煤田地質勘探中煤質工作的重要性

楊仁濤

湖北煤炭地質勘查院 湖北 武漢 430000

引言

煤田地質勘探是對現有煤礦資源開采及利用的前提，為煤礦設計和建設提供可靠的地質資料，為開采工作提供著重要的信息參考。對該項工作內煤質工作具備的重要性進行分析，能促使煤田地質工作者更為重視該項工作，最終利用有效的煤質工作，促使煤礦企業將煤炭資源利用率提高，并促進新型煤炭資源的持續開發，落實當下的資源合理利用、節能減排等重要理念，為國內的進一步發展提供充分助力。在煤田地質勘探中，做好煤質工作，能確保煤炭產品的質量穩定性，合理構思煤礦設計，保障煤礦井的設計能滿足實際的煤田使用需求，并借此實現合理的煤田開發及利用，為煤田開發工作提供合理、真實的理論依據。

一、煤質工作內容解析

在現代煤炭管理中，煤質工作堪稱是一項關鍵環節，同時它也屬于煤田地質勘探工作，并是其中的重要構成部分之一。在煤質工作中，它主要的體現形式便是書面報告，利用報告呈現勘探環節內的煤炭質量、煤田地質狀況等多個指標信息，以此為后續的煤炭開發提供真實的評價及建議。而在了解煤質工作對應報告內所呈現的具體內容后，利用針對性舉措便能保障煤炭開采的合理性、有效性，并將煤炭資源的質量穩定性提升。

在煤田地質勘探環節內，主要的勘探前提是確保煤炭的質量，勘探部門需利用煤質報告預測及判斷開采區域內重要的地質狀況，為此煤質工作也能保障煤炭的質量。在勘探工作中，煤質工作者要將煤田信息準確呈現給煤礦設計部門，其主要的呈現內容有以下幾點：

第一、含煤地層的結構、厚度、含煤性，以及煤層的厚度、埋深、結構、賦存狀況、分布特征及變化趨勢、連續性及可采范圍。

第二、煤層頂板以上各含水層、底板直接充水含水層深度、厚度及滲透參數等井田的水文地質條件、礦井充水因素及礦井的涌水量等參數。

第三，煤的物理性質、頂底板巖石物理力學特征、工程地質特征，以及與煤的開采、洗選、加工、運輸、銷售和環境保護等有關的煤質特征和工藝性能。

第四、煤層地質構造的特征，例如煤層的褶曲、斷層或者單個煤層傾斜角等等；

第五，單層厚度、不同煤層的間距或者煤層變化規律；煤巖層的組合關系、圍巖性質等等。

二、煤田地質勘探中煤質工作的重要性

(一)保障化驗項目一定合理性。煤產地不同，煤的變質程度也不一樣，煤類也不同，新疆地域遼闊，新疆的煤田有準東煤田、準南煤田、沙吉海煤田、托洛蓋煤田、白楊河煤田、庫拜煤田、吐哈煤田、伊犁煤田等，煤礦分布廣，區域跨度大。主要成煤時代為侏羅系下統和中統，主要含煤地層為天山區及準葛爾區的侏羅系下統八道灣組(J1b)、三工河組(J1s)；侏羅系中統西山窯組(J2x)；塔里木區侏羅系下統康蘇組(J1k)、中統楊葉組(J2y)。成煤區域不同，成煤時代先后也不同，煤的種類豐富，型號偏多，不同種類及型號的煤均會在不同領域進行應用，且煤礦產品的生產，也需要從其具體的用途出發進行對應的設計及加工工作，最終形成了市場上不同類型的煤質品。而煤田地質勘探這份工作也是如此，勘探環節中會涉及到不同的各類化驗項目，上述化驗項目的差異由多個因素所決定，具體可分以下幾點。首先，煤質工作中包含了很多內容，例如尋找及測算煤資源，檢查煤田的不同指標，確定開鑿礦井，布置后檢查礦井等等。而在上述環節完成后，亦需測量化驗項目，對煤干燥的程度，煤周邊空氣的濕度或者煤含量內的水分比例等內容進行測量。而上述測量內容僅是普通的煤質條件中所需的測量項目，在一些存在特殊性的報告內，還需將其儲量等級進行指出，當需要測量原煤密度時，則需測量煤樣煤芯，再將其和真實煤密度互作對比。

其次，特殊煤需要特殊測量。例如新疆地區可產的褐煤、無煙煤等等。對該類煤測量好干燥度、水分等指標后，亦需測量其周圍的干燥空氣發熱量，并測量煤的灰分及溶解性等等。而在測量無煙煤時，除上述相對基礎的化驗測量項目外，還需測量其干燥無灰基氫含量；最后，在測量褐煤或者無煙煤時，要測量煤樣品的硬實力，例如測量機械強度，并做好軟實力測量，如測量煤熱穩定性。作為具備易燃性及可燃性的煤，為充分避免其發生自燃，也需測量煤產品的燃點。

