蔺海霞,李 洋
(安徽省煤田地质局第三勘探队,安徽宿州234000)
安徽省龙王庙煤矿煤质分析
蔺海霞*,李洋
(安徽省煤田地质局第三勘探队,安徽宿州234000)
通过对龙王庙煤矿各主采煤层煤的物理、化学性质和工艺性能的研究分析,探讨了该矿煤的煤质特征及其变化规律,指出该矿井各煤层可作为良好的炼焦配煤和动力用煤。
龙王庙煤矿;工艺性能;煤质特征
龙王庙煤矿位于宿州市东南约22km,在墉桥区芦岭镇境内。龙王庙煤矿为全隐蔽地区,经钻探揭露本区地层自下而上有奥陶系中下统(O2l-O1m)、石炭系中上统(C2-C3)、二叠系(P)、新近系(E)和第四系(Q)。矿井内可采煤层8层即:32、4、61、63、72、82、9、10,除4煤、9煤为不稳定的局部可采煤层外,其它都是较稳定煤层[1]。
1.1煤的物理性质和宏观煤岩特征
本矿井各煤层是二叠世时滨海相—陆相的三角洲泥炭沼泽堆积而成,形成自上而下的可采煤层有32、4、61、63、72、82、9、10等8层及不可采1、2等煤层(组),由于总体上是在海退条件下沉积而成的,所以各煤层的物理特征和宏观煤岩特征略有差异,分述如下:
(1)上石盒子组32煤层。煤芯黑色,条痕褐黑色,碎块状及粉沫状,玻璃光泽,少数沥青光泽,条带状结构,阶梯状断口,内生裂隙较发育,宏观煤岩成分以亮煤、暗煤为主,夹镜煤条带或透镜体,宏观煤岩类型为半暗—半亮型煤。
(2)下石盒子组煤层(4~9煤层)。煤芯黑色,条痕褐黑色,粉沫状为主,其次为细碎屑状,玻璃光泽,性脆易碎,宏观煤岩成分以暗煤、亮煤为主,夹镜煤条带,宏观煤岩类型为半亮—半暗型煤。
(3)山西组10煤层(组)。煤芯黑色,条痕棕黑色,粉沫状—碎屑状,玻璃光泽,条带状—线理状结构,阶梯状断口,内外生裂隙发育,宏观煤岩成分以亮煤为主,暗煤次之,夹镜煤条带或透镜体,宏观煤岩类型为半亮—半暗型煤。
1.2煤的化学组成
1.2.1工业分析及有害元素
各可采煤层工业分析及有害元素统计情况见表1。
水分(Mad):各可采煤层原煤水分平均值在0.95%~1.35%之间,各煤层变化幅度不大。各煤层浮煤水分平均值在0.90%~1.24%。
灰分(Ad):各可采煤层原煤干燥基灰分平均值为16.48%~25.88%,82煤层稍低为16.48%,其余煤层稍高,根据《煤炭质量分级第1部分:灰分》(GB/T 15224.1-2010)标准,82煤层为低灰煤,其余各煤层均为中灰煤。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。各煤层浮煤灰分产率平均值在7.07%~9.11%之间[2]。
挥发分(Vdaf):各可采煤层原煤干燥无灰基挥发分平均值在33.68%~37.49%之间,32煤层原煤挥发分稍高,属于高挥发分煤,其它煤层均属于中高挥发分煤。各煤层挥发分产率与煤层相对深度有一定的相关性。在纵向上由浅到深,挥发分产率逐渐减小。
硫分:本矿井煤的硫含量较低,总体趋势为下石盒子组的4~9煤层硫分含量稍低,上石盒子组的32煤层和山西组的10煤层硫分含量稍高。本矿井各煤层中硫铁矿硫含量平均值为0.07%~0.48%;硫酸盐硫含量较低,各煤层平均值均为0.01%;有机硫含量平均值为0.16%~0.45%。本矿井10煤层以硫铁矿硫为主,其余各煤层均以有机硫为主。从煤中硫的形态来看,硫分小于0.5%的特低硫煤,其硫分多为原始成煤物质中转化而来的,即大多是有机硫。这种硫虽经洗选,硫分也降低很少。硫分大于1%的中硫煤其硫分多为黄铁矿硫,经洗选后,硫分能有不同程度的降低。各煤层硫酸盐硫含量平均值为0.01%,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。本矿井各煤层脱硫效果均较差,本矿井各煤层因主要以有机硫为主,硫化物硫脱除量极其有限,
