①煤样：方法A、B和C采用粒度小于6 mm的煤样，煤样量不少于500 g；方法D采用粒度小于13 mm的煤样，煤样星约2 kg。

②煤样的制备：粒度小于13 mm煤样按照GB 474制备。

粒度小于6 mm煤样的制备：用九点取样法从破碎到粒度小于13 mm的煤样中取出约2 kg，全部放入破碎机中一次破碎到粒度小干6 mm，用二分器迅速缩分出500 g煤样，装入密封容器。

③在测定全水分之前，应检查样品质量的损失情况，能确定煤样在运送过程中有损失时，应将减少的质量作为煤样在运送过程中的水分失过，并计算出该量对煤样质量的百分数，计人煤样全水分。

④称取煤样之前，应将密闭容器中的煤样充分混合至少1 min。

目前已经出了最新的GBT 211-2007 煤中全水分的测定方法。

一般分析煤样水分在一定条件下，一般分析煤样在实验室中与周围空气湿度达到大致平衡时所含有的水分称为一般分析煤样水分，亦称分析煤样水分（分析水分）、空气干燥煤样水分（空干水分），用符号Mad表示。

一般分析煤样水分测定的必要性表现在：①一般分析煤样水分Mad是一项重要的煤质指标，它在煤的基础理论和加工利用的研究中都具有重要的作用，通过水分的测定结果可以大致了解煤的变质程度。

经研究证明，一般分析煤样水分与煤的煤化程度有很密切的曲线相关关系，见表3.3.1。

表3.3.1 一般分析煤样水分与煤的煤化程度的关系牌号泥炭Vdaf>50% 年老褐煤Vdaf>37%~50% 长焰煤不粘煤弱粘煤气煤肥煤Mad/% 50~30 10~28 3~12 3~15 0.5~5.0 1~6 0.3~2.0牌号焦煤瘦煤贫煤年轻无烟煤典型无烟煤年老无烟煤石煤Mad/% 0.3~1.5 0.4~1.8 0.5~2.5 0.7~2.5 1~.30 2~9.5 1~4一般分析煤样水分以焦煤、肥煤和瘦煤为最低，Mad一般不超过2%。

以煤化程度低的泥炭、褐煤、长焰煤和不粘煤为最高。

但当煤化程度从贫煤向无烟煤过度时，一般分析水分又逐渐增高，尤其是进入变质程度深的无烟煤以后，一般分析煤样水分明显增高。

②一般分析煤样水分（内在水分）也是动力煤出口的一项重要的合同指标，有的合同还把该项列为拒收条款。

内在水分过高可使煤炭加工工艺受到影响，故有些国外商客对该指标格外重视。

由于煤种决定了内在水分的范围，因此这一指标也对不同煤种的混配起到了限制作用。

③在煤质分析中，一般分析煤样水分是进行不同基态的煤质分析结果之间换算的基础数据。

一般分析煤样水分还是某些测定项目的校准数据。

④在煤炭的进出口以及国内贸易中，空气干燥基高位发热量Qgr,ad和收到基低位发热量Q net,ar是主要的计价指标，而Mad直接影响Qgr,ad和Qnet,ar的测定值，因此，Mad的高低直接影响着贸易有关各方的经济利益。

标准GB/T 212中规定了煤的两种水分测定方法。

其中方法A适用于所有煤种，方法B仅适用于烟煤和无烟煤。

在仲裁分析中遇到有用空气干燥煤样水分进行校正以及基的换算时，应用方法A测定空气干燥煤样的水分。

空气干燥法测定煤中水分时为什么要用带有鼓风的干燥箱？鼓风的目的在于促进干燥箱内的空气流动，这样一方面使干燥箱内温度均匀，另一方面使煤中的水分尽快蒸发，缩短试验周期。