結合以上，在煤質工作內，項目化驗是一類十分重要的部分，而化驗項目的科學及合理，便能確保煤質工作的質量及高效。雖煤質化驗的工作開展難度相對較大，但其作用及意義十分重要，對煤田地質勘探的進步及發展起著重要的推動作用，且當下的勘探工作執行時，也不能只停留于理論基礎之上，更要重視實踐應用環節，而煤質工作的開展，便保障了勘探工作的重要實踐性。

(二)確保煤炭資源的合理開發。作為具備易燃性、可燃性的煤炭，它在和氧氣出現反應后，所形成產物對空氣環境帶來的污染極小，以此該類產品一直受到國內各行業的認可，在煤炭產品的逐步使用下，煤炭資源也逐步成為了國內消耗量最大的自然資源之一。但自然資源相對有限，若經過度的開采或者資源浪費，最終會面臨的必然是資源的枯竭，為此我國需合理規劃煤的應用及開采，以合理科學的規劃保障自然資源的合理利用，避免一定的浪費現象，給予自然資源一定的恢復緩沖時間，最終實現資源利用的可持續發展。在煤炭資源的有效利用及合理開采中，煤質工作發揮著重要的指標參考作用，因此勘探工作應高度重視現有的煤質工作，在煤質工作內，確保煤質的不同資料數據均能清晰可見，組織煤質工作者仔細勘察煤田地質具體的狀況，最終讓煤田的開發利用價值能夠充分發揮。

(三)保障煤田地質勘探代表性。在勘探工作中，對煤樣品的擇選會直接決定到煤質變化的最終評價結果，并對煤質特征評價的結果起著重要的決定性作用。煤質工作的開展，是保障煤樣品結果有效性、準確性的重要手段，最終能確保勘探工作的質量及代表性。以下從多方面分析煤質工作保障煤田地質勘探代表性的具體內容。

第一，在煤質工作中，采樣點的分布要合理并具有代表性，采樣點的布置和所采取的樣品，都必須有充分的代表性。采樣點分布位置應與煤層情況和煤質研究的目的相吻合，用于評價煤的一般質量特征的采樣點，應處于煤質的正常地段，受風、氧化、斷裂、自燃烘烤與巖漿接觸等影響的采樣點不能參與正常煤的質量評價。新疆很多地區煤層埋藏淺，受風氧化帶影響嚴重，許多地區煤層自燃，在勘查階段需要注意煤質采樣點分布位置的代表性。

第二，在煤質工作內，首要任務便是采集煤樣品，煤層取樣是勘查階段研究煤質的基礎性工作，是進行勘查區遠景評價和工業評價的重要依據。同時也為研究煤的成因、煤層對比以及環境評價提供必要的資料。煤樣的采取質量直接影響對煤巖特征，煤的物理、化學性質與其工業用途的正確評價。煤樣的質量必須盡可能地接近全部煤層的平均質量，這樣才能代表這一層煤的平均質量，因此在采集中必須保障煤芯重量在總的煤樣品重量的80%～90%范圍內，確保最終的煤質檢測結果其準確度及代表性，如果采樣的準確度差，也就是說煤樣的代表性不好，那么無論制樣、化驗多么準確，也都毫無意義，采樣不準確，便會引發檢測結果與開采數據有較大差異的問題，對煤的加工、利用和銷售都會造成影響甚至造成無可補救的損失。使得工作難度系數潛在增長，且無法保障人員作業時的安全，使其工作的危險指數增長。因此煤質工作的進行，需保障煤芯重量處于一個指定的合理范圍內；

第三，鉆取煤樣是煤質工作的內容之一，在鉆取環節中，需要保障煤的氧化程度、鉆頭光滑度均處于適宜范圍內。在鉆頭經長時間的運轉后，鉆頭表面的溫度會越來越高，再加之無法充分將氧氣隔絕的因素影響，最終會讓煤樣品的表面出現氧化狀況，當溫度過高后，更會引發煤樣品的燃燒問題。無論是何種問題，最終都會使得針對于煤樣品開展的測量結果和實際情況不相符，改變了煤樣品的結構及種類，導致煤樣品的測量數據無法具備一定的參考性；

