淮北煤田任楼煤矿深部勘查区7号煤煤质特征浅析

付文会，李汶峻

（安徽省煤田地质局第三勘探队，安徽宿州234000）

淮北煤田任楼煤矿深部勘查区7号煤煤质特征浅析

付文会*，李汶峻

（安徽省煤田地质局第三勘探队，安徽宿州234000）

7煤层为任楼煤矿深部勘查区重要的可采煤层，在勘查区大多数地区7煤分为72和73两层，少数区域合并为一层。7煤在淮北煤田普遍赋存较好，厚度多在3～7m，因此对任楼深部7煤煤质进行研究对认识整个淮北煤田的7煤情况有较积极的意义。

淮北煤田；任楼煤矿深部勘查区；煤质；工业分析

1 概况

淮北煤田任楼煤矿勘查区位于安徽省宿州市西南方向直距28km处，地处濉溪县任集镇，勘查区面积23.22km2。勘查区含煤地层平均厚度1024.20m，7煤层属全区可采较稳定煤层。

2 7煤的赋存情况

2.1 72煤层

赋存于下石盒子组下部，上距52煤层40.14～70.30m,平均52.28m。煤层厚度0.66～7.38m，平均3.80m；穿过点46个，45个可采点，1个不可采点，属中厚煤层。有6个见煤点含1层夹矸，单孔夹矸厚度0～0.28m，全区平均0.13m，煤层结构简单，夹矸岩性为泥岩或炭质泥岩，可采性指数为0.98，面积可采率为99%，煤类变化不大；属全区可采较稳定煤层。煤层顶板以泥岩为主，少量为粉砂岩，底板为泥岩，个别点为粉砂岩。

2.2 73煤层

位于下石盒子组下部，上距72煤层0.74～8.90m，平均2.13m。煤层厚度0.29～4.28m，平均1.52m；穿过点46个，32个可采点，1个不可采点，13个合并点，属中厚煤层。有1个见煤点含2层夹矸，单孔夹矸厚度0～0.68m，全区平均0.07m，煤层结构简单，夹矸岩性为泥岩，可采性指数为0.98，面积可采率为99%，煤类变化；属全区可采较稳定煤层。煤层顶板以泥岩为主，个别点位粉砂岩，底板岩性为泥岩。

3 7煤的煤质特征

3.1 煤的物理性质及宏观煤岩特征

3.1.1 煤的物理性质和宏观煤岩特征

本区72、73煤层煤芯均为黑色，条痕黑—褐黑色，一般呈弱玻璃光泽，以粉状为主，碎块状次之，碎块状、细条带状结构。宏观煤岩成分主要为暗煤和亮煤，夹镜煤条带，宏观煤岩类型为半暗或半亮型。由于受后期构造运动的影响，在挤压强烈地段，煤的原生结构遭破坏，多呈片状。

3.1.2 视密度

72煤视密度为1.34～1.46g/cm3，73煤视密度为1.33～1.37g/cm3。

3.2 煤的化学性质和工艺性能

3.2.1 煤的化学性质

（1）水分（M）：72,73煤层空气干燥基水分（Mad）原煤平均值在0.99%～1.06%之间，浮煤平均值在0.93%～0.98%，变化幅度很小。

（2）灰分（Ad）：

①原煤灰分产率：依据《煤炭质量分级 第1部分：灰分》（GB/T15224.1-2010）标准，72、73煤层属低灰煤。

72煤层：两极值为11.04%～33.26%，平均值18.99%。

73煤层：两极值为10.18%～36.89%，平均值17.21%。

②浮煤灰分产率：经1.40密度液浮选后，除个别样品外，浮煤灰分产率可控制在10%以下，符合浮煤各项煤层参数测试要求。72、73煤层浮煤灰分产率较低，平均值分别为8.16%、8.16%，属特低灰煤。

（3）挥发分（Vdaf）：本区同7煤层浮煤挥发分产率略低于原煤，且两极值及平均值极为接近，以浮煤挥发分简述其特征：

72、73煤层浮煤挥发分产率平均值在35.07～36.41%之间，依据《煤的挥发分产率分级》（MT/T849-2000）标准，属中高挥发分煤。

3.2.2 煤中有害组分

3.2.2.1 硫（S）

（1）全硫（St.d）：

①原煤全硫：依据《煤炭质量分级第2部分：硫分》（GB/T15224.2-2010）标准和7煤层硫分赋存情况评述如下：72煤层：两极值为0.18%～0.54%，平均值为0.30%，属特低硫煤；

73煤层：两极值为0.13%～0.67%，平均值为0.33%，属特低硫煤。

②浮煤全硫：72煤层：两极值为0.23%～0.67%，平均值为0.32%，属特低硫煤；73煤层：两极值为0.22%～0.57%，平均值为0.33%，属特低硫煤。

（2）形态硫：7煤层硫酸盐硫含量平均值为0.01%或更小，因其在燃烧过程中全部转入灰中，且含量极低，对燃烧及炼焦影响甚微。

3.2.2.2 磷（Pd）

本区7煤原煤中磷含量较低，平均值在0.012%～0.015%之间，依据《煤中磷分分级标准》（GB/ T20475.1-2006）标准，各煤层均属低磷分煤。

3.2.2.3 砷（As.d）

本区7煤原煤中砷含量较低，平均值在（2.0～3.0）× 10-4%之间。依据《煤中砷含量分级》（MT/T803-1999）标准，属一级含砷煤。

3.2.2.4 氯（Cl.d）

本区7煤原煤中氯含量较低，平均值在0.016%～0.022%之间，依据《煤中氯含量分级》（GB/T20475.2-2006）属特低氯煤。

3.2.3 元素分析

本区7煤煤层各类元素含量比较稳定，各煤层干燥无灰基碳含量平均值在85.52%～85.94%之间；氢含量平均值在5.00%～5.28%之间；氮含量比较稳定，平均值在1.42%～1.45%之间；氧加硫含量平均值为7.34%～8.05%之间。

