雞西盆地煤層煤質(zhì)特征及其變化規(guī)律

王立君

(黑龍江省煤田地質(zhì)一○八勘探隊(duì)，黑龍江 雞西 158100)

雞西盆地煤層煤質(zhì)特征及其變化規(guī)律

王立君

(黑龍江省煤田地質(zhì)一○八勘探隊(duì)，黑龍江 雞西 158100)

通過煤的碳、氫含量；揮發(fā)分產(chǎn)率、粘結(jié)性；發(fā)熱量；硫、磷含量及灰分變化，簡述雞西盆地穆棱組和城子河組煤質(zhì)變化規(guī)律。

含量；煤質(zhì)特征；變化規(guī)律

0 引 言

雞西盆地為NEE～NE向中新生代含煤盆地，盆地中部具有一向東傾伏基底隆起，并存在一條近東西向的平麻逆斷裂，使盆地分成南、北兩個(gè)條帶。雞西盆地含煤地層主要有白堊系穆棱組、城子河組、老第三系永慶組、新第三系平陽鎮(zhèn)組，由于永慶組和平陽鎮(zhèn)組為褐煤故不再敘述。重點(diǎn)探討穆棱組和城子河組煤層特征和煤質(zhì)特征。

穆棱組含煤20余層，其中可采和局部可采1～8層。可采煤層累計(jì)厚度為1.94～6.02 m，多數(shù)在3 m左右。煤層以薄層為主，中厚層次之，無厚煤層。煤層結(jié)構(gòu)比較簡單，以單一煤層為主，復(fù)煤層較少。

雞西盆地城子河組含煤40余層，最多可達(dá)56層，其中可采煤層7～20層。可采煤層累計(jì)厚度為4.88～17.23 m。以薄煤層為主，中厚煤層次之，厚煤層少見。同一煤層往往是薄厚不均，由薄變厚或由厚變薄。單一煤層和極復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層較少，復(fù)雜煤層較多。分布的一般規(guī)律是上部煤層群煤層結(jié)構(gòu)比較簡單，下部煤層群煤層結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，中部煤層群結(jié)構(gòu)介于上下兩群之間。城子河組的煤層主要分布在下部含煤段，含煤系數(shù)為0.92%～2%。本組含煤較多，是雞西盆地最重要的含煤層位。下面從碳、氫含量；揮發(fā)分產(chǎn)率；粘結(jié)性變化；煤的發(fā)熱量；硫、磷含量及煤的灰分等幾個(gè)方面探討雞西盆地穆棱組和城子河組煤質(zhì)特征。

1 碳、氫含量及其變化規(guī)律

穆棱組煤層碳和氫的含量變化，均與煤層的變質(zhì)程度密切相關(guān)。即隨著煤層的變質(zhì)程度的增高，氫含量減少，碳含量增高，(低中變質(zhì)階段)到高變質(zhì)階段，碳含量繼續(xù)增加。在雞東坳陷中，煤層含碳量從麻山到城子河區(qū)逐漸減少。即麻山為89.62%，到城子河為82.91%。氫含量逐漸增加，麻山區(qū)為5.60%，到城子河為5.84%。在垂向上隨著煤層賦存加深，變質(zhì)程度增高，碳含量增加，氫的含量減少。同一煤層淺部含碳量小于深部，而氫含量大于深部。

城子河組煤層碳和氫的含量變化，均與煤層的變質(zhì)程度密切相關(guān)。即隨著煤層的變質(zhì)程度的增高，氫含量減少，碳含量增高。根據(jù)煤芯煤樣化驗(yàn)成果，北部條帶城子河區(qū)城子河組煤中碳含量82.37%～88.29%，比西部麻山、滴道和東部哈達(dá)崗、東海都低，而氫含量相反。在垂向上隨著煤層賦存加深，變質(zhì)程度增高，碳的含量增加，氫的含量減少。同一煤層淺部含碳量小于深部，而氫含量大于深部。在南部條帶，碳含量呈兩側(cè)高，中間低，西部平崗高，中部恒山小恒山立新礦低，東部二道河子張新雞東高。氫的含量則相反，中間高，兩側(cè)低。

2 揮發(fā)分產(chǎn)率、粘結(jié)性變化規(guī)律

穆棱組煤層揮發(fā)分產(chǎn)率和膠質(zhì)層最大厚度值是確定煤工業(yè)分類指標(biāo)，也是確定煤變質(zhì)程度主要指標(biāo)，其變化規(guī)律和碳、氫變化規(guī)律相似，即隨變質(zhì)程度增高，揮發(fā)分降低，膠質(zhì)層厚度加大，粘結(jié)性指標(biāo)增大(低中變質(zhì)階段)，到高變質(zhì)階段，膠質(zhì)層厚度又有減少的規(guī)律。在雞東坳陷中，揮發(fā)分從西向東逐漸增加，膠質(zhì)層厚度逐漸減少。在穆棱坳陷中揮發(fā)分值，從西南到東北變化不大，均在35%左右。膠質(zhì)層最大厚度10～27.3 m/m，一般為17 m/m。

