摘要：當前，煤炭作為傳統能源之一，在國家能源結構中仍然占據重要地位。以赫章縣松林煤礦為例，分析主要煤層的物理性質、化學性質和工藝性能等煤質特征，并對煤炭的可選性進行評估，探討其在洗選過程中的分離難易程度和潛在經濟價值。研究表明，各可采煤層的煤炭不僅可以用作動力煤和民用煤，也可應用于煤化工行業。

關鍵詞：煤礦；煤質特征；可選性

中圖分類號：TD164.1 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）03-00-03

Study on Coal Quality Characteristics and Selectivity of Songlin Coal Mine in Hezhang County

SUN Rui

（174th Team of Guizhou Coal Geology Bureau， Guiyang 550081， China）

Abstract： Currently， as one of the traditional energy sources， coal still holds an important position in the national energy structure. Taking Songlin Coal Mine in Hezhang county as an example， the coal quality characteristics such as physical properties， chemical properties， and process performance of the main coal seams are analyzed， the coal’s washability is evaluated， and its separation difficulty in the washing process and potential economic value are explored. Research has shown that coal from various exploitable coal seams can be used not only as thermal coal and civilian coal， but also in the coal chemical industry.

Keywords： coal mine; coal quality characteristics; selectivity

煤炭在我國能源結構中占據重要地位，其質量和可選性直接關系到能源利用效率。赫章縣松林煤礦是貴州省重要的煤炭資源產區之一，對松林煤礦的煤質特征進行分析，可以了解煤炭的水分含量、灰分產率、揮發分產率、固定碳含量以及發熱量等重要指標，這些指標直接關系到煤炭的燃燒效率和熱能值[1]。同時，對松林煤礦煤炭可選性進行研究，優化洗選工藝，提高精煤產率，降低生產成本。

1 赫章縣松林煤礦概況

赫章縣松林煤礦是貴州省重要的煤炭資源產地之一。該煤礦位于赫章縣的東南部，距離赫章縣城約33 km。該煤礦的勘查面積約為12.42 km2，呈現出不規則的多邊形，東西長約為9.60 km，南北寬則為0.50～2.50 km。礦區屬于典型的石炭系至二疊系地層分布區，經過數億年的地質變遷，形成多層煤系，這些煤層富含煙煤與無煙煤，它們是工業生產不可或缺的原料。

2 煤質特征

2.1 煤的物理性質

勘查區內，各可采煤層的外觀普遍呈黑色，其條痕色則略顯灰黑，形態多樣，包括塊狀、碎塊狀以及粉粒狀，煤層展現出類似金屬的光澤。煤層斷口參差不齊，結構細密，呈條帶狀。總體來看，勘查區內的各可采煤層物理性質較為一致，包括顏色、光澤、形態、結構以及密度等方面，這些數據為后續的煤炭開采、加工和利用提供重要參考[2-3]。經采樣分析，各可采煤層煤炭的視相對密度與真相對密度如表1所示。

2.2 煤的化學性質

2.2.1 水分

勘查區內，在空氣干燥基條件下，各可采煤層的原煤水分含量介于0.32%～3.65%，平均水分含量為1.61%；浮煤的水分含量介于0.25%～3.20%，平均水分含量為1.10%。

2.2.2 灰分

勘查區內，各可采煤層的原煤干燥基灰分產率介于12.43%～39.76%，平均灰分產率為26.87%；浮煤干燥基灰分產率介于4.40%～20.56%，平均灰分產率為11.49%。根據《煤炭質量分級 第1部分：灰分》（GB/T 15224.1—2018）的分級標準，區域內的14-1、15-1以及16煤層均為中灰煤等級，而15-2煤層則為高灰煤等級。洗選后，14-1、15-1和15-2煤層屬低灰煤，16煤層屬特低灰煤。

2.2.3 揮發分

勘查區內，各可采煤層的原煤干燥無灰基揮發分產率介于2.23%～15.23%，平均揮發分產率為8.37%。浮煤干燥無灰基揮發分產率介于3.01%～9.24%，平均揮發分產率為6.31%。根據《煤的揮發分產率分級》（MT/T 849—2000）的相關標準，14-1、15-1、15-2以及16煤層均屬于特低揮發分煤。

2.2.4 固定碳

勘查區內，各可采煤層干燥基固定碳含量介于36.41%～80.01%，平均固定碳含量為65.07%。根據《煤的固定碳分級》（MT/T 561—2008）的相關標準，14-1、15-2煤層為中等固定碳煤，15-1、16煤層為中高固定碳煤。

2.2.5 全硫和形態硫

勘查區內，各可采煤層原煤干燥基全硫含量介于0.10%～2.87%，平均全硫含量為0.51%。浮煤干燥基全硫含量介于0.12%～1.46%，平均全硫含量為0.38%。根據《煤炭質量分級 第2部分：硫分》（GB/T 15224.2—2021）的相關標準，14-1煤層為低硫煤，15-1、15-2和16煤層均屬特低硫煤。各可采煤層硫分的脫硫率為0%～33%，平均值為22%；15-2煤層脫硫率小于10%，它屬于極難脫硫煤；15-1和16煤層脫硫率均保持在10%～30%，二者均屬于較難脫硫煤；14-1煤層脫硫率介于30%～50%，它屬于中等脫硫煤。原煤形態硫的樣品化驗結果顯示，原煤中的無機硫化鐵硫占總硫分的75%，硫酸鹽硫占總硫分的5%，有機硫占總硫分的20%。由此可知，煤中硫分以硫化鐵硫為主，原煤中的硫比較容易洗選和脫除。

