煤田地質勘探中的煤質分析探討

王明黨

摘要：煤炭在我國國民經濟發展中具有舉足輕重的地位。我國煤炭工業有了突飛猛進的發展, 煤炭產量已躍居世界第一位, 這中間煤田地質勘探所發揮的作用是功不可沒的.本文對煤田地質勘探工作提出了新的更高的要求, 一定要扎扎實實地做好煤質工作。

關鍵詞：煤田地質勘探；煤質分析；研究意義

1 煤質研究的意義

隨著國民經濟的發展, 煤炭資源的利用途徑必將日益擴大, 長期以來主要用以作為動力用煤( 特別是作為一次性能源) 和煉焦用煤的格局必將逐漸改變。這就要求對勘探區的煤炭資源的煤質進行全面的論述和評價, 為其合理利用的可能途徑提供充分的依據。

對煤中微量元素和有害元素的研究和評價的最佳時間, 應該是在煤田地質勘探階段。這為煤炭資源開發利用時考慮其回收利用的可能性。( 近期的和將來的) 提供了依據, 避免了可貴資源的流失; 對于有害元素來說, 可引起有關方面的注意,采取必要的措施以防患于未然。基于這樣的考慮, 筆者認為, 應將煤中微量元素和有害元素的研究和評價, 納入煤田地質勘探煤質評價的范疇, 至于研究的深度和廣度, 則可根據具體情況而定。

一、煤樣的代表性問題

在煤田地質勘探中如何選取有代表性的煤樣, 是正確評價勘探區煤質特征及其變化規律的關鍵。采集鉆芯煤樣時, 煤芯采取率越高, 煤樣的代表性就越強, 一般采取率在80% - 92%以上為宜。如果采取率過低( 煉焦煤的采取率低于7 0% ,動力煤的采取率低于60% ), 煤樣代表性就會變差, 其煤質檢驗結果與礦井開采以后的煤層煤樣的檢測結果會有較大差別。例如煤的真相對密度、視相對密度對樣品采取率較為敏感, 當樣品采取率較低時, 代表性可能會很差, 將會直接影響測定結果的準確性, 從而導致計算其儲量時產生較大偏差。另外,在鉆取煤樣過程中的煤層受到鉆頭的摩擦而發熱氧化甚至發生部分燃燒時, 煤樣的代表性就會更差。例如, 焦煤在采樣過程中如發生部分燃燒氧化, 檢測后得出的牌號可能變為瘦煤甚至貧煤。此外, 在采取鉆芯煤樣時混入了泥漿等雜質時, 煤樣灰分就會增高。反之, 為了消除泥漿的影響,而把煤樣用水清洗時, 可能把溶于水的鉀、鈉等堿性礦物質沖洗掉而使煤樣的灰分偏低, 或把煤粉沖走而影響其它煤質指標的準確性。所以遇到此種情況時, 盡量不要用水去漂洗, 可用刷子輕輕地刷去煤芯表面的泥皮。如果煤芯完全破碎, 可設法刮去明顯的泥漿, 即使如此處理, 也難免會損失少量樣品。在淺部風化帶采取的煤芯煤樣, 檢測結果只能做為確定風化帶、氧化帶和計算其腐植酸產率, 不能作為正常煤芯煤樣的計算基礎。

二、煤質分析檢測項目的合理選定問題

（一）預測找煤、煤田普查、礦區詳查或精查階段應測定的項目: 原煤水分(Mad)、灰分(Ad)、揮發分(Vdaf)及焦渣特征、全硫(St,d)、發熱量、煤灰成分、有害元素、微量元素等。如地質報告中需要提出C級以上(A+B +C)的儲量, 應測定煤芯煤樣的原煤真相對密度和視相對密度。對某些高灰分煤或特殊地區的煤還應測定煤中碳酸鹽CO2含量。

（二）褐煤、長焰煤、弱黏煤、不黏煤、貧煤和無煙煤對非煉焦用煤, 應測定的項目: 原煤水分( Mad) 、灰分(Ad) 、揮發分(Vdaf)及焦渣特征、全硫(St,d)、發熱量(Qgr,d)、元素分析等。