第四，在鉆取煤樣品時，煤質工作的進行，一則實現了對鉆頭所鉆取的力度控制，避免因鉆取力度的過高，最終使得煤樣品周邊的泥漿或灰塵出現噴濺現象，導致檢測報告內煤灰分的含量過高，保障了測量結果的一定準確性，降低了對后續工作的影響。而要解決泥漿灰塵噴濺的問題，便需做好對煤樣品的清潔工作，在煤質工作內亦包含了清潔煤樣品的內容，清潔方式以沖洗清潔為主。但在沖洗環節中，煤質工作者要避免因沖洗導致煤樣品內的鉀、鈉等元素被水流沖走，當煤樣品的沖洗難度過大時，亦可利用刷子刷洗的方式，最終降低煤樣品內的泥漿、灰分含量；從煤芯取出到采樣結束一般不得超過48小時， 在采取煤樣時應清除煤芯外部的泥皮等雜物，并去掉磨燒部分，取干凈煤芯樣品。

第五，一般煤樣品內亦會滲入如鐵、鋼等雜質，要處理該類雜質，則可運用具備吸附力的物質對其完成清除。例如煤質工作者可利用吸鐵石的特性吸附煤樣品內的鐵雜質，最終避免對樣品測量帶來影響，讓勘探工作具備的代表性不受影響；

第六，當所獲煤樣品為風化帶、氧化帶內的樣品時，若直接開展樣品測量則會對測量結果產生嚴重影響，為此該類煤樣品僅能協助工作人員將樣品內腐植酸的含量確定出來，并無法和正常煤芯一般具備精準的數據參考價值。為此，在煤質工作中，也涵蓋了對該類煤樣品的篩選工作，以此保障測量結果的準確度。結合以上，煤質工作的進行，能確保煤樣品的有效性及真實性，也保障了煤質工作者對上述煤樣品問題的監管質量，最終提高了測量結果具備的可靠性，保障了勘探工作的代表性。

第七，在煤田地質工作中煤質指標也是對比煤層的標志，對井田內煤質化驗指標數據，工業分析、元素分析及其它測試數據中，找出某些具有特征的指標，可以作為煤層對比的良好標志，在煤礦開采過程中，遇到地質構造，可以通過煤質指標判斷煤層之間的關系，對煤礦采掘工作具有指導意義。

三、煤質工作重要性具體實例

煤礦生產經營當中煤質是比較重要的一項內容，對企業的經濟效益來說會產生重要的作用，根據煤田地質勘探階段所獲得的煤質資料數據綜合分析，確定合理的煤質計劃目標，煤炭企業開展的多項管理工作的目的都是為了實現煤炭的質量管理，妹紙計劃的確定的合理性、科學性、精確性都是影響煤炭產品質量的關鍵，能夠對煤炭企業所占市場地位產生重要影響，這關系到企業的經濟效益。我們接觸的新疆庫拜煤田龜茲煤礦就特別重視煤質工作，他們根據煤礦煤質勘探數據，把企業的產品定位于硅煤，硅煤為一種煤炭產品，同時也可作為一種碳質還原劑，是生產冶煉工業硅的主要原料之一和硅石在礦熱爐內冶煉生成產品金屬硅。隨著現代科技發展，社會對半導體芯片的需求越來越高，對高純度硅的需求也很大，因此，對硅煤的需求也比較大，硅煤主要質量指標值為含鐵0.2%以下，含鋁0.8%以下，鈣0.5%以下，全灰5%，粘結80，揮發37-40%，Y 值13，結焦7，固定炭58%，發熱量7500大卡。

新疆庫拜煤田龜茲煤礦的煤質化驗指標如下：全水分6.5%，分析水1.3%，灰分6.8%，揮發分39.85%，全硫0.28，固定碳52.05，焦渣特征值7，粘結指數88，三氧化二鐵含量0.18%，氧化鋁含量0.5%，氧化鈣含量0.3%。符合硅煤質量要求，對那些指標達不到的煤，經洗煤廠洗選可以達到，含鐵0.2%，鋁0.56%，鈣0.3%，灰份3%，硫0.6%，揮發分38.5%，粘結90%，水份9%，低位發熱量7000 大卡，符合硅煤煤質要求，產品銷售價格比普通煤銷售價格高20%-30%，取得了良好的經濟效益。

結束語

結合以上，在國內科技的不斷發展下，國民的生活質量提升，對生活水準的要求也越來越高，對資源的合理利用成為當代國民、國家社會更為關注的重要話題之一，且在國內各行業的發展下，煤炭也會依然成為未來社會中開采利用量更大的自然資源。但對煤炭資源的大量利用，最終必會引發全球范圍內的平均氣溫上升問題，最終引發環境污染問題，因此在當下及未來，節能減排工作都是我們需要重視的一項工作，而在該項工作中，其重要的前提便是對煤炭的合理開采及利用。在煤田地質勘探中，煤質工作是一項重要的構成部分，在煤礦開采中發揮著重要的指導意義，因此勘探工作者要掌握煤質工作的主要內容及重要意義，提高對該項工作的重視，最終將勘探工作的工作質量、工作效率整體提升，促進現有煤田地質勘探工作的進步及發展。