新维煤矿2#层煤的可选性分析

王磊　王得涛　李俊强

摘  要：在分析新维煤矿2#层煤质特征的基础上，利用筛分试验和浮沉试验研究了该矿区煤的可选性。研究结果表明，该矿区的2#煤层为高灰、低硫无烟煤。筛分试验报告显示，25～13mm粒度级含量为27.667%，为主导粒级，筛分之后各粒度级水分、硫分无大的变化，但随着粒度减小煤的灰分逐渐降低，说明煤质脆易碎。浮沉试验结果显示，当分选密度为1.50g/cm3时，邻近物含量10.97%，为中等可选煤;当分选密度为1.60g/cm3时，邻近物含量36.60%，为难选煤。在分选密度为1.70g/cm3时，邻近物含量60.70%，为极难选煤。在分选密度为1.80g/cm3时，邻近物含量33.51%，为难选煤。在分选密度为2.00g/cm3时，邻近物含量3.78%，为易选煤。

关键词：煤质  可选性  筛分试验  浮沉试验

中图分类号：TD11                             文献标识码：A                    文章编号：1674-098X（2020）12（b）-0080-04

Abstract： Based on the analysis of coal quality characteristics of No.2 Coal Seam in Xinwei coal mine， the washability of coal in Xinwei coal mine was studied by screening test and float sink test. The results show that the No.2 Coal Seam in the mining area is high ash and low sulfur anthracite. The screening test report shows that the content of 25～13mm particle size is 27.667%， which is the main particle size. After screening， the moisture and sulfur content of each particle size class have no significant change， but with the decrease of particle size， the ash content of coal gradually decreases， indicating that the coal is brittle and fragile. The results of float and sink tests show that when the separation density is 1.50g/cm3， the content of adjacent matter is 10.97%， which is medium washable coal; when the separation density is 1.60g/cm3， the content of adjacent matter is 36.60%， which is difficult to be cleaned. When the separation density is 1.70g/cm3， the content of adjacent substances is 60.70%， which is extremely difficult to clean. When the separation density is 1.80g/cm3， the content of adjacent substances is 33.51%， which is difficult to clean. When the separation density is 2.00g/cm3， the content of adjacent matter is 3.78%， which is easy to clean.

Key Words： Coal quality; Washability; Screening test; Float sink test

煤的可选性是指在分选过程中获得既定质量产品的可能性和难易程度，是选煤厂设计与洗选工艺研究的重要依据。通过对煤的可选性评价，可以选择合理的分选方法，并对分选效果进行初步评估，而选煤厂则可根据入选原煤的可选性等级，对煤的分选效果进行评定。

在实际生产中影响煤层的可选性因素非常多，如密度、伴生矿物含量、煤层的组成成分等，以往对可选性的研究大多数是从煤层的密度和粒度特性出发的，单以粒度、密度特性作为煤层的可选性的评价依据，最终难以得到客观的评级结果。本文以新维2#煤层为研究对象，综合考虑井田的地质特征，对煤层可选性进行初步评价，为新维煤矿选煤厂的建设、洗选效果的评测以及经济预测提供客观的参考依据。

1  井田地质特征

新维煤矿2#层煤的结构较简单。煤层总厚度为0～2.07m，平均1.35m，属薄～中厚煤层。煤层厚度的变化沿北东方向有明显规律，总趋势是中部厚而两端薄，薄化区面积约6km2，約占煤层分布面积的29%。井田北东端煤层变薄，多为单一结构。井田的中部及西部煤层常分为上、下两部分，上、下煤分层之间的矸石一般厚度为0.1～0.2m，岩性以灰色泥岩为主，下部煤分层是煤层的主体，一般厚度0.7～0.9m，变化较小。在226勘探线以南，为煤层可采区，可采厚度0.7～1.74m，一般1.06m，可采区面积16.5km2。煤层直接顶板一般厚3m左右，由粘土岩、泥岩和砂岩组成，常有厚度一般在0.2m左右的黑色泥岩伪顶，底板为粘土岩。

