煤的工藝性質
煤不僅是重要的燃料，更是冶金、化學工業的重要原料。隨著國民經濟的發展，煤炭綜合利用的大力開展，就更需要研究煤的工藝性質，判斷它是否符合各種加工工業的要求，選擇最合理的利用途徑，正確地作出工業評價。煤的工藝性質主要包括粘結性、發熱量、化學反應性、熱穩定性、焦油產率和可選性等。
壹、煤的粘結性和結焦性
煤的粘結性是指煤粒(直徑小於0.2mm)在隔絕空氣受熱後能否粘結其本身或惰性物質形成焦塊的能力;煤的結焦性是指煤粒隔絕空氣受熱後能否生成優質焦炭(焦炭強度和塊度符合冶金焦的要求)的性質。煤的粘結性是結焦的必要條件，結焦性好的煤，粘結性也好;粘結性差的煤，其結焦性壹定很差。但粘結性好的煤，其結焦性不壹定好，例如氣肥煤，其粘結性很強，但生成的焦炭裂紋多、強度低，故結焦性不好。煤的粘結性和結焦性是煉焦用煤的重要質量指標，也是評價低溫幹餾、氣化或動力用煤的重要依據之壹。
冶金工業需要大量優質焦炭作為燃料和還原劑。焦炭作為高爐燃料必須有壹定的塊度和機械強度。煉焦就是把粉碎的煉焦用煤放在密閉的煉焦爐中加熱、幹餾，使其形成焦炭的熱加工過程。煉焦用煤必須具有粘結性，即在幹餾熱分解過程中能產生壹定量的膠質體，使煤粒相互粘結融合而成整塊焦炭。煉焦用煤也必須具備結焦性，即在煤幹餾時，能產生壹定塊度和足夠強度的焦炭。可見煤的粘結性是煤結焦所必須具備的性質，它和塑性、流動性、膨脹性等性質壹樣，僅是煤結焦性的壹個方面。
實驗室測定煤結焦性和粘結性的方法很多。在我國，煤田地質勘探中目前常用的是膠質層指數測定法，此外還有羅加指數法、粘結指數法(G)、奧亞膨脹法、葛金幹餾試驗、自由膨脹序數測定法、基氏塑性計法等方法。
(壹)膠質層指數測定法
這種方法模擬煉焦的工業條件，測定時，把粒度小於1.5mm的精煤樣100g放在鋼杯中，然後從下部對煤樣進行單側加熱。到壹定溫度後，鋼杯內形成壹系列的等溫層面，溫度由上向下遞增。溫度到達軟化點的層面，煤軟化形成膠質體層，膠質層之下溫度達到膠質體固化點的層面，煤固化為半焦，膠質層之上的煤仍保持未軟化狀態(圖6-12，圖6-13)。從250℃以後，每分鐘升溫3℃，每隔10min測壹次膠質層的上、下層面的高度，直至650℃時為止。測定過程中，起初的膠質層比較薄，以後逐漸變厚，後期又逐漸變薄，所以膠質層會出現最大厚度值。用探針定期測量煤杯中膠質層上部和下部水平面的位置，用所測數據作圖，以確定膠質層最大厚度Y值(mm)、最終收縮率X值(mm)和體積變化曲線(圖6-14)。其中膠質層最大厚度Y值是我國現行的煤的工業分類兩項指標之壹。
圖6-12 膠質層煤杯中的結焦過程示意圖(據楊起等，1979)
圖6-13 帶平衡的砣的膠質層測定儀示意圖(據能源地質學，2004)
圖6-14 膠質層測定曲線示意圖(據楊起等，1979)
Y值隨煤化程度加深做有規律的變化。圖615中以鏡質組的最大反射率(Romax)煤化程度，可見Y值在Romax=0.8%～1.2%範圍內最大，隨著煤化程度增高或降低，Y值降低。
測定膠質層的煤樣應在1.4的比重液中精選，每次要作雙樣，該法測試的時間長，所需原煤煤樣甚多(壹次需200g精煤樣)，壹些薄煤層或小口徑鉆進所取得的煤心煤樣往往難以滿足測定需要的量。膠質層指數法對中等粘結性煤的區分能力強，多數煤的Y值具可加性，利於煉焦配煤的計算。這種方法對Y值＞25mm，或Y值＜10mm的煤不易測準，對弱粘結性煤分辨能力差。
