淮北煤田任樓煤礦深部勘查區7號煤煤質特征淺析

付文會，李汶峻

（安徽省煤田地質局第三勘探隊，安徽宿州234000）

淮北煤田任樓煤礦深部勘查區7號煤煤質特征淺析

付文會*，李汶峻

（安徽省煤田地質局第三勘探隊，安徽宿州234000）

7煤層為任樓煤礦深部勘查區重要的可采煤層，在勘查區大多數地區7煤分為72和73兩層，少數區域合并為一層。7煤在淮北煤田普遍賦存較好，厚度多在3～7m，因此對任樓深部7煤煤質進行研究對認識整個淮北煤田的7煤情況有較積極的意義。

淮北煤田；任樓煤礦深部勘查區；煤質；工業分析

1 概況

淮北煤田任樓煤礦勘查區位于安徽省宿州市西南方向直距28km處，地處濉溪縣任集鎮，勘查區面積23.22km2。勘查區含煤地層平均厚度1024.20m，7煤層屬全區可采較穩定煤層。

2 7煤的賦存情況

2.1 72煤層

賦存于下石盒子組下部，上距52煤層40.14～70.30m,平均52.28m。煤層厚度0.66～7.38m，平均3.80m；穿過點46個，45個可采點，1個不可采點，屬中厚煤層。有6個見煤點含1層夾矸，單孔夾矸厚度0～0.28m，全區平均0.13m，煤層結構簡單，夾矸巖性為泥巖或炭質泥巖，可采性指數為0.98，面積可采率為99%，煤類變化不大；屬全區可采較穩定煤層。煤層頂板以泥巖為主，少量為粉砂巖，底板為泥巖，個別點為粉砂巖。

2.2 73煤層

位于下石盒子組下部，上距72煤層0.74～8.90m，平均2.13m。煤層厚度0.29～4.28m，平均1.52m；穿過點46個，32個可采點，1個不可采點，13個合并點，屬中厚煤層。有1個見煤點含2層夾矸，單孔夾矸厚度0～0.68m，全區平均0.07m，煤層結構簡單，夾矸巖性為泥巖，可采性指數為0.98，面積可采率為99%，煤類變化；屬全區可采較穩定煤層。煤層頂板以泥巖為主，個別點位粉砂巖，底板巖性為泥巖。

3 7煤的煤質特征

3.1 煤的物理性質及宏觀煤巖特征

3.1.1 煤的物理性質和宏觀煤巖特征

本區72、73煤層煤芯均為黑色，條痕黑—褐黑色，一般呈弱玻璃光澤，以粉狀為主，碎塊狀次之，碎塊狀、細條帶狀結構。宏觀煤巖成分主要為暗煤和亮煤，夾鏡煤條帶，宏觀煤巖類型為半暗或半亮型。由于受后期構造運動的影響，在擠壓強烈地段，煤的原生結構遭破壞，多呈片狀。

3.1.2 視密度

72煤視密度為1.34～1.46g/cm3，73煤視密度為1.33～1.37g/cm3。

3.2 煤的化學性質和工藝性能

3.2.1 煤的化學性質

（1）水分（M）：72,73煤層空氣干燥基水分（Mad）原煤平均值在0.99%～1.06%之間，浮煤平均值在0.93%～0.98%，變化幅度很小。

（2）灰分（Ad）：

①原煤灰分產率：依據《煤炭質量分級 第1部分：灰分》（GB/T15224.1-2010）標準，72、73煤層屬低灰煤。

72煤層：兩極值為11.04%～33.26%，平均值18.99%。

73煤層：兩極值為10.18%～36.89%，平均值17.21%。

②浮煤灰分產率：經1.40密度液浮選后，除個別樣品外，浮煤灰分產率可控制在10%以下，符合浮煤各項煤層參數測試要求。72、73煤層浮煤灰分產率較低，平均值分別為8.16%、8.16%，屬特低灰煤。