4 煤的工艺性能

4.1 煤的粘结性与结焦性

（1）粘结指数（G）：本区72、73煤的粘结指数变化范围在54～1038之间，各煤层样点集中在80～94之间，平均值均在80以上，QM与1/3JM之间没有明显区别。依据《烟煤粘结指数分级》（MT/T596-2008），属强粘结煤。

（2）胶质层厚度（Y）：胶质层厚度（Y）变化范围在11～27mm之间，绝大多数样品在15～20mm之间，各煤层平均值为17～19mm，具有强粘结之特征，如表1所示。

表1 煤炭分类指标汇总表

本区各煤层具有良好的粘结性，粘结指数G与胶质层厚度Y值变化幅度不大，属较好的炼焦配煤。

（3）奥亚膨胀度(b)。各煤层奥亚膨胀度(b)测试结果见表1，其b值平均值在86%～127%。

4.2 煤的发热量

7煤层原煤发热量测试成果见表2。

5 煤类及工业用途评述

5.1 煤类

（1）煤类划分依据。本区煤类划分的依据是《中国煤炭分类》（GB/T5751-2009），选用的分类参数为浮煤挥发分（Vdaf）、粘结指数（G）、胶质层厚度（Y），当G＞85，未测Y值时，选用挥发分和奥亚膨胀度b值（这类样点极少）。

（2）煤类分布。72、73煤层均以1/3JM为主，QM零星分布，且不连成片。

5.2 煤质特征

72煤层为中高挥发分、低灰、特低硫、低磷、一级含砷、特低氯煤，具有强粘结性、低结渣、低结污、高发热量的特征，煤灰具有较高软化温度灰、较高流动温度灰的特征；

73煤层为中高挥发分、低灰、特低硫、低磷、一级含砷、特低氯煤，具有强粘结性、低结渣、低结污、高发热量的特征，煤灰具有较高软化温度灰、较高流动温度灰的特征。

表2 7煤原煤发热量统计表

5.3 煤的工业用途评述

据本区浅部任楼煤矿生产、销售情况，任楼煤矿生产原煤经任楼煤矿洗选厂简易洗选后，煤炭主要销往安徽马鞍山钢铁有限公司、海螺集团、湖南钢铁有限公司等地，煤炭主要用于炼钢、发电，水泥等。结合浅部任楼煤矿煤的工业利用方向，综合认为本区7煤层可作炼焦配煤或动力用煤；洗中煤、尾煤可作动力用煤。

6 煤的可选性

本区73煤没有采取可选样，通过对72煤层9个可选样的研究得出如下结论：

（1）72煤层产物主要集中在1.30～1.50密度级范围内，理论分选密度也主要集中在此区间，浮物与沉物不易迅速分离，δ±0.1产率高，因此该煤层属较难选—难选煤。

（2）煤粉产率高，浮选中有机质与无机质不易迅速分离。

（3）镜下鉴定显示，各煤层以粘土矿物为主的无机物，以线理状、透镜状镶嵌于有机质之中，导致有机物与无机物不易分离，是造成本区煤洗选困难的主要原因。

7 结论

综上所述，本区7煤层属于稳定煤层，煤质属中低煤化程度的烟煤，属中高挥发分、低—中灰、特低硫、低磷、一级含砷、特低氯煤。具有强粘结性、中高—高发热量的特征，是良好的炼焦配煤。煤灰为酸性灰渣，煤灰熔点较高，属中等—较高软化温度灰和中等—较高流动温度灰，结渣指数和结污指数低，燃烧中对炉壁的腐蚀影响较小，适合固态排渣锅炉使用，分选较难，可作炼焦配煤或动力用煤；洗中煤、尾煤可作动力用煤。

[1] 任楼煤矿深部勘查区地质报告[R].安徽省煤田地质局第三勘探队，2012.

式中：Q开——可开采资源量，104m3；

Q补——地下水补给资源量，104m3；

α——开采系数。

根据式（8）计算，研究区地下水可开采资源量为146.18×104m3。

（2）分别采用给水度法和可开采系数法计算了该水源地的地下水储存量和可开采量，计算结果为86943.23×104m3和146.18×104m3，其中地下水可开采量占地下水补给量的50%。

（3）通过对新疆三塘湖煤田水源地地下水资源的评价研究，为该地区地下水资源的可持续开发利用提供了理论依据和科学评价。

4 结论

（1）采用均衡法对该水源地地下水资源进行评价。通过对研究区内水文地质条件的综合分析，补给项为地下水侧向流入量和暴雨洪流入渗量，通过计算得补给量为292.35×104m3；排泄项为地下水潜埋带的潜水蒸发蒸腾量，计算得排泄量为294.25×104m3，该水源地处于负均衡状态，均衡差值不大，补排基本平衡，与均衡期区内地下水位基本呈平稳状态相一致。

参考文献：

[1] 李巧,周金龙,纪媛媛,等.新疆哈密地区三塘湖北地下水水―岩作用模拟[J].水资源与水工程学报,2013,24(6):29-33.

[2] 董新光,刘丰,周金龙.新疆地下水资源调查与评价[R].乌鲁木齐:新疆农业大学水资源科技服务中心,2004.

[3]董新光,邓铭江.新疆地下水资源[M].乌鲁木齐:新疆科学出版社,2005.

TQ533

A

1004-5716(2015)02-0128-03

2014-03-17

2014-04-30

付文会（1967-），男（汉族），安徽宿州人，工程师，现从事煤田地质技术工作。