(二)羅加指數法
將粒度小於0.2mm的空氣幹燥煙煤樣1g與5g標準的無煙煤樣(寧夏汝箕溝無煙煤，Ad＜4%，Vdaf＞7%，粒度為0.3～0.4mm)均勻混合，放入坩堝內，煤樣上加上壓塊，然後加上坩堝蓋，放入(850±10)℃的馬弗爐內，焦化15min後取出坩堝，冷卻，稱取焦渣總質量。把焦渣放在1mm圓孔篩上篩分，篩上部分稱重後，放入轉鼓內，進行第壹次轉鼓試驗，以轉速50轉/分鐘，轉5min後，用1mm圓孔篩進行篩分，再稱篩上部分的質量後，放入轉鼓進行第二次轉鼓試驗，重復篩分，稱重操作，***進行3次轉鼓試驗。按下式計算羅加指數:
煤地質學
式中:Q為焦渣總質量，g;a為第壹次轉鼓前大於1mm的焦渣重，g;b為第壹次轉鼓後大於1mm的焦渣重，g;c為第二次轉鼓後大於1mm的焦渣重，g;d為第三次轉鼓後大於1mm的焦渣重，g。
羅加指數表示粒度大於1mm的焦塊占總質量的百分比，羅加指數越大，表示粒度大於1mm的焦塊越多，煤的粘結性越好。R.I.(或以LR表示)值＞45為中等至強粘結煤，R.I.=20～45為中等粘結煤;R.I.=5～20為弱粘結煤;R.I.=0～5屬不粘結至微粘結煤。R.I.值與Y值的關系見圖6-16。從圖6-16可以看出，當y=10～15毫米時，R.I.值的變動範圍相當大，在20～70之間，表明羅加指數法對中等粘結煤的鑒別能力比y值好。甚至當Y值接近於0時，R.I.也能分辨。如陜西蒲白礦區某煤層壹些煤樣Y為15%～18%，Y均為0，但根據R.I.值的不同可加以區分，R.I.=0，為貧煤;R.I.=15，定為瘦煤。
圖6-15 Y值與煤化程度(Romax)的關系(據楊起等，1979)
圖6-16 羅加指數與Y值的關系(據楊起等，1979)
羅加指數法實驗用煤樣很少，測定方法簡便，快速，易於推廣，不足之處是對粘結性強的煤區分能力不好，如Y值＞25mm時，R.I.值都在80～92之間，對粘結性很弱的煤測定的重現性較差。
(三)粘結指數法
測定原理與羅加指數相同，所不同的是無煙煤的粒度改為0.1～0.2mm，分析煤樣與無煙煤的配比可以改變，轉鼓試驗由3次改為兩次。粘結指數G按下式計算:
煤地質學
式中:m為焦渣總重，g;m1為第壹次轉磨後＞1mm的焦渣重，g;m2為第二次轉磨後＞1mm的焦渣重，g。
如果計算結果G＜18，則將分析煤樣和標準無煙煤的配比改為3∶3，再重復上述實驗。G值按下式計算:
煤地質學
粘結指數適合區分弱和中粘結性煤，測試也比較簡便。但對於強粘結煤區分能力欠佳，對弱粘結性煤測定時需要改變配比，比較麻煩。
(四)奧亞膨脹度試驗
奧亞膨脹度試驗也是國際煤分類指標之壹。奧亞膨脹度b表示煤加熱軟化成膠質體狀態時的最大膨脹率(圖6-17)。b值的大小，主要和膠質體的數量、粘結度及揮發分析出速度有關。Y值與b值的關系見圖6-18。從圖6-18來看，當Y值＞25mm時，b值的變化規律還是很明顯的，如我國壹些地區的壹號肥煤，Y值為28mm，但所測得的b值分別在160～270之間，可見奧亞膨脹度對強粘結煤具有較好的鑒別能力。
圖6-17 幾種煤的奧亞膨脹度曲線(據楊起等，1979)
這幾項指標各有其特點，但都存在著對某壹粘結性範圍的煤區分不清的缺點。此外，自由膨脹序數、葛金幹餾試驗法都是在嚴格規定的條件下把煤加熱，直接觀察所得焦塊的性質，與標準焦型相比，確定煤的粘結性、結焦性。這兩個指標在評定時易帶主觀性，造成人為的誤差，同時只能定性地定出序號，準確性差。
