煤樣測試結果審查在礦物加工中的作用

由 洋

(七臺河技師學院，黑龍江 七臺河 154600)

審查煤樣測試結果、整理煤質資料應先分析測試結果之間的關系，如測試結果之間存在明顯問題的應進行復查，避免錯誤地利用測試結果而影響對煤質的評價。

1 灰分測試結果的審查

第一，灰分的高低影響水分、揮發分、發熱量、真視密度、黏結性等煤質指標，當灰分增高時，會降低變質程度較低的褐煤、長焰煤、不黏煤等煤類的水分，而煉焦用煤的水分會隨灰分的增高而增高，隨著灰分的增高揮發分隨之增高，高灰煤的發熱量測值越低變質程度越高，發熱量測值與實際差值越大，灰分越高煤的黏結性越差。第二，原煤灰分是決定煤層有無開采價值的重要指標之一，應慎重審查超過可采灰分界線的樣點。首先要核對取樣的原始記錄，樣品中是否混有雜質，再檢查與灰分有關的項目是否存在問題。應仔細對照樣點的煤巖鑒定資料，找出灰分超限的原因。第三，浮煤的灰分比未經洗選的原煤要低，但是某些灰分不高的年輕褐煤經過洗選后，灰分產率反而比原煤還高，這是因為年輕褐煤的內表面積大，吸附性強，在洗選過程中煤樣吸附的氯化鋅未經充分洗脫，造成了這種結果。

2 水分測試結果的審查

煤中水分隨變質程度的高低而變化，往往是由于多種原因造成或在測試過程中因意外差錯而造成。原、浮煤的水分一般相差不多，但高灰年輕褐煤浮煤的水分應比原煤的水分要高，因為年輕褐煤的有機組分比無機礦物質吸附水分量大。揮發分在25%左右，焦渣特征為1號，水分測值也可能出現高值點或成片高值，這可能是在成煤初期經受不同氧化程度的結果，應分別進行統計。

3 揮發分測試結果的審查

原煤揮發分是計算煤中固定碳的指標，對煤質的評價意義不大，但浮煤揮發分是我國煤炭分類的重要指標。

不同成因類型的煤揮發分的產率差別很大，從煙煤至無煙煤，揮發分會隨著煤的變質程度從高向低逐步下降。揮發分與元素碳的含量呈反比關系，一般可從揮發分產率結合焦渣特征中推算出碳的含量。煤巖的組分不同，揮發分也有所差異。變質程度相同的煤，穩定組分的揮發分最高，鏡煤次之，絲炭最低。隨著煤的變質程度增高，這種差別會逐漸縮小。不同的洗選液對煤的揮發分也有影響。由于礦物質會增高煤的揮發分產率，通常總是浮煤的揮發分產率低于原煤的揮發分產率，而且灰分愈高，原、浮煤揮發分產率的差別越大。也有一些反常的情況發生，即原煤的灰分產率不太高，而煤巖組成中焦炭類或穩定組分又較高，由于洗選，使比重較大、揮發分產率低的焦炭下沉，或者由于穩定組分富集，都會造成浮煤揮發分產率高于原煤的情況。在審查某煤層揮發分時，如果發現測值高低相差懸殊的樣點，從采樣、化驗方面找不出原因時，應檢查一下采樣點附近是否存在侵入體，樣品是否未脫離風、氧化帶等其他地質情況。

4 發熱量測試結果的審查

煤的發熱量有彈筒發熱量、高位發熱量和低位發熱量，每一種發熱量又有4種基準。煤的各種基準及各基準發熱量之間可以用公式換算出來。煤炭勘查評價媒質采用干燥基高位發熱量。煤的發熱量會隨著變質程度的高低而變化，焦煤發熱量最高。同一煤樣，一般浮煤發熱量高于原煤，且原煤灰分越高，原、浮煤兩煤的發熱量測值相差越大。但某些灰分較低、變質程度較低的煤，浮煤發熱量與原煤接近，甚至略低于原煤的發熱量。煤的恒濕無灰基高位發熱量。在區分褐煤和長焰煤時，無灰基高位發熱量是一個重要指標，當浮煤揮發分>37%、透光率>30%而≤50%的時候，煤的恒濕無灰基高位發熱量>24 MJ/kg為長焰煤，否則為褐煤。

