貴州盤縣苞谷山煤礦3號煤層煤質特征初步解析

李玉蘭

(貴州省煤田地質局一一三隊，貴州貴陽550008)

1 概述

苞谷山煤礦位于盤縣紅果鎮北部，距盤縣人民政府直距12km，公路距離約30km，距離花家莊火車站約3km，屬紅果鎮管轄，礦區面積2.4735km2，井田內的3號煤層礦產資源量649×104t。

該區出露地層從新至老有第四系（Q）、三疊系下統永寧鎮組（T1yn）、三疊系下統飛仙關組（T1f）、二疊系上統宣威組（P3x）、峨眉山玄武巖（P3β）。

礦區內的煤系地層為二疊系上統宣威組（P3x），是一套陸相沉積地層，厚253.61～311.69m，平均厚258.25m。巖性為淺—深灰色、灰黑色、黑色的泥質粉砂巖、粉砂巖等，并與區內煤層成韻律互層，微波狀層理發育，產豐富植物化石。

3號煤層位于宣威組的上部，煤層厚1.84～2.63m，平均厚為2.00m，煤層結構較為簡單，層位穩定，不含夾矸，煤層厚度變化不大，屬穩定煤層，為全區的可采煤層。進一步分析3號煤層的煤巖性質，對苞谷山煤礦的建設、發展及市場銷售具有一定程度的可行性研究意義。

2 物理性質及煤巖特性

2.1 物理性質

顏色主要為黑色，光澤度為瀝青—玻璃光澤。以碎塊狀、塊狀為主，見粉粒狀，呈細—中條帶狀，少量寬條帶；以貝殼狀和參差狀為主斷口；發育節理和裂隙，質地較為松軟、性脆。另外，在偶見星點狀和蠕蟲狀黃鐵礦分布在局部煤巖中。

2.2 宏觀煤巖類型

3號煤層煤巖類型以光亮型、暗淡型為主，半暗型次之。

2.3 顯微煤巖類型

顯微煤巖類型為微三合煤。從有機組分和無機組分2個方面進行簡單闡述：

（1）有機組分：

①鏡質組：主要特征為基質鏡質體和均質鏡質體，在3號煤中分布有少量的結構鏡質體、碎屑鏡質體和團塊鏡質體。平均含量為71.0%。

②殼質組：主要為角質體，另見有孢子體、樹脂體和碎屑殼質體出現。含量平均為22.5%。

③惰質組：以半絲質體為主要特征，也出現絲質體及碎屑惰質體。其中，半絲質體多見大小不等的碎塊狀，絲質體胞腔中常充填有粘土礦物，另見有少量的黃鐵礦充填其胞腔。含量平均為6.5%。

（2）無機組分：無機組分主要以粘土礦物為主要特征，分布有碳酸鹽礦物及硫化物，并出現少量的氧化硅礦物。

①粘土類礦物：主要以團塊狀、分散狀、浸染狀粘土礦物呈現，并出現在鏡質組、惰質組中，細層狀、透鏡狀粘土礦物次之。局部出現炭質粘土夾矸。含量平均為12.1%。

②硫化物礦物：主要為黃鐵礦，多呈粒狀、微粒狀、莓粒狀分布，部分充填細胞狀及裂隙狀。另外，片狀黃鐵礦礦化有機質現象較為普遍。含量平均為0.4%。

③碳酸鹽礦物：主要為方解石，其以節理裂隙充填狀為主；片狀礦化有機質現象普遍。含量平均為1.8%。

④氧化硅礦物：為少量的石英顆粒，呈零星狀分布于有機質中。含量平均為0.2%。

3 煤質分析

（1）原煤空氣干燥基水分介于0.43%～3.88%之間，平均為1.37%。全區各煤層浮煤空氣干燥基水分變化于0.47%～2.76%之間，平均為1.17%。分析成果見表1。

（2）原煤干燥基灰分為7.31%～45.39%，平均為22.00%，浮煤干燥基灰分介于4.18%～32.79%之間，平均為12.26%，按動力用煤分級[3]原煤和浮煤均為低灰煤。

表1 苞谷山煤礦3號煤層煤質成果分析

（3）原煤灰成分以SiO2為主，以Al2O3、CaO、Fe2O3次之，含量占灰分總量的93.94%，含量最少為MgO2。

（4）原煤干燥無灰基揮發分產率為20.95%～40.26%，平均為34.29%。全區3號煤層數值最高，其平均值為36.53%。3號煤層為中高揮發分煤均為低揮發分煤。浮煤干燥無灰基揮發分產率為25.24%～39.12%，平均為33.89%，3號煤層在全區數值仍最高，其平均值為37.04%。

（5）紅果苞谷山3號煤層灰分（Ad）為低灰—中高灰煤，低灰煤在井田內廣泛分布，中高灰煤僅在礦區西南部1104號鉆孔附近出現，中灰煤在礦區東部邊緣出現。分析結果見圖1。

4 化學性質

4.1 伴生元素

（1）原煤鍺（Ge）：含量為 0～18μg/g，平均含量2μg/g。3號煤層屬低鍺煤。

（2）原煤鎵（Ga）：含量為 1～33μg/g，平均含量8μg/g。

3號煤層的伴生元素平均含量均不到工業最低品位要求，僅有零星點達到工業最低品位要求，現階段無開采利用價值。

4.2 有害元素

（1）原煤磷（P）：含量為0.001%～0.149%，平均含量0.012%。3號煤層煤層屬低磷分煤。

（2）原煤氯（Cl）：含量為0.013%～0.101%，平均含量0.056%。屬低氯煤。

（3）原煤砷（As）：含量為 0～24μg/g，平均含量3μg/g。屬特低砷煤。

（4）原煤氟（F）：含量為29～178μg/g，平均含量69μg/g。屬特低氟煤。

5 工藝性能

5.1 發熱量

苞谷山煤礦3號煤層原煤干燥基高位發熱量介于21.22～33.59MJ/kg之間，平均值為27.32MJ/kg，而低位發熱量介于20.50～34.13MJ/kg，平均值為30.14MJ/kg，根據《煤炭質量分級（發熱量）》（GB/T15224.3-2004）標準，3號煤屬高發熱量煤。

5.2 結渣性

據測試資料顯示，當3號煤層的鼓風強度達到0.10m/s時，結渣率為1.4%；當鼓風強度為0.20m/s時，結渣率10.8%；當鼓風強度為0.30m/s時，結渣率16.2%，3號煤屬弱結渣煤層。如圖2所示。

（2）可磨性指數（HGI）為71，該煤層屬中等可磨煤。

6 工業用途評價

綜上所述，根據苞谷山煤礦3號煤層的化學性質和工藝性能，該煤層為低灰—中高灰、特低硫、高揮發分、低磷、低固定碳、高發熱量煤，為中等可磨煤，弱結渣煤。可作煉焦用煤和民用煤，由于3號煤層原煤灰分較高，但經選洗后灰分小于25%，可作氣化用煤。

[1] 張新星.貴州久泰邦達能源開發有限公司盤縣紅果鎮苞谷山煤礦(預留)資源儲量核實及勘探報告[R].貴州省煤礦設計研究院.

[2]中國國家標準化管理委員會.GB/T15224.1-2004煤炭質量分級（第一部分:灰分）[S].北京：中國標準出版社,2004.

[3]中國國家標準化管理委員會.GB/T15224.2-2004煤炭質量分級（第一部分：硫分）[S].北京：中國標準出版社,2004.

[4]中國國家標準化管理委員會.GB/T15224.2-2004煤炭質量分級（第一部分：發熱量）[S].北京：中國標準出版社,2004.