圖6-18 b值與Y值的關系(據《中國煤田地質學》(上冊)，1979)
為了擬定我國新的煤的工業分類指標，北京煤炭科學研究院煤化研究所和鞍山熱能研究院等單位在改進粘結性指標方面進行了研究。新指標應該用嚴格的定量數據把不同粘結性的煤劃分清楚。根據我國多年來引用羅加指數試驗方法積累的大量資料，表明羅加指數對煤的粘結性較Y值和b值表現能力更好，如果針對羅加指數法的不足之處，加以重要的改進，可以得到較好的新指標。改進的途徑是分別增加和減少測定強粘結煤和弱粘結煤時所用的標準無煙煤的表面積。
北京煤化研究所改進的主要要點是:把標準無煙煤的粒度由0.3～0.4mm改為0.1～0.2mm，接近煙煤的粒度，這樣容易混合均勻，同時由於無煙煤的粒度變小，表面積大大增加，使具粘結性的煤的區別能力能反映更明顯。對於弱粘結煤(測值＜20)，改用了3∶3配比，使無煙煤表面積相對地減少，測得的數據除以經驗系數折算為1∶5配比的值。改進後的方法稱為煙煤粘結指數測定法。
鞍山熱能研究院改進的主要要點是:按試驗煤樣粘結性的強弱不同，試驗時分別采用3種不同的試驗煤和無煙煤的比例，1∶5，2.5∶3.5，6∶0。對於粘結性極弱的煤，試驗時，除不加無煙煤外，還規定專門的轉鼓試驗法。為了使測試條件接近煉焦生產，把加熱速度改為3℃/min。改進後的方法稱為煤的粘結度試驗法。
這兩種改進方法，根據半焦塊耐磨強度的高低和添加無煙煤的多少，分別用壹定的公式和常數計算出指數，表示試驗煤樣的粘結性強弱。試驗表明，改進的方法提高了再現性和區分能力。
20世紀60年代以來，隨著鋼鐵工業的急劇發展，世界上很多國家都運用煤巖分析方法有效地預測和檢驗煉焦用煤的結焦性能。根據煉焦時各顯微組分所起的作用不同，可分出:①活性組分(也稱可熔性組分)，包括鏡質組、穩定組，它們在熱解時都能形成膠質體，穩定組分形成的膠質體易揮發，粘結性比鏡質組稍差;②惰性組分(也稱不熔性組分)，包括絲質組、半絲質組和礦物質，它們在熱解時不能形成膠質體。半鏡質組的粘結性介於兩者之間，計算時，其含量之三分之壹劃入活性組分。煤中活性組分對惰性組分的比例越高，所得焦炭質量越好。不同變質階段煤中活性組分粘結惰性組分的能力不同，以肥煤階段(Ro=0.9%)最強。近年來，由於煤巖分析自動化的進展，西德、美國、日本等國鋼鐵企業已經普遍地對商品煤樣進行煤巖分析。
二、煤的發熱量
煤燃燒時放出大量熱量。煤的發熱量就是每單位質量的煤在完全燃燒時所產生的熱量，常用cal/g或kcal/kg表示。發熱量是供熱用煤的壹個質量指標，它是燃燒的工藝過程的熱平衡、耗煤量、熱效率等計算的依據。
(壹)定義及單位
發熱量是動力用煤的主要質量指標，煤的燃燒和氣化要用發熱量計算熱平衡、熱效率和耗煤量，它是燃燒和氣化設備的設計依據之壹。發熱量是低煤級煤的分類指標之壹，也可根據發熱量判斷煤級和煤的其他性質。煤的發熱量是指單位質量的煤完全燃燒所產生的全部熱量，以符號Q表示。熱量的國際單位為焦耳(J)，1J=1N·m(牛頓·米)。過去我國用的熱量單位是卡(cal)，熱量的英制單位為Btu/lb(英國熱制單位/磅)。這幾個熱量單位的關系為:
1cal≌1.8Btu≌4.1868J，1J=0.239cal，1000kcal=41868MJ
