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《煤質技術》2017年第s1期

摘要：勘查區位于貴州省畢節市金沙縣南部及黔西縣北部，勘查區含煤地層為二疊系上統龍潭組（P3l），9號煤層位于龍潭組二段（P3l2）下部，屬全區可采。宏觀煤巖類型主要以半亮型為主，半暗型次之。顯微煤巖類型屬于微鏡惰煤。9號煤層屬于低灰煤、低揮發分、高固定碳、中硫、高熱值、高熱穩定性、易選性、洗選脫硫效果好的無煙煤三號（WY3）。

關鍵詞：灰分；硫分；發熱量

1地質概況

勘查區位于貴州省畢節市金沙縣南部及黔西縣北部，勘查區南北長約1~22km，東西寬約2~12km，為一不規則多邊形，面積約258.72km2。勘查區含煤地層為二疊系上統龍潭組（P3l），總厚約97.53~131.52m，平均厚約111.12m。二疊系上統龍潭組劃分為龍潭組一段和龍潭組二段。龍潭組一段：上至標二灰巖底部，該段厚度47.56~74.53m，下至P2m頂界。平均厚55.00m。含12、13、15號煤層。可采煤層平均總厚2.30m，可采含煤系數4.18%。龍潭組二段：底部為灰色中厚層狀灰巖（B2），頂部至長興組深灰色燧石灰巖。該段厚48.16~71.72m，平均厚56.12m。含4、5、7、9號煤層。可采煤層平均總厚4.69m，可采含煤系數8.36%。二疊系上統龍潭組含煤8~16層，含煤總厚5.31~14.60m，平均總厚11.19m，含煤系數10.07%；可采煤層有（4、7、9、13、15）5層，可采煤層總厚2.67~10.36m，平均總厚6.96m，可采含煤系數6.26%。其中9號煤為全區可采，4號煤、7號煤、15號煤為大部可采，13號煤為局部可采。9煤層位于龍潭組二段（P3l2）下部，全層厚度1.05~4.06m，平均厚2.49m，少量鉆孔含1層夾矸，煤層結構簡單，較穩定煤層，全區可采。勘查區范圍內，獲總資源儲量194047.7×104t。9號煤層勘查區煤炭資源總量為64645×104t，占總資源量的33.3%。所以，為了將來煤炭資源的開發利用提供參考利用，總結該煤層煤質變化規律及工業用途是很重要的。

2煤巖特征

2.1物理性質

勘查區9號煤層以黑色為主，其次灰黑色。玻璃光澤為主，少量瀝青光澤；煤層結構以條帶狀結構為主。塊狀為主，少量碎塊狀、粒狀。斷口以參差狀為主，少量貝殼狀、階梯狀；發育較多內生和外生裂隙，方解石以薄膜狀、細脈狀、網絡狀充填，少數零星煤層充填星點狀黃鐵礦結核。真相對密度(TRD)值：1.62g/cm3，視相對密度(ARD)值：1.53g/cm3。

2.2宏觀煤巖成分及類型

禹謨井田在2孔中采了2件9號煤進行煤巖鑒定，化驗結果表明：宏觀煤巖成分以亮煤為主，暗煤次之，夾少量鏡煤和絲炭條帶。所以宏觀煤巖類型以半亮型為主，其次半暗型。

2.3顯微煤巖組分

2.3.1有機組分9煤層煤巖樣進行鏡下煤巖鑒定以后，有機組分劃分為鏡質組和惰質組。含礦物基有機總量值84.64%~93.06%，平均值88.85%；去礦物基有機總量值100.00%。9煤層鏡質組高達82.96%~86.76%，平均值84.86%，主要以基質鏡質體和透鏡狀、細條帶狀的均質鏡質體，其次結構鏡質體和碎屑鏡質體；惰質組僅為17.04%~13.24%，平均值15.14%，主要以透鏡狀或者不規則狀的半絲質體、氧化絲質體為主，其次碎屑惰質體，少許微粒體，還有粗粒體、分泌體散布于基質鏡質體之中；綜上所述，鏡質組與惰質組含量之和大于95%，故煤層顯微煤巖類型評定為微鏡惰煤。

