后寨井田煤层煤质特征分析与评价(1).pdf

1692020 年第 6 期 后寨井田煤层煤质特征分析与评价 陈 敏 （贵州煤矿地质工程咨询与地质环境监测中心，贵州 贵阳 550023） 摘 要 后寨井田经化验分析研究，井田煤层属中灰～高灰分、特低～低挥发分、低～中高固定碳、特低～中高硫，较 易洗选、中低～中高发热量、低～高热稳定性无烟煤，可作民用煤、工业动力用煤和火力发电用煤。分析研究其煤质特征 及工业用途，对将来矿井可行性研究、生产销售具有重要意义。 关键词 煤的物理性质 煤岩特征 化学性质 工艺性能 工业用途 中图分类号 P618.11 文献标识码 A doi10.3969/j.issn.1005-2801.2020.06.061 Analysis and uation of Coal Quality in Houzhai Mine Field Chen Min （Guizhou Coal Mine Geological Engineering Consulting and Geological Environment Monitoring Center, Guizhou Guiyang 550023） Abstract The coal seam of Houzhai mine field belongs to medium ash high ash, very low low volatile, low medium and high fixed carbon, especially low medium and high sulfur, which is easy to wash, medium and low high calorific value, low thermal stability anthracite. It can be used as civil coal, industrial power coal and thermal power coal. The analysis and study of coal quality characteristics and industrial use are of great significance for future mine feasibility study, production and sales. Key words physical properties of coal coal-rock characteristics chemical property processing property industrial uses 收稿日期 2020-01-06 作者简介 陈敏（1980-），男，贵州思南县人，本科，2005 年毕 业于贵州师范大学资源环境与城乡规划管理专业，地质工程师，在 贵州省煤田地质局贵州煤矿地质工程咨询与地质环境监测中心工 作，长期从事煤田地质勘查及煤层气研究。 1 概况 后寨井田位于纳雍县城北西 281方位，直距 约 20km，行政区划属纳雍县猪场乡管辖。该井田 面积 3.8253km2。县道 769 从井田西部外侧经过， 交通较方便。 井田含煤地层龙潭组含煤约 34 层，含煤总厚 平均 25.08m，含煤系数 7.42，含可采煤层 11 层， 平均可采煤层总厚度 14.70m，可采含煤系数 4.35。 其中含全区可采、大部可采煤层 11 层，即 2、5、6、 7、8、10、13、16 、27 、31、32。其中 31 号煤为 大部可采不稳定煤层，6、7、8、10 号煤层为全区 可采较稳定煤层，2、5、13、16、27、32 号煤层为 大部可采较稳定煤层。 井田总资源储量为 7901 万 t，其中采空消耗量 45 万 t，保有资源储量 7856 万 t，包括（111b）702 万 t，（122b）1818 万 t，（333）5336 万 t。 2 煤的物理性质 井田内各可采煤层为黑色，块状为主，少量粉 状、粒状；各可采煤层主要为线理～细条带状结构， 似金属光泽、沥青光泽为主，玻璃光泽为辅；断口 主要为参差状，少量阶梯状、平坦状；内生和外生 裂隙较发育，充填薄膜状、网状、脉状方解石，含 较多瘤状、球粒状、细粒状黄铁矿。 3 煤岩特征 （1）煤的宏观煤岩成分及类型 全区各可采煤层多以暗煤为主，亮煤次之，夹 少量镜煤条带，煤岩类型主要为半亮型煤，少量半 暗型煤。 （2）微观煤岩类型 井田内所有可采煤层的镜质体和惰质体含量总 和为 100，均大于 95，各可采煤层微观煤岩类 1702020 年第 6 期 型皆为微镜惰煤。 4 煤的化学性质 （1）水分（Mad）。原煤空气干燥基水分为 0.206.51，平均 1.43。其中 27 号煤层最低， 平均为 1.16，31 号煤层最高，平均为 1.88。 （2） 灰 分（Ad）。 原 煤 干 燥 基 灰 分 为 9.4739.96， 平 均 26.92。2 号 煤 层 原 煤 灰 分（Ad）为 15.9631.13，平均 21.93； 5 号 煤 层 为 18.3434.98， 平 均 27.02；6 号 煤 层 为 18.3739.86， 平 均 29.15；7 号 煤 层 为 15.6239.96， 平 均 25.52；8 号 煤 层 为 9.4739.28， 平 均 24.81；10 号 煤 层 为 10.9137.33， 平 均 22.27；13 号 煤 层 为 16.2139.57， 平 均 26.65；16 号 煤 层 为 18.8139.45， 平 均 28.39；27 号 煤 层 为 14.6339.32， 平 均 23.69；31 号 煤 层 为 31.3739.28， 平 均 35.55；32 号 煤 层 为 27.2439.58， 平均33.81。 根据 煤炭质量分级， 煤炭灰分分级 GB/T15224.1-2018规定， 2、 5、 6、 7、 8、10、13、16、27 号煤层属中灰煤（MA），31、 32 号煤层属高灰煤（HA）[1]。 （3）挥发分（Vdaf）。浮煤干燥无灰基挥发分 为 5.549.27，平均 6.84。各可采煤层煤的挥 发分测值及质量分级见表 1。 表 1 可采煤层挥发分测值及质量分级统计表 煤层号 原煤挥发分 Vdaf （）浮煤挥发分 Vdaf（） 质量分级 最小值最大值平均最小值最大值平均 28.0512.269.336.258.147.21特低挥发分煤（SLV） 58.4615.0210.346.758.207.47低挥发分煤（LV） 67.2012.129.486.597.877.03特低挥发分煤（SLV） 77.3611.728.726.447.446.77特低挥发分煤（SLV） 86.5810.427.996.488.026.90特低挥发分煤（SLV） 106.7310.398.036.077.356.71特低挥发分煤（SLV） 136.1410.417.806.087.576.85特低挥发分煤（SLV） 166.7311.898.816.177.636.83特低挥发分煤（SLV） 276.789.868.056.067.546.55特低挥发分煤（SLV） 315.4117.328.646.059.276.78特低挥发分煤（SLV） 325.129.107.715.546.996.22特低挥发分煤（SLV） 平均5.1217.328.625.549.276.84特低挥发分煤（SLV） 井田 2、6、7、8、10、13、16、27、31、32 号煤层属特低挥发分煤（SLV），5 号煤层属低挥 发分煤（LV）。 （4） 硫 分（St,d）。 原 煤 干 燥 基 全 硫 为 0.228.73，平均 1.49。2 号煤层原煤硫分（St,d） 为 1.76，5 号煤层为 2.43，6 号煤层为 1.12， 7 号煤层为 0.88，8 号煤层为 1.74，10 号煤层为 1.57，13 号煤层为 1.10，16 号煤层为 2.66， 27 号煤层为 1.83，31 号煤层为 0.49，32 号煤 层为 0.57。根据煤炭质量分级，第 2 部分硫 分GB/T15224.2-2010 的规定，31 号煤层属特低硫 煤（SLS），7、32 号煤层属低硫煤（LS），2、6、 8、10、13、27 号煤层属中硫煤（MS），5、16 号 煤层属中高硫煤（MHS）[2]。 井田全硫（St,d）含量为 1.49，硫化铁硫（Sp,d） 含量为 1.00，硫酸盐硫（Ss,d）含量为 0.01，有 机硫（So,d）含量为 0.35。原煤中的硫主要是以无 机硫化铁硫的形态存在，占总硫分的 73.53，硫酸 盐硫很少，只占总硫分的 0.74，说明原煤中的硫 较易洗选。 （5） 固 定 碳 含 量（FCd）。 原 煤 干 燥 基 固 定 碳（FCd） 为 46.5683.95， 平 均 65.46。 2 号煤层原煤固定碳（FCd）为 52.5876.43， 平 均 68.20；5 号 煤 层 为 55.2573.85， 平 均 65.18；6 号 煤 层 为 52.8573.66， 平 均 63.65；7 号 煤 层 为 51.8178.03， 平 1712020 年第 6 期 均 68.78；8 号 煤 层 为 52.5883.95， 平 均 68.23；10 号 煤 层 为 55.1782.13， 平 均 71.07；13 号 煤 层 为 55.0177.35， 平 均 66.99；16 号 煤 层 为 52.0174.98， 平 均 62.80；27 号 煤 层 为 52.9078.90， 平 均 69.72；31 号 煤 层 为 46.5661.52， 平 均 53.48；32 号 煤 层 为 48.3466.89， 平 均 58.23。