(二)發熱量的測定原理將粒度小於0.2mm的空氣幹燥煤樣1g放在氧彈中燃燒，如圖6-19所示。氧彈中充有2.5×106Pa壓力的氧氣，通電使氧彈內的金屬絲點燃煤樣，煤樣在高壓氧氣中完全燃燒，燃燒產生的熱量被內套筒中的水吸收，根據水上升的溫度，計算出煤樣產生的熱量，該熱量稱為彈筒發熱量，用符號Qb，ad表示。為防止測試時熱量的散失和交換，測試時使外筒水溫自動跟蹤內筒水溫而變化，使內外筒沒有熱交換，這種方法稱為絕熱式量熱計測試法。
圖6-19 使用鉛墊密封的舊式氧彈(據能源地質學，2004)
(三)煤的彈筒發熱量、高位發熱量和低位發熱量
1.彈筒發熱量
彈筒發熱量是指單位質量的煤在充有過量氧氣的氧彈內燃燒，其終態產物為25℃下的二氧化碳、過量氧氣、氮氣、硝酸、硫酸、液態水以及固態灰時放出的熱量，彈筒發熱量也即實驗室內用氧彈熱量計直接測得的發熱量;單位質量的煤在充有過量氧氣的氧彈內燃燒，其終態產物為25℃下的二氧化碳、過量氧氣、氮氣、二氧化硫、液態水以及固態灰時放出的熱量稱為恒容高位發熱量，恒容高位發熱量也即由彈筒發熱量減去硝酸形成熱以及硫酸與二氧化硫形成熱之差後得到的發熱量;單位質量的煤在充有過量氧氣的氧彈內燃燒，其終態產物為25℃下的二氧化碳、過量氧氣、氮氣、二氧化硫、氣態水以及固態灰時放出的熱量稱為恒容低位發熱量，低位發熱量也即由高位發熱量減去水(煤中原有的水和煤中氫生成的水)的氣化潛熱後得到的發熱量。
由於煤樣是在高壓氧氣條件下燃燒，因此產生了空氣中燃燒時不能產生的化學反應。煤中的氮及氧彈空氣中的氮，在彈筒高溫高壓作用下，生成NO2或N2O5，與水反應生成稀HNO3，該反應為放熱反應。煤在空氣中燃燒時，煤中的氮變成遊離氮逸出，不產生這個反應;煤中的硫在空氣中燃燒時，生成SO2逸去，但在彈筒高壓氧氣作用下，SO2與水作用生成稀H2SO4，也是放熱反應。稀硝酸和稀硫酸溶於水也是放熱反應。煤在空氣中燃燒時，煤中的水(包括煤中氫在燃燒時生成的水)，變為水蒸氣逸去，這是吸熱反應。但在彈筒的高壓下，水不能變為水蒸氣，所以不吸熱。可以看出，煤在彈筒中燃燒產生的熱量要高於在空氣中或在工業鍋爐中燃燒時實際產生的熱量。因此，實際應用中要對煤的彈筒發熱量進行換算。
2.煤的高位發熱量(符號Qgr，ad)
用煤的彈筒發熱量減去稀硝酸和稀硫酸的生成熱後，便是煤的高位發熱量。計算公式:
Qgr，ad=Qb，ad－(95Sb，ad+α·Qb，ad)
式中:Sb，ad為彈筒洗液中硫占空氣幹燥煤樣的百分比，%(當煤中Sb，ad≤2%時，可用St，ad代替Sb，ad進行計算);α為硝酸生成熱的校正系數，當Qb，ad≤16.7kJ/g時，α=0.0010;當16.7kJ/g＜Qb，ad≤25.1kJ/g時，α=0.0012;當Qb，ad＞25.1kJ/g時，α=0.0016。
3.煤的低位發熱量(符號Qnet，ad)
用煤的高位發熱量減去水的汽化熱，便是煤的低位發熱量。計算公式:
Qnet，ad=(Qgr，ad－206Had)－23Mad
式中:Had為空氣幹燥煤樣氫含量，%;Mad為空氣幹燥煤樣水分，%。
壹般講，煤的收到基低位發熱量(Qnet，ar)最接近於煤實際燃燒時產生的發熱量。計算公式:
煤地質學
式中:Mt為煤樣的全水分。
4.煤的發熱量計算