试验证明在鼓风的情况下干燥1 h测得的水分高于在不鼓风的情况下测得的水分值。

在随后的30 min检查性干燥中，在鼓风的条件下只需进行1次，试样即可达到恒重，而不鼓风时，常需进行多次才能达到恒重。

煤的水分、挥发分、灰分、发热量对燃烧的影响人们通常把开发煤炭资源的企业称作煤矿，把开采出来的煤矿产品称为煤炭。

我国古代曾称煤炭为石涅，或称石炭。

它是植物遗体埋藏在地下经过漫长复杂的生物化学、地球化学和物理化学作用转化而成的一种固体可燃矿产。

它不仅是工农业和人民生活不可缺少的主要燃料，而且还是冶金、化工、医药等部门的重要原料。

据统计，在我国能源生产和消费构成中，煤炭一直居于主导地位，1995年，生产占75.5%，消费占75.0%。

在国民经济中，工业、农业、交通运输的发展都离不开煤炭。

随着近代科学技术的发展和新工艺、新方法的应用，煤炭的用途和综合利用价值将会越来越大。

可以预计，在未来相当长的时期内，煤炭在我国国民经济中都将占有相当重要的地位。

一、矿物原料特点(一) 煤的物理性质煤的物理性质是煤的一定化学组成和分子结构的外部表现。

它是由成煤的原始物质及其聚积条件、转化过程、煤化程度和风、氧化程度等因素所决定。

包括颜色、光泽、粉色、比重和容重、硬度、脆度、断口及导电性等。

其中，除了比重和导电性需要在实验室测定外，其他根据肉眼观察就可以确定。

煤的物理性质可以作为初步评价煤质的依据，并用以研究煤的成因、变质机理和解决煤层对比等地质问题。

1.颜色是指新鲜煤表面的自然色彩，是煤对不同波长的光波吸收的结果。

呈褐色—黑色，一般随煤化程度的提高而逐渐加深。

2.光泽是指煤的表面在普通光下的反光能力。

一般呈沥青、玻璃和金刚光泽。

煤化程度越高，光泽越强；矿物质含量越多，光泽越暗；风、氧化程度越深，光泽越暗，直到完全消失。

3.粉色指将煤研成粉末的颜色或煤在抹上釉的瓷板上刻划时留下的痕迹，所以又称为条痕色。

呈浅棕色—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称煤的密度，它是不包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。

煤的容重又称煤的体重或假比重，它是包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。

煤的容重是计算煤层储量的重要指标。

褐煤的容重一般为1.05～1.2，烟煤为1.2～1.4，无烟煤变化范围较大，可由1.35～1.8。

煤岩组成、煤化程度、煤中矿物质的成分和含量是影响比重和容重的主要因素。

在矿物质含量相同的情况下，煤的比重随煤化程度的加深而增大。

5.硬度是指煤抵抗外来机械作用的能力。

根据外来机械力作用方式的不同，可进一步将煤的硬度分为刻划硬度、压痕硬度和抗磨硬度三类。

煤的硬度与煤化程度有关，褐煤和焦煤的硬度最小，约2～2.5；无烟煤的硬度最大，接近4。

6.脆度是煤受外力作用而破碎的程度。

成煤的原始物质、煤岩成分、煤化程度等都对煤的脆度有影响。

在不同变质程度的煤中，长焰煤和气煤的脆度较小，肥煤、焦煤和瘦煤的脆度最大，无烟煤的脆度最小。

7.断口是指煤受外力打击后形成的断面的形状。

在煤中常见的断口有贝壳状断口、参差状断口等。

煤的原始物质组成和煤化程度不同，断口形状各异。

8.导电性是指煤传导电流的能力，通常用电阻率来表示。

褐煤电阻率低。

褐煤向烟煤过渡时，电阻率剧增。

烟煤是不良导体，随着煤化程度增高，电阻率减小，至无烟煤时急剧下降，而具良好的导电性。

(二) 煤的化学组成煤的化学组成很复杂，但归纳起来可分为有机质和无机质两大类，以有机质为主体。

煤中的有机质主要由碳、氢、氧、氮和有机硫等五种元素组成。

其中，碳、氢、氧占有机质的95%以上。

此外，还有极少量的磷和其他元素。

煤中有机质的元素组成，随煤化程度的变化而有规律地变化。

一般来讲，煤化程度越深，碳的含量越高，氢和氧的含量越低，氮的含量也稍有降低。

唯硫的含量则与煤的成因类型有关。

碳和氢是煤炭燃烧过程中产生热量的重要元素，氧是助燃元素，三者构成了有机质的主体。

煤炭燃烧时，氮不产生热量，常以游离状态析出，但在高温条件下，一部分氮转变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。

含硫多的煤在燃烧时生成硫化物气体，不仅腐蚀金属设备，与空气中的水反应形成酸雨，污染环境，危害植物生产，而且将含有硫和磷的煤用作冶金炼焦时，煤中的硫和磷大部分转入焦炭中，冶炼时又转入钢铁中，严重影响焦炭和钢铁质量，不利于钢铁的铸造和机械加工。

用含有氟和氯的煤燃烧或炼焦时，各种管道和炉壁会遭到强烈腐蚀。

将含有砷的煤用于酿造和食品工业作燃料，砷含量过高，会增加产品毒性，危及人民身体健康。

煤中的无机质主要是水分和矿物质，它们的存在降低了煤的质量和利用价值，其中绝大多数是煤中的有害成分。

另外，还有一些稀有、分散和放射性元素，例如，锗、镓、铟、钍、钒、钛、铀……等，它们分别以有机或无机化合物的形态存在于煤中。

其中某些元素的含量，一旦达到工业品位或可综合利用时，就是重要的矿产资源。

通过元素分析可以了解煤的化学组成及其含量，通过工业分析可以初步了解煤的性质，大致判断煤的种类和用途。

煤的工业分析包括对水分、灰分、挥发分的测定和固定碳的计算四项内容。