城子河組煤層揮發(fā)分產(chǎn)率和膠質(zhì)層最大厚度值是確定煤工業(yè)分類指標(biāo)，也是確定煤變質(zhì)程度主要指標(biāo)，其變化規(guī)律和碳、氫變化規(guī)律相似，即隨變質(zhì)程度增高，揮發(fā)分降低，膠質(zhì)層厚度加大，粘結(jié)性指標(biāo)增大(低中變質(zhì)階段)，只是在高變質(zhì)階段又降低。盆地內(nèi)城子河組處在低～中變質(zhì)階段。只是在靠近侵入體附近才有高變質(zhì)煤出現(xiàn)。雞西盆地城子河組揮發(fā)分一般在20%～38%之間，膠質(zhì)層最大厚度為9～25 mm，通常情況二者變化規(guī)律一致。在北部條帶以城子河為中心，揮發(fā)分變化為中間高，東西低。南部條帶為中西部低，東部高。在垂向隨埋深增加而減少，同一地區(qū)下部比上部高。揮發(fā)分遞變梯度每加深100 m降低1%～2.2%。

3 煤的發(fā)熱量

穆棱組煤層發(fā)熱量自褐煤至焦煤，隨變質(zhì)程度加深而升高。自焦煤以后,略有下降,特別是無煙煤的發(fā)熱量,比焦煤低得多。穆棱組多為氣煤和長焰煤，煤的發(fā)熱量較高，其原煤發(fā)熱量5 281～7 271 ca/g凈煤發(fā)熱量為7 885～8 529 ca/g。

城子河組煤層發(fā)熱量自褐煤至焦煤，隨變質(zhì)程度加深而升高。自焦煤以后,略有下降,特別是無煙煤的發(fā)熱量,比焦煤低得多。城子河組煤的發(fā)熱量較高，原煤發(fā)熱量在22.75～32.53 MJ/kg之間，凈煤發(fā)熱量在33.24～36.94 MJ/kg之間。

4 硫、磷含量變化規(guī)律

穆棱組煤層中硫、磷含量低，磷含量在0.002 7% ～0.203%，平均為0.057%，硫含量在0.29%～0.73%，平均為0.45%，在水平和垂向上變化不大，比較穩(wěn)定。

城子河組煤層中硫、磷含量較低，磷含量在0.001 4%～0.015 5%之間，一般為0.01%，屬低磷煤。硫含量在0.2%～0.78%之間，平均為0.44%，屬低硫煤。城子河組1～3#煤層硫含量較高，如平崗4.34%，西溝里3.59%,小恒山3.39%，榮華1%。硫含量變化規(guī)律：在垂向上，3# 煤層以上一般為低硫煤，3～1#煤層含硫量高。在平面上北部條帶一般西低東高，南部條帶含硫量較高，最高可達(dá)5.09%,與局部海侵有關(guān)。

5 煤的灰分

穆棱組煤層的灰分變化較大，灰分含量在14.58%～43%，平均為25.10%，以中灰為主，有少量的高灰煤。

城子河組煤層的灰分變化較大，原煤灰分產(chǎn)率一般在17%～34%，屬中～高灰分，以中灰為主，其次為高灰煤，低灰和富灰煤較少。

6 結(jié)束語

綜上所述，穆棱組煤層以氣煤為主，長焰煤次之，并伴有少量焦煤，穆棱組的煤質(zhì)特點(diǎn)是低磷、低硫、發(fā)熱量較高，以中灰為主的煉焦配煤。城子河組煤層以氣煤、焦煤為主，弱粘結(jié)煤、長焰煤次之，并伴有少量的肥煤和瘦煤，城子河組的煤質(zhì)特征除下部3～1#煤層外，均屬低磷、低硫煤，以中灰分煤為主，為發(fā)熱量高，可選性較差的煉焦用煤，北部條帶變質(zhì)程度略高于南部條帶，南部條帶的變質(zhì)程度是西高東低，而北部條帶則是東西兩側(cè)高、中間低的特點(diǎn)。

[1] 朱銀惠.煤化學(xué)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

[2] 武漢地質(zhì)學(xué)院煤田教研室.煤田地質(zhì)學(xué)[M].地質(zhì)出版社，1979.

Coal Quality Characteristics and Variation in Jixi Basin

WANG Li-jun

(Heilongjiang Province Coalfield Geology 108 Exploration Team, Jixi 158100, Heilongjiang Province, China)

Through the coal change of Carbon and Hydrogen content, volatile matter yield and adhesion, calorific value, sculpture and Phosphorus content and ash content, we discusses the coal of quality change rule for Muling formation and Chengzihe formation of the Jixi basin.

Content; Coal characteristics; Change regulation

2015-03-21

2015-04-15

王立君(1974-)，男，畢業(yè)于黑龍江科技學(xué)院礦山地質(zhì)專業(yè)，現(xiàn)從事技術(shù)工作。

10.3969/j.issn.1009-3230.2015.05.006

TD845.1

B

1009-3230(2015)05-0015-02