Горное дело. ГОСТ Р 51591-2000 - Угли бурые, каменные и антрацит. Общие технические требования. ОКС: Горное дело и полезные ископаемые, Угли. ГОСТы. Угли бурые, каменные и антрацит. Общие технические.... class=text>

ГОСТ Р 51591-2000

Угли бурые, каменные и антрацит. Общие технические требования

ГОСТ Р 51591-2000
Группа А13

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УГЛИ БУРЫЕ, КАМЕННЫЕ И АНТРАЦИТ
Общие технические требования
Brown coals, hard coals and anthracites.
General technical requirements

ОКС 75.160.10*
ОКП 03 2200

_____________________

* В указателе "Национальные стандарты" 2004 год - ОКС 75.160.10 и 73.040. -

Примечание.

Дата введения 2001-01-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Техническим комитетом по стандартизации ТК 179 "Твердое минеральное топливо" (Комплексным научно-исследовательским и проектно-конструкторским институтом обогащения горючих ископаемых - ИОТТ)

2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 21 апреля 2000 г. N 116-ст

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на группу однородной продукции - бурые, каменные угли и антрацит, а также продукты их обогащения и рассортировки (далее - угольная продукция) и устанавливает показатели качества, характеризующие безопасность продукции и подлежащие обязательному включению в документацию, по которой изготовляется продукция.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 8606-93 (ИСО 334-92) Топливо твердое минеральное. Определения общей серы. Метод Эшка
ГОСТ 9326-90 (ИСО 587-91) Топливо твердое минеральное. Методы определения хлора
ГОСТ 10478-93 (ИСО 601-81, ИСО 2590-73) Топливо твердое. Методы определения мышьяка
ГОСТ 11022-95 (ИСО 1171-81) Топливо твердое минеральное. Методы определения зольности
ГОСТ 25543-88 Угли бурые, каменные и антрациты. Классификация по генетическим и технологическим параметрам

3 Технические требования

3.1 Классификация углей по генетическим и технологическим параметрам - по ГОСТ 25543.

3.2 Угольную продукцию подразделяют на обогащенный уголь рассортированный и нерассортированный (далее - обогащенный уголь), необогащенный рассортированный уголь, рядовой уголь, промежуточный продукт (промпродукт), отсев и шлам.

3.3 Показатели качества, характеризующие безопасность угольной продукции, приведены в таблице 1. Нормы по указанным показателям устанавливают в документах на конкретную продукцию отдельных предприятий, но они не должны превышать значений, предусмотренных настоящим стандартом.
Таблица 1

Наименование показателя	Норма для продукции			Метод испытания
	Обогащенный уголь	Необогащенный рассортированный уголь	Рядовой уголь, промпродукт, отсев, шлам
1 Зольность ,%, не более:				ГОСТ 11022
Каменный уголь и антрацит
Бурый уголь
2 Массовая доля общей серы , %, не более				ГОСТ 8606
3 Массовая доля хлора , %, не более				ГОСТ 9326
4 Массовая доля мышьяка , не более

3.4 Методы испытаний, указанные в таблице 1, являются арбитражными и подлежат включению в документацию, регламентирующую качество угольной продукции.
Допускается применять другие методы испытаний, не уступающие по точности указанным в таблице 1.

С помощью технического анализа определяют в углях и горючих сланцах зольность, содержание влаги, серы и фосфора, выход летучих веществ на горючую массу, теплоту сгорания и характеристику нелетучего твердого остатка. Все анализы производят по аналитическим пробам угля и сланца, а содержание влаги в рабочем топливе – по лабораторным пробам.

Пересчёт элементарного состава, выхода летучих веществ и теплоты сгорания для углей (кроме сланцев) при переходе на другую массу производится по соотношениям, согласно формулам. При пересчёте элементарного состава и теплоты сгорания сланца зольность А должна быть заменена на A+С02 для соответствующей массы сланца.

ВЛАГА

При анализе углей различают следующие виды влаги:

лабораторную – Wл, определяемую по лабораторным пробам для технических анализов;
аналитическую – Wа, определяемую по аналитическим пробам для элементарного анализа;
воздушно-сухую – Wавс, определяемую по аналитическим пробам при воздушно-сухом состоянии навески в условиях фактического состояния воздуха в лаборатории по относительной влажности и температуре;
гигроскопическую (внутреннюю) – Wги, близкую к Wa, но определяемую по аналитическим пробам, доведенным до воздушно-сухого равновесного состояния при* постоянной относительной влажности (60±2%) и температуре (20±5 °С) воздуха;
рабочую влагу – Wp определяемую по лабораторной пробе с учетом потери влаги при пересылке пробы в лабораторию.

Влага рабочего топлива подразделяется на внутреннюю влагу, равную гигроскопической (Wги), и внешнюю влагу (Wвнешн), определяемую как разность Wвнешн = Wp-Wг,%. Внутренняя гигроскопическая влага (Wги) зависит от относительной влажности и температуры окружающего воздуха и адсорбционной способности углей. Влажность и зольность, составляющие балласт Бр = Wp+Aр топлива, в особенности внешняя влага, ухудшают качество углей, уменьшают сыпучесть, затрудняют классификацию и транспортирование и вызывают смерзание угля в зимнее время.

Угли с повышенным содержанием влаги непригодны к длительному хранению, так как влага способствует самонагреванию и самовозгоранию. В связи с этими техническими условиями и стандартами на угли по видам потребления установлены предельные (браковочные) нормы содержания влаги для отдельных марок и сортов углей.

Тощие угли, полуантрацит и антрацит – менее влажные, бурые угли – более влажные. Содержание влаги в углях и горючих сланцах определяют по ГОСТ 11014-2001. Сущность метода определения содержания влаги заключается в высушивании навески пробы топлива в сушильном шкафу при температуре 105-110 °С до постоянной массы и в вычислении потери массы взятой навески в процентах. Определение содержания влаги ускоренным методом производится по ГОСТ 11014-2001. Сущность ускоренного метода определения содержания влаги заключается в высушивании навески топлива в сушильном шкафу при температуре, повышающейся в течение 5 мин от 130 до 150 °С для аналитической пробы и в течение 20 мин – для лабораторной, и в вычислении потери массы взятой навески топлива в процентах. Расхождения между результатами двух параллельных определений содержания влаги по указанному ГОСТу не должны превышать допустимых значений.

ЗОЛЬНОСТЬ

Угли всегда содержат негорючие минеральные примеси, в состав которых входят карбонаты кальция СаСОз, магния MgC03, гипс CaS04-2H20, колчедан FeS2, редкие элементы. При сжигании угля несгоревшая часть минеральных примесей образует золу, которая в зависимости от ее состава, может быть тугоплавкой или легкоплавкой, сыпучей или сплавленной. Минеральные примеси ухудшают качество углей, уменьшают теплоту сгорания, загружают транспорт перевозкой лишнего балласта, повышают расход угля на единицу вырабатываемой продукции, усложняют условия использования и ухудшают качество кокса.

Минеральные примеси не всегда являются балластом, иногда в них содержатся редкие элементы в количествах, позволяющих их промышленное использование. Кроме того, шлак может быть использован для производства цемента и других строительных материалов.

Зольность углей определяют по ГОСТ 11022-95. Сущность метода заключается в озолении навески топлива в муфеле и прокаливании зольного остатка до постоянной массы при температуре 800-825 °С для углей и 850-875 °С для горючих сланцев и определении массы зольного остатка в процентах к массе навески топлива. Зольность, полученная в результате анализа аналитической пробы, пересчитывается на зольность в абсолютно сухом топливе Ас.

Зольность рабочего топлива Ар в процентах вычисляют по формуле:

Ар =Ас(100-Wр)/100

Определение зольности ускоренным методом производится по ГОСТ 11022-95. Его сущность заключается в озолении навески угля в муфеле, нагретом до температуры 850-875±25°С, и определении массы зольного остатка в процентах к массе навески.

Расхождения между результатами определения зольности Лс по дубликатам одной лабораторной пробы в разных лабораториях по указанным ГОСТам не должны превышать:

для топлива с зольностью:

до 12%... 0,3%
от 12 до 25%... 0,5%
свыше 25%... 0,7%
свыше 40%... 1,0%

Техническими условиями и ГОСТами устанавливаются средние и предельные (браковочные) нормы зольности для различных марок и классов угля по отдельным шахтам, разрезам и обогатительным фабрикам.

СЕРА

Общая сера, содержащаяся в углях, состоит из колчеданной Sк, сульфатной Sc, и органической Sо серы. Колчеданная сера встречается в углях в виде отдельных зерен и крупных кусков минералов пирита и марказита. При выветривании угля в шахтах, разрезах и на поверхности колчедан окисляется и образует сульфаты. Сульфатная сера содержится в углях, главным образом в виде сульфатов железа FeS04 и кальция CaS04. Содержание сульфатной серы в углях обычно не превышает 0,1-0,2%. При сжигании сульфатная сера переходит в золу, а при коксовании углей – в кокс. Органическая сера входит в состав органической массы угля. Содержание общей серы и ее разновидной в топливе определяют по ГОСТ 8606-93.

