貴州納雍沙子嶺煤礦M1煤層煤質(zhì)特征分析

摘要：沙子嶺煤礦位于貴州省納雍縣城以西，M1煤層屬全區(qū)可采、較穩(wěn)定煤層。經(jīng)過對煤質(zhì)資料的整理和分析，M1煤層以粉煤為主，瀝青至玻璃光澤，粉煤呈粒狀結(jié)構(gòu)，參差狀斷口，煤層內(nèi)生裂隙發(fā)育，宏觀煤巖類型為暗—半亮型，屬中灰分、中硫、低揮發(fā)分、中高發(fā)熱量無煙煤，可用于動(dòng)力用煤，民用煤。

關(guān)鍵詞：沙子嶺煤礦；M1煤層；工業(yè)分析

1.勘查區(qū)概況

沙子嶺煤礦位于納雍縣城以西，行政區(qū)劃屬貴州省納雍縣勺窩鄉(xiāng)管轄。礦區(qū)距納雍縣城直距約13km，距納雍電廠（陽長鎮(zhèn)）運(yùn)距約40km，至杭瑞高速G56勺窩出口運(yùn)距約12km。龍場—納雍公路從礦區(qū)北東部邊緣通過[1]。礦區(qū)范圍由30個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)圈定，礦區(qū)北西走向長約2.2km，南西傾向?qū)捈s4.35km，面積9.5704km2。

礦區(qū)含煤地層為龍?zhí)督M，含煤巖系厚234.63m～325.79m，平均厚度274.05m，全區(qū)可采煤層3層（M1、M6、M9）、大部可采煤層2層（M24、M35）、局部可采煤層3層（M5、M15、M33）；可采煤層總厚度7.85m～19.44m，平均總厚13.69m，含煤系數(shù)2.86%～7.20%，含煤系數(shù)平均5.00%。

2.煤的物理性質(zhì)和煤巖特征

2.1物理性質(zhì)

M1煤層的顏色為黑色，以瀝青至玻璃光澤為主，條痕褐黑色，以參差狀斷口為主，煤層內(nèi)生裂隙發(fā)育；平均視密度1.44，真相對密度1.52；以粉煤為主，個(gè)別鉆孔上部夾塊煤；粉煤呈粒狀結(jié)構(gòu)，具粉狀構(gòu)造，塊煤呈木質(zhì)狀、透鏡狀、均一結(jié)構(gòu)；粉煤機(jī)械強(qiáng)度較低，較易破碎，塊煤機(jī)械強(qiáng)度較高，不易破碎。鏡煤最大反射率平均為2.524%，其成因類型為腐植煤類已進(jìn)入中煤級煤第Ⅶ階段。

2.2煤巖特征

宏觀煤巖類型：M1煤層為暗—半亮型。

煤的微觀煤巖組分及類型：M1煤層為絲質(zhì)亮煤，無機(jī)組分主要為粘土類、硫酸鹽類礦物，其次為碳酸鹽類礦物；有機(jī)組分主要為鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組，鏡質(zhì)組主要為無結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體、均質(zhì)鏡質(zhì)體、基質(zhì)鏡質(zhì)體，惰質(zhì)組主要為絲質(zhì)體，以及半絲質(zhì)體、碎屑惰質(zhì)體。

3.工業(yè)分析

3.1水分（Mad）

原煤空氣干燥基水分為1.21%～10.13%，平均值為3.04%。

3.2灰分（Ad）

M1煤層：原煤灰分產(chǎn)率16.12%～39.52%，平均值27.14%，依據(jù)《煤炭質(zhì)量分級、第1部分：灰分》GB/ T15224.1-2018[2]的表1規(guī)定分級，屬中灰煤；浮煤灰分產(chǎn)率6.61%～31.93%，平均值14.39%。由圖1可看出，原煤灰分在ZK301-1、ZK801一帶最低，為低灰煤；在ZK301、ZK103、ZK402、ZK303、ZK403、ZK404、ZK404、ZK605、ZK206一帶分布中高灰分煤。沙子嶺煤礦往東總體有增高的趨勢。

3.3揮發(fā)分（Vdaf）

原煤揮發(fā)分9.77%～25.68%，平均13.18%；浮煤揮發(fā)分7.70%～19.36%，平均10.03%。依據(jù)《煤的揮發(fā)分產(chǎn)率分級》（MT/T849—2000）的規(guī)定，M1煤層屬低揮發(fā)分煤（LV）。

