新疆伊寧縣皮里青溝勘查區煤層煤質特征分析

陳 玲，王學堅

新疆煤田地質局161煤田地質勘探隊（830009）

新疆伊寧縣皮里青溝勘查區煤層煤質特征分析

陳 玲，王學堅

新疆煤田地質局161煤田地質勘探隊（830009）

通過對新疆伊寧縣皮里青溝勘查區煤的物理性質、化學性質和工藝特征進行分析，對其工業用途進行評述，探討了煤炭綜合利用和深加工的思路，為煤炭資源開發提供參考。

煤質；工業用途；煤層

1 勘查區概況

新疆伊寧縣皮里青溝勘查區位于伊寧盆地北部伊寧縣喀拉亞尕奇鄉一帶,行政區劃屬新疆伊犁哈薩克自治州伊寧縣管轄。含煤地層為侏羅系中統西山窯組地層，共含煤4～6層,自上而下統一編號為:6～11號煤層。煤層總厚10.12～50.87 m，平均總厚30.75 m。全區可采煤層和大部可采四層，即 8、9、10、11 號煤層，零星可采煤層兩層，即 6、7 號煤層。

2 煤質特征

2.1 煤的物理性質和煤巖特征

2.1.1 煤的物理性質

勘查區煤顏色呈黑色，條痕淺褐色-褐色，瀝青-絲絹光澤，多為均一狀結構，平坦狀，階梯狀及貝殼狀斷口、煤質較脆。宏觀煤巖組分以亮煤為主，暗煤及絲炭含量次之。宏觀煤巖類型為半亮型，視相對密度較大，堅硬、性脆、不污手。

2.1.2 煤巖特征

煤層的顯微煤巖組分含量均以鏡質組分、惰質組分為主，黏土類次之，其它組分少量。鏡質組分主要以無結構鏡質體中的基質鏡質體為主,惰質組分主要以絲質體中的氧化絲質體為主，可見碎屑惰質體，絲質體大多為殘缺的星狀結構。殼質組多為孢粉中的小孢子體，大多呈蠕蟲狀分布。粘土礦物呈浸染狀或薄層狀分布于鏡質體間隙。煤層顯微煤巖類型為微鏡惰煤。

2.2 煤質特征

2.2.1 工業分析

1）水分

煤層原煤水分為2.48%～12.86%之間，平均7.41%；浮煤水分在4.49%～9.55%之間，平均含量7.18%，屬于中水分煤。

2）灰分產率

煤層原煤灰分產率4.49%～9.55%，平均15.43%；浮煤灰分產率2.81%～13.01%，平均5.22%。根據GB/T15224.1-2004《煤炭灰分分級標準》,勘查區煤層原煤灰分產率屬低灰分為主的煤層，經洗選后灰分產率降低，可達特低灰分煤層。局部有中灰分煤[1]。

3）揮發分產率

煤層原煤干燥無灰基揮發分產率為27.32%～42.28%；平均34.28%。浮煤揮發分產率為28.52%～42.37%,平均35.18%，根據《煤的揮發分產率分級》（MT/T849-2000）標準，本區煤層揮發分產率屬中高揮發分煤層。

2.2.2 元素組成

1）碳元素

勘查區內煤層的原煤干燥無灰基碳元素含量分別為61.37%～82.13%，平均值為77.44%，煤中碳含量變化幅度小，含量穩定。

2）氫元素

勘查區內煤層的原煤干燥無灰基氫元素含量分別為2.84%～5.42%，平均值為 4.02%，含量變化幅度小，含量穩定。

3）氮元素

勘查區內煤層的原煤干燥無灰基氮元素含量分別為0.58%～1.55%，平均值為 0.82%，含量變化幅度小，含量穩定。

4）氧+硫

勘查區內煤層的原煤干燥無灰基氧+硫含量分別為12.64%～21.20%，平均值為16.83%，含量變化幅度小，含量穩定。

2.2.3 有害元素

硫、磷元素對煤的儲存和加工利用都非常有害，氯、砷元素均對人體健康有害。

1）全硫

勘查區煤層原煤全硫含量為0.13%～1.55%,平均值為0.50%，根據《煤炭硫分分級》（GB/T15224.2-2004）標準，局部見煤點屬中硫煤，但總體屬低硫煤。