Сера содержится во всех видах твердого топлива, причем содержание общей серы в углях колеблется в основном от 0,2 до 10%.

Сера – нежелательная и даже вредная часть топлива. При сжигании угля она выделяется в виде SO2, загрязняя и отравляя окружающую среду и корродируя металлические поверхности, уменьшает теплоту сгорания топлив, а при коксовании переходит, ухудшая его свойства и качество металла. Выбор путей использования углей часто зависит от содержания в них общей серы. Именно поэтому общая сера – важнейший показатель качества углей.

Содержание общей серы определяют сжиганием навески топлива со смесью окиси магния и углекислого натрия (смесь Эшка), растворением образовавшихся сульфатов, осаждением сульфат-иона в виде сернокислого бария, определением массы последнего и пересчетом его на массу серы. Содержание сульфатной серы определяют растворением сульфатов, содержащихся в топливе, в дистиллированной воде, осаждением сульфат-иона в виде сернокислого бария, определением массы последнего и пересчетом его на массу серы. Содержание колчеданной серы определяют обработкой пробы топлива разбавленной азотной кислотой и растворением в ней сульфатов, образовавшихся при окислении колчедана азотной кислотой с последующим осаждением сульфат-иона в виде сернокислого бария, определением массы последнего и пересчетом его на массу серы. Содержание колчеданной серы определяется по разности между содержанием серы, извлекаемой из топлива азотной кислотой, и водой.

Расхождения между результатами двух параллельных определений содержания серы в одной лаборатории не должны превышать: для угля с содержанием серы до 2% – 0,05%, свыше 2% – 0,1%. Расхождения между результатами определения содержания серы по дубликатам одной лабораторной пробы в разных лабораториях не должны превышать: для угля с содержанием серы до 2% – 0,1%, свыше 2% – 0,2%. Содержание серы ускоренным методом определяют по ГОСТ 2059-54.

Сущность этого метода заключается в сжигании невески угля в струе кислорода или воздуха при температуре 1150±50 °С, улавливании образовавшихся сернистых соединений раствором перекиси водорода и определении объема полученной в растворе серной кислоты титрованием ее раствором едкого кали. Расхождения между результатами двух параллельных определений содержания серы одной пробы для одной лаборатории не должны превышать 0,1%, для разных лабораторий – 0,2%.

ФОСФОР

Содержится в угле в незначительных количествах – 0,003-0,05% и является вредной примесью, так как при коксовании переходит в кокс, а из кокса – в металл, придавая ему хрупкость. В донецких углях содержание фосфора колеблется в пределах 0,003-0,04%, в кузнецких и карагандинских – 0,01-0,05%. Фосфор определяется объемным или фотоколориметрическим методом по ГОСТ 1932-93.

Объемный метод заключается в окислении фосфора, содержащегося в пробе угля, в ортофосфорную кислоту с последующим осаждением фосфора в виде фосфорномо-либденовокислого аммония, растворении последнего в избытке титрованного раствора едкой щелочи, обратном титровании полученного раствора серной кислотой и вычислении процентного содержания фосфора по количеству раствора щелочи, израсходованного для растворения осадка. Фотоколориметрический метод заключается в сжигании навески угля со смесью окиси магния и углекислого натрия (смесь Эшка), растворении спекшейся массы в кислоте, удалении кремниевой кислоты из раствора и фотоколориметрическом определении фосфора в фильтрате.

Расхождения между результатами двух параллельных определений содержания фосфора не должны превышать:

до 0,01%... 0,001%
до 0,05%... 0,003%
до 0,1%... 0,005%
более 0,1%... 0,01%

Вычисление содержания фосфора производят на абсолютно сухую массу угля.

ЛЕТУЧИЕ ВЕЩЕСТВА

При нагревании углей без доступа воздуха образуются твердые и газообразные продукты. Выход летучих веществ является одним из основных показателей для классификации углей по маркам и зависит от степени метаморфизма углей. С переходом к более метаморфизованным углям выход летучих веществ уменьшается. Так, выход летучих веществ на горючую массу Vг для бурых углей колеблется от 28 до 67%, для каменных углей – от 8 до 55% и для антрацита – от 2 до 9%. Выход летучих веществ для каменных и бурых углей определяется по ГОСТ 6382-65 по весовому методу, а для антрацита и полуантрацита Донецкого бассейна – по ГОСТ 7303-2001 по весовому методу, а для антрацита и полуантрацита Донецкого бассейна – по ГОСТ 7303-90 по объемному методу.

Сущность весового метода заключается в нагревании навески угля в закрытом крышкой фарфоровом тигле при температуре 850±25°С в течение 7 мин и определении потери в массе взятой навески. Выход летучих веществ вычисляется по разности между общей потерей в массе и потерей, происшедшей за счет испарения влаги и удаления углекислоты карбонатов при содержании последней в пробе более 2%. Расхождения между результатами определения выхода летучих веществ Vг не должны превышать 0,5% для углей с Vг менее 45% и 1,0% для углей с Vг>45%.

Сущность объемного метода заключается в нагревании навески антрацита и полуантрацита при температуре 900±10°С в течение 15 мин и определении объема выделившегося газа в см 3 /г. Расхождения между результатами двух параллельных определений объемного выхода летучих веществ в см 3 /г по одной пробе не должны превышать 7% к меньшему из них.

На основании значений выхода летучих веществ и характеристики нелетучего остатка можно ориентировочно оценить спекаемость углей, а также предугадать поведение топлива в технологических процессах переработки и предложить рациональные способы сжигания.

ТЕПЛОТА СГОРАНИЯ

Теплота сгорания (Q, ккал/кг) является одним из основных показателей качества углей. Стандартами и техническими условиями предусматривается средняя величина теплоты сгорания топлива на горючую массу по бомбе Q г б для угля, а для сланцев на абсолютно сухое топливо – Q с б. Теплоту сгорания определяют по ГОСТ 147-95.

Сущность метода заключается в сжигании навески топлива в калориметрической бомбе в сжатом кислороде и определении количества тепла, выделившегося при его сгорании. Теплота сгорания на горючую массу Q г б, определенная по бомбе, содержит, помимо теплоты, полученной от сжигания горючей части угля, теплоту, выделяющуюся при образовании и растворении в воде азотной кислоты, и скрытую теплоту парообразования при сгорании водорода, которая передается воде калориметра. Низшая теплота сгорания Q г н получается как разность между Q г б и теплотой, полученной в бомбе за счет кислотообразования и конденсации водяных паров, которая в практических условиях сжигания угля не может быть использована.

Низшая теплота сгорания Q г н получается как разность между Q г б и теплотой, полученной в бомбе за счет кислотообразования и конденсации водяных паров, которая в практических условиях сжигания угля не может быть использована:

Q г н = Q г б – 22,5 (S r o + S r k) – aQ г б – 54Н г,
где 22,5 – теплота, выделяющаяся при образовании серной кислоты в воде на 1% серы, перешедшей при сжигании угля в бомбе в сернистую кислоту, ккал; S r o + S r k – количество горючей серы, перешедшей при сжигании угля в бомбе в сернистую кислоту (в процентах), отнесенное на горючую массу пробы угля.

Низшая теплота сгорания угля на рабочую массу Q р н, выделяемая при сгорании топлива в промышленных топках, ниже Q г н, так как в рабочем топливе содержится балласт Б р = W р + A р и, кроме того, для испарения влаги требуется затратить тепло 6W р;

Q р н для углей может быть вычислена по формуле:

Q р н = Q г н 100 – W p – A p 100 – 6W p , ккал/кг,

где Q р н – теплота сгорания низшая на рабочую массу, ккал/кг; Q г н – теплота сгорания низшая на горючую массу, ккал/кг.

Для горючих сланцев Q р н – вычисляется по формуле

Q р н = Q г н 100 – W p – W p испр – CO p 2K 100 – 6W p – 9,7CO p 2K ,

где 9,7CO p 2K – поглощение тепла при разложении содержащихся в сланцах карбонатов, ккал/кг.

УСЛОВНОЕ ТОПЛИВО

Ввиду того, что теплота сгорания углей отдельных месторождений, марок и сортов и других видов топлива различна, для удобства планирования потребности топлива, определения удельных норм и фактических расходов топлива, а также для возможности их сравнения введено понятие «условное топливо». За условное принято такое топливо, низшая теплота сгорания которого на рабочую массу Q р н составляет 7000 ккал/кг. Для перевода натурального топлива в условное и условного в натуральное пользуются калорийным эквивалентом, величина которого зависит от Q р н.

КАЛОРИЙНЫЙ ЭКВИВАЛЕНТ

Калорийный эквивалент Э к – это отношение низшей теплоты сгорания рабочего топлива к теплоте сгорания условного топлива, т. е.

Э к = Q р н 7000 .

Перевод натурального топлива В н в условное В у производится умножением количества натурального топлива на калорийный эквивалент: В у = В н *Э к.

Перевод условного топлива в натуральное производится делением количества условного топлива на калорийный эквивалент: В у = В н /Э к.

