新疆托克遜縣克爾堿二號煤礦煤質特征分析

郎海亮 孫景龍

摘 要：新疆煤炭資源極其豐富，但煤類多以動力用煤為主，煉焦用煤較少，克爾堿二號煤礦煤類主要以氣煤為主，其煤質特征以特低灰分、高揮發分、高-特高發熱量、特低有害元素為主，是非常好的煉焦配煤。克爾堿煤礦區作為托克遜縣最大的一個煤礦區，礦區的勘查開發對當地的就業和經濟發展起到了很大的促進作用，而二號煤礦作為克爾堿煤礦區唯一一個氣煤井田，深入了解其煤質特征，可以引起業主在后續開發過程中的足夠重視，避免資源浪費。

關鍵詞：煤質特征；氣煤；二號煤礦

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.070

1 概況

克爾堿二號煤礦位于新疆托克遜縣西北約70km處，區域位于吐哈盆地的西北角，構造分區屬吐魯番坳陷中的克爾堿凹陷，東西寬約2.13km，南北長約4.34km，面積約9.33km2，總體呈長方形形狀。

二號煤礦含煤地層為侏羅系下統八道灣組（J1b），區內發育厚度503m。該組含煤層2層，自上而下編號為4-1號和4-2號，煤層總厚5.11～10.92m，平均7.20m。4-2號煤層為區內唯一可采煤層，可采厚度5.11～10.92m，平均6.77m，煤層含夾矸0-2層，結構簡單，煤層厚度大且穩定，資源量約5800萬噸，分析研究其煤質特征，對今后煤炭資源開發利用具有重要意義。

2 煤巖特征

2.1 宏觀煤巖特征

4-2號煤層物理性質為黑色，瀝青光澤，條痕黑褐色，節理不發育，性脆易碎，常見階梯狀斷口，內生裂隙發育。宏觀煤巖類型以光亮型煤為主，半亮型煤次之。

2.2 顯微煤巖組分

根據鉆孔資料，4-2號煤層顯微煤巖組成以有機質組分的鏡質組分、惰質組分及殼質組分為主，無機質的粘土類少量（表1）。其中，鏡質組主要以無結構鏡質體中的基質鏡質體、碎屑鏡質體為主，含量平均為86.5%；惰質組主要以絲質體中的氧化絲質體為主，可見少量碎屑惰質體，結構保存較完整，含量平均為4.3%；殼質組主要為孢粉體中的小孢子體，多呈蠕蟲狀分布，含量平均為6.2%；無機質組分中粘土類礦物含量平均為1.1%，呈浸染狀或薄層狀分布；硫化物類礦物含量平均為0.4%；碳酸鹽類礦物含量含量平均為2.0%。

3 煤的化學性質

3.1 工業分析

4-2號煤層原煤水分含量（Mad）為1.57～4.03%，平均2.45%；浮煤水分含量（Mad）為1.59～3.16%，平均2.36%。總體屬特低水分煤。

4-2號煤層原煤灰分產率（Ad）為4.35～12.13%，平均7.95%；浮煤灰分產率（Ad）為3.41～5.63%，平均4.08%。總體屬特低灰煤。

4-2號煤層原煤揮發分產率（Vdaf）為44.11～62.69%之間，平均為50.86%；浮煤揮發分產率（Vdaf）為45.17～51.75%，平均為49.99%。總體屬高揮發分煤。

3.2 有害元素

4-2號煤層原煤干燥基全硫分含量（St.d）為0.15～0.70%，平均0.37%；浮煤干燥基全硫分含量（St.d）為0.16～0.44%，平均為0.28%。總體屬特低硫煤。其中，煤中硫的主要成分為有機硫（So.d），含量平均為0.21%；其次為硫化鐵硫（Sp.d），含量平均為0.17%；硫酸鹽硫含量（Ss.d）最低，含量平均為0.02%。

4-2號煤層原煤干燥基磷含量（Pd）為0.0005～0.036%，平均0.0083%，屬特低磷煤。

4-2號煤層原煤干燥基氟含量（Fad）為22～136ug/g，平均65ug/g，屬特低氟煤。

4-2號煤層原煤干燥基氯含量（Cld）為0.002～0.202%，平均0.054%，屬低氯煤。

4-2號煤層原煤干燥基砷含量（Asa.d）為0～10ug/g，平均6ug/g，屬二級含砷煤。

4 煤的工藝性能

4.1 發熱量

4-2號煤層原煤干燥基彈筒發熱量（Qb，d）為13.98～36.15MJ/kg，平均MJ/kg；原煤干燥無灰基彈筒發熱量（Qb，daf）為19.25～39.9MJ/kg，平均MJ/kg；原煤空氣干燥基高位發熱量（Qgr，ad）為12.7～30.83MJ/kg，平均MJ/kg；原煤干燥基高位發熱量（Qgr，d）為16.17～31.65MJ/kg，平均MJ/kg；原煤干燥基低位發熱量（Qnet，d）為17.89～30.7MJ/kg，平均MJ/kg。

4.2 煤灰成分

4-2號煤層煤灰成分平均含量為：二氧化硅26.78%，氧化鈣23.76%，三氧化二鐵16.49%，三氧化二鋁10.09%，氧化鎂8.74%，三氧化硫7.81%，氧化鈉2.09%，氧化鉀0.75%，二氧化鈦0.63%，二氧化錳0.136%，五氧化二磷0.12%。煤灰成分屬硅鈣型。

4.3 灰熔融性

4-2號煤層軟化溫度（ST）平均為1274℃，屬中等軟化溫度灰；流動溫度（FT）平均為1283℃，屬較低流動溫度灰。

4.4 焦油產率

4-2號煤層焦油產率（Tarad）為10.0～25.8%，平均17.8%，屬高油煤。

4.5 煤類

4-2號煤層以氣煤為主，少量長焰煤，依照《中國煤炭分類國家標準》（GB/T 5751-2009）規定，當粘結指數在5-35之間、干燥無灰基揮發份產率大于37%時，為長焰煤；當粘結指數大于35、干燥無灰基揮發份產率大于37%時，為氣煤。

4-2號煤層粘結指數在11～89之間，浮煤揮發分在45.17～51.75%之間，煤類以氣煤（43QM、44QM、45QM）為主，長焰煤（42CY）少量。

5 結論

5.1 煤質特征分析

托克遜縣克爾堿二號煤礦4-2號煤層屬特低水分、特低灰、高揮發分、特低硫、特低磷、特低氟、低氯、高-特高發熱量、高油的煤。

5.2 工業利用方向

該煤層層位穩定，厚度大，全區可采，煤類以氣煤為主，應用范圍廣泛，可用于動力用煤、液化用煤、氣化用煤及煉焦用煤，且新疆大部分煤為動力用煤，氣煤市場前景廣闊。

參考文獻：

[1]李國棟，范子文.吐魯番-哈密盆地侏羅系聚煤規律與找煤方向[J].西北地質科學，1991（01）：97-109.

[2]吳因業.吐哈盆地侏羅系含煤沉積層序特征研究[J].石油勘探與開發，1995（05）：35-39.

[3]郎海亮，夏威威等.新疆托克遜縣克爾堿煤礦區二號井田勘探報告[R].新疆煤田地質局一五六煤田地質勘探隊，2016.

作者簡介：郎海亮（1985-），男，山東濰坊人，學士，工程師，從事煤田地質的研究和勘查、開發工作。