2.3.2無機組分無機組分主要為粘土礦物，石英礦物次之，少許碳酸鹽，最少的是黃鐵礦。無機組分總量值6.94%~15.36%，平均值11.15%。（1）粘土類礦物：主要以團塊狀、浸染狀大量產出，其次呈細分散狀、斑點狀散布在基質鏡質體之中，少許呈透鏡狀和充填胞腔。范圍2.47%~7.11%，平均值4.79%。（2）硫化物組：主要以為微粒狀、星點狀及細粒狀分散狀態分布，其次為莓粒狀產出，少許充填胞腔，還有充填裂隙。范圍0.19%~0.48%，平均值0.34%。（3）碳酸鹽組：主要以強非均質性、閃突起與多色性、雙反射為主，多數為細脈狀充填在裂隙或裂縫中，少許充填胞腔。范圍1.65%~2.05%，平均值1.84%。（4）氧化物組：主要以微細粒狀、細粒狀散布在基質鏡質體之中，其次為不規則粒狀和充填胞腔，其中含有的粒度均勻，分選較好。范圍2.66%~5.75%，平均值4.21%。

3工業分析

3.1水分

勘查區原煤水分化驗煤樣33件，化驗數據表明，水分值范圍0.29%~3.28%，平均值1.73%。浮煤化驗煤樣33件，水分值范圍0.28%~2.83%，平均值1.01%。原、浮煤皆劃分為特低全水分煤。

3.2灰分

勘查區原煤灰分化驗煤樣33件，化驗結果顯示，原煤干燥基灰分范圍10.72%~35.33%，平均值17.40%。浮煤灰分化驗煤樣33件，化驗結果顯示，干燥基灰分范圍6.36%~9.86%，平均值7.94%。按《煤炭質量分級第1部分：灰分》GB/T15224.1-2010規范，依據動力用煤劃分為低灰煤，依據高爐噴吹用煤劃分為高灰煤。

3.3灰成分

勘查區原煤煤灰成分化驗煤樣15件，化驗結果詳見表1，從表1可以看出，SiO2、Al2O3、Fe2O3含量之和占總灰分成的88.56%，其余含量所占比例很小，最小的為MgO，僅僅只有0.51%。3.4揮發分產率及固定碳勘查區原煤及浮煤揮發分產率及固定碳化驗煤樣33件，由化驗結果得出，干燥無灰基揮發分的產率范圍4.89%~11.80%，平均值7.11%。浮煤的干燥無灰基揮發分的產率范圍4.29%~7.04%，平均值5.72%。按《煤的揮發分產率分級》MT/T849-2000規范，原浮煤劃分為特低揮發分煤。原煤的干燥基固定碳具有57.04%~84.59%，平均值高達76.81%。按照《煤的固定碳分級》MT/T561-2008規范，劃分為高固定碳煤。

4元素分析

勘查區進行了原浮煤測試煤樣5件和浮煤測試煤樣6件。

4.1有害元素

4.1.1硫勘查區化驗原煤煤樣33件進行干燥基全硫化驗，化驗參數表明，原煤干燥基全硫的含量范圍0.39%~5.84%，平均值1.93%。浮煤的干燥基全硫含量范圍0.41%~1.50%，平均均值0.76%。依據《煤炭質量分級第2部分：硫分》GB/T15224.2-2010規范，由動力煤硫分的分級標準，把原煤劃分為中硫煤。勘查區硫分浮動變化不大，主要以分布于中部及南部的中硫煤為主；其次，位于勘查區北東部、北部、中部、東部，是高硫煤分布場所；再次，位于西部及北西部，僅僅少許分布低硫煤；另外，位于北西部，含零星分布狀態的特低硫煤。見圖1。勘查區對28件煤樣化驗形態硫，化驗結果見表3。從表3易知，在全硫的總含量1.88%之中，占比例最大的是硫化鐵硫（74.47%），其次是有機硫（24.47%），最少的是硫酸鹽硫（1.06%）。綜上所述，無機硫化鐵硫含量占原煤中的硫的統治地位，其次硫酸鹽硫，有機硫甚微。因黃鐵礦硫在9號煤原煤硫分之中為主，故洗選脫硫的效果佳。浮煤的全硫與原煤的全硫比值（Sop）39.38%，煤層脫硫率值60.62%，煤層的理論脫硫預測指標值Sop≤45%，可獲得大于55%脫硫率，故煤層劃分為容易脫硫煤。