5 硫分測試結果的審查

煤中的硫分包括有機硫和無機硫。有機硫不宜洗選，無機硫以硫酸鹽硫為主，易洗選。原煤洗選后的硫含量會降低。以有機硫為主的低硫煤，原、浮煤的硫分相差不大，但以有機硫為主的高硫煤經洗選后會造成浮煤含硫量高于原煤現象，浮煤硫分超過極限范圍說明原、浮煤全硫含量至少有一個化驗結果存在錯誤。煤中硫分與其他指標之間有如下關系，全硫增高，提高了彈筒發熱量測值，當全硫大于4%時，必須測定彈筒洗液中的全硫，否則會降低高位發熱量值。煤中全疏含量高，灰分測值增加，但煤中有機硫的高低不影響揮發分的測值。一些高硫煤層常因煤芯采取率較低，少數煤樣硫分高出一般煤樣，這是由于鉆進時煤的磨損造成黃鐵礦相對富集，使硫分增高，影響了煤中硫分的實際含量，利用時一定要合理取舍。

6 元素分析測試結果的審查

煤的元素分析是指對煤中碳、氫、氧、氮、硫5種元素的含量分別在煤中所占的比例。煤中元素各指標間、元素成分與浮煤揮發分間關系如下：第一，煤中碳元素含量最大。一般碳高則氫低、氫高則碳低。煤巖組分不同，碳和氫也有所差別。絲質組高時，碳含量增高、氫含量降低。以鏡質組為主的煤，如果含碳酸鹽礦物較多，碳含量的原煤也可能高于浮煤。第二，氧是煤中第三個重要元素，氧含量隨碳含量的增高而降低。第三，煤中氮含量約為0.3%～3.0%，氪含量隨煤的變質程度增加略有降低，隨氫含量的增高而增高。弱黏煤和不黏煤中氮含量普遍為1%以下，一般認為弱黏煤和不黏煤生成于弱氧化環境，成煤初期植物中蛋白質受到氧化分解所致。有機硫含量高的煤，氮含量也普遍低于l%，同時碳和氧也較低。腐泥煤的氮含量要比腐植煤高。煤中無含氮矸石混入時，原煤中的氮含量要低于浮煤，當含無機氯化合物較多的矸石混入煤中，原煤中的氯含量可能高于浮煤。

7 審查煤樣測試結果時應注意的幾個問題

第一，煤質指標之間的關系只是一般規律，并不能完全代表煤質指標的所有關系，僅供審查煤質測試資料時參考。實際工作中，應充分應用煤巖學及煤質分析的有關知識，認真審核不同煤類及特殊成煤環境下的煤質資料。第二，礦區或井田，成煤原始物質、成煤環境相近，往往是單一的或是相鄰的幾個煤類，多數煤的指標變化范圍較小，煤的化學性質和工藝性能都存在著一定的內在聯系。審查煤質資料時，要重點審查煤質指標出現明顯異常的測值。第三，如果檢測出相同變質程度卻具有不同黏結性的煤，即使在同一個采樣點上，煤層各部位浮煤揮發分和煤的膠質層的最大厚度值都會相差懸殊，可能會造成煤類采樣出現較大偏差，究竟是煤層遭受氧化，還是煤巖組分差異或其他原因所致，審查時一定要仔細分析原因，以便準確確定煤類。第四，在研究煤的黏結性時，要綜合分析煤的變質程度、煤巖組分、礦物質含量、成煤環境等因素，如發現揮發分和黏結指數偏低時，應考慮鉆取煤層時煤樣是否燒焦，是否位于巖漿巖侵入帶或在斷層帶上等。