磷(Pd):本矿井磷含量较低,各煤层平均值0.008%~0.009%,各煤层均属于特低磷煤。
氯(Cld):本矿井各煤层原煤煤中氯含量平均值为0.010%~0.022%,属特低氯煤。
砷(Asd):本矿井各煤层原煤煤中砷含量平均值在(2%~4%)×10-4,各煤层均属一级含砷煤。
氟(Fd):本矿井各煤层原煤煤中氟含量平均值在66~124μg/g,属于特低氟—低氟煤。
表1 有害元素统计表
1.2.2元素分析
本矿井各可采煤层元素分析统计情况见表2。从表中可以看出:各煤层碳含量平均值在84.35%~86.44%之间,氢含量平均值在5.22%~5.52%之间,氮含量平均值在1.39%~1.47%之间,氧+硫含量平均值6.86%~8.72%,氧含量在6.45~8.05之间(本矿井氧含量是由各煤层氧+硫含量平均值计算出来的),其氧碳原子比为0.056~0.072,氢碳原子比为0.728~0.785。
2.1灰成分及灰熔融性
本矿井各煤层灰成分皆为酸性灰渣,低结渣、低结污;较低—高软化温度灰,以高软化温度灰为主;较低—高流动温度灰,以高流动温度灰为主。
2.2发热量
82煤层和10煤层属于高发热量煤,其余各煤层均属于中高发热量煤。
2.3可磨性
除61煤层为中等可磨煤,其余各煤层均为易磨煤。
2.4煤的焦油产率
各煤层均属富油煤。
2.5粘结性和结焦性
82煤层粘结性稍差,属于中强粘结煤,本其余各煤层均属于强粘结煤。本矿井胶质层厚度(Y)为10.0~27.0mm,各煤层平均值12.5~17.0mm,以82煤层最低,10煤层最高。本矿井各煤层奥亚膨胀度(b)平均值-17%~85%,变化幅度较大。
根据《中国煤炭分类国家标准》(GB5751-2009)对本矿井煤炭进行煤类划分,其结果显示本矿井各煤层以中变质阶段的1/3焦煤和气煤为主,另有部分零星分布的弱粘结煤和1/2中粘煤[3]。
表2 元素分析统计表
综上所述,龙王庙矿井各煤层以中变质阶段的1/3焦煤和气煤为主,另有部分零星分布的弱粘结煤和1/2中粘煤。其煤质特征为:低灰煤—中灰煤,以中灰煤为主;中高挥发分—高挥发分煤,以中高挥发分为主;特低硫—低硫煤,以特低硫为主;特低磷、特低氯、一级含砷煤、特低氟—低氟煤;具中强—强粘结性;具中高—高发热量煤;富油性等特征;灰成分皆为酸性灰渣,低结渣、低结污;较低—高软化温度灰,以高软化温度灰为主;较低—高流动温度灰,以高流动温度灰为主。根据以上所述煤质特征,本矿井各煤层是良好的炼焦配煤和动力用煤。
[1]安徽省煤田地质局第三勘探队.安徽宿州金狮矿业有限责任公司龙王庙煤矿补充勘查报告[R].2005.
[2]GB/T 15224.1煤炭质量分级[S].2010.
[3]GB/T 5751中国煤炭分类国家标准[S].2009.
P618
A
1004-5716(2016)09-0148-03
2014-10-10
2014-10-11
蔺海霞(1969-),女(汉族),河北邯郸人,助理工程师,现从事地质报告编制技术工作。