关石焦煤矿30号煤层煤质特征分析与评价
摘要:关石焦煤矿处于贵州省关岭自治县沙营乡辖区内,已查明煤矿30号煤层矿产资源量267万t。
煤层主要为粉状;玻璃光泽为主;断口主要为参差状、平坦状,少量贝壳状、阶梯状;内生裂隙较发育,偶见少量外生裂隙,宏观煤岩类型为半亮型,微观煤岩类型为微镜惰煤;煤质为高灰、高硫、低挥发份、特低磷、中热值的瘦煤,可作民用煤和火力发电用煤。
关键词:煤岩特征化学性质30号煤关石焦煤矿
1 井田概况
关石焦煤矿位于关岭自治县城西部沙营乡境内,南至沙营乡运距约6 km、永宁镇约22km、关岭自治县城约34km,关岭自治县城距安顺70km、贵阳150km,交通较为方便。
关石焦煤矿区属侵蚀溶蚀地貌,山脊与地层走向基本一致。
总体地势南高北低,地形变化较大,南部为飞仙关组地层形成的陡壁,北部为龙潭组及茅口组地层形成的沟谷地形,其中上二叠统龙潭组为含煤地层。
区内含煤地层为龙潭组,一般厚为370m,含煤13～35层,一般为25层,煤层总厚23.13～30.98m,平均27.14m,含煤系数8.10%。
含可采煤层6层,煤层总厚20.50～23.40m,平均22.87m,可采含煤系数6.82%。
可采煤层在煤系地层的上、下段均有分布,以上段较为集中。
30号煤层位于龙潭组下部,厚度1.01—6.92m,平均3.23m,结构较简单,含夹矸0～2层,岩性为粉砂之泥岩、泥岩,属全区可采较稳定煤层[1]。
30号煤层是矿区内厚度大,结构简单,可采面积大,地质可靠程度高,稳定程度较好,
资源量较大的主要可采煤层,因此分析研究其煤质特征及其工业用途,对将来矿井建设可行性研究、生产销售等具有重要意义。
2 煤的物理性质与煤岩特性
2.1 煤的物理性质
30号煤的颜色以黑色、褐黑色,粉粒状为主,少量碎块状、块状和粒状;煤层结
构主要为线理～细条带状,少量宽条带状;玻璃光泽为主,少量似金属光泽;断口主要为参差状、平坦状,少量贝壳状、阶梯状;内生裂隙较发育,偶见少量外生裂隙,充填薄膜状、网格状、脉状方解石,含较多结核状、透镜状、浸染状、星散状、团块状黄铁矿[2],煤层真相对密度1.54 t/m3,视相对密度1.50 t/m3。
2.2 宏观煤岩类型
根据野外鉴定结果,30号煤层主要为线理至细条带状结构、局部为宽条带状,以暗煤为主,夹亮煤条带,宏观煤岩类型为半暗型煤。
2.3 微观煤岩类型
微观煤岩组分主要分为有机组分和无机组分
(1) 有机组分:30号煤有机组分主要有镜质组和惰质组两大类,并以镜质组为主,其含量为75.74～84.82%,平均含量为79.11%,惰质组为次要组分,含量为
15.18～24.26%,平均含量为20.89%。
①镜质组:见基质镜质体,次为透镜状,细条带状均质镜质体,少量结构镜质体及碎屑镜质体,均质镜质体常可见到清晰的垂直裂纹。
②惰质组:多为半丝质体,氧化丝质体,部分碎屑惰质体,少量微粒体,偶见粗粒体,分泌体。
由煤岩鉴定成果得知,煤层的镜质体和惰质体含量总和为91.39%,小于95%,根据《显微煤岩类型分类》确定区内可采煤层微观煤岩类型均为微镜惰煤。
(2)无机组分:无机组分主要以粘土矿物为主,氧化物及硫化物次之,含少量的碳酸盐矿物,无机组分含量为13.57%～20.77%,平均为15.575。
①粘土类矿物:多为浸染状或细分散状,斑点状分散分布,局部为团块状产出,少量充填胞腔,平均含量7.96%。
②硫化物类:主要为黄铁矿。
多呈微粒状、球粒状、细粒状分散分布于基质镜―中,少量充填胞腔;含量平均为2.13%。
③氧化物类:多呈微细粒状,细粒状分散分布,少量呈不规则粒状及充填胞腔,亦见呈粒状出现于方解石脉中平均含量3.87%。
3 工业分析
(1)原煤水分变异系数0.18,变化较小;浮煤水分变异系数0.20,变化较小。
原、
浮煤都为特低全水分煤。
测试结果见表1。
注:表中数字(最小值～最大值)/平均值
