滇東舊堡煤礦煤的可選性研究＊

周 娉崔 彬

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué),北京市海淀區(qū),100083;2.湖南工程學(xué)院,湖南省湘潭市,411104)

滇東舊堡煤礦煤的可選性研究＊

周 娉1,2崔 彬1

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué),北京市海淀區(qū),100083;2.湖南工程學(xué)院,湖南省湘潭市,411104)

在分析了滇東舊堡煤礦煤層煤質(zhì)特征的基礎(chǔ)上,利用篩分試驗(yàn)和浮沉試驗(yàn)研究了該礦區(qū)煤的可選性。研究結(jié)果表明,該礦區(qū) K2、K5可采煤層均為中灰分、特低硫和中等揮發(fā)分煤。篩分試驗(yàn)結(jié)果顯示,在13～0mm粒級(jí)中,主采煤層的煤主要分布在13～6mm的粒度范圍內(nèi),且篩分后各粒級(jí)水分、硫分均無(wú)大的變化,但灰分都隨粒度減小而有所下降。浮沉試驗(yàn)結(jié)果顯示,K2煤層的煤為難選煤,K5煤層的煤則為極難選煤。

煤質(zhì) 可選性 篩分試驗(yàn) 浮沉試驗(yàn) 舊堡煤礦

煤的可選性是指煤與無(wú)機(jī)物質(zhì)可分離的難易程度,反映了按要求的質(zhì)量指標(biāo)從原煤中分選出合格產(chǎn)品的難易程度,它是選煤工藝研究和選煤廠設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。通過(guò)評(píng)價(jià)煤的可選性,可以選擇合理的分選方法,并對(duì)分選效果進(jìn)行預(yù)先初步估計(jì),而選煤廠則可根據(jù)入選原煤的可選性等級(jí),概略地評(píng)定煤的分選效果。云南宣威市倘塘鎮(zhèn)舊堡煤礦蘊(yùn)藏著較為豐富的煤炭資源,已對(duì)當(dāng)?shù)氐墓I(yè)、民用和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著十分重要的作用,但未曾對(duì)該礦區(qū)燃煤可選性做過(guò)系統(tǒng)分析。因此,本文在研究舊堡煤礦煤層煤質(zhì)特征的基礎(chǔ)上,探討其主采煤層的可選性。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

舊堡煤礦礦區(qū)內(nèi)地層傾角為4～10°,主要發(fā)育有2條斷層,地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度屬中等類型。該礦區(qū)出露的地層從老到新分別為:二疊系上統(tǒng)宣威組、三疊系下統(tǒng)卡以頭組和飛仙關(guān)組及第四系,其中宣威組為含煤地層。該礦區(qū)含煤地層共含煤6層,煤層自下而上編號(hào)為 K1、K2、K3、K4、K5、K6,其中 K2、K5煤層屬全區(qū)可采煤層,其余煤層屬不可采煤層。K2煤層厚度為0.81～1.24 m,平均厚度為1.10 m;K5煤層厚度為0.78～0.97 m,平均厚度為0.85 m。

2 煤巖煤質(zhì)特征

2.1 煤巖特征

據(jù)井下觀察,礦區(qū)范圍內(nèi) K2可采煤層以半暗煤為主,半亮煤次之,K5可采煤層則以半亮煤為主,半暗煤次之。

2.2 煤質(zhì)特征

舊堡煤礦各可采煤層的煤質(zhì)特征如表1所示?？梢钥闯?礦區(qū)內(nèi) K2、K5煤層原煤的灰分含量平均值分別為20.28%和19.38%,均為中灰分煤;K2、K5煤層原煤的全硫含量平均值均為0.13%,屬特低硫煤;K2、K5煤層原煤揮發(fā)分平均值分別為26.95%和27.84%,屬中等揮發(fā)分煤。

表1 舊堡煤礦煤層煤樣工業(yè)分析結(jié)果

3 煤的可選性

3.1 篩分試驗(yàn)

滇東舊堡煤礦 K2、K5可采煤層煤樣在13～0mm粒級(jí)中的篩分試驗(yàn)結(jié)果分別如表2和表3所示。可以看出,13～6mm的粒度范圍內(nèi) K2、K5可采煤層煤樣的浮煤回收率分別為57.23%和56.99%,表明舊堡煤礦13～0mm粒級(jí)中的煤大部分分布在13～6mm粒度范圍內(nèi)。不僅如此,無(wú)論是 K2還是 K5主采煤層的煤樣,篩分后各粒級(jí)水分、硫分無(wú)大的變化,均保持篩前的原煤特征,但灰分都隨粒度減小而有所下降。該礦區(qū)與滇東北鎮(zhèn)雄煤田晚二疊世煤中硫分在各粒級(jí)中的變化規(guī)律基本一致。

表2 舊堡煤礦 K2可采煤層煤樣(13～0mm粒級(jí))篩分試驗(yàn)結(jié)果

3.2 浮沉試驗(yàn)

