荔波安勻煤礦2號煤層煤質及工業用途評價

楊維 金黎黎

摘要：通過對荔波安勻煤礦2號煤層進行采樣化驗測試，分析其煤質特征并進行工業用途評價。研究表明：該煤層以無煙煤為主，煤質特征為低灰、中高硫、特高熱值、低揮發分、中高固定碳、低氯、低磷、特低砷、特低氟、易磨、弱結渣、弱還原煤層，其利用方向為冶金方面的化工用煤、動力用煤。

關鍵詞：安勻煤礦;煤質特征;工藝性能

1.地層含煤性

安勻煤礦位于都勻南北向隔槽式褶皺變形區茂蘭向斜西北翼。礦區含煤地層為石炭系下統祥擺組，巖性以灰至深灰色泥巖、砂質泥巖為主，夾灰色砂巖及石英砂巖。地層厚度149.50m～195.68m，平均厚172.20m，一般含煤2層～6層，煤層總厚度l.lOm～3.04m，平均1.92m，含煤系數0.01%。可采煤層l層（2號煤層），可采總厚度0.70m～1.54m，平均0.99m，為全區可采煤層[1]。

2.煤的物理性質

礦區2號煤層顏色為黑色，塊狀為主，少量粉粒狀。中一細條帶狀結構，見階梯狀斷口，玻璃光澤。煤層內發育內生裂隙和微細裂隙，裂隙內充填細脈狀方解石和黃鐵礦結核。該煤層視密度為l.34g/cm3～l.40g/cm3，平均為l.37g/cm3;真密度為l.37g/cm3—l.46g/cm3，平均為l.41g/cm3。

3.煤巖特征

宏觀煤巖類型以亮煤為主，少量鏡煤及暗煤;微觀煤巖類型為微鏡惰煤。煤巖顯微組分定量分析特征見表l。

4.煤質特征

4.1水分（Mad）

原煤水分含量為0.69%～2.47%，平均為1.20%。

4.2灰分（Ad）

原煤灰分產率為6.49%～22.65%，平均13.26%。依據煤炭灰分國家標準[2]，2號煤層屬低灰分煤（LA）。浮煤灰分為2.66%-3.13%，平均2.95%。

4.3全硫（St，d%）

原煤全硫含量為2.040/0～5.01%，平均2.76%。浮煤全硫含量兩級值為1.26%-1.62%，平均1.43%。依據煤炭硫分國家標準[3]，2號煤層為中高硫煤層（MHS）。經浮選后降為中硫煤（MS）。

根據統計得出全硫（St，d）含量為2.70%，硫化鐵硫（Sp，d）含量為1.41%，硫酸鹽硫（Ss，d）含量為0.23%，有機硫（So，d）含量為0.64%。這表明原煤中的硫以硫化鐵硫為主，其次為有機硫，含較少量硫酸鹽硫。

4.4揮發分（Vdaf）

原煤揮發分為9.31%～14.11%。平均11.13%。浮煤揮發分含量為8.04%—11.38%。平均9.24%。依據煤炭行業標準煤的揮發分產率分級規定[4]，礦區煤層屬低揮發分煤（LV）。

4.5固定碳（FCd）

原煤固定碳含量為50.07%—84.08%、平均為74.16%。根據煤炭行業標準煤的固定碳分級規定[5]，2號煤層為中高固定碳（MHFC）。

4.6元素分析

2號煤層浮煤碳（ Cdaf）含量為82.15%—92.47%。平均為89.40%;浮煤干燥無灰基氫（Hdaf）含量為2.22%—3.78%。平均為3.27%;浮煤氮（Ndaf）含量為0.71%—0.78%，平均為0.76%;氧加硫[（0+S）daf]含量為3.03%—12.67%，平均為5.59%。

4.7有害元素

（1）原煤磷（P）：含量兩級值為0.002%—0.003%，平均為0.003%。根據煤中磷國家標準[6]：2號煤層屬低磷分煤（P-2）。（2）原煤砷（As）：含量兩級值為3×10-6～4×10-6，平均為3.7×10-6。根據煤中砷國家標準[7]：2號煤層屬特低砷煤（As-l）。（3）原煤氯（Cl）：含量兩級值為0.014%～0.018%。平均為0.015%。根據煤中氯國家標準[8]：2號煤層氯含量屬低氯煤（Cl-2）。（4）原煤氟（F）：含量兩級值為55×10-6～72×10-6，平均含量66×10-6。根據煤中氟煤炭行業標準規定[9]，2號煤層屬特低氟煤（ SLF）。

