贵州纳雍沙子岭煤矿M1煤层煤质特征分析

摘要：沙子岭煤矿位于贵州省纳雍县城以西，M1煤层属全区可采、较稳定煤层。经过对煤质资料的整理和分析，M1煤层以粉煤为主，沥青至玻璃光泽，粉煤呈粒状结构，参差状断口，煤层内生裂隙发育，宏观煤岩类型为暗—半亮型，属中灰分、中硫、低挥发分、中高发热量无烟煤，可用于动力用煤，民用煤。

关键词：沙子岭煤矿；M1煤层；工业分析

1.勘查区概况

沙子岭煤矿位于纳雍县城以西，行政区划属贵州省纳雍县勺窝乡管辖。矿区距纳雍县城直距约13km，距纳雍电厂（阳长镇）运距约40km，至杭瑞高速G56勺窝出口运距约12km。龙场—纳雍公路从矿区北东部边缘通过[1]。矿区范围由30个拐点坐标圈定，矿区北西走向长约2.2km，南西倾向宽约4.35km，面积9.5704km2。

矿区含煤地层为龙潭组，含煤岩系厚234.63m～325.79m，平均厚度274.05m，全区可采煤层3层（M1、M6、M9）、大部可采煤层2层（M24、M35）、局部可采煤层3层（M5、M15、M33）；可采煤层总厚度7.85m～19.44m，平均总厚13.69m，含煤系数2.86%～7.20%，含煤系数平均5.00%。

2.煤的物理性质和煤岩特征

2.1物理性质

M1煤层的颜色为黑色，以沥青至玻璃光泽为主，条痕褐黑色，以参差状断口为主，煤层内生裂隙发育；平均视密度1.44，真相对密度1.52；以粉煤为主，个别钻孔上部夹块煤；粉煤呈粒状结构，具粉状构造，块煤呈木质状、透镜状、均一结构；粉煤机械强度较低，较易破碎，块煤机械强度较高，不易破碎。镜煤最大反射率平均为2.524%，其成因类型为腐植煤类已进入中煤级煤第Ⅶ阶段。

2.2煤岩特征

宏观煤岩类型：M1煤层为暗—半亮型。

煤的微观煤岩组分及类型：M1煤层为丝质亮煤，无机组分主要为粘土类、硫酸盐类矿物，其次为碳酸盐类矿物；有机组分主要为镜质组和惰质组，镜质组主要为无结构镜质体、均质镜质体、基质镜质体，惰质组主要为丝质体，以及半丝质体、碎屑惰质体。

3.工业分析

3.1水分（Mad）

原煤空气干燥基水分为1.21%～10.13%，平均值为3.04%。

3.2灰分（Ad）

M1煤层：原煤灰分产率16.12%～39.52%，平均值27.14%，依据《煤炭质量分级、第1部分：灰分》GB/ T15224.1-2018[2]的表1规定分级，属中灰煤；浮煤灰分产率6.61%～31.93%，平均值14.39%。由图1可看出，原煤灰分在ZK301-1、ZK801一带最低，为低灰煤；在ZK301、ZK103、ZK402、ZK303、ZK403、ZK404、ZK404、ZK605、ZK206一带分布中高灰分煤。沙子岭煤矿往东总体有增高的趋势。

3.3挥发分（Vdaf）

原煤挥发分9.77%～25.68%，平均13.18%；浮煤挥发分7.70%～19.36%，平均10.03%。依据《煤的挥发分产率分级》（MT/T849—2000）的规定，M1煤层属低挥发分煤（LV）。

3.4固定碳（FCd）

原煤固定碳52.62%～73.43%，平均63.43%。依据《煤的固定碳分级》MT/T561-2008的规定，M1煤层属中等固定碳煤（MFC）

4.元素分析

4.1元素组成

浮煤干燥无灰基碳（Cdaf）含量为91.89%；干燥无灰基氢（Hdaf）含量为3.06%；干燥无灰基氮（Ndaf）含量为1.51%；干燥无灰基[（O+S）daf]含量为3.55%。