（3）揮發分（Vdaf）：本區同7煤層浮煤揮發分產率略低于原煤，且兩極值及平均值極為接近，以浮煤揮發分簡述其特征：

72、73煤層浮煤揮發分產率平均值在35.07～36.41%之間，依據《煤的揮發分產率分級》（MT/T849-2000）標準，屬中高揮發分煤。

3.2.2 煤中有害組分

3.2.2.1 硫（S）

（1）全硫（St.d）：

①原煤全硫：依據《煤炭質量分級第2部分：硫分》（GB/T15224.2-2010）標準和7煤層硫分賦存情況評述如下：72煤層：兩極值為0.18%～0.54%，平均值為0.30%，屬特低硫煤；

73煤層：兩極值為0.13%～0.67%，平均值為0.33%，屬特低硫煤。

②浮煤全硫：72煤層：兩極值為0.23%～0.67%，平均值為0.32%，屬特低硫煤；73煤層：兩極值為0.22%～0.57%，平均值為0.33%，屬特低硫煤。

（2）形態硫：7煤層硫酸鹽硫含量平均值為0.01%或更小，因其在燃燒過程中全部轉入灰中，且含量極低，對燃燒及煉焦影響甚微。

3.2.2.2 磷（Pd）

本區7煤原煤中磷含量較低，平均值在0.012%～0.015%之間，依據《煤中磷分分級標準》（GB/ T20475.1-2006）標準，各煤層均屬低磷分煤。

3.2.2.3 砷（As.d）

本區7煤原煤中砷含量較低，平均值在（2.0～3.0）× 10-4%之間。依據《煤中砷含量分級》（MT/T803-1999）標準，屬一級含砷煤。

3.2.2.4 氯（Cl.d）

本區7煤原煤中氯含量較低，平均值在0.016%～0.022%之間，依據《煤中氯含量分級》（GB/T20475.2-2006）屬特低氯煤。

3.2.3 元素分析

本區7煤煤層各類元素含量比較穩定，各煤層干燥無灰基碳含量平均值在85.52%～85.94%之間；氫含量平均值在5.00%～5.28%之間；氮含量比較穩定，平均值在1.42%～1.45%之間；氧加硫含量平均值為7.34%～8.05%之間。

4 煤的工藝性能

4.1 煤的粘結性與結焦性

（1）粘結指數（G）：本區72、73煤的粘結指數變化范圍在54～1038之間，各煤層樣點集中在80～94之間，平均值均在80以上，QM與1/3JM之間沒有明顯區別。依據《煙煤粘結指數分級》（MT/T596-2008），屬強粘結煤。

（2）膠質層厚度（Y）：膠質層厚度（Y）變化范圍在11～27mm之間，絕大多數樣品在15～20mm之間，各煤層平均值為17～19mm，具有強粘結之特征，如表1所示。

表1 煤炭分類指標匯總表

本區各煤層具有良好的粘結性，粘結指數G與膠質層厚度Y值變化幅度不大，屬較好的煉焦配煤。

（3）奧亞膨脹度(b)。各煤層奧亞膨脹度(b)測試結果見表1，其b值平均值在86%～127%。

4.2 煤的發熱量

7煤層原煤發熱量測試成果見表2。

5 煤類及工業用途評述

5.1 煤類

（1）煤類劃分依據。本區煤類劃分的依據是《中國煤炭分類》（GB/T5751-2009），選用的分類參數為浮煤揮發分（Vdaf）、粘結指數（G）、膠質層厚度（Y），當G＞85，未測Y值時，選用揮發分和奧亞膨脹度b值（這類樣點極少）。