煤的發熱量有彈筒發熱量、高位發熱量和低位發熱量3種，而且有4種基準，即收到基、空氣幹燥基、幹燥基和幹燥無灰基，所以***有12種方式可報出測試結果。但壹般常用的發熱量指標有5種:
1)空氣幹燥基彈筒發熱量Qb，ad，這是測試的直接結果，需要換算。
2)空氣幹燥基高位發熱量Qgr，ad，用於報出測試結果。
3)幹燥基高位發熱量Qgr，d，用於評定煤的質量，研究煤質。
4)幹燥無灰基高位發熱量Qgr，daf，用於評定煤中有機質的性質，可反映煤級。
5)收到基低位發熱量Qnet，ar，反映煤的實際質量，是煤炭計價的依據，也用於燃煤工業鍋爐的設計。
在煤炭計價時，壹定要註意所用的發熱量指標的基準，不然將造成經濟上的損失。
煤的發熱量除了直接測定外，還可以根據元素分析或工業分析的數據進行計算，供無實測發熱量的用煤單位參考。煤炭科學研究院煤化學研究所所根據我國煤質資料研究結果推導了壹系列發熱量計算公式。
(1)利用元素分析數據，計算高位發熱量的公式
低煤化程度的煤:
Qgr，daf=80Cdaf+305(310)Hdaf+22Sdaf－26Odaf－4(Adaf－10)
式中:Hdaf前面的系數對褐煤為305，對長焰煤、不粘煤為310。對Ad≤10%的煤，不計算最後壹項的灰分校正值。
煉焦煤:
Qgr，daf=80Cdaf+310Hdaf+22Sdaf－25Odaf－7(Adaf－10)
(2)利用工業分析數據，計算低熱值煤高位發熱量的公式
高灰分(Aad=45%～90%)煙煤:
煤地質學
(四)影響煤發熱量的因素
煤的發熱量與煤成因類型、煤巖成分、煤化程度(煤級)、煤中礦物雜質的含量、煤的風氧化程度有關。殘植煤和腐泥煤的發熱量比腐植煤要高，如江西樂平鳴山的樹皮殘植煤Qb，daf為9060cal/g。
煤巖成分:腐植煤同壹煤級中，殼質組分的發熱量最高，氣煤階段達8680cal/g，鏡質組次之，為7925cal/g，而惰質組僅7841cal/g。在低煤級時，惰質組的發熱量可以比鏡質組高，因為鏡質組的碳含量低，而氧含量高，故總發熱量較低。而惰質組的氧含量不太高，碳含量很高，彌補了氫含量低的不足。至中煤級煙煤時，鏡質組的氧含量減少，而碳含量增加很快，氫變化不大，故發熱量超過惰質組。
煤化程度:當煤以鏡質組為主時，隨煤級升高，煤的發熱量逐漸增高，至中煤級的焦煤、瘦煤時達到高峰，以後又稍有下降(圖6-20)。這與煤的元素組成變化有關。低煤級時，氧高而碳低，故Q低;中煤級時，氧低而碳高，如焦煤階段Cdaf為87%～90%，雖不及無煙煤高，但Hdaf高達4.8%～5.5%，故Q最高;高煤級時碳雖高，但氫降低快，氫的發熱量比碳高3.5倍，故Q又有所下降。煤的發熱量隨煤級的變化見表6-10。
圖6-20 煤的揮發分產率與發熱量的關系(據能源地質學，2004)
表6-10 煤發熱量隨煤級升高的變化
(據李增學等，2005)
煤的發熱量隨煤中礦物雜質含量的增加而降低。礦物雜質不發熱，其含量越多，煤的發熱量越低。對煤種變化不大的同壹礦區而言，由礦物雜質形成的灰分與發熱量往往保持十分規律的反比關系(圖6-21)。煤受風氧化後，煤中的C和H變成CO2和H2O逸去，故煤的C和H含量降低，氧含量增高，煤的發熱量下降。如果風氧化嚴重，煤變成不可燃。
圖6-21 霍林河煤田露天礦區煤的灰分與發熱量的關系(據楊起等，1979)
三、煤的氣化指標