ТЕХНИЧЕСКИЙ ЭКВИВАЛЕНТ

Технический эквивалент применяется для сравнения различных углей и других видов топлива с точки зрения их теплотехнической ценности и определения эквивалентных количеств при замене одного вида топлива другим. Технический эквивалент Э т – отношение полезно использованного количества тепла данного топлива к теплоте сгорания условного топлива. Полезно использованное тепло единицы массы топлива выражается произведением низшей теплоты сгорания рабочего топлива Q р н на КПД установки. Таким образом, технический эквивалент, в отличие от калорийного, учитывает не только величину теплоты сгорания данного топлива, но и степень возможного теплотехнического использования, определяется по формуле:

Э т = Q р н Y к 7000 ,

где Y к – КПД данной котельной установки в долях единицы; 7000 – теплота сгорания условного топлива, ккал/кг.

Технический эквивалент для одного и того же топлива всегда меньше калорийного эквивалента. Технический эквивалент практически используется при определении удельных норм и фактического расхода топлива.

Введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 ноября 2013 г. N 2012-ст

Межгосударственный стандарт ГОСТ 25543-2013

"УГЛИ БУРЫЕ, КАМЕННЫЕ И АНТРАЦИТЫ. КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ГЕНЕТИЧЕСКИМ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПАРАМЕТРАМ"

Brown coals, hard coals and anthracites. Classification according to genetic and technological parameters

Взамен ГОСТ 25543-88

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 Разработан Техническим комитетом по стандартизации Российской Федерации ТК 179 "Твердое минеральное топливо"

2 Внесен Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии Российской Федерации

3 Принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации по переписке (протокол от 5 ноября 2013 г. N 61-П)

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 ноября 2013 г. N 2012-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 25543-2013 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2015 г.

5 Взамен ГОСТ 25543-88

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на неокисленные бурые, каменные угли и антрациты стран, входящих в состав Содружества независимых государств, и устанавливает их классификацию по видам, классам, категориям, типам, подтипам и кодовым номерам, а также технологическим маркам, группам и подгруппам на основе наиболее характерных общих признаков, отражающих генетические особенности и основные технологические характеристики.

2 Нормативные ссылки

ГОСТ ISO 562-2012*(1) Уголь каменный и кокс. Определение выхода летучих веществ

ГОСТ ISO 5071-1-2012*(1) Угли бурые и лигниты. Определение выхода летучих веществ в аналитической пробе. Часть 1. Метод с двумя печами

ГОСТ ISO 7404-3-2012*(2) Методы петрографического анализа углей. Часть 3. Метод определения мацерального состава

ГОСТ ISO 7404-5-2012*(3) Методы петрографического анализа углей. Часть 5. Метод определения показателя отражения витринита с помощью микроскопа

ГОСТ 147-2013 (ISO 1928:2009) Топливо твердое минеральное. Определение высшей теплоты сгорания и расчет низшей теплоты сгорания

ГОСТ 1186-87 Угли каменные. Метод определения пластометрических показателей

ГОСТ 3168-93 (ISO 647:1974) Топливо твердое минеральное. Методы определения выхода продуктов полукоксования

ГОСТ 7303-90 Антрацит. Метод определения объемного выхода летучих веществ

ГОСТ 8858-93 (ISO 1018:1975) Угли бурые, каменные и антрацит. Методы определения максимальной влагоемкости

ГОСТ 9815-75 Угли бурые, каменные, антрацит и горючие сланцы. Метод отбора пластовых проб

ГОСТ 11223-88 Угли бурые и каменные. Метод отбора проб бурением скважин

ГОСТ 17070-87 Угли. Термины и определения

ГОСТ 20330-91 (ISO 501:1981) Уголь. Метод определения показателя вспучивания в тигле

ГОСТ 27313-95*(4) (ISO 1170:1977) Топливо твердое минеральное. Обозначение показателей качества и формулы пересчета результатов анализа для различных состояний топлива

ГОСТ 30313-95 Угли каменные и антрациты (угли среднего и высокого рангов). Кодификация

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины и определения по ГОСТ 17070, а обозначения показателей и индексов к ним - по ГОСТ 27313.

4 Генетические и технологические параметры классификации ископаемых углей

Настоящая классификационная система основана на комплексе генетических и технологических параметров, представленных в таблице 1. Расположение параметров в таблице соответствует порядку упоминания их в тексте стандарта.

Таблица 1 - Параметры классификации ископаемых углей

Наименование параметра	Единица измерения	Обозначение	Метод определения
Среднее значение произвольного показателя отражения витринита (далее - средний показатель отражения витринита)			ГОСТ ISO 7404-5
Высшая теплота сгорания на влажное беззольное состояние			ГОСТ 147-2013
Выход летучих веществ на сухое беззольное состояние			ГОСТ ISO 562, ГОСТ ISO 5071-1
Сумма фюзенизированных компонентов на чистый уголь			Примечание 1
Максимальная влагоемкость на беззольное состояние
Выход смолы полукоксования на сухое беззольное состояние
Толщина пластического слоя
Показатель свободного вспучивания
Объемный выход летучих веществ на сухое беззольное состояние
Показатель анизотропии отражения витринита			Примечание 2
Примечания 1 Межгосударственный стандарт на метод определения этого параметра отсутствует. Метод определения суммы фюзенизированных компонентов регламентирован в ГОСТ Р 55662. 2 Межгосударственный стандарт на метод определения этого параметра отсутствует. Метод определения показателя анизотропии отражения витринита регламентирован в ГОСТ Р 55659.

5 Разделение ископаемых углей на виды

Ископаемые угли в зависимости от величины среднего показателя отражения витринита R o , r , высшей теплоты сгорания на влажное беззольное состояние и выхода летучих веществ на сухое беззольное состояние V daf подразделяют на виды: бурые, каменные и антрациты в соответствии с таблицей 2.

Таблица 2 - Разделение ископаемых углей на виды

Примеры установления вида угля.

Пример 1. Уголь с показателями R o , r = 0, 50% и менее 24 МДж/кг относится к бурым углям. Если при том же значении R o , r значение равно или более 24 МДж/кг, уголь относится к каменным углям.

Пример 2. Уголь с показателями R o , r = 2, 3% и V daf менее 8% является антрацитом, а при том же значении R o , r , но при V daf более 8% - каменным углем.

6 Разделение ископаемых углей на классы, категории, типы и подтипы

6.1 Угли бурые, каменные и антрациты в зависимости от генетических особенностей делят на:

Классы - по среднему показателю отражения витринита R o , r в соответствии с таблицей 3;

Таблица 3 - Подразделение бурых, каменных углей и антрацитов на классы

			Средний показатель отражения витринита R o , r , %
	От 0, 20 до 0, 29 включ.		" 2, 70 " 2, 79 "
	" 0, 30 " 0, 39 "		" 2, 80 " 2, 89 "
	" 0, 40 " 0, 49 "		" 2, 90 " 2, 99 "
	" 0, 50 " 0, 59 "		" 3, 00 " 3, 09 "
	" 0, 60 " 0, 69 "		" 3, 10 " 3, 19 "
	" 0, 70 " 0, 79 "		" 3, 20 " 3, 29 "
	" 0, 80 " 0, 89 "		" 3, 30 " 3, 39 "
	" 0, 90 " 0, 99 "		" 3, 40 " 3, 49 "
	" 1, 00 " 1, 09 "		" 3, 50 " 3, 59 "
	" 1, 10 " 1, 19 "		" 3, 60 " 3, 69 "
	" 1, 20 " 1, 29 "		" 3, 70 " 3, 79 "
	" 1, 30 " 1, 39 "		" 3, 80 " 3, 89 "
	" 1, 40 " 1, 49 "		" 3, 90 " 3, 99 "
	" 1, 50 " 1, 59 "		" 4, 00 " 4, 09 "
	" 1, 60 " 1, 69 "		" 4, 10 " 4, 19 "
	" 1, 70 " 1, 79 "		" 4, 20 " 4, 29 "
	" 1, 80 " 1, 89 "		" 4, 30 " 4, 39 "
	" 1, 90 " 1, 99 "		" 4, 40 " 4, 49 "
	" 2, 00 " 2, 09 "		" 4, 50 " 4, 59 "
	" 2, 10 " 2, 19 "		" 4, 60 " 4, 69 "
	" 2, 20 " 2, 29 "		" 4, 70 " 4, 79 "
	" 2, 30 " 2, 39 "		" 4, 80 " 4, 89 "
	" 2, 40 " 2, 49 "		" 4, 90 " 4, 99 "
	" 2, 50 " 2, 59 "		" 5, 00 и более
	" 2, 60 " 2, 69 "

Таблица 4 - Подразделение бурых, каменных углей и антрацитов на категории

6.2 Ископаемые угли в зависимости от технологических особенностей делят на:

1) бурые угли - по максимальной влагоемкости на беззольное состояние в соответствии с таблицей 5;

2) каменные угли - по выходу летучих веществ на сухое беззольное состояние V daf в соответствии с таблицей 6;

3) антрациты - по объемному выходу летучих веществ на сухое беззольное состояние в соответствии с таблицей 7;

Подтипы:

1) бурые угли - по выходу смолы полукоксования на сухое беззольное состояние в соответствии с таблицей 8;

2) каменные угли - по толщине пластического слоя у и показателю свободного вспучивания SI в соответствии с таблицей 9;

3) антрациты - по анизотропии отражения витринита A R в соответствии с таблицей 10.