2.2.6 主要元素分析

勘查區內，各可采煤層的浮煤干燥無灰基碳平均含量為88.65%，干燥無灰基氫平均含量為2.58%，干燥無灰基氮平均含量為1.27%，干燥無灰基氧與硫平均含量為2.56%，如表2所示。

2.2.7 稀散元素分析

勘查區內，各可采煤層的原煤鍺含量為1.0～3.0 μg/g，平均鍺含量為1.1 μg/g。根據《煤中鍺含量分級》（MT/T 967—2005）的相關標準，所有可采煤層均歸類為低鍺煤。各可采煤層中，原煤鎵含量介于3～12 μg/g，平均鎵含量為7 μg/g；釷含量介于6～12 μg/g，平均釷含量為9 μg/g；V2O5含量介于321～678 μg/g，平均含量為475 μg/g。數據顯示，原煤中各微量元素的含量均未達到工業利用的最低品位標準，不具備工業價值。

2.3 煤的工藝性能

2.3.1 煤的發熱量

勘查區內，各可采煤層原煤和浮煤的干燥基高位發熱量平均值分別為25.81、30.36 MJ/kg，干燥基低位發熱量平均值分別為25.28、29.65 MJ/kg，如表3所示。數據顯示，根據《煤炭質量分級 第3部分：發熱量》（GB/T 15224.3—2022），各可采煤層均屬于中高發熱量煤。

2.3.2 煤灰成分及熔融性

勘查區內，各可采煤層的主要煤層煤灰成分以SiO2為主，其次為Al2O3和Fe2O3。SiO2含量介于41.96%～82.01%，平均值為63.45%；Al2O3、Fe2O3含量分別介于7.76%～31.08%和2.77%～18.84%，平均值分別為19.38%和8.08%。此外，有少量CaO，其含量為0.54%～7.63%，平均含量為2.62%。各可采煤層煤灰軟化溫度最低值為1 280 ℃，最高值大于1 500 ℃，平均為1 406 ℃；煤灰流動溫度最低值為1 320 ℃，最高值大于1 500 ℃，平均值為1 442 ℃。根據《煤灰軟化溫度分級》（MT/T 853.1—2000）和《煤灰流動溫度分級》（MT/T 853.2—2000）的相關標準，各煤層的煤灰均屬于較高軟化溫度灰、較高流動溫度灰。

2.3.3 熱穩定性

煤的熱穩定性可以表征煤在高溫燃燒汽化過程中對熱的穩定程度，即煤在高溫下依然保持原來粒度。根據《煤的熱穩定性分級》（MT/T 560—2008），?煤的TS+6是指粒度大于6 mm的殘焦質量占各級殘焦質量之和的比重，?煤的TS3-6是指粒度為3～6 mm的殘焦質量占各級殘焦質量之和的比重，煤的TS-3是指粒度3 mm以下殘焦質量占各級殘焦質量之和的比重，單位均為%。按TS+6分級標準?進行分級，可采煤層均屬中高熱穩定性煤，如表4所示。??

2.3.4 煤對CO2的反應性

勘查區內，利用14-1和15-1煤層進行測試。數據顯示，反應溫度為950 ℃時，煤對CO2的還原率為16.6%～31.5%；反應溫度為1 000 ℃時，煤對CO2的還原率為27.2%～42.5%。由此可見，可采煤層均屬于弱還原性煤。

3 煤炭的可選性評估

在煤炭資源的開發利用中，煤的可選性是一個至關重要的考量因素，它直接關系到煤炭利用效率和經濟效益。

3.1 浮煤回收率

浮煤回收率是衡量煤炭洗選時浮選效果的重要指標。在勘查區內，各可采煤層的浮煤回收率表現出較大的差異，介于9.43%～70.83%，平均值為25.27%。數據表明，該礦區的浮煤回收率整體偏低。根據理論浮煤回收率的評價標準，當回收率低于40%時，它被視為低等浮煤回收率。因此，赫章縣松林煤礦的各可采煤層浮煤回收率均處于低等水平。

3.2 煤的簡易可選性

除了浮煤回收率外，煤的簡易可選性也是評價煤炭質量的重要指標之一。分析發現，當15-1煤層浮煤灰分產率分別為10%和20%時，該煤層的可選性等級均為極難選煤。在洗選過程中，為了獲得符合質量要求的精煤產品，要采取復雜和高效的選煤工藝，這無疑會增加煤炭加工的成本和難度。

4 結論

赫章縣松林煤礦內，各可采煤層具有中高灰分、低硫分、特低揮發分、中高固定碳含量的特點，具有特低砷、低磷、特低氯、低氟的特性，具有中高熱穩定性，燃燒時產生較高到高的流動溫度灰。這些特性使得各可采煤層不僅適合用作動力煤和民用煤，也非常適合應用于煤化工領域，作為冶金噴吹、小型高爐煉鐵、豎式石灰窯以及水泥回轉窯的燃料。

參考文獻

1 胡振鵬.煤巖煤質特征及其清潔利用方式研究[J].石化技術，2024（2）：196-198.

2 徐虎彪.煤系高嶺巖物化性質及可選性研究[J].煤化工，2024（2）：147-150.

3 陳文敏，傅 叢.中國新生代煤炭資源分布與煤質特征評價[J].煤質技術，2023（6）：1-12.