煤經過氣化可產生做燃料用的動力煤氣和供化學合成煤氣。通常把煤的反應性、機械強度、熱穩定性、灰熔點、灰粘度和結渣性作為氣化用煤的質量指標。
(壹)煤的反應性
煤的反應性，又稱活性，指在壹定溫度條件下，煤與不同氣化介質，如二氧化碳、氧、水蒸氣相互作用的反應能力。反應能力強的煤，在氣化和燃燒過程中，反應速度快、效率高。尤其壹些高效能的新型氣化工藝(如沸騰床、懸浮床氣化)，反應性強弱更直接影響到煤在爐中反應的情況、耗煤量、耗氧量及煤氣中有效成分等。在流化燃燒新技術中，煤的反應性強弱與其反應速度也有著密切的關系。因此，反應性是壹項重要的氣化和燃燒的特性指標。
測定煤的反應性的方法很多。目前我國采用的方法是測定在高溫下煤焦還原CO2的性能，以CO2還原率表示煤的反應性。
將CO2還原率(α，%)與相應的測定溫度繪成曲線(圖6-22)，可見煤的反映性隨溫度升高而增強。各種煤的反應性隨煤化程度加深而減弱。這是由於碳與CO2反應不僅在燃料的外表面進行，而且也在燃料的微細毛細管壁上進行，氣孔愈多，反應表面積愈大。不同煤化程度煤及所得的煤焦的氣孔率是不同的。褐煤的反應性最強，但到較高的溫度(900℃以上)，反應性增高緩慢。無煙煤的反應性最弱，但在較高溫度時，隨溫度升高而顯著增強。煤的灰分數量等因素對反應性也有明顯的影響。
(二)煤的機械強度
煤的機械強度包括煤的抗碎、耐磨和抗壓等物理機械性質及其綜合性質。氣化用煤和燃燒用煤多數情況下要求用粒度均勻的塊煤。機械強度低的煤投入氣化爐時，容易碎成小塊和粉末，從而破壞了塊煤粒度的均勻性，影響氣化爐的正常操作，因此，要求煤有壹定的機械強度。另外，設計部門可以根據煤的機械強度，正確估計塊煤用量及確定使用前是否需要再行篩分。所以，煤田勘探時，應提供氣化用煤或燃燒用煤的機械強度資料。
煤的機械強度測試方法有幾種，應用比較普遍的落下試驗法是根據煤塊在運輸、裝卸、入爐過程中落下、互相撞擊而破碎等特點擬定的，它與表示煤的抗壓、耐磨等機械強度試驗法有所區別。測定方法為:選取60～100mm的塊煤10塊，稱重。然後壹塊壹塊地從2m高的地方落到厚度＞15mm的金屬板上。這樣自由跌落3次，用25mm的方孔篩篩分，以＞25mm的塊煤質量占試樣總質量的百分數來表示煤的機械強度，其分級標準見表6-11。
我國大多數無煙煤的機械強度好，壹般為60%～92%，還有壹些煤受構造破壞成片狀、粒狀，煤質松軟，機械強度差或很差，壹般為40%～20%，甚至在20%以下。
圖6-22 褐煤、煙煤、無煙煤的活性曲線示意圖(據楊起等，1979)
表6-11 煤的機械強度分級
(據楊起等，1979)
(三)煤的熱穩定性
煤的熱穩定性是指煤在高溫燃燒或氣化過程中保持原來粒度的性能。熱穩定性好的煤，在燃燒或氣化過程中能以其原來的粒度燒掉或氣化而不碎成小塊，或破碎較少;熱穩定性差的煤在燃燒或氣化過程中迅速裂成小塊或煤粉，輕則增加爐內阻力和帶出物，降低氣化和燃燒效率，重則破壞整個氣化過程，甚至造成停爐事故。因此，要求煤有足夠的熱穩定性。
各種工業鍋爐和氣化爐對煤的粒度有不同要求，因此測定煤的熱穩定性的方法也有所不同。常用的是13～25mm級塊煤測定法和小粒度6～13mm級塊煤測定法。
13～25mm級塊煤測定法是把煤樣放在預熱到850℃的馬弗爐內熱處理15min，求出各篩分級別殘焦占總殘焦的百分比，以各級累計百分數與篩分級別作出曲線，以大於13mm級殘焦的百分數S+13作為熱穩定性指標，以小於1mm級殘焦的百分數S－1及熱穩定性曲線作輔助指標(圖6-23)。