Таблица 5 - Подразделение бурых углей на типы

Таблица 6 - Подразделение каменных углей на типы

			Выход летучих веществ V daf , %
	48 и более

Таблица 7 - Подразделение антрацитов на типы

Таблица 8 - Подразделение бурых углей на подтипы

Таблица 9 - Подразделение каменных углей на подтипы

	Толщина пластического слоя у, мм	Показатель свободного вспучивания SI












* Для значений у выше 26 мм номер подтипа соответствует абсолютному значению показателя толщины пластического слоя в миллиметрах.

Таблица 10 - Подразделение антрацитов на подтипы

7 Кодовые числа ископаемых углей

В классификации принята кодовая система. На основе значений классификационных параметров индивидуальные бурые, каменные угли и антрациты обозначают семизначным кодовым числом, в котором:

Первые две цифры, составляющие двузначное число, указывают класс и характеризуют минимальное значение величины показателя отражения витринита для данного класса, умноженное на 10, в соответствии с таблицей 3;

Третья цифра, составляющая однозначное число, указывает категорию и характеризует минимальное значение суммы фюзенизированных компонентов для данной категории, деленное на 10, в соответствии с таблицей 4;

Четвертая и пятая цифры, составляющие двузначное число, указывают тип и характеризуют:

1) для бурых углей - минимальное значение величины максимальной влагоемкости на беззольное состояние для данного типа в соответствии с таблицей 5;

2) для каменных углей - минимальное значение величины выхода летучих веществ на сухое беззольное состояние для данного типа в соответствии с таблицей 6;

3) для антрацитов - минимальное значение величины объемного выхода летучих веществ на сухое беззольное состояние для данного типа, деленное на 10, в соответствии с таблицей 7;

Шестая и седьмая цифры, составляющие двузначное число, указывают подтип и характеризуют:

1) для бурых углей - минимальное значение величины выхода смолы полукоксования на сухое беззольное состояние для данного подтипа в соответствии с таблицей 8;

2) для каменных углей - абсолютное значение толщины пластического слоя в соответствии с таблицей 9;

3) для антрацитов - минимальное значение величины анизотропии отражения витринита для данного подтипа в соответствии с таблицей 10.

При использовании показателя свободного вспучивания в качестве дополнительного классификационного параметра каменные угли обозначают восьмизначным кодовым числом, в котором восьмая цифра, составляющая однозначное число и отделенная от основного семизначного числа дефисом, характеризует минимальное значение величины показателя свободного вспучивания для данного диапазона его значений, приводимых с интервалом 1/2, по ГОСТ 30313 (приложение А, пример 4).

8 Марки, технологические группы и подгруппы ископаемых углей

8.1 Бурые, каменные угли и антрациты в зависимости от их технологических свойств и генетических характеристик объединяют в марки, технологические группы и подгруппы в соответствии с таблицей 11.

В таблице 11 приведен полный перечень классов, категорий, типов и подтипов, входящих в каждую марку, группу или подгруппу. Это позволяет однозначно определить марку, группу или подгруппу практически для любого угля.

8.2 Для каждой марки, группы и подгруппы установлен перечень номеров классов, категорий, типов и подтипов. Такое построение дает информацию о граничных значениях всех параметров для марок, групп и подгрупп и, в то же время, позволяет корректировать границы марок, групп и подгрупп по одному из параметров, не затрагивая комплекса остальных.

Классификационная таблица 11 охватывает кодовые числа всех найденных до настоящего времени углей и обеспечивает установление кодов вновь обнаруженных углей.

8.3 Марку, группу, подгруппу устанавливают для каждого угольного пласта. Пластовые пробы отбирают по ГОСТ 9815 или ГОСТ 11223 в каждом забое не окисленной зоны пласта. В каждой пробе определяют показатели, указанные в таблицах 3 - 10, и по результатам анализа устанавливают кодовое число. Марку, группу, подгруппу устанавливают по таблице 11.

Таблица 11 - Марки, группы и подгруппы бурых, каменных углей и антрацитов

				Подгруппа					Примечание
Наименование	Обозначение	Наименование	Обозначение	Наименование	Обозначение
		Первый бурый
		Второй бурый		Второй бурый витринитовый
				Второй бурый фюзинитовый
		Третий бурый		Третий бурый витринитовый
				Третий бурый фюзинитовый
Длинно-пламенный				Длиннопламенный витринитовый



				Длиннопламенный фюзинитовый


Длинно-пламенный газовый				Длиннопламенный газовый витринитовый
				Длиннопламенный газовый фюзинитовый
		Первый газовый		Первый газовый витринитовый

				Первый газовый фюзинитовый


		Второй газовый
Газовый жирный отощенный		Первый газовый жирный отощенный		Первый газовый жирный отощенный витринитовый				10, 11, 12, 13, 14, 15, 16
				Первый газовый жирный отощенный фюзинитовый				10, 11, 12, 13, 14, 15, 16
		Второй газовый жирный отощенный		Второй газовый жирный отощенный витринитовый

				Второй газовый жирный отощенный фюзинитовый

Газовый жирный		Первый газовый жирный
		Второй газовый жирный						17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25
		Первый жирный

		Второй жирный


Коксовый жирный									Тип 24 при V daf 25% и более
Коксовый		Первый коксовый		Первый коксовый витринитовый				13, 14, 15, 16, 17	*Тип 24 при V daf менее 25%

				Первый коксовый фюзинитовый				13, 14, 15, 16, 17

		Второй коксовый		Второй коксовый витринитовый					*При Sl 7 и выше

				Второй коксовый фюзинитовый
Коксовый отощенный		Первый коксовый отощенный		Первый коксовый отощенный витринитовый
				Первый коксовый отощенный фюзинитовый

		Второй коксовый отощенный		Второй коксовый отощенный витринитовый


				Второй коксовый отощенный фюзинитовый


Коксовый слабоспекающийся низкометаморфизованный				Коксовый слабоспекающийся низкометаморфизованный витринитовый
				Коксовый слабоспекающийся низкометаморфизованный фюзинитовый
Коксовый слабоспекающийся		Первый коксовый слабоспекающийся		Первый коксовый слабоспекающийся витринитовый
				Первый коксовый слабоспекающийся фюзинитовый
		Второй коксовый слабоспекающийся		Второй коксовый слабоспекающийся витринитовый

				Второй коксовый слабоспекающийся фюзинитовый
Отощенный спекающийся		Первый отощенный спекающийся		Первый отощенный спекающийся витринитовый					Классы 14 и выше при Sl менее 7


				Первый отощенный спекающийся фюзинитовый		13, 14, 15, 16, 17
		Второй отощенный спекающийся		Второй отощенный спекающийся витринитовый
				Второй отощенный спекающийся фюзинитовый
Тощий спекающийся				Тощий спекающийся витринитовый		14, 15, 16, 17, 18, 19
				Тощий спекающийся фюзинитовый

Слабоспекающийся		Первый слабоспекающийся					20, 22, 24, 26, 28

		Второй слабоспекающийся				08, 09, 10, 11, 12, 13
		Третий слабоспекающийся
							16, 18, 20, 22, 24


		Первый тощий		Первый тощий витринитовый		15, 16, 17, 18, 19, 20
				Первый тощий фюзинитовый		13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20
		Второй тощий		Второй тощий витринитовый
				Второй тощий фюзинитовый		15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25
Антрацит		Первый антрацит		Первый антрацит витринитовый					Классы 22 - 25 при V daf менее 8%
				Первый антрацит фюзинитовый		22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35
		Второй антрацит		Второй антрацит витринитовый					Подтип для углей контактового метаморфизма 20 и выше
				Второй антрацит фюзинитовый		36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44
		Третий антрацит		Третий антрацит витринитовый
				Третий антрацит фюзинитовый

В тех случаях, когда угли одного пласта на отдельных горизонтах, крыльях месторождения, участках шахты или разреза относятся к разным маркам, группам и подгруппам, кодовое число, марку, группу и подгруппу устанавливают для каждого горизонта, крыла, шахтного поля (участка).

8.4 При выявлении углей, имеющих сочетание номера класса, категории, типа и подтипа, не представленное в таблице 11, отнесение к марке, группе и подгруппе производят в соответствии только с их классом и подтипом.

Примеры маркировки и кодирования приведены в приложении А.

8.5 При получении смеси углей различных марок в процессе добычи и выдачи марку, группу, подгруппу и код смеси устанавливают расчетом средних значений классификационных параметров на основе планового участия шахтопластов. Для установления марочной принадлежности угля шахтовыдачи определяют по каждому пласту, участку, горизонту показатели, предусмотренные в таблицах 3 - 10. На основании полученных данных с учетом запланированного участия каждого пласта, участка, горизонта в добыче вычисляют средневзвешенные значения показателей и по таблице 11 определяют марку, группу, подгруппу угля шахтовыдачи.