4.1.2其它有害元素

勘查區對有害元素進行20件原煤煤樣化驗，化驗結果見表4。從表4得出，原煤磷是低磷分煤；原煤砷是一級含砷煤；原煤氯是特低氯煤；原煤氟是低氟煤。4.2稀散、放射性元素勘查區對稀散、放射性元素進行24件原煤煤樣化驗。

5工藝性質

5.1發熱量

勘查區對原煤煤樣33件和浮煤煤樣4件進行發熱量化驗，化驗后指標如表6所示。從表6得出，原煤的干燥基高位發熱量平均值28.80MJ/kg，原煤的干燥基低位發熱量平均值28.26MJ/kg，浮煤的干燥基高位發熱量平均值為32.56MJ/kg。依據《煤炭質量分級、第3部分：發熱量》GB/T15224.3-2010規范，該煤層劃分為高發熱量煤。

5.2其它工藝性質

（1）熱穩定性。勘查區對2件煤樣進行化驗，TS+6為74.2%~88.8%，平均值81.5%。依據《煤的熱穩定性分級》MT/T560-2008規范，9煤層劃分為高熱穩定性煤（HTS）。（2）煤對CO2化學反應性。勘查區對2件煤樣進行化驗，化驗結果表明，當溫度于950℃，α范圍20.0%~26.2%，平均值23.1%；當溫度于1000℃，α范圍25.3%~35.0%，平均值30.15%。故溫度在950℃和1000℃時，化驗的α值皆小于50%，說明該煤層對CO2還原率是比較低的，故本區煤層是弱還原性煤。（3）灰熔融性。勘查區對15件煤樣化驗，化驗結果表明，煤灰軟化溫度范圍值1160℃~＞1500℃，平均值1399℃，是較高軟化溫度灰。煤灰流動溫度范圍值1250℃~＞1500℃，平均值1453℃，是較高流動溫度灰。（4）煤灰粘度。勘查區對9號煤層進行了煤灰粘度化驗。（5）結渣性。勘查區對9煤層進行了結渣性化驗，化驗結果顯示，若鼓風強度值為0.1m/s、0.2m/s、0.3m/s的時候，化驗的結渣率值為29.8%、45.6%、25.1%，故該煤層是中等結渣區和中等結渣煤層。

6煤類

9煤層浮煤干燥無灰基揮發分的平均產率值5.72%。浮煤干燥無灰基氫含量平均值3.38%。依據《中國煤炭分類》GB/T5751-2009規范，劃定為無煙煤三號。7結束語9號煤層屬于低灰煤、低揮發分、高固定碳、中硫、高熱值、高熱穩定性、易選性、洗選脫硫效果好、一級含砷、特低氯、低磷、低氟無煙煤。因勘查區內該煤層全區可采，平均全程厚度2.49m，且其它煤層（除7號煤中硫煤）均屬于中高硫—高硫煤，故9號煤層具有廣闊的開發利用前景。

參考文獻：

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[2]中國國家標準化管理委員會.GB/T15224.1-2010煤炭質量分級第一部分：灰分[S].北京:中國標準化出版社,2010.

[3]中國國家標準化管理委員會.GB/T15224.2-2010煤炭質量分級第一部分:硫分[S].北京:中國標準化出版社，2010.

[4]中國國家標準化管理委員會.GB/T15224.3-2010.煤炭質量分級第一部分:發熱量[S].北京:中國標準化出版社,2010.

[5]中國國家標準化管理委員會.GB5751-2009中國煤炭分類國家標準[S].北京:中國標準化出版社,2009.

作者：張廷學 單位：貴州省煤田地質局地質勘察研究院