（三）煉焦用煤。

除測定水分(Mad)、灰分(Ad)、揮發分(Vdaf)及焦渣特征、全硫(St,d)、發熱量(Qgr,d) 以外, 還需測定浮煤( 或Ad不大于10% 的原煤) 的工業分析和黏結性、結焦性等項目。對于全硫含量大于1 % 的煉焦用煤, 應適當地取部分有代表性的原煤來檢測各種硫的組成, 硫分越高, 檢測各種硫的煤樣比例也應適當增加。

（四）用于確定煤牌號。

無論是無煙煤還是煙煤或褐煤( 用重液分選容易“泥化”的某些特別年輕的褐煤除外) , 都需要檢測浮煤揮發分(Vdaf) 。煙煤的分選密度原則上選定在1.4g/cm3 ,某些高灰難選煤選后灰分仍大于10% 時,分選密度則應降至1.35g/cm3 , 以浮煤灰分降至10% 以下為準。一般以Ad 在5%～10%為最好。無煙煤分選密度, 應根據其純煤的真相對密度而確定,一般在1.4～1.8g/cm3。褐煤的分選密度, 原則上也按純煤的真相對密度來確定。但需注意的是褐煤的純煤真相對密度變化較大, 一般為1.1 ～1.4g/cm3以上。在測定浮煤揮發分的同時,應檢測浮煤分析水分、灰分、全硫以及根據煤種的不同而分別測定黏結指數、膠質層, 透光率、最高內在水分和恒濕無灰基高位發熱量。對褐煤還應適當地測定腐植酸和褐煤蠟。

（五）動力煤。

對動力用煤, 選擇部分有代表性的煤芯煤樣測定煤灰成分, 煤灰熔融性。在精查階段, 檢測樣品比例數可適當增加, 最終普查報告檢測樣品的比例數也不宜過少。

三、地質報告中煤質分析部分的編寫問題

煤質分析部分是煤田地質勘探報告的重要組成部分。將區內大量的煤質分析檢測資料最優化地編入地質報告, 是煤質檢驗人員的一項基本任務。在整理、匯總和分析煤質資料之前, 首先要對檢測結果的代表性和可靠性進行一次全面的審查:代表性不強的應該刪去; 對有疑問的結果, 可以請地質勘探技術人員協助進行復查。

（1） 各井田( 或礦) 煤質變化規律根據鉆孔分布位置, 將一些重要的煤質檢測項目, 如灰分(Ad)、硫分(St,d)、浮煤揮發分(Vdaf)、黏結指數(GR.I)、膠質層厚度(Y值) 等指標, 在分煤層的各鉆孔旁標出, 然后按走向和傾向分析各指標的變化規律。構造復雜的井田, 如受斷層和火成巖等影響而煤質變化較大時, 也應該找出其影響的規律并用文字詳細論述。此外, 對于上、下煤層之間的煤質變化( 如牌號的變化和灰分、硫分、發熱量等指標的變化) 也應同時進行探求其變化規律。對不同成煤時期煤層之間各指標的變化規律, 也應探求并在文字上加以闡述。對硫分低、灰分高、可選性差或硫分高、灰分低, 可選性稍好的煤, 均應一一加以論述。對于厚煤層和薄煤層之間的煤質變化特點, 也應在文字中有所敘述。另外, 還應對硫分(St,d)、灰分(Ad)和揮發分(Vdaf) 等指標作出等值線圖, 為今后開發利用提供參考。

（2） 原煤檢測數據的整理

在煤田地質勘探中煤質檢測數據的整理是一項十分重要的工作。對煤質分析檢測結果, 首先將其按煤層鉆孔的分布位置進行整理。對于分層煤樣檢測的厚煤層, 其結果應按各分層煤樣的檢測結果進行加權平均, 算出原煤層煤樣檢測結果。

對整理好的各煤層檢測結果, 應進行仔細的審查, 煤樣代表性不強的檢測結果, 如發現有異常時應予以刪除; 對原因不清的少數煤層檢測結果, 應結合鉆孔的地質條件等因素考慮是否刪除。除去可疑數據后, 即可算出各煤層的檢測結果的兩極值( 最好選用95% 范圍中的兩極值) 和平均值, 得出每一鉆孔所代表的各煤層的儲量, 計算各煤層檢測結果的加權平均值。

參考文獻

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