Смешение углей различных марок при обогащении и рассортировке допускается для коксования только по согласованию с потребителем. При этом долевое участие марок в смеси указывается по плановому участию марок в исходном угле. Кроме того, в соглашении указываются допустимые отклонения марок в смеси в отдельных партиях и в целом за месяц, квартал.

8.6 Марку, группу, подгруппу и кодовое число продуктов обогащения устанавливают по рядовому углю, поступающему на переработку.

При совместном обогащении и рассортировке углей разных марок для продуктов переработки указывают плановое участие углей каждой марки в исходной шихте.

Для продуктов обогащения и рассортировки, предназначенных на энергетические цели, марку устанавливают и по средневзвешенным показателям рядовых углей, планируемых к переработке.

9 Направления использования ископаемых углей по маркам, технологическим группам и подгруппам

Возможные направления использования ископаемых углей различных марок, групп и подгрупп в соответствии с их технологическими свойствами представлены в таблице 12.

Таблица 12 - Направления использования ископаемых углей

Направление использования			Подгруппа
1 Технологическое
1.1 Слоевое коксование




			1ОСВ, 1ОСФ
			2ОСВ, 2ОСФ
			1ГЖОВ, 1ГЖОФ
			2ГЖОВ, 2ГЖОФ
			1КОВ, 1КОФ
			2КОВ, 2КОФ


			1КСВ, 1КСФ
			2КСВ, 2КСФ
			КСНВ, КСНФ


		1СС, 2СС, 3СС
1.2 Специальные процессы подготовки и коксования	Все марки, группы, подгруппы каменных углей, используемые для слоевого коксования, а также



1.3 Производство генераторного газа в генераторах стационарного типа: смешанного газа




			1КСВ, 1КСФ
			2КСВ, 2КСФ
			1ГЖОВ, 1ГЖОФ
		1СС, 2СС, 3СС


водяного газа



1.4 Производство синтетического жидкого топлива







1.5 Полукоксование





1.6 Производство углеродистого наполнителя (термоантрацита) для электродных изделий и литейного кокса



1.7 Производство карбида кальция



1.8 Производство электрокорунда



2 Энергетическое
2.1 Пылевидное сжигание в стационарных котельных установках	Все марки, группы, подгруппы бурых углей и антрацитов, а также не используемые для коксования все марки, группы, подгруппы каменных углей
2.2 Слоевое сжигание в стационарных котельных установках и кипящем слое	Все марки, группы, подгруппы бурых углей и антрацитов, а также не используемые для коксования все марки, группы, подгруппы каменных углей. Для факельно-слоевых топок угли марки А всех групп, подгрупп не используются
2.3 Сжигание в отражательных печах


2.4 Сжигание в топках судов

		1СС, 2СС, 3СС








			1ГЖОВ, 1ГЖОФ



2.5 Сжигание в топках энергопоездов





2.6 Сжигание в топках паровозов
2.7 Топливо для коммунальных нужд	Все марки, группы, подгруппы бурых углей и антрацитов, а также не используемые для коксования каменные угли всех марок, групп, подгрупп
2.8 Топливо для бытовых нужд	Все марки, группы, подгруппы бурых углей и антрацитов, а также не используемые для коксования каменные угли всех марок, групп, подгрупп
3 Производство строительных материалов
3.1 Производство извести



		1CC, 2СС, 3СС



	и не используемые для коксования:





3.2 Производство цемента	Все марки, группы, подгруппы бурых углей и антрацитов


		1СС, 2СС, 3СС



	и не используемые для коксования:

			1ГЖОВ, 1ГЖОФ
			1КСВ, 1КСФ
			2КСВ, 2КСФ
			КСНВ, КСНФ
3.3 Производство кирпича	Не используемые для коксования угли всех марок, групп, подгрупп

4.1 Производство углеродных адсорбентов



4.2 Производство активного угля
4.2 Производство активного угля
4.3 Агломерация руд

_____________________________

*(1) На территории РФ действует ГОСТ Р 55660-2013 Топливо твердое минеральное. Определение выхода летучих веществ

*(2) На территории РФ действует ГОСТ Р 55662-2013 (ИСО 7404-3:2009) Методы петрографического анализа углей. Часть 3. Метод определения мацерального состава

*(3) На территории РФ действует ГОСТ Р 55659-2013 (ИСО 7404-5:2009) Методы петрографического анализа углей. Часть 5. Метод определения показателя отражения витринита с помощью микроскопа

*(4) На территории Российской Федерации также действует ГОСТ Р 54245-2010 (ИСО 1170:2008) Топливо твердое минеральное. Пересчет результатов анализа на различные состояния топлива.

Приложение А
(справочное)

Примеры кодирования и маркировки ископаемых углей

Пример 1. 1113218 - уголь класса 11 (показатель отражения витринита R o , r = 1, 10 - 1, 19% в соответствии с таблицей 3), категории 1 (содержание фюзенизированных компонентов ∑OK = 10 - 19% в соответствии с таблицей 4), типа 32 (выход летучих веществ V daf от 32% до 34% в соответствии с таблицей 6), подтипа 18 (толщина пластического слоя у = 18 мм в соответствии с таблицей 9). Марка Ж (жирный), группа 2Ж (второй жирный) в соответствии с таблицей 11.

Пример 2. Уголь шахты им. Ленина пласта XVII Кузнецкого бассейна характеризуется следующими показателями:

Показатель отражения витринита R o , r = 1, 48%;

Выход летучих веществ V daf = 18, 3%;

Толщина пластического слоя у = 10 мм.

Этот уголь в соответствии с таблицами 3, 4, 6 и 9 настоящего стандарта относится к классу 14, категории 4, типу 18, подтипу 10. Кодовое число 1441810. В соответствии с таблицей 11 данный уголь относится к марке ОС (отощенный спекающийся), группе 1ОС (первый отощенный спекающийся), подгруппе 1ОСФ (первый отощенный спекающийся фюзинитовый).

Пример 3. Уголь шахты Дальние горы пласта Подспорный Кузнецкого бассейна характеризуется следующими показателями:

Показатель отражения витринита R o , r = 0, 90%;

Выход летучих веществ V daf = 28%;

Толщина пластического слоя у = 13 мм.

Этот уголь в соответствии с таблицами 3, 4, 6 и 9 настоящего стандарта относится к классу 09, категории 4, типу 28, подтипу 13. Кодовое число 0942813.

В таблице 11 такое сочетание класса, категории, типа и подтипа отсутствует. В соответствии с подразделом 8.4 настоящего стандарта данный уголь относится к марке ГЖО (газовый жирный отощенный), группе 2ГЖО (второй газовый жирный отощенный), подгруппе 2ГЖОФ (второй газовый жирный отощенный фюзинитовый).

Пример 4. Уголь Нерюнгринского месторождения Южно-Якутского бассейна характеризуется следующими показателями:

Показатель отражения витринита R o , r = 1, 58%;

Выход летучих веществ V daf = 20, 1%;

Толщина пластического слоя у = 12 мм;

Показатель свободного вспучивания SI = 8 1/2.

Этот уголь в соответствии с таблицами 3, 4, 6 и 9 настоящего стандарта относится к классу 15, категории 1, типу 20, подтипу 12. Код по SI в соответствии с ГОСТ 30313 равен 8. Кодовое число 1512012-8. В соответствии с таблицей 11 с учетом примечания к подгруппе 2КВ данный уголь относится к марке К (коксовый), группе 2К (второй коксовый), подгруппе 2КВ (второй коксовый витринитовый).

Ископаемый уголь - твердая горючая органическая порода, образовавшаяся преимущественно из отмерших растений в результате их биохимических, физико-химических и физических изменении. Основные компоненты: органическое вещество-носитель горючих и других технологических свойств угля, минеральные включения и влага.

Изменение органического вещества (ОВ) угля в недрах приводит к созданию соединений, обеспечивающих жизнедеятельность растительных организмов, превращает ОВ в вещества стойкие в ископаемом состоянии.

Вce многообразие состава и свойств угля обусловлено составом исходного материала и неодинаковым влиянием комплекса геолого-генетических факторов на особенности накопления и последующего преобразования исходной биомассы.

В зависимости от состава исходного вещества угли подразделяются на гумусовые, гумусово-сапропелевые и сапропелевые.

Гумусовые угли (гумолиты) образовались преимущественно из продукта превращения отмерших высших растений: целлюлозы, лигнита, хемицеллюлозы, протеинов, жиров, смол. Продукты превращения отмерших низших растений и простейших животных в анаэробных условиях являлись основой для образования сапропелевых углей ((сапропелитов). Если содержание целлюлозно-лигнинового комплекса в высших растениях достигает более 80%, то в низших растениях, например водорослях, лигнин практически отсутствует, а содержание целлюлозы не превышает 20%. Преобладающие вещества в них - протеины, жиры, воски, смолы. Наибольшее распространение имеют гумусовые yгли.

