金堂煤礦B4煤層煤質特征分析

周龍 夏航 廖海 文雪華

1.四川省礦產資源儲量評審中心 四川成都 610000

2.汶川川能礦業投資開發有限責任公司 四川阿壩州 624000

金堂煤礦位于四川省珙縣縣城（巡場）152°方向，直距約24km，礦區呈北西南東走向，北西起于13號勘探線，與珙縣二號井田相接，南東止于30號勘探線，與德趕壩井田接界。

1 地質概況

金堂煤礦位于珙長背斜南翼中段，羅場向斜北翼東傾沒端，地層走向北西-南東，傾向南西，傾角西陡東緩。區內出露最新地層為第四系全新統，三疊系上統須家河組（T3xj）、下統雷口坡組（T2l）、嘉陵江組（T1j）、飛仙關組（T1f），二疊系上統宣威組（P3x）、峨眉山玄武巖組（P3β）、中統茅口組（P2m）、棲霞組（P2q）。其中T3xj與T2l、P3x與P3β、P3β與P2m呈假整合接觸。井田總體屬單斜構造未發現大的褶曲，地表小斷層較發育，基本未切割煤層，隱伏斷層一般落差較小，對煤層影響較小，B4煤層為全區可采的煤層。

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

B4煤層顏色為黑色，硬度大、脆度小，似金屬光澤，參差狀、棱角狀斷口，塊狀、均一狀、條帶狀結構，層狀構造，內生內生裂隙不發育，視密度1.60t/m3。

2.1.2 宏觀煤巖特征

B4煤層煤巖結構三分明顯，上部為暗淡或半暗煤，中部為條帶狀半亮煤，下部為暗淡煤或半暗煤，中部半亮煤發育，厚度穩定，宏觀煤巖類型總體為半亮-半暗型煤。

2.1.3 變質階段

根據勘查工作采樣化驗結果按中國煤炭分類標準（GB/T5751-2009），B4煤層揮發分（Vdaf）平均值均小于10%大于6.5%，氫含量（Hdaf）平均值均大于3%，屬低變質無煙煤三號（WY3）。各化驗指標詳見表1。

表1 B4 煤層變質指標統計表

2.2 煤的化學性質

2.2.1 煤的主要工業指標

B4煤層各主要工業指標統計詳見表2。

表2 B4 煤層主要工業指標統計表

根據煤層采樣化驗結果指標對B4煤層評定詳見表3。

表3 B4 煤層主要工業指標評級表

2.2.2 煤層元素分析及有害組份

B4煤層浮煤碳含量平均為91.45%，氫含量平均為3.80%，氮含量平均為1.26%，硫+氧3.67%。詳見表4。

表4 B4 煤層浮煤元素分析成果統計表

B4煤層中有害元素磷（P）、氯（Cl）、氟（F）、砷（As）等含量均較低，原煤磷含量為0.010-0.030%，氯含量為0.010-0.020%；氟含量為114.40-119.44PPM，砷含量為1.33-4.69PPM。為低氟、特低氯、特低磷、一級含砷煤。

2.3 煤的工藝性能

2.3.1 發熱量

B4煤層原煤高位發熱量變化較大，屬低-高發熱量煤，按資源量加權后平均為22.93MJ/kg，屬中發熱量煤，變化情況詳見圖1。

圖1 B4 煤層原煤發熱量等值線圖

2.3.2 煤灰特點

礦區內B4煤層煤灰成分以SiO2、Fe2O3、Al2O3為主，屬硅質-鋁質灰分，B4煤層灰分成分分析結果詳見表5。

經勘探時采樣測試，B4煤層煤灰軟化溫度為1110-1420℃，按煤灰軟化溫度分級（MT/T853.1-2000），為較低軟化溫度。

2.3.3 熱穩定性

經勘探報告采樣測試，B4煤層大于6mm殘渣（Ts+6）為68.65%。按煤的熱穩定性分級（MT/T560-2007），B4煤層屬中等熱穩定性煤。

2.3.4 煤對CO2 反應性

B4煤層CO2還原率隨反應溫度的升高而升高，詳見表6。

2.3.5 煤的結渣性

據測定，爐柵截面流速為0.3m/s時，B4煤層大于6mm的灰渣結渣率為41.02%，屬強結渣煤。

2.3.6 煤的可磨性

B4煤層哈氏可磨性指數為54-78，平均為66，按煤的啥氏可磨性指數分級（MT/T852-2000），可磨性等級,為中等可磨。

2.4 煤的可選性

根據煤炭可選性評定方法（GB/T16417-2011），煤層可選性評定采用δ±0.1含量法，以1.40-1.90kg/l密度級進行浮選后，其δ±0.1含量及可選性等級見表7，可選性曲線見圖2。

浮煤：水分（Mad）含量0.48-1.89；灰分（Ad）含量9.44-24.79，屬低灰煤；揮發分（Vdaf）含量7.76-12.38，屬特低揮發分煤；全硫（St,d）含量0.53-1.96，屬低硫煤；發熱量（Qgr.v.d(MJ/kg)）30.85-35.83MJ/kg，屬特高發熱量煤。

表5 B4 煤層灰成分分析成果統計表

表6 B4 煤層化學活性統計表

表7 B4 煤層δ±0.1 含量及可選性成果表

圖2 B4 煤層（簡易）可選性曲線圖

3 結語

綜上所述，金堂煤礦B4煤層原煤：水分（Mad）含量0.37-1.71；灰分（Ad）含量23.25-48.8，屬高灰煤；揮發分（Vdaf）含量8.28-15.49，屬低揮發分煤；全硫（St,d）含量1.69-8.39，屬高硫煤；發熱量（Qgr.v.d(MJ/kg)）16.56-26.94MJ/kg，屬中發熱量煤，原煤磷含量為0.010-0.030%，氯含量為0.010-0.020%；氟含量為114.40-119.44PPM，砷含量為1.33-4.69PPM。為低氟、特低氯、特低磷、一級含砷煤。