分選密度±0.1含量法(簡(jiǎn)稱“δ±0.1含量法”,下同),在許多國(guó)家都得到應(yīng)用,也是我國(guó)目前評(píng)定煤炭可選性的主要方法。該方法的煤層可選性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)如表4所示。滇東舊堡煤礦 K2、K5煤層屬焦煤,按 GB/T397-1998《冶金焦用煤技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn),指定浮煤灰分為10%和11.5%對(duì)煤的可選性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

表3 舊堡煤礦 K5可采煤層煤樣(13～0mm粒級(jí))篩分試驗(yàn)結(jié)果

表4 中國(guó)煤炭可選性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)(GB/T16417-1996)

根據(jù)浮沉試驗(yàn)結(jié)果,該礦區(qū) K2、K5煤層煤的可選性曲線分別如圖1和圖2所示。由圖1可以看出,當(dāng)浮煤灰分為10%時(shí),其產(chǎn)率為13.62%,相應(yīng)的沉煤產(chǎn)率為86.38%,根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,K2煤層理論分選密度為1.404 g/cm3,則其相應(yīng)的δ±0.1含量為初始值 29.99%;同樣,當(dāng)浮煤灰分為11.5%時(shí),其相應(yīng)的δ±0.1含量初始值為33.52%。由于理論分選密度小于1.7 g/cm3,按“δ±0.1含量法”規(guī)定,此時(shí)所求得的δ±0.1含量初始值應(yīng)扣除沉矸,δ±0.1含量最終值按公式,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5。不難看出,當(dāng)分選密度為1.404和1.418,δ±0.1含量最終值均大于30%而小于40%。根據(jù)中國(guó)煤炭可選性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),K2可采煤層的煤為難選煤。

圖1 舊堡煤礦 K2煤層煤的可選性曲線圖β—浮煤曲線;λ—灰分分布曲線;θ—沉煤曲線;δ±0.1—密度±0.1曲線;δ—密度曲線

由圖2可知,當(dāng)浮煤灰分為11.5%時(shí),其產(chǎn)率為21.80%,相應(yīng)的沉煤產(chǎn)率為78.20%,根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,K5煤層理論分選密度為1.41 g/cm3,則其相應(yīng)的δ±0.1含量初始值為43.75%。同樣由于理論分選密度小于1.7 g/cm3,按“δ±0.1含量法”規(guī)定,此時(shí)所求得的δ±0.1含量初始值應(yīng)扣除沉矸,δ±0.1含量最終值按公式,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5。不難看出,當(dāng)分選密度為1.41,δ±0.1含量最終值大于40%。根據(jù)中國(guó)煤炭可選性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),K5可采煤層的煤為極難選煤。

圖2 舊堡煤礦 K5煤層煤的可選性曲線圖β—浮煤曲線;λ—灰分分布曲線;θ—沉煤曲線;δ±0.1—密度±0.1曲線;δ—密度曲線

表5 舊堡煤礦 K2、K5可采煤層煤的可選性評(píng)價(jià)結(jié)果表

4 結(jié)論

(1)滇東舊堡煤礦煤層煤質(zhì)分析結(jié)果表明,K2、K5可采煤層均為中灰分、特低硫和中等揮發(fā)分煤。

(2)篩分試驗(yàn)結(jié)果表明,在13～0mm粒級(jí)中,滇東舊堡煤礦各主采煤層的煤主要分布在13～6mm的粒度范圍內(nèi),且篩分后各粒級(jí)水分、硫分均無(wú)大的變化,都保持篩前的原煤特征,但灰分都隨粒度減小而有所下降。

(3)浮沉試驗(yàn)結(jié)果表明,舊堡煤礦 K2煤層的煤為難選煤,K5煤層的煤則為極難選煤。

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(責(zé)任編輯 張毅玲)

Washability of coal in Jiubao coalmine,eastern Yunnan

Zhou Ping1,2,Cui Bin1
(1.China University of Geosciences,Haidian,Beijing 100083,China;2.Hunan institute of Engineering,Xiangtan,Hunan,411104,China)

On the basis of the coal quality characteristics,the screening and float-and-sink tests have been carried out to investigate the washability of the coals in the Jiubao coalmine,eastern Yunnan.The results showed that the K2,K5coal seams were medium ash,extremely low-low sulfur and medium volatile coals.The screening test results showed that the coals in the 0～13mm grain grade were mainly distributed in the size range of 13～6mm.The levels of the water and total sulfur varied little in different size grades of coals,but in a same size grade the ash decreased with the size.The float-and-sink tests showed that the coal washability of K2coal seam was in the difficult degree,and the coal washability of K5coal seam was in the extremely difficult degree.

coal quality,washability,screening test,float-and-sink analysis,Jiubao coalmine

TD940.2

B

湖南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(09JJ3085)。

周娉(1979-),女,湖南桃江人,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地學(xué)院博士生,湖南工程學(xué)院講師。