В зависимости от характера и степени преобразованности OB угли в соответствии с принятой в Российской Федерации традацией подразделяются на три группы: бурый, каменныйй и антрацит.

Бурый уголь - уголь низкой стадии метаморфизма с показателями отражения bитринита (гуминита) менее 0,6% при условии, что высшая теплота сгорания на влажное беззольное состояние угля составляет менее 24 МДж/кг. Различают мягкие и плотные разновидности бурых углей.

Мягкий бурый уголь - землистый, листоватый, реже массивный и плотный, матовый и полуматовый, палевого, бурого, коричневого цвета. Его влажность изменяется в пределах 40-60%. содержание углерода в органическом веществе 63-73%.

Плотный бурый уголь - однородный или полосчатый, штриховатый полуматовый и матовый, полублестящий и блестящий коричневого или черного с коричневым оттенком цвета. В куске уголь часто имеет характерный раковистый, занозистый иногда ровный излом. По сравнению с каменным бурый уголь обладает менее плотным сложением, содержит в органическом веществе меньшее количество углерода, но большее количество кислорода и характеризуется высоким выходом летучих веществ. Содержание влаги колеблется от 19 до 44,5%.

На воздухе бурый уголь быстро теряет свободную влагу и растрескивается. В его ОВ преобладают гуминовые вещества с кислотными свойствами и высокой гидрофильностью. При обработке щелочами выход гуминовых кислот достигает 88% в мягких и снижается до 2% - в наиболее плотных разновидностях. При сухой перегонке без доступа воздуха выделяется много летучих веществ (33-60%). Выход первичного дегтя изменяется от нескольких до 25% и более. Низшая теплота сгорания Q i r колеблется от 7 до 17 МДж/кг, высшая (Q s daf ) - сухого беззольного топлива достигает 29 МДж/кг. Цвет черты на неглазурованной фарфоровой пластинке колеблется от бурого до черного (плотные разновидности).

Каменный уголь образуется на средней стадии метаморфизма с показателем отражения витринита от 0,4 до 2,59% при условии, что высшая теплота сгорания (на влажное беззольное состояние угля) равна или выше 24 МДж/кг, а выход летучих веществ (на сухое беззольное состояние угля) равен 8% и более. По сравнению с бурым каменный уголь характеризуется большей степенью карбонизации (содержание углерода достигает 92%), как правило, отсутствием гуминовых кислот. Выход летучих веществ колеблется в пределах 8-50%. Органическое вещество угля при нагреве без доступа воздуха в большей или меньшей степени спекается. Свойство спекания - важнейшее при оценке пригодности угля для производства кокса.

Антрацит относится к углям высокой стадии метаморфизма с показателем отражения витринита более 2,59% при условии, чго выход летучих веществ (на сухое беззольное состояние угля) не менее 9%. При выходе летучих веществ менее 8% к антрацитам относят также уголь с показателем отражения витринита от 2,20 до 2,59% (классы 22-25). Антрацит - плотный уголь серовато-черного или черно-серого цвета с металловидным блеском, раковистым изломом. Характеризуется высокой плотностью (1,42-1,8 г/см), низким удельным электросопротивлением (10-3-10 Ом-м), высокой микротвердостью (300-1470 у.е.). Антрацит имеет низкий выход летучих веществ: от 1,5 до 9,0%, вследствие чего его пламя сравнительно бездымное. Он содержит мало влаги, в элементном составе наблюдается пониженное содержание кислорода и водорода.

Общие геологические запасы углей, содержащиеся в угленосных формациях всех геологических систем, составляют около 14000 млрд. т. Они сосредоточены в следующих странах (в млрд. т): Российской Федерации - 4731,9 (бывший СССР - 6800), США - 3600, КНР - 1500, Австралии - 697, Канаде - 547, ФРГ - 287, ЮАР - 206, Великобритании - 189, Польше - 174, Индии - 125.

2. Области применения

Используется в основном в энергетике и для получения кокса, в меньшей степени - для газификации и полукоксования, получения облагороженного топлива (газа и жидких продуктов) для бытовых нужд, на транспорте, в кирпичном производстве, обжиге извести и других областях.

В сравнительно небольших объемах уголь применяется для специальных технологических целей: производства термоантрацита и термографита, углеграфитовых изделий, yгледородных адсорбентов, карбидов кремния и кальция, углещелочных реагентов, горного воска.

Направление использования различных технологических марок, групп и подгрупп приведено в табл. 1.

На уголь приходится около 35% мирового потребления энергоресурсов. В 2007 г. в России около 28% добытых углей использовалось в энергетических целях, 22,8 - для производства кокса, 25,6 - в других отраслях промышленности, 23,8% - для бытовых нужд.

Бурый уголь - не только энергетическое топливо, но и ценное сырье для технологической переработки. Буроугольный кокс используется для замены мсталлургического кокса при получении ферросплавов, фосфора, карбида кальция. Большое значение имеют полученные на базе бурых углей гранулированные адсорбенты, полукокс. Разработаны процессы гидрогенизации бурых углей, новые методы их газификации и производства химических продуктов. Бурые угли технологической группы 1Б - сырье для получения горного воска, используемого в бумажной, текстильной, кожевенной, деревообрабатывающей промышленности, дорожном строительстве.

Таблица 1.

Направление использования упей различных технологических марок, групп и подгрупп

Направление использования	Марки, группы и подгруппы
1. Технологическое
1.1. Слоевое коксование	Все группы и подгруппы марок: ДГ, Г, ГЖО, ГЖ, Ж, КЖ, К, КО, КСН, КС, ОС, ТС, СС
1.2. Специальные процессы подготовки к коксованию	Все угли, используемые для слоевого коксования, а также марки Т и Д (подгруппа ДВ)
1.3. Производство генераторного газа в газогенераторах стационарного типа:
смешанного газа	Марки КС, СС, группы: ЗБ, 1ГЖО, подгруппы - ДГФ, ТСВ, 1ТВ
водяного газа	Группа 2Т, а также антрациты
1.4. Производство синтетического жидкого топлива	Марка ГЖ, группы: 1Б, 2Г, подгруппы - 2БВ, ЗБВ, ДВ, ДГВ, 1ГВ
1.5. Полукоксование	Марка ДГ, группы: 1Б,1Г,подгруппы - 2БВ, ЗБВ, ДВ
1.6. Производство углеродистого наполнителя (термоантрацита) для электродных изделий и литейного кокса	Группы 2Л, ЗА, подгруппы - 2ТФ и 1АФ
1.7. Производство карбида кальция, электрокорунда	Все антрациты, а также подгруппа 2ТФ
2. Энергетическое
2.1. Пылевидное и слоевое сжигание в стационарных котельных установках	Вес бурые угли и атрациты.а также неиспользуемые для коксования каменные угли. Для факельно-слоевого сжигания антрациты не используются
2.2. Сжигание в отражательных печах	Марка ДГ, i руппы - 1Г, 1СС, 2СС
2.3. Сжигание в подвижных теплоустановках и использование для коммунальных и бытовых нужд	Марки Д, ДГ, Г, СС, Т, А, бурые yгли, антрациты и неиспользуемые для коксования каменные угли
3. Производство строительных материалов
3.1. Известь	Марки Д, ДГ, СС, А, группы 2Б и ЗБ; неиспользуемые для коксования марки ГЖ, К и группы 2Г, 2Ж
3.2. Цемент	Марки Б, ДГ, СС, ТС, Т, Л, подгруппа ДВ и неиспользуемые для коксования марки КС, КСН, группы 27, 1ГЖО
3.3. Кирпич	Неиспользуемые для коксования угли
4. Прочие производства
4.1. Углеродные адсорбенты	Подгруппы: ДВ, 1ГВ, 1ГЖОВ, 2ГЖОВ
4.2. Активные угли	Группа ЗСС, подгруппа 2ТФ
4.3. Агломерация руд	Подгруппы: 2ТФ, 1АВ, 1АФ, 2АВ, ЗАВ

Полукоксы бурых углей применяются как наполнители пластмасс, различных композиционных материалов, в качестве сорбентов, ионнообменников, катализаторов. Из углей технологических групп 2Б и ЗБ получают термоуголь.

Более 80% каменноугольного кокса идет для выплавки чугуна. Другие продукты коксования, газ, смола используются в химической промышленности (35%), цветной металлургии (30%), сельском хозяйстве (23%), строительной индустрии, железнодорожном транспорте, дорожном строительстве (12%). Из продуктов коксования получают около 190 наименований химических веществ. Около 90% изготавливаемого волокна, 60 - пластмасс, 30 - синтетического каучука производится на основе соединений, получаемых при переработке каменного угля. Коксохимическая промышленность - основной поставщик бензола, толуола, ксилола, высококипящих ароматических, циклических, азот- и серосодержащих соединений, фенолов, непредельных соединений, нафталина, антрацена.

Каменноугольный пек применяется для получения пекового кокса, который используется как составная часть электродов в алюминиевой промышленности, а также в производстве углеродных волокон, технического углерода.

