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矿煤质特征分析与评价研究范文

时间:2022-09-19 10:35:34

矿煤质特征分析与评价研究

摘要:本文主要是对屯兰矿可采煤层的煤质特征进行了分析评价研究。研究结果表明:屯兰矿煤层属于特低灰、中硫、特高发热量的弱粘煤。该煤的工业用途经洗选后可主要作炼焦用煤,炼焦是最合理的加工利用方向,同时也是优良的动力和气化用煤。

关键词:屯兰矿;地质;煤质特征;工业分析;评价

煤质特征决定着煤炭资源的利用和开发,煤的工艺性能研究对于认识煤层的性质和成因,评价煤质及其合理的开发有着重要意义。本论文主要是对西山煤电集团屯兰矿3煤层煤样进行实验数据分析,从而总结出煤矿内可采煤层的硫分、灰分等重要煤质指标及煤类特征。通过调查屯兰矿的地质特点以及可采煤层2号煤的基本情况,对煤层的煤岩学、煤化学及其工艺性能进行了研究,分析了其煤质特征,并进行了评价。

1地质概况

1.1地层井田内含煤地层为二叠系山西组和石炭系太原组。太原组地层在十里河以北剥蚀尖灭,据钻孔揭露的最大厚度为40~50m,一般为10余米。山西组(J2d)厚度130.01~273.45m,平均厚度191.18m。共含煤19层,其中2、3、7、11、12号层煤稳定,厚度变化小,易于对比,7、11号煤层层位稳定,结构较简单,易于识别,是划分层段的标志。

1.2构造侏罗系末期的唐河断裂,使西北部又快速下沉,并被白垩系巨厚沉积所覆盖;喜山运动再次沿口泉脉东麓发生强烈断陷,形成古交断陷盆地,并最终造就古交煤田今日之景观。古交煤田岩浆活动比较频繁,岩浆岩分布广泛,侵入期大体分为印支期和燕山期,前者呈岩墙式及岩床式侵入,后者为喷发岩流呈岩体,大面积分布或岩墙式侵入。岩石种类印支期主要为煌斑岩类,燕山期为辉绿岩类,侵入范围多在古交煤田南西部。

2煤层特征

井田内山西组平均厚191.18m,共有8层煤。其中可采煤层总厚度平均19.31m。3煤层距2煤层0.83~12.32m,平均5.06m;煤层厚度0~6.25m,平均2.04m。2-3煤层分布于井田南部,在纬线4440000以北可采。3煤层在井田中部大部分可采,井田北部4448000一线以北尖灭。煤层顶板为砾岩、含砾粗砂岩及粉砂岩,底板以粉砂岩、砂质泥岩为主,局部为细砂岩、粗砂岩,煤层结构简单,为较稳定煤层。3煤岩特征3煤层结构为均一状或条带状,块状构造,比较致密坚硬,不易碎裂,断口平坦状或参差状,摩氏硬度2~3,条痕黑色,视密度一般在1.3左右。宏观煤岩主要以亮煤和暗煤组成,镜煤呈细条带状或线理状分布,宏观煤岩类型以半亮和半暗煤为主,光亮煤占少数。

3煤层镜质组含量变化

19.2~68.3%之间,一般40%左右,镜质组以均质镜质体及基质镜质体为主,木质镜煤结构镜质体次之。均质镜质体比较宽厚,也有的较薄,它可分均一无结构、棉絮状、条带状三种亚型。半镜质组含量变化2.4~21.6%之间,平均7.1~12.1%。丝质组含量变化28.2~70.1%之间,一般40~45%,丝质组以半丝质体、丝质体为主,其次是粗粒体、碎屑体等,半丝质体多是一些结构体,丝质体以氧化丝质体为主,偶见火焚丝质体,有部分碎屑体、微粒体。稳定组含量一般低于2%,平均在1%左右,以短线条型的小孢子、薄壁角质层居多,大孢子和厚壁角质层罕见。无机组分一般5~12%,平均11%左右,以粘土类矿物为主,菱铁矿结核次之。粘土以微粒状分散在有机质中或充填于细胞腔内。菱铁矿常为结核状形态、放射状结构。硫化铁类矿物以次生脉状者居多,其次是一些无规则、块状、内部呈现细粒镶嵌结构的黄铁矿。碳酸盐类矿物为次生脉状。石英为沉积成因的碎屑物,也见有自生的颗粒状,不规则状。

4煤质特征分析

3煤层化学性质、工艺性能及煤类分析评述如下:水分(Mad):原煤0.79%~5.79%,平均2.55%;浮煤1.37~4.10%,平均2.48%(如表2所示)。灰分(Ad):原煤2.14~21.58%,平均6.87%,属于特低灰~中灰,平均为特低灰。浮煤2.57~11.66%,平均3.96%。挥发分(Vdaf):原煤26.24~35.14%,平均30.34%,属于中高挥发分;浮煤25.55~33.96%,平均29.74%。硫分(St.d):原煤0.25~4.05%,平均1.16%,属于特低硫~高硫,平均为中硫煤。浮煤0.29~0.53%,平均0.38%。发热量(Qgr,d):原煤29.80~33.20MJ/kg,平均31.74MJ/kg,为高发热量~特高发热量煤。粘结性:胶质层厚度0~6mm,平均2mm,粘结性很差。元素分析:碳(Cdaf)平均含量84.49%,氢(Hdaf)平均含量4.85%,氮(Ndaf)平均含量0.86%,氧(Odaf)平均含量9.47%。有害元素:磷(P)含量低于0.005%,属于特低磷煤。低温干馏:焦油含量5.00~10.92%,平均8.33%,半焦产率79.16~88.20%,平均82.60%,属于富油煤。煤灰成分:主要为二氧化硅,其次为三氧化二铝和三氧化二铁,其他成分含量低于2.00%,二氧化硅含量56.50%,三氧化二铝20.58%,三氧化二铁20.27%,氧化钙1.04%,氧化镁0.09%,三氧化硫0.71%,见表3所示。煤类:按GB/T5751-2009划分,分类指标用浮煤挥发分(Vdaf)和粘结指数(G),无浮煤挥发分采用煤样灰分在10%以下的原煤挥发分,3煤层无粘结指数,胶质层最大厚度Y值远低于25mm,煤层平均在5mm以下,说明煤的粘结性差。瓦斯地质图法和采样实测确定3煤层煤层气资源量为408.55Mm3,资源量丰度0.14~0.18×108m3/km2,平均0.16×108m3/km2,丰度属于特低类。根据《煤层气资源/储量规范(DZ/T0216-2010)》,屯兰矿井田不具煤层气资源储量估算条件,屯兰矿井田无任何探井、参数井、采排井等煤层气特征工程。煤层气估算储量按煤层气认识程度划分,仅属于潜在的资源量。从实测瓦斯样的气体成分占比分析,甲烷成分远远小于80%,在氮气带和氮气-甲烷带分布范围估算煤层气资源储量无开发利用价值。

5煤的工业用途评价

屯兰矿3煤层属于特低灰、中硫、特高发热量的弱粘煤。煤的工业用途,各煤层基本煤质特征相似,因其具有灰分低、发热量高、粘结性低的优点,精煤回收率良等,经洗选后可主要作炼焦用煤,炼焦是最合理的加工利用方向,同时也是优良的动力和气化用煤。

【参考书目】

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作者:梁小娟 单位:西山煤电(集团)有限公司屯兰选煤厂

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