5.煤的工藝性能

5.1煤的發熱量

原煤干燥基高位發熱量（ Qgr.d）兩級值為30.20MJ/kg—36.49MJ/kg，平均34.60MJ/kg。原煤收到基低位發熱量（Qnet.ar）兩級值為18.21% MJ/kg～32.60c70MJ/kg，平均28.120/oMJ/kg。依據煤的發熱量國家標準[10]，2號煤層為特高熱值煤（SHQ）。

5.2煤灰熔融性

（1）煤灰軟化溫度（ST）：兩級值均為1130℃。根據煤灰熔融性軟化溫度煤炭行業標準規定[11]，該區煤層屬較低軟化溫度灰（RLST）。（2）煤灰流動溫度（FT）：兩級值為1170℃～1230℃。平均為1190℃，根據煤灰熔融性流動溫度煤炭行業標準規定[12]，2號煤層屬較低流動溫度灰（RLFT）。

5.3可磨性指數（HGI）

2號煤層可磨性指數介于83—87之間，平均值為84。根據煤的哈氏可磨性指數煤炭行業標準規定[13]，該區煤層屬易磨煤（EG）。

5.4煤的熱穩定性

2號煤層的熱穩定性試驗表明，TS+6兩極值56.30%～60.20%，平均為58.04%，根據煤的熱穩定性煤炭行業標準規定[14]，2號煤層為低熱穩定性煤（ LTS）。

5.5煤對二氧化碳的化學反應性

礦區2號煤層作二氧化碳化學反應性試驗，結果表明：溫度在950 0C時的a值為15.5%，溫度在1000 ℃時的a值為26.7%。在950 ℃時，a值小于50%。2號煤層屬于弱還原性煤，即對二氧化碳還原率較低的煤。

5.6煤的結渣性

根據對2號煤層所作結渣性試驗，當鼓風強度為O.lm/s—0.3m/s時，煤層的結渣率和結渣性強度均分布在弱結渣區。

5.7可磨性

本區2號煤層作可磨性試驗。根據煤的哈氏可磨性指數煤炭行業標準規定[15]，2號煤層為易磨煤（EG）。

6.煤類

礦區2號煤層浮煤揮發分（Vdaf）平均含量為9.23%，氫（ Hdaf）平均含量為3.28%。根據煤炭分類國家標準[16]，將干燥無灰基揮發分（Vdaf）和干燥無灰基氫含量（Hdaf）作為標準來劃分煤類，2號煤層煤類為無煙煤三號（WY3）。

7.工業用途評價

通過對可采煤層的煤巖、化學性質和工藝性能等指標的研究，煤類為無煙煤三號，其利用方向為冶金方面的化工用煤、動力用煤，作為動力用煤時，2號煤層為中高硫煤，在開采利用方面可對煤進行洗選或動力配煤，以降低煤中硫分含量，達到合理利用資源的目的，并能減少煤燃燒后所產生的二氧化硫等有害氣體對環境的污染和對鍋爐、管道的腐蝕[17]。

8.結論

綜上所述，礦區2號煤層以無煙煤為主，煤質特征為低灰、中高硫、特高熱值、低揮發分、中高固定碳、低氯、低磷、特低砷、特低氟、易磨、弱結渣、弱還原煤層，其利用方向為冶金方面的化工用煤、動力用煤。

參考文獻：

[1]甲盛龍集團礦業投資有限公司荔波縣茂蘭鎮安勻煤礦（預留）資源儲量核實報告[R].貴州省煤田地質局地質勘察研究院，2018.

[2]《煤炭質量分級第1部分：灰分》JB/T15224.1-2010

[3]《煤炭質量分級第2部分：硫分》GB/T15224.2-2010

[4]《煤的揮發分產率分級》MT/T849-2000

[5]《煤的固定碳分級》MT/T561-2008

[6]《煤中有害元素含量分級第1部分：磷》GB/T20475.1-2006

[7]《煤中有害元素含量分級第3部分：砷》JB/T20475.3-2012

[8]《煤中有害元素含量分級第2部分：氯》GB/T20475.2-2006

[9]《煤中氟含量分級》MT/T966-2003

[10]《煤炭質量分級第3部分：發熱量》GB/TI3224.3-2010

[11]《煤灰熔融性軟化溫度（ST，℃）分級》MT/T852-2000

[12]《煤灰熔融性流動溫度（FT，℃）分級》MT/T853.2-2000

[13]《煤的哈氏可磨性指數分級》MT/T852-2000

[14]《煤的熱穩定性分級》MT/T560-2008

[15]《煤的哈氏可磨性指數分級》MT/T852-2000

[16]中國煤炭分類國家標準GB5751-2009

[17]秦云虎，張谷春等.煤炭資源勘查煤質評價規范[M].國家安全生產監督管理局，2010