4.2全硫（St，d）

原煤硫分0.31%～2.92%，平均1.57%；浮煤硫分0.25%～2.62%，平均1.02%；通過洗选，硫分平均降低了0.55%。依据《煤炭质量分级第2部分：硫分》GB/T15224.2～2010[3]的规定，M1煤层属中硫煤（MS）。原煤硫分具体分布情况见图2。从图上可看出，区内大部分为中硫煤，原煤硫分在ZK202和ZK303处最低，为低硫煤，矿区北部ZK103、ZK301-1、ZK301一带和东部ZK203、ZK206一带出现中高硫煤。

原煤形态硫主要为黄铁矿硫（Sp，d），含量0.14%～2.56%，平均1.31%；其次为有机硫（So，d），含量0.11%～0.92%，平均0.38%；硫酸盐硫（Ss，d）微量0.00～0.16%，见表1。

5.煤的工艺性能

5.1发热量

M1煤层原煤干燥基高位发热量（Qgr，d）为20.58MJ/kg～ 29.33MJ/kg，平均24.77MJ/kg；原煤干燥基低位发热量（Qnet. d）19.91MJ/kg～28.20MJ/kg，平均24.04MJ/kg；浮煤干燥基高位发热量（Qgr，d）22.65MJ/kg～32.72MJ/kg，平均29.87MJ/kg；浮煤干燥基低位发热量（Qnet.d）22.39MJ/kg～33.34MJ/kg，平均29.03MJ/kg。M1煤层煤的发热量值及质量分级见表2。

依据《煤炭质量分级第3部分：发热量》GB/T15224.3-2010[4]的规定，按原煤干燥基高位发热量（Qgr，d）进行分级：M1煤层属中高发热量煤（MHQ）。

5.2其他工艺性能

（1）煤对二氧化碳化学反应：M1煤层属于弱还原性煤，即为二氧化碳还原率较低的煤。

（2）灰熔融性：M1煤层平均软化温度为1290℃，属于中等软化温度灰（MST）；平均流动温度为1340℃，属于中等流动温度灰（MFT）。

（3）热稳定性：M1煤层热稳定性测试结果为（TS+6）64.40%～78.70%，平均74.78%，属中高热稳定性煤（MHTS）。

（4）结渣性：当鼓风强度为0.1m/s时，结渣率为33.18%，当鼓风强度为0.2m/s时，结渣率为39.48%，当鼓风强度为0.3m/s时，结渣率为44.90%，属中等结渣煤层。

6.煤类

区内煤层浮煤干燥无灰基碳（Cdaf）含量、浮煤干燥无灰基氢（Hdaf）含量、浮煤挥发分（Vdaf）、镜煤最大反射率等指标均能不同程度地反映煤化程度和煤类。一般情况下，煤化程度越高，碳元素（Cdaf）含量越高，氢元素（Hdaf）含量越低，挥发分（Vdaf）含量越低；镜煤最大反射率反映煤的变质程度；浮煤挥发分和浮煤干燥无灰基氢（Hdaf）含量可用于区分煤类。具体见表3。

依据《中国煤炭分类》（GB/T5751-2009）[5]规定，M1煤层煤类为无烟煤三号（WY3）。

7.煤的工业用途评价

根据煤质化验分析资料，M1煤层属于中灰分、中硫、低挥发分、中高发热量的无烟煤，可用于动力用煤，民用煤，火力发电，一般工业锅炉用煤，煤化工用煤等。因此，M1煤层具有广阔的开發利用前景。

参考文献：

[1]刘怡君，谢红东，蒋红兵，等；贵州省纳雍县沙子岭煤矿资源储量核实报告[R].贵阳：贵州省煤田地质局一七四队， 2020.

[2]GB/T 15224.1-2018：煤炭质量分级第1部分：灰分[S].北京：国家市场监督管理总局， 2018.

[3]GB/T 15224.2-2010：煤炭质量分级第2部分：硫分[S].北京：中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局， 2010.

[4]GB/T 15224.3-2010：煤炭质量分级第3部分：发热量[S].北京：中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局， 2010.

[5]GB/T 5751-2009：中国煤炭分类[S].北京：中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局， 2009.