（2）煤類分布。72、73煤層均以1/3JM為主，QM零星分布，且不連成片。

5.2 煤質特征

72煤層為中高揮發分、低灰、特低硫、低磷、一級含砷、特低氯煤，具有強粘結性、低結渣、低結污、高發熱量的特征，煤灰具有較高軟化溫度灰、較高流動溫度灰的特征；

73煤層為中高揮發分、低灰、特低硫、低磷、一級含砷、特低氯煤，具有強粘結性、低結渣、低結污、高發熱量的特征，煤灰具有較高軟化溫度灰、較高流動溫度灰的特征。

表2 7煤原煤發熱量統計表

5.3 煤的工業用途評述

據本區淺部任樓煤礦生產、銷售情況，任樓煤礦生產原煤經任樓煤礦洗選廠簡易洗選后，煤炭主要銷往安徽馬鞍山鋼鐵有限公司、海螺集團、湖南鋼鐵有限公司等地，煤炭主要用于煉鋼、發電，水泥等。結合淺部任樓煤礦煤的工業利用方向，綜合認為本區7煤層可作煉焦配煤或動力用煤；洗中煤、尾煤可作動力用煤。

6 煤的可選性

本區73煤沒有采取可選樣，通過對72煤層9個可選樣的研究得出如下結論：

（1）72煤層產物主要集中在1.30～1.50密度級范圍內，理論分選密度也主要集中在此區間，浮物與沉物不易迅速分離，δ±0.1產率高，因此該煤層屬較難選—難選煤。

（2）煤粉產率高，浮選中有機質與無機質不易迅速分離。

（3）鏡下鑒定顯示，各煤層以粘土礦物為主的無機物，以線理狀、透鏡狀鑲嵌于有機質之中，導致有機物與無機物不易分離，是造成本區煤洗選困難的主要原因。

7 結論

綜上所述，本區7煤層屬于穩定煤層，煤質屬中低煤化程度的煙煤，屬中高揮發分、低—中灰、特低硫、低磷、一級含砷、特低氯煤。具有強粘結性、中高—高發熱量的特征，是良好的煉焦配煤。煤灰為酸性灰渣，煤灰熔點較高，屬中等—較高軟化溫度灰和中等—較高流動溫度灰，結渣指數和結污指數低，燃燒中對爐壁的腐蝕影響較小，適合固態排渣鍋爐使用，分選較難，可作煉焦配煤或動力用煤；洗中煤、尾煤可作動力用煤。

[1] 任樓煤礦深部勘查區地質報告[R].安徽省煤田地質局第三勘探隊，2012.

式中：Q開——可開采資源量，104m3；

Q補——地下水補給資源量，104m3；

α——開采系數。

根據式（8）計算，研究區地下水可開采資源量為146.18×104m3。

（2）分別采用給水度法和可開采系數法計算了該水源地的地下水儲存量和可開采量，計算結果為86943.23×104m3和146.18×104m3，其中地下水可開采量占地下水補給量的50%。

（3）通過對新疆三塘湖煤田水源地地下水資源的評價研究，為該地區地下水資源的可持續開發利用提供了理論依據和科學評價。

4 結論

（1）采用均衡法對該水源地地下水資源進行評價。通過對研究區內水文地質條件的綜合分析，補給項為地下水側向流入量和暴雨洪流入滲量，通過計算得補給量為292.35×104m3；排泄項為地下水潛埋帶的潛水蒸發蒸騰量，計算得排泄量為294.25×104m3，該水源地處于負均衡狀態，均衡差值不大，補排基本平衡，與均衡期區內地下水位基本呈平穩狀態相一致。

參考文獻：

[1] 李巧,周金龍,紀媛媛,等.新疆哈密地區三塘湖北地下水水―巖作用模擬[J].水資源與水工程學報,2013,24(6):29-33.

[2] 董新光,劉豐,周金龍.新疆地下水資源調查與評價[R].烏魯木齊:新疆農業大學水資源科技服務中心,2004.

[3]董新光,鄧銘江.新疆地下水資源[M].烏魯木齊:新疆科學出版社,2005.

TQ533

A

1004-5716(2015)02-0128-03

2014-03-17

2014-04-30

付文會（1967-），男（漢族），安徽宿州人，工程師，現從事煤田地質技術工作。