Высокая электропроводность, сравнительная устойчивость к процессам окисления, повышенная устойчивость к воздействию агрессивных сред и истиранию определяют широкий диапазон использования антрацита в различных отраслях. Он является высокосортным топливом, а также исходным сырьем для получения термоантрацита, термографита, карбонизаторов, карбюризаторов, карбидов кальция и кремния, электродов для металлургической промышленности, углеродных адсорбентов, коллоидно-графитовых препаратов.

3. Состав угля

Основные слагающие угля - это органические компоненты и минеральные включения. Органические компоненты, различаемые под микроскопом, с характерными морфологическими признаками, цветом и показателем отражения именуются микрокомпонентами (мацералами). В отличие от минералов они не имеют характерной кристаллической формы и постоянного химического состава. Химические и физические свойства микрокомпонентов изменяются в процессе углефикации.

Выделяют четыре группы микрокомпонентов: витринига, семивитринита, инертинита и липтинита.

Микрокомпоненты группы витринита характеризуются преимущественно ровной поверхностью, серым цветом различных оттенков в отраженном свете, слабо выраженным микрорельефом и способностью при определенной степени углефикации переходить в пластическое состояние. Показатель отражения колеблется от 0,4 до 4,5%. Микротвердость в зависимости от углефикации и генетических факторов находится в пределах от 200 до 350 МПа.

Микрокомпоненты группы семивитринита по физическим и химическим свойствам занимают промежуточное положение между микрокомпонентами групп витрипита и инертинита. Они характеризуются беловато-серым цветом различных оттенков в отраженном свете, отсутствием микрорельефа. Их показатель отражения всегда превышает значения показателя отражения витринита. Микротвердость колеблется в пределах от 250 до 420 МПа. В процессах коксования микрокомпоненты этой группы нс переходят в пластическое состояние, но способны размягчаться.

Микрокомпоненты группы инертинита характеризуются высоким показателем отражения, резко выраженным микрорельефом. Цвет изменяется от белого до желтого. Микротвердость колеблется от 500 до 2300 МПа. Микрокомпоненты этой группы не переходят в пластическое состояние и не спекаются.

Микрокомпоненты группы липтинита различаются между собой по морфологическим признакам. Цвет липтинита изменяется от темно-коричневого, черного до темно-серого и серого. Показатель отражения у этой группы самый низкий: от 0,21 до 1,59%. Мнкротвердость колеблется oт 80 до 250 МПа. При коксовании микрокомноненты этой группы образуют более подвижную пластическую массу по сравнению с витринитом.

Минеральные включения в углях - глинистые минералы, сульфиды железа, карбонаты, оксиды кремния и другие.

Глинистые минералы в среднем составляют примерно 60-80% общего количества минеральных веществ, ассоциирующих с углем. Чаще всего они представлены иллитом, серицитом, монт-мориллонитом, каолинитом. Реже отмечается галлуазит.

Глинистые минералы сложены из частиц размерами до 100 мкм. Встречаются в виде линз, прослоек или тонко рассеянных частиц в витрините. Нередко выполняют полости в компонентах с ботанической структурой или замещают их отдельные участки. В угольных пластах иногда содержатся прослои тонштейнов, в которых главным породообразующим минералом является каолинит.

Из сульфидов железа наиболее характерны пирит, марказит и мельниковит. Форма их нахождения в пластах различна и определяется условиями образования. Сингенетичные образования встречаются в виде отдельных зерен, псевдоморфоз по растительным остаткам, конкреций, прослойков. Эпигенетические сульфиды, как правило, выполняют трещины.

Карбонаты представлены кальцитом, сидеритом, доломитом, анкеритом. Кальцит часто образует тонкие прослойки либо заполняет трещины в угле. Сидерит встречается в виде округлых или овальных образований (оолитов) или заполняет полости растительных фрагментов.

Оксиды кремния представлены в углях кварцем, халцедоном, опалом и другими минералами.

Кварц встречается в виде небольших прослоек, округлых и yi ловатых зерен, иногда образует довольно крупные линзы. Халцедон встречается сравнительно реже, обычно совместно с кварцем. В зонах выветривания угля некоторых бассейнов отмечается гипс, заполняющий трещины, реже - в виде конкреций.

Прочие минеральные включения представляют в основном гидрооксиды железа, фосфаты, полевые шпаты, соли.

4. Использование углей в энергетике.

Для сжигания могут применяться угли всех марок и сортов. Основные показатели качества энергетических углей - рабочая и гигроскопическая влага, зольность, выход летучих веществ, содержание серы, ситовой состав, низшая теплота сгорания рабочего топлива, состав и плавкость золы. Для слоевого сжигания регламентируются также показатели механической прочности и термической стойкости углей, для пылеугольного - размолоспособности.

Требования промышленности к энергетическим углям регламентированы государственными стандартами, ограничивающими предельную влажность, зольность, размер кусков, содержание породы.

Слоевое сжигание предъявляет наиболее жесткие требования к топливу. Важнейшие характеристики - ситовой состав, спекаемость, зольность, выход летучих веществ, реакционная способность и термическая способность топлива. Содержание в углях как мелочи, так и крупных кусков - нежелательно. Для стандартных слоевых топок наиболее применимы куски топлива следующих размеров: 6-12 мм (бурые угли), 12-25 и 25-50 мм (каменные угли).

Факельно-слоевое сжигание предъявляет менее жесткие требования к ситовому составу топлива. Для топок этого типа поставляются отсевы, рядовые угли и угли размером 0-25, 0-50 мм.

Пылеугольный способ сжигания - основной в крупной энергетике и позволяет сжигать топливо с зольностью до 45% и в влажностью до 55%. Топливо при пылеугольном сжигании предварительно размалывается и подсушивается (для высоковлажных углей). Повышенные требования к стабильности cocтавa угля, составу и свойствам золы, размолоспособности топлива.

Жесткие требования по изученности состава и свойств золы предъявляются к углям с легкоплавкими золами, сжигаемым в топках с жидким шлакоудалением. Для пылевидного сжигания поставляются рядовые угли, промпродукты и отсевы всех марок, не пригодные для коксования и других специальных целей. Ограничивается величина сернистости углей. Возможности использования высокосернистых углей в основном лимитируются содержанием вредных газов и зольности, расходом топлива, высотой дымовых труб, возможностью выделения санитарно-защитных зон.

Угли для цементных печей. Требования к углям, предназначенным для цементных печей, нормируют содержание золы, влаги, выход летучих веществ, толщину пластического слоя, теплоту сгорания, кусковатость, содержание мелочи и минеральных примесей.

Угли для известковых печей. Требования к этим углям предусматривают ограничения по зольности, влаге, кусковатости, содержанию мелочи, марочному составу.

Угли для обжига кирпича. В углях для кирпичного производства нормируются зольность, влага, толщина пластического слоя, теплота сгорания, выход летучих, кусковатость, содержание мелочи и минеральных примесей.

Угли для коммунальных нужд. Требования к этим углям определяют марочный состав и группы углей, выход летучих веществ, толщину пластического слоя, теплоту сгорания, влажность, кусковатость, содержание мелочи и минеральных примесей.

5. Испытание качества углей

Все показаюли состава и свойств угля и их качественные характеристики имеют условные обозначения в виде буквенных символов и индексов.

Анализируемые состояния угля: рабочее (г), аналитическое (а), сухое (d).

Условные состояния угля: сухое бсззольное (daf), влажное беззольное (af), органической массы (о).

Все свойства и параметры, характеризующие качество углей, определяются в соответствии с нормативно-методическими документами, перечень которых приведен в приложении.

В каждом рабочем пласте макроскопически выделяются литотипы угля и определяется усредненный микрокомнонентный cocтав выделяемых литотипов и пласта в целом.

Гранулометрический состав - количественная характеристика угля по размеру кусков - нормируется для всех видов использования. Разделение угля на классы крупности производится путем его сортировки (грохочения) на ситах с отверстиями соответствующих размеров.

Механическая прочность углей изучается по двум параметрам: способность угля сохранять размеры кусков при ударе и при истирании. Она необходима при использовании углей для газификации, получении термоантрацитов, в электродном и литейном произволствах.

Термическая прочность угля характеризуется механической прочностью в кусках после термической обработки. Она исследуется в углях, предназначенных для сжигания в топках транспортных средств, полукоксования, гидрирования и получения литейных электродных тсрмоантрацигов.

Электрические свойства служат для оценки стадий метаморфизма: угли на низких стадиях являются диэлектриками, на средних - полупроводниками, на высоких (антрациты) - проводниками.

Плотность углей характеризует его пористость. В естественном состоянии извлеченный из недр уголь обычно имеет многочисленные трещины и включает поры (пустоты) различной формы и размеров. Различают действительную (d r) и кажущуюся (d a), закрытую и открытую пористость.

Элементный анализ включает в себя определение содержания в органической массе следующих основных элементов: углерода, водорода, азота, кислорода и органической серы. Поскольку углерод, водород и кислород содержатся в минеральной части углей, входят в cocтав карбонатов, оксидов, а также содержатся в гидратной воде силикатов, различают соответственно содержание этих элементов: общее (c t , H t , o t), в органической массе (c o , H o , o o) и в минеральной части углей (c m , H m , o m) .