2  煤质特征

2.1 物理性质

本井田可采煤层煤岩成分以亮煤及暗煤为主，具条带状及线理状结构，层状构造，强玻璃光泽及多属半亮和半暗型煤，比重一般1.70左右，质地坚硬，普氏硬度一般3～4，脆度小，属低变质阶段的无烟煤。

2.2 化学性质

原煤灰分平均53.08%，水分2.18%，固定碳平均39.44%，挥发分平均7.48%，全硫0.49%，发热量平均15.46 MJ/kg（Qgr.v.d）。

3  可选性分析

3.1 工业分析主要指标数据（表1）

（1）水分（Mad%）：原煤分析水分（Mad）为2.18%，浮煤水分（Mad）2.86%。

（2）灰分（Ad%）：原煤灰分为53.08%，为高灰分煤;浮煤灰分为9.92%，为低灰分煤。

（3）硫分（St.d%）：原煤全硫为：0.49%，为特低硫煤;浮煤全硫为0.63%，为低硫分煤。

（4）挥发分（Vdaf）及固定碳（FCad）：原煤挥发分为9.48%，浮煤挥发分为7.22%。原煤固定碳含量39.44%，属特低固定煤炭，浮煤固定碳含量83.57%，属高固定煤碳。

（5）发热量（Qgr，v，d）：分析煤样的发热量为15.46MJ/kg。

3.2 可选性分析

根据2#煤层筛分浮沉试验综合表（表2），入洗2#原煤的可选性分析如下：

从试验报告可以看出，原煤灰分为53.08%，属高灰分煤，其原煤硫分为0.49%，属特低硫煤。

粒度分析：从2#原煤筛分结果报告表可知，>50mm含量为0.914%;50～25mm粒级为17.975%;25～13mm粒度级含量为27.667%，为主导粒级;13～6mm粒度级含量为18.440%，6～3mm粒度级含量为19.868%;3～1mm粒度级含量为11.832%;1～0.5mm粒度级含量为2.322%;<0.5mm含量为0.982%。从2#原煤筛分结果报告表可以看出，随着粒度减小煤的灰分逐渐降低，说明煤质脆易碎。

从2#煤层50～0.5mm粒级原煤浮沉试验综合表可以看出，当分选密度为1.50g/cm3时，浮物产率为6.66%，灰分为10.66%，硫分为0.65%，邻近物含量为10.97%，为中等可选煤;当分选密度为1.60g/cm3时，浮物产率23.39%，灰分为19.52%，硫分为0.58%，邻近物含量36.60%，为难选煤。在分选密度为1.70g/cm3时，浮物产率43.54%，灰分为25.16%，硫分為0.54%，邻近物含量60.70%，为极难选煤。在分选密度为1.80g/cm3时，浮物产率54.66%，灰分为28.15%，硫分为0.52%，邻近物含量33.51%，为难选煤。在分选密度为2.00g/cm3时，浮物产率60.74%，灰分为30.26%，硫分为0.51%，邻近物含量3.78%，为易选煤。

4  结语

本文对新维煤矿2#煤层的可选性进行初步的评价，对选煤厂设计、选煤效果预测、以及技术经济评估提供重要依据。初步评价得出如下结论。

在分选密度为1.90g/cm3和2.00g/cm3时，都为易选煤，且在此分选密度时浮物产率都在60%以上，浮物灰分在30%左右，沉物灰分在80%以上。因此采用跳汰工艺排出原煤中的矸石，提高煤质发热量是可行的。

经过新维煤矿进行经济效益分析后最终确定的产品方案要求精煤灰分<33%，硫分<0.5%。通过可选性曲线与相关数据分析，在理论分选密度为2.05g/cm3时属于易选煤，精煤灰分为32.50%，硫分为0.46%，浮物累计产率63.50%，沉物累计产率为36.50%，沉物灰分为86.40%，因此确定最终分选密度为2.05g/cm3。

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