根据中国煤炭行业标准煤的固定碳分级 （MT/T561-2008）的规定，31 号煤层属低固定碳 煤 （LFC） ， 6、 16、 32号煤层属中等固定碳煤 （MFC） ， 2、5、7、8、10、13、27 号煤层属中高固定碳煤 （MHFC）。 （6）元素分析。井田浮煤干燥无灰基碳（Cdaf） 含量为 86.2893.86，平均 91.74；干燥无灰基 氢（Hdaf）含量为 1.834.02，平均 3.34；干燥 无灰基氮（Ndaf）含量为 0.953.08，平均 1.37； 干燥无灰基 [（OS）daf] 含量为 1.539.12，平 均 3.39。 5 煤的工艺性能 （1）发热量 井田原煤空气干燥基高位发热量（Qgr,d）为 16.47232.323MJ/kg， 平 均 24.78MJ/kg； 原 煤 干 燥基低位发热量（Qnet.d）16.1031.85MJ/kg，平均 24.29MJ/kg。 2 号煤层原煤高位发热量（Qgr,d）为 25.94MJ/ kg，5 号煤层为 25.34MJ/kg，6 号煤层为 24.51MJ/ kg，7 号煤层为 25.26MJ/kg，8 号煤层为 25.98MJ/ kg，10 号煤层为 27.09MJ/kg，13 号煤层为 25.53MJ/ kg，16 号煤层为 23.19MJ/kg，27 号煤层为 26.58MJ/ kg，31 号煤层为 19.86MJ/kg，32 号煤层为 21.94MJ/ kg。根据煤炭质量分级，煤炭发热量分级GB/ T15224.3-2010 标准，31 号煤层属中低发热量煤 （MLQ） ， 16、 32号煤层为中发热量煤 （MQ） ， 2、 5、 6、 7、 8、 10、 13、 27号煤层为中高发热量煤 （MHQ） [3]。 （2）哈式可磨性指数（HGI） 该区哈式可磨性指数为42118， 平均77。 该区8、 10、27 号煤层属较难磨煤（RDG），5、13 号煤层 属中等可磨煤（MG），6、16、31 号煤层属易磨煤 （EG），2、32 号煤层属极易磨煤（UEG）。 （3）热稳定性 井 田 可 采 煤 层 热 稳 定 性 试 验 TS6的 值 为 42.984.1，平均 61.9。2 号煤层热稳定性试验 TS6的值为 57.5，6 号煤层为 65.3，7 号煤层为 80.1，8 号煤层为 81.1，13 号煤层为 42.9，16 号煤层为 74.8，27 号煤层为 43.7，31 号煤层为 44.7，32 号煤层为 62.9。2、13、27、31 号煤层 属低热稳定性煤（LTS），6、32 号煤层属中热稳定 性煤 （MTS） ， 16号煤层属中高热稳定性煤 （MHTS） ， 7、8 号煤层属高热稳定性煤 HTS。 6 结语 井田内各可采煤层浮煤干燥无灰基挥发分 （Vdaf）产率为 5.549.27，平均 6.84；浮煤元 素分析（Hdaf）含量为 1.834.02，平均 3.34。 因此，可采煤层均为无烟煤（WY）。 根据上述化学性质和工艺性能，井田煤层属中 灰～高灰分、特低～低挥发分、低～中高固定碳、 特低～中高硫，较易洗选、中低～中高发热量、 低～高热稳定性无烟煤。井田可采煤层均具有广泛 用途，各煤层洗选后可作民用煤、工业动力用煤和 火力发电用煤。分析研究其煤质特征及工业用途， 对将来矿井可行性研究、生产销售具有重要意义。 【参考文献】 ［1］ 国家市场监督管理总局，中国国家标准化管理 委员会 . 煤炭质量分级 第 1 部分灰分 GB/T 15224.1-2018[S]. 中国标准出版社，2018. ［2］ 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中 国国家标准化管理委员会 . 煤炭质量分级第 2 部 分硫分GB/T 15224.2-2010[S].中国标准出版社， 2011. ［3］ 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中 国国家标准化管理委员会 . 煤炭质量分级第 3 部 分发热量 GB/T 15224.3-2010[S]. 中国标准出版 社，2011. 494-498. ［3］ 苏骏，程桦 . 疏水沉降地层中井筒附加力理论分 析 [J]. 岩石力学与工程学报，2000，19（03） 310-313. ［4］ 许延春，李江华，张旗，等 . 济三煤矿注水法预 （上接第 168 页） 防井筒破坏工程参数 [J]. 辽宁工程技术大学学报 自然科学版 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