3.4固定碳（FCd）

原煤固定碳52.62%～73.43%，平均63.43%。依據(jù)《煤的固定碳分級》MT/T561-2008的規(guī)定，M1煤層屬中等固定碳煤（MFC）

4.元素分析

4.1元素組成

浮煤干燥無灰基碳（Cdaf）含量為91.89%；干燥無灰基氫（Hdaf）含量為3.06%；干燥無灰基氮（Ndaf）含量為1.51%；干燥無灰基[（O+S）daf]含量為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%；通過洗選，硫分平均降低了0.55%。依據(jù)《煤炭質(zhì)量分級第2部分：硫分》GB/T15224.2～2010[3]的規(guī)定，M1煤層屬中硫煤（MS）。原煤硫分具體分布情況見圖2。從圖上可看出，區(qū)內(nèi)大部分為中硫煤，原煤硫分在ZK202和ZK303處最低，為低硫煤，礦區(qū)北部ZK103、ZK301-1、ZK301一帶和東部ZK203、ZK206一帶出現(xiàn)中高硫煤。

原煤形態(tài)硫主要為黃鐵礦硫（Sp，d），含量0.14%～2.56%，平均1.31%；其次為有機(jī)硫（So，d），含量0.11%～0.92%，平均0.38%；硫酸鹽硫（Ss，d）微量0.00～0.16%，見表1。

5.煤的工藝性能

5.1發(fā)熱量

M1煤層原煤干燥基高位發(fā)熱量（Qgr，d）為20.58MJ/kg～ 29.33MJ/kg，平均24.77MJ/kg；原煤干燥基低位發(fā)熱量（Qnet. d）19.91MJ/kg～28.20MJ/kg，平均24.04MJ/kg；浮煤干燥基高位發(fā)熱量（Qgr，d）22.65MJ/kg～32.72MJ/kg，平均29.87MJ/kg；浮煤干燥基低位發(fā)熱量（Qnet.d）22.39MJ/kg～33.34MJ/kg，平均29.03MJ/kg。M1煤層煤的發(fā)熱量值及質(zhì)量分級見表2。

依據(jù)《煤炭質(zhì)量分級第3部分：發(fā)熱量》GB/T15224.3-2010[4]的規(guī)定，按原煤干燥基高位發(fā)熱量（Qgr，d）進(jìn)行分級：M1煤層屬中高發(fā)熱量煤（MHQ）。

5.2其他工藝性能

（1）煤對二氧化碳化學(xué)反應(yīng)：M1煤層屬于弱還原性煤，即為二氧化碳還原率較低的煤。

（2）灰熔融性：M1煤層平均軟化溫度為1290℃，屬于中等軟化溫度灰（MST）；平均流動(dòng)溫度為1340℃，屬于中等流動(dòng)溫度灰（MFT）。

（3）熱穩(wěn)定性：M1煤層熱穩(wěn)定性測試結(jié)果為（TS+6）64.40%～78.70%，平均74.78%，屬中高熱穩(wěn)定性煤（MHTS）。

（4）結(jié)渣性：當(dāng)鼓風(fēng)強(qiáng)度為0.1m/s時(shí)，結(jié)渣率為33.18%，當(dāng)鼓風(fēng)強(qiáng)度為0.2m/s時(shí)，結(jié)渣率為39.48%，當(dāng)鼓風(fēng)強(qiáng)度為0.3m/s時(shí)，結(jié)渣率為44.90%，屬中等結(jié)渣煤層。

6.煤類

區(qū)內(nèi)煤層浮煤干燥無灰基碳（Cdaf）含量、浮煤干燥無灰基氫（Hdaf）含量、浮煤揮發(fā)分（Vdaf）、鏡煤最大反射率等指標(biāo)均能不同程度地反映煤化程度和煤類。一般情況下，煤化程度越高，碳元素（Cdaf）含量越高，氫元素（Hdaf）含量越低，揮發(fā)分（Vdaf）含量越低；鏡煤最大反射率反映煤的變質(zhì)程度；浮煤揮發(fā)分和浮煤干燥無灰基氫（Hdaf）含量可用于區(qū)分煤類。具體見表3。

依據(jù)《中國煤炭分類》（GB/T5751-2009）[5]規(guī)定，M1煤層煤類為無煙煤三號（WY3）。

7.煤的工業(yè)用途評價(jià)

根據(jù)煤質(zhì)化驗(yàn)分析資料，M1煤層屬于中灰分、中硫、低揮發(fā)分、中高發(fā)熱量的無煙煤，可用于動(dòng)力用煤，民用煤，火力發(fā)電，一般工業(yè)鍋爐用煤，煤化工用煤等。因此，M1煤層具有廣闊的開發(fā)利用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉怡君，謝紅東，蔣紅兵，等；貴州省納雍縣沙子嶺煤礦資源儲量核實(shí)報(bào)告[R].貴陽：貴州省煤田地質(zhì)局一七四隊(duì)， 2020.

[2]GB/T 15224.1-2018：煤炭質(zhì)量分級第1部分：灰分[S].北京：國家市場監(jiān)督管理總局， 2018.

[3]GB/T 15224.2-2010：煤炭質(zhì)量分級第2部分：硫分[S].北京：中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局， 2010.

[4]GB/T 15224.3-2010：煤炭質(zhì)量分級第3部分：發(fā)熱量[S].北京：中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局， 2010.

[5]GB/T 5751-2009：中國煤炭分類[S].北京：中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局， 2009.