滎陽丁店地區煤質評價

陶威習通

（1.大陸動力學國家重點實驗室/西北大學地質學系，陜西西安 710069；2.河南省煤田地質局二隊，河南洛陽 471000）

滎陽丁店地區煤質評價

陶威1習通2

（1.大陸動力學國家重點實驗室/西北大學地質學系，陜西西安 710069；2.河南省煤田地質局二隊，河南洛陽 471000）

煤質評價就是根據煤的分析結果，對煤炭的煤質特征、煤質水平、合理有效的加工利用途徑等各個方面進行全面、科學地評價，為煤炭資源的開發利用提供依據。本文研究了滎陽市丁店地區煤質的物理性質、化學性質、公益性質、分類分布及其工業用途。

煤礦；煤質評價；滎陽

0 引言

研究區內含煤巖系為石炭系上統太原組、二疊系下統山西組、下石盒子組及中統上石盒子組。其中，區內主要煤層為山西組的二1煤，為局部可采煤層，其次為上石盒子組的七2煤。

二1煤位于山西組下段，距底部的太原組頂部灰巖0.37～26.11m，平均7.7m，距頂部的砂鍋窯砂巖（Ss）21.68～115.8m，平均71m。區內施工的10個鉆孔，其中8個對該煤層均有控制，煤層對比可靠。二1煤層上部以大占砂巖為間接或直接頂板。二1煤層直接頂為泥巖或砂質泥巖，有時大占砂巖作為二1煤層的直接頂板；老頂為細、中粒的大占砂巖。直接底板為黑色泥巖和砂質泥巖，有時相變為粉砂巖，內含黃鐵礦鮞粒，多見植物根莖化石；老底為太原組灰巖。

七2煤位于上石盒子組下部的七段煤，距田家溝砂巖（St）43.12～107.78m，平均66.03m；上距平頂山砂巖（Sp）205.98～222.57m，平均212.752m。煤層層位不穩定，煤厚0.59～2.82m，平均厚1.31m，局部含夾矸1層，結構簡單～中等。七2煤直接頂板為泥巖或砂質泥巖，老頂為淺灰色細砂巖。底板為灰色細、中粒砂巖和泥巖砂巖，局部為炭質泥巖。底部的分段標志層St砂巖為淺灰、灰白色中粗粒砂巖，常含礫石，厚1-16.4m，平均厚7.64m，俗稱“田家溝砂巖”。本文主要對以上兩種煤質進行評價。

1 物理性質和煤巖特征

本次研究選取勘查區的煤樣進行了煤巖鑒定工作，鑒定結果見表1。

表1 各煤層顯微鏡煤巖組分鑒定成果表

因實驗研究階段僅二1煤層進行了顯微煤巖組分鑒定，下面僅介紹二1煤層的物理性質和煤巖特征。

1.1 物理性質

二1煤顏色為灰黑色～黑色，煤的原生結構、構造受到構造應力作用的破壞，多為粉粒狀和碎片狀，粒度1～3mm，局部粉粒煤經固結擠壓成塊，但十分松軟，用手壓之即碎。

1.2 煤巖特征

二1煤宏觀煤巖類型為半亮型-光亮型，煤巖組分以亮煤和鏡煤為主，夾少量暗煤及絲炭透鏡體。顯微煤巖組分以有機組分為主，含量84.60%，無機組分含量15.40%。有機組分以鏡質組為主，含量58.10%，鏡質組以均質鏡質體為主，基質鏡質體次之，少量碎屑鏡質體；惰質組含量占26.50%，惰質組以絲質體為主，有少量碎屑惰質體。無機組分主要以粘土礦物為主，呈細脈狀、浸染狀、透鏡狀分布；硫化物類的黃鐵礦呈微粒狀分布；碳酸鹽類的方解石多為后生，呈脈狀充填在其他組分的裂隙中。顯微煤巖類型為微暗亮煤。

1.3 各煤層的視密度

研究階段，根據實際情況，各個煤層選取了具有代表性的煤樣進行了視密度測定。研究階段各煤層的視密度以本階段視密度測定數據的平均而來，各煤層視密度見表2。

表2 各煤層視密度一覽表

2 化學性質和公益性質

研究區內施工的9個鉆孔，均按采樣設計要求進行了煤芯樣采取，至研究階段結束，各主要煤層共采取煤芯煤樣18個，其中共取煤芯樣7個，煤巖樣1個，底板樣1個，瓦斯樣5個，巖礦樣1個，粘土樣1個，煤層氣樣2個，基本達到了此次研究對煤樣的采取測試要求。