Технический анализ объединяет определение основных показателей качества угля, предусмотренных требованиями нормативных документов для всех видов их использования. К показaтелям качества угля относятся: влажность, зольность, содержание серы, фосфора, выход летучих веществ, теплота сгорания. В случаях, когда направление использования углей конкретного месторождения определено в достаточной степени, производится сокращенный технический анализ, включающий определения только зольности углей, влажности и выхода летучих веществ.

Зольность предсчавляет собой отношение (в %) массы неорганического остатка (золы), получаемою после полною сгорания угля, к массе исследуемой пробы угля. Основные компоненты - оксиды Si, Al, Fe, Са, Mg, Na, К , подчиненное значение имеют оксиды Ti, Р, Мn . Выход и состав золы зависят от природы угля, условий его сжигания (прежде всего от скорости озоления и конечной температуры прокаливания). По составу золы угли подразделяются на кремнистые (SiO 2 40-70%), глиноземные (А 2 O 3 30-45%), железистые (Fе 2 О 3 > 20%), известковистые (СаО - 20-40%).

Влажность подразделяется на поверхностную (влага смачивания), максимальную (W max влагоемкость угля, свойственная его химической природе, петрографическому составу, степени yглефикации), воздушно-сухого угля (представлена адсорбционно связанной водой и характеризует пористость и гидрофильные свойства поверхности частиц угля) и общая (суммарная величина внешней влаги и влаги воздушно-сухого угля).

Сернистость угля. Массовая доля обшей серы (S t d) в углях колеблется в широких пределах. По этой величине угли разделяются на низкосернистые (до 1,5%), среднесернистые (1,5-2,5%). сернистые (2,5-4%) и высокосернистые (более 4%). Сера входит в состав органического вещества, минеральной части угля, иногда присутствует в виде элементарной. Выделяют следующие разновидности серы: органическую (S o), сульфидную (S s), сульфатную (S SO4).

Выход летучих веществ (V) оцениваеюя при надевании угля без доступа воздуха по разносги разложения на газо- и парообразные продукты и твердый нелетучий складок. Cocтав летучих продуктов представляет собой первичный деготь (для бурых углей) или каменноугольную смолу (для каменных углей). Они состоят из газов (СО, СО 2 , H 2 , CH 2) и летучих yглеводородов и их производных, а тaкжe воды.

Теплота сгорания угля (Q) используется для сопоставления теплотехнических свойств углей различных месторождений, марок между собой и с другими видами топлива. Определение теплоты сгорания производится замером количества тепла, выделяемого единицей массы угля при полном сгорании eгo в калориметрической бомбе в cpeде сжатого кислорода в стандартных условиях. Соответвуюшими пересчетами величины теплот сгорания получают значения выешей теплоты сгорания (Q s) с исключением тепла, полученного за счет кислотообразования, и низшей (Q i) теплоты сгорания с дополнительным исключением тепла, полученною за счет испарения воды.

Термические свойства углей характеризуются спекаемостью и коксуемостью.

Спекаемость - свойство угля при нагревании без доступа воздуха переходить в пластическое состояние с образованием связанного нелетучсго остатка. Свойство углей спекать инертный материал с образованием такого остатка называется спекающей способностью. При нагреве углей определенного петрографического состава и степени углефикации выше 300°С без доcтупа воздуха из них выделяются napoгазовые и жидкие продукты. При температуре 500-550°С масса затвердевает, образуется спекшийся твердый остаток - полукокс. При дальнейшем увеличении температуры (до 1000 С и более) в полукоксе снижается содержание кислорода, водорода, серы, возрастает содержание углерода. Полукокс переходит в кокс. Спекаемостью обладают каменные угли II-V стадий метаморфизма, определенного петрографического состава.

Коксуемость - свойство измельченного угля спекаться с последующим образованием кокса с установленной крупностью и прочностью кусков. Изучается прямыми (лабораторное, ящичное и полузаводское коксование) и косвенными методами.

Групповой анализ чаще всею используется для оценки качества бурых углей, в которых при обработке растворителями или химическими реагентами часть органической массы угля переходит в растворы и некоторые получаемые из экстрактов вещества (битумы, гуминовые кислоты) применяются в различных отраслях народного хозяства. Битумы, извлекаемые из легких бурых углей opганическими растворителями (бензолом, бензином и др.) представлены в основном восками и смолами. Минимальное содержание восксодержащего битума в бурых углях, используемых в промышленности, составляет 7%. Гуминовые кислоты угля - смесь кислых высокомолекулярных аморфных темноокрашенных органических веществ с высокой степенью окисленности и гидрофильностью, извлекаемых из угля водными щелочными растворами. Выход гуминовых кислот из бурых и окисленных каменных углей колеблется от нуля до 100% органической массы.

Микроэлементы в углях находятся как в органической, так и в минеральной массе. Они представлены соединениями цветных металлов, редких и рассеянных элементов, суммарная концентрация которых обычно не превышает 1% сухой массы угля.
Наибольшее практическое значение для извлечения имеют уран и германий. Кроме того, попутно могут извлекаться галлий, ванадий и другие.
Для определения содержания в углях «малых» элементов используются спектральный, спектрофотометрический, активационный и атомно-абсорбционный методы.

Приложения

Классификация углей по размеру кусков (ГОСТ 19242-73)

Классы	Условные обозначения	Пределы крупности кусков
Классы	Условные обозначения	нижний	верхний
Сортовые

Крупный (кулак)




Совмещённые и отсевы
Крупный с плитным
Орех с крупным
Мелкий с орехом
Семечко с мелким
Семечко со штыбом
Мелкий с семечком и штыбом
Орех с мелким, семечком и штыбом

Термобарические условия Земных недр приведшие к образованию углей тех или иных марок

Марка угля	Индекс	Стадия метаморфизма	Основные параметры
Марка угля	Индекс	Стадия метаморфизма	Глубина погружения , (м)	Температура , (°С)	Давление , (атм.)

Бурые (Б):
I - я группа
2-я группа
3 - я группа
Каменные:
Длиннопламенные


Коксовые
Отощённо-спекающие

Антрациты

ГОСТ Р 51591-2000

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УГЛИ БУРЫЕ, КАМЕННЫЕ И АНТРАЦИТ

Общие технические требования

ГОССТАНДАРТ РОССИИ

Москва

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Техническим комитетом по стандартизации ТК 179 «Твердое минеральное топливо» (Комплексным научно-исследовательским и проектно-конструкторским институтом обогащения горючих ископаемых - ИОТТ) 2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 21 апреля 2000 г. № 116-ст 3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

ГОСТ Р 51591-2000

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УГЛИ БУРЫЕ, КАМЕННЫЕ И АНТРАЦИТ

Общие технические требования

Brown coals, hard coals and anthracites. General technical requirements

Дата введения 2001-01-01

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты: ГОСТ 8606-93 (ИСО 334-92) Топливо твердое минеральное. Определения общей серы. Метод Эшка ГОСТ 9326-90 (ИСО 587-91) Топливо твердое минеральное. Методы определения хлора ГОСТ 10478-93 (ИСО 601-81, ИСО 2590-73) Топливо твердое. Методы определения мышьяка ГОСТ 11022-95 (ИСО 1171-81) Топливо твердое минеральное. Методы определения зольности ГОСТ 25543-88 Угли бурые, каменные и антрациты. Классификация по генетическим и технологическим параметрам

3 Технические требования

3.1 Классификация углей по генетическим и технологическим параметрам - по ГОСТ 25543 . 3.2 Угольную продукцию подразделяют на обогащенный уголь рассортированный и не рассортированный (далее - обогащенный уголь), необогащенный рассортированный уголь, рядовой уголь, промежуточный продукт (промпродукт), отсев и шлам. 3.3 Показатели качества, характеризующие безопасность угольной продукции, приведены в таблице 1 . Нормы по указанным показателям устанавливают в документах на конкретную продукцию отдельных предприятий, но они не должны превышать значений, предусмотренных настоящим стандартом. Таблица 1

Наименование показателя	Норма для продукции			Метод испытания
Наименование показателя	Обогащенный уголь	Необогащенный рассортированный уголь	Рядовой уголь, промпродукт, отсев, шлам	Метод испытания
1 Зольность A d , %, не более:				ГОСТ 11022
- каменный уголь
- бурый уголь
2 Массовая доля общей серы S d t , %, не более				ГОСТ 8606
3 Массовая доля хлора Cl d , %, не более				ГОСТ 9326
4 Массовая доля мышьяка As d , не более				ГОСТ 10478

3.4 Методы испытаний, указанные в таблице 1 , являются арбитражными и подлежат включению в документацию, регламентирующую качество угольной продукции. Допускается применять другие методы испытаний, не уступающие по точности указанным в таблице 1. Ключевые слова: уголь бурый, уголь каменный, антрацит, зольность, общая сера, мышьяк, хлор