新疆拜城煤礦區八號井田煤質特征分析

顧晶晶

（新疆煤田地質局綜合地質勘查隊 烏魯木齊 830009）

1 井田概況

拜城煤礦區八號井田位于拜城縣城北西約30km 處，區域上處于庫車山前中新生代坳陷內，井田東西長約7.98km，南北寬約3.16km，總體呈長方形，面積為21.72km2。

八號井田含煤地層為侏羅系下統塔里奇克組（J1t），巖性主要為一套河流相、湖泊相、沼澤相沉積的灰色-灰白色粗砂巖、砂礫巖、細砂巖、粉砂巖組合，厚度148.58-281.84m。該組地層含煤8 層，自上而下編號為A9、A8、A7、A6、A5、A4、A3-2 和A3 煤層，單層厚度0.21-8.58m，累計厚度6.23-19.13 m，平均13.13 m。井田內統塔里奇組含煤系數為9.00%。可采煤層為A9、A3-2 和A3，其中A3 煤層為全區可采煤層，A9、A3-2煤層為大部分可采煤層，可采煤層累計厚度10.67m，可采厚度10.23 m，可采煤層含煤系數為7.01%。煤層含夾矸0-1 層，結構簡單，煤層穩定，查明資源儲量約1.42億噸，分析研究其煤質特征，對井田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

井田內塔里奇克組所含煤層的宏觀物理性質具一定的相同性，顏色為深黑色，常見階梯狀斷口，內生裂隙發育。宏觀煤巖類型為亮煤-半亮型煤為主，暗煤極少。

2.2 顯微煤巖組分

根據鉆孔資料，井田內可采煤層顯微煤巖組成以有機組分的鏡質組分為主，含少量的無機質的粘土類（表1）。有機組成主要是鏡質組分。樣品顯微組分較單一，其鏡質組分主要是無結構鏡質體中的基質鏡質體與碎屑鏡質體。鏡質體表面平整，反射色大多為灰白色，不顯突起，不顯示細胞結構。基質鏡質體無固定的形態，不顯示細胞結構痕跡，常與粘土礦物和其它礦物混合出現。碎屑鏡質體在樣品中也較常見，呈不規則形狀分布。在觀察中未發現半鏡質組分、惰質組分與殼質組分。礦物組成主要為粘土礦物和黃鐵礦。粘土礦物呈浸染狀和胞腔狀分布，黃鐵礦呈浸染狀分布。A3 煤層鏡質組含量在93.2%，無機質含量在6.8%，其中粘土類含量在5.8%，硫化物類1.00%。A9 煤層鏡質組含量在93.6%，無機質含量在6.4%，其中粘土類含量6.2%，硫化物類0.20%。

表1 可采煤層煤巖特征一覽表 單位：%

3 煤的化學性質

3.1 工業分析

A3煤層原煤水分含量（Mad）為0.22-2.10%，平均0.54%；浮煤水分含量（Mad）為0.28-2.04%，平均0.49%。總體屬特低水分煤。原煤灰分產率（Ad）為4.0-38.35%，平均18.39%；浮煤灰分產率（Ad）為3.35-13.78%，平均7.01%。總體屬中-高灰煤。原煤揮發分產率（Vdaf）為0.64-23.27%，平均18.34%；浮煤揮發分產率（Vdaf）為13.49-18.48%，平均16.44%。總體屬低揮發分煤（表2）。

表2 A3號煤層工業分析結果一覽表 單位：%

3.2 有害元素

有害元素主要包括：全硫、各種硫、磷、氟、砷、氯六種。以A3煤層為例，煤層原煤干燥基全硫分含量（St.d）為0.13-1.58%，平均0.51%；浮煤干燥基全硫分含量（St.d）為0.11-0.59%，平均0.32%。總體屬特低-低硫煤。其中，煤中硫的主要成分為有機硫（So.d），平均含量為0.33%；其次為硫化鐵硫（Sp.d），平均含量為0.31%；硫酸鹽硫含量（Ss.d）最低，含量平均為0.02%（表3）。

表3 A3號煤層全硫含量一覽表 單位：%

A3煤層原煤干燥基磷含量（Pd）為0-0.066%，平均0.022%，屬特低-中磷煤。原煤干燥基氟含量（Fad）為32-132μg/g，平均62μg/g，屬特低-中氟煤。原煤干燥基氯含量（Cld）為0.008-0.178%，平均0.024%，屬特低-中氯煤。原煤干燥基砷含量（Asa.d）為0-4μg/g，平均2μg/g，屬特低砷煤。

4 煤的工藝性能

4.1 發熱量

井田三層可采煤層，A3 煤層原煤干燥基高位發熱量為19.81MJ/kg-34.38MJ/kg，屬中低-特高發熱量煤；A3-2煤層原煤干燥基高位發熱量為18.48MJ/kg-33.19MJ/kg，屬中低-特高發熱量煤；A9 煤層原煤干燥基高位發熱量為20.49MJ/kg-35.73MJ/kg，屬中低-特高發熱量煤。

4.2 煤灰成分

煤灰成分以SiO2、Al2O3為主，其次為CaO、Fe2O3，含少量SO3、MgO、TiO2。其中SiO2含量38.26-42.77%、Al2O3含量15.10-15.68%、CaO 含量15.53-16.74%，Fe2O3含量8.72-15.05%，SO3含量2.30-4.35%、MgO 含量1.42-1.96%、TiO2含量0.92-1.02%。煤灰成分屬硅鐵型。

4.3 灰熔融性

井田內A3、A3-2 和A9 煤層的灰熔點ST℃=1100-＞1430，FT℃=1120-1410，A3 煤層為較低-較高軟化溫度灰、低-較高流動溫度灰；A3-2煤層為較低-較高軟化溫度灰、較低-較高流動溫度灰；A9 煤層為較低-較高軟化溫度灰、較低-較高流動溫度灰。

4.4 煤類

井田內煤層變質程度較低，變質階段均為Ⅴ階段，屬中煤級煤。依照《中國煤炭分類國家標準》（GB/T5751-2009）規定，結合干燥無灰基揮發分產率Vdaf（%）和粘結指數GR.1 確定A9 煤層以15JM 煤和25JM 煤為主，零星分布有少量的26FM 煤。A3-2 煤層以13SM煤、12PS煤和PS煤為主。A3煤層以13SM煤、14SM和12PS煤為主，零星分布有15JM煤。

5 結論

5.1 煤質特征分析

井田內全區可采煤層A3 煤層原煤為特低全水分、特低-中高灰分、特低-中等揮發分、特低-中硫、特低-中磷、特低-中氟、特低-中氯、特低砷、中低-特高發熱量、弱粘結-特強粘結、較低-較高軟化溫度灰、低-較高流動溫度灰、12PS、13SM、14SM、15JM煤。

5.2 工業利用方向

井田內主要可采煤層結構簡單，屬穩定煤層，煤質變化較小，有害元素含量較低，發熱量較高，焦煤、瘦煤、貧瘦煤和少量肥煤可用于煉焦和配煤、氣化用煤、動力用煤等方面。目前主要作為煉焦和配焦用煤。