2）磷

煤層中磷的含量在0～0.045%之間，平均0.006%，屬特低磷煤。

3）砷、氯

煤層砷氯含量0～12 ug/g，平均2 ug/g，屬于一級含砷煤。氯的含量在0.01%～0.083%之間，平均0.022%，屬特低氯煤。

2.3 煤的工藝性能

2.3.1 煤的發熱量

煤層原煤干燥基高位發熱量為14.41～29.52 MJ/kg，平均為24.30 MJ/kg;浮煤干燥基高位發熱量為29.9～30.03 MJ/kg，平均為29.98 J/kg，總體屬高熱值煤，局部為中熱值和特高熱值煤。空間分布上，全區大部為高熱值煤[2]。

2.3.2 粘結性

煤層煤的粘結指數測試值均為0，煤無粘結性。

2.3.3 煤的低溫干餾

通過對勘查區煤層進行低溫干餾實驗,發現勘查區煤層屬富油煤。

2.3.4 煤的氣化指標

1）煤的熱穩定性

經化驗，8號煤層熱穩定性TS+6為80.1%，根據《煤的熱穩定性分級》MT/T560-2008標準，8號煤層熱穩定性級別屬高熱穩定性煤。

2）煤的結渣性

對勘查區內各煤層采取了結渣性測試樣，經化驗煤均為弱結渣性煤層。

3）煤的活性（二氧化碳反應性）

通過對勘查區內各煤層所采的樣品分析:煤樣1 000℃時二氧化碳還原率為均達到100%,符合氣化用煤900～950℃時二氧化碳還原率a為60%以上的標準,說明煤對二氧化碳的反應力強，煤的活性大。

2.4 煤類

通過對各煤層揮發份產率、粘結指數等煤類確定指標的測試，勘查區煤層浮煤粘結指數為0，浮煤干燥無灰基揮發分產率在27.32%～42.28%之間，根據規范，煤類為不粘煤（31BN）及長焰煤（41CY），以不粘煤（31BN）為主，長焰煤次之。

3 煤的用途分析

勘查區內煤層煤類以為不粘煤主,長焰煤次之，特低灰、低硫、特低磷、高熱值的富油煤，具有化學活性強、可選性中等等特點。根據煤質特征，煤均是優良的民用或動力燃料。

根據《中國煤炭性質、分類和利用》中煤炭利用指南圖，勘查區內各煤層的工業指標在工業鍋爐用煤、民用煤的常用和可用范圍。從煤質數據看,煤層揮發分、灰分、碳氫比、碳含量不是很滿足液化工藝要求，但可作為氣化用煤。由于氣化對煤的質量要求寬松，不同煤階、不同粒度級、不同含硫量的煤都可以由于氣化。勘查區煤層原煤主要有害物質硫、磷、砷、氟、氯含量相對較低，屬高熱值，應用于氣化，其熱效率高，可以減少對環境的污染[3]。

4 結論

通過以上分析不難看出,新疆伊寧縣皮里青溝勘查區的煤屬低變質程度不粘煤、長焰煤，煤層均是優良的動力用煤，亦可做為氣化用煤。

在未來煤炭資源開發中要加強煤質研究工作,根據煤的特性確定其用途，拓寬勘查區煤炭的利用范圍,做好煤炭深加工和綜合利用，提高煤炭的深加工的附加值，推動地區經濟的發展。

[1]GB/T15224.1-2004,技術質量監督局,煤炭質量分級,煤炭灰分分級[S].

[2]GB/T15224.2-2004,技術質量監督局,煤炭質量分級,煤炭發熱量分級[S].

[3]溫廷中,顏玉坤,高艷.袁店井田煤質特征及工業用途評述[J].煤質技術,2008(3).