小粒度6～13mm級塊煤測定法是把煤樣放在預熱到850℃的馬弗爐內加熱90min，然後稱重、篩分。將所得6～3mm，3～1mm及小於1mm的殘焦占總殘焦量的百分比，作為熱穩定性的指標，分別以KPG，KPJ和KP1表示。指標數值愈大，表明熱穩定性愈差，因此，更確切地說，這些指標是代表不穩定性的。按KPG的分級標準見表6-12。
圖6-23 熱穩定性曲線圖(據楊起等，1979)
表6-12 煤的熱穩定性分級
(據楊起等，1979)
我國大多數無煙煤的熱穩定性較好。KPG均在35%以下，但在高變質無煙煤中也有少數煤的熱穩定性不好或很不好(如京西大安山煤、福建天湖山大蔗溝煤)，其原因尚待進壹步查明。這種熱穩定性不好的無煙煤，經預熱處理後，其熱穩定性都有顯著改善。
(四)煤的結渣性
在氣化中，煤灰結渣會給正常操作帶來不利的影響，結渣嚴重時將會導致停產。由於煤灰熔點(T2)並不能完全反映煤在氣化爐中的結渣情況，因此還須用煤的結渣性來判斷煤在氣化過程中的結渣難易程度。
煤的結渣性測定要點，是用空氣為氣化介質，來氣化預熱到800～850℃的赤熱煤樣，氣化過程的後期溫度降到100℃時即停止氣化。以＞6mm的灰渣占灰渣總重的百分數及其相應的最高溫度作為煤樣的結渣性指標。
四、煤的低溫幹餾焦油產率
為評價各種煤和油頁巖的煉油適應性以及在低溫幹餾工業生產中鑒定原料煤或油頁巖的性質並預測各種產品的產率，都要求進行低溫幹餾試驗。實驗室測定煤的低溫幹餾焦油產率壹般采用“鋁甑法”。收集幹餾出來的焦油，計算出焦油產率，代號為T。評定煤的低溫幹餾焦油產率時用分析基指標Tad。低溫幹餾用煤的Tad壹般不應小於7%。壹般Tad＞12%者稱高油煤;Tad=7%～12%者為富油煤;Tad≤7%者為含油煤。
煤的低溫幹餾焦油產率與煤的成因類型有關。腐泥煤、殘植煤的低溫幹餾焦油產率相當高，如山東兗州煤田腐泥煤的Tad為13.50%～45.53%，浙江長廣煤田某礦樹皮殘植煤的Tad為10.70%～21.00%，大多數為高油煤。腐植煤的焦油產率與煤化程度和煤巖組成有關，褐煤和長焰煤的Tad較高，如山東黃縣煤田褐煤的Tad為14%左右。當穩定組分含量較高時，焦油產率也比較高，如淮南煤田氣煤中，當穩定組分為15%～26%時，Tad為12%～15%;而當穩定組分＜10%時，Tad多半小於10%。
五、殼質組的熒光性
在低煤化階段，殼質組的熒光性是較好的煤化程度指標。煤的熒光性與反射率之間具有互相消長的關系，即反射率越低，熒光性愈強，二者並非線性關系。
Otteniann(1975)曾詳細地研究了孢子體熒光光譜與煤化階段的關系(圖6-24)。光譜峰隨煤化程度的增高有規律地移向更長波段。泥炭階段λmax在500nm以下，挪動範圍較寬;褐煤階段λmax大致在560～580nm之間，峰形陡峭;隨煤化程度的進壹步提高，光譜曲線在630nm上逐漸形成壹個小突峰，它在亞煙煤階段(相當老褐煤階段)迅速增大，在相當長焰煤階段640nm波長段出現了第二個峰，直到氣煤階段640nm峰取代了580nm峰，煤化程度繼續增高，640nm峰繼續遷移向紅光譜段，到肥煤階段λmax移到670nm以上。
圖6-24 孢子體熒光光譜隨煤化程度增高的變化(據邵震傑等，1993)