(2)原煤干燥基灰分介于26.5～39.62%,平均为30.58%,按动力用煤分级[3]为高灰煤;原煤经洗选后灰分降低大,浮煤干燥基灰分介于 5.33～8.09%,平均值为6.73%,按动力用煤分级[3]为特低灰煤。
(3)原煤灰成分主要以SiO2为主,其次为Al2O3、Fe2O3,三者含量占灰成分总量的89.99%,其余成分含量所占比例不大,最少为MgO。
测试结果见表1。
(4)原煤干燥无灰基挥发分产率平均值为15.77%;浮煤干燥无灰基挥发分产率平均值为15.45%。
原、浮煤均为低挥发分煤。
4 化学性质
4.1 元素分析
经测试,30号煤层浮煤的干燥无灰基碳(Cdaf)含量为86.85%,干燥无灰基氢(Hdaf)含量为 4.07%,干燥无灰基氮(Ndaf)含量为 1.51%,干燥无灰基硫和氧((S+O)daf)含量为7.57%。
各项指标都较稳定,变化幅度小。
4.2 有害元素
30号煤层煤样测试结果表明,有害元素主要为磷、砷、氟、氯等元素,其分析结果如下:
原煤磷(P):全区磷含量在0.013%～0.015%之间,平均含量为0.014%,根据《煤中磷分分级》(MT/T562—1996)标准,属低磷分煤(LP)。
原煤砷(As):全区砷含量为0.5～1.6×10-6,平均含量为1.1×10-6,依据《煤中砷含量分级》(MT/T803—1999)标准,本区煤层属一级含砷煤(ⅠAs)。
原煤氟(F):全区氟含量为23～40×10-6,平均含量为32×10-6,依据《煤中氟含量分级》(MT/T966—2005)标准,本区煤层属特低氟煤(SLF)。
原煤氯(Cl):全区氯含量为0.009%～0.011%,平均含量为0.010%,根据《煤中氯含量分级》(MT/T 597—1996)标准,属特低氯煤(SLCl)。
稀散、放射性元素
原煤锗(Ge):区内含量为1.2～1.4×10-6,平均含量为1.3×10-6, 根据《煤中锗
含量分级》(MT/T 967—2005)标准,属低锗煤(LGe)。
原煤镓(Ga):区内含量为14～18×10-6,平均含量为16×10-6。
原煤铀(U):区内含量为7～9×10-6,平均含量为8×10-6。
原煤钍(Th):区内平均含量为1×10-6。
原煤五氧化二钒(V2O5):区内含量为160～240×10-6,平均为200×10-6。
本矿区以上微量元素均达不到工业品位,无开采利用价值。
本矿区以上微量元素均达不到工业品位,无开采利用价值。
5 工艺性质
5.1 发热量
原煤干燥基高位发热量(Qgr,d)平均为23.252 MJ/Kg,根据《煤炭质量分级(发热量)》(GB/T15224.3—2004)标准,30号煤属于特高热值煤(MQ)[4]。
5.2其它工艺性质
(1)结渣性。
当鼓风强度为0.1m/s时,结渣率41.4%,当鼓风强度为0.2m/s时,结渣率67.4%,当鼓风强度为0.3m/s时,结渣率73%,属中结渣煤层。
(2)焦渣特征。
原煤平均值为3,浮煤平均值为5。
(3)可磨性指数(HGI)。
可磨性系数为115,属极易磨煤。
(4)煤灰熔融性:30号煤软化温度(ST)平均为1160℃,属于较低软化温度灰(RLST);流动温度(FT)平均为1350℃,属于中等流动温度灰(MFT)。
6 煤的工业用途评价
根据煤质化验分析资料表明,30号煤层属于高灰、高硫、低挥发份、低磷、中热值的瘦煤,可作民用煤和火电用煤。
因该矿区大部分原煤属于高及高硫煤,易于洗选,经洗选可达到特低灰和低硫煤的要求,在提高煤的附加值的同时,可达到减少大气污染和充分合理利用资源的
目的。
因此,30号煤层具有广阔的开发利用前景。
参考文献
[1] 贵州煤田地质.徐彬彬,何明德.
[2] 贵州省关岭自治县矿区有益关石焦煤矿煤炭勘探地质报告.孔令飞,温书鹏.
[3] 中国国家标准化管理委员会.GB/T15224.1-2004.煤炭质量分级.第一部分:灰分.北京:中国标准出版社,2004.
[4] 中国国家标准化管理委员会.GB/T15224.2-2004.煤炭质量分级.第一部分:发热量.北京:中国标准出版社,2004.。