2.1 水分

各個可采煤層中原、浮煤水分測試統計結果見表3。

表3 各煤層水分分析統計結果表

2.2 灰分

各個可采煤層中原、浮煤灰分產率測試統計結果見表4。

表4 各煤層灰分分析統計結果表

研究結果表明，煤層自上而下，灰分有逐漸降低的趨勢。依據現行煤炭質量分級（灰分）標準（GB/T15224.1-2004），對各個煤層進行灰分質量分級：七2煤層以高灰煤為主；二1煤以中灰煤為主。各煤層經浮選后，其灰分均有較大幅度的下降，降灰率79.1～83.1%。質量等級是按平均灰分數據確定的，但每層煤中，灰分數據分布不盡一樣。

2.3 硫分、發熱量

各煤層中原、浮煤硫分含量測試統計結果及發熱量結果見表5。

表5 各煤層硫分、發熱量統計結果及質量分級表

依據現行煤炭質量分級（硫分）標準（GB/T15224.2-2004），對各煤層進行硫分質量分級：二1煤層低硫煤為主；七2煤層特低硫煤為主。

依據現行煤炭質量分級（發熱量）標準（GB/T15224.3-2004），對各煤層進行硫分質量分級：二1煤為高熱值煤；七2煤為低熱值煤。

2.4 揮發分產率

各煤層原、浮煤揮發分產率測試統計結果見表6。

表6 各煤層揮發分產率統計表

浮煤揮發分產率隨著煤層的埋深變淺而增大，說明煤的變質程度變低，符合區域規律。

2.5 元素組成

各個煤層元素分析統計結果見表7。

表7 元素分析統計結果表

原煤中氫（Hdaf）元素，占2.02～2.55%，且從上部煤層至下部煤層，氫含量有降低的變化趨勢，反映了隨著煤化程度的加深氫含量減少的變化規律。

2.6 煤灰的組成

各煤層煤灰成分分析統計結果見表8。

表8 各煤層煤灰成分分析統計結果表

各煤層煤灰中SiO2和Al2O3含量最多，且以SiO2為主，Al2O3次之，兩者綜合占58%以上，反映了煤中礦物組成大多以硅酸鹽類為主且含有較多的高嶺土類。七2煤層煤灰組分中SiO2含量高，平均含量大于60%，而二1煤層煤灰組分中SiO2含量相對較低，平均含量小于50%；Al2O3含量正好相反，下部二1煤層煤灰組分中Al2O3含量高于上部七2煤層。

煤灰中Fe2O3、CaO、MgO、SO3、TiO2含量相對較少。

2.7 煤灰熔融性

各煤層煤灰熔融性測試統計結果見表9。

表9 各煤層煤灰熔融性分析統計結果表

根據煤灰軟化溫度、流動溫度分級標準（MT/T853.1-2000、MT/T853.2-2000），試驗結果表明，本區各煤層基本屬較高軟化溫度灰和較高流動溫度灰。

2.8 煤中有害元素

各煤層有害元素測試統計結果見表10。

表10 各煤層有害元素分析統計結果表

根據煤中氯、磷分級標準（MT/T597-1996、MT/T562-1996），試驗結果表明，二1煤層以低氯為主，七2煤層為特低氯，有隨埋深變淺氯含量變小的趨勢；磷含量變化及趨勢與氯相似，煤層從下至上磷含量逐漸變小。

2.9 可選性

普查階段未做粒度分析和沉浮試驗，僅依據經過1.4比重液浮選各煤層浮煤回收率指標作初步評價。各煤層浮煤回收率數據及可選性評價見表11。

表11 各煤層可選性評價表

從表11數據可知，煤層由下至上，可選性難度有所加大。

3 煤質評價結論

根據《中國煤炭分類國家標準》（GB/T5751-2009），以浮煤揮發分產率（Vdaf）為主要指標，確定二1煤層為無煙煤無煙煤三號（WY3）。勘查區塊段圈閉范圍內二1煤層均為無煙煤為主。勘查區內煤層煤類變化較穩定，變質程度較高。

二1煤為中灰、特低硫、特低～低硫分、特低氯、一級含砷、高熱值、較高軟化溫度灰的無煙煤。適宜民用、動力用煤和火電用煤，適于沸騰床及流化床燃料。

[1]曹代勇等.煤炭地質勘查與評價[M].徐州：中國礦業大學出版社，2007.

[2]河南省地質局區域地質測量隊.1∶20萬鄭州幅區調報告[R].1980.

[3]DZ/T0215-2002煤、泥炭地質勘查規范[S].2002.

[4]煤炭資源勘探煤樣采取規程[S].1987.

[5]陳亞飛.煤質評價與煤質標準化[J].煤質技術，2006，1

P624

A

1003-5168(2014)04-0188-02

陶威（1987—），男，碩士研究生，研究方向：構造地質學。