煤田地质勘探中的煤质分析探讨

王明党

摘要：煤炭在我国国民经济发展中具有举足轻重的地位。我国煤炭工业有了突飞猛进的发展, 煤炭产量已跃居世界第一位, 这中间煤田地质勘探所发挥的作用是功不可没的.本文对煤田地质勘探工作提出了新的更高的要求, 一定要扎扎实实地做好煤质工作。

关键词：煤田地质勘探；煤质分析；研究意义

1 煤质研究的意义

随着国民经济的发展, 煤炭资源的利用途径必将日益扩大, 长期以来主要用以作为动力用煤( 特别是作为一次性能源) 和炼焦用煤的格局必将逐渐改变。这就要求对勘探区的煤炭资源的煤质进行全面的论述和评价, 为其合理利用的可能途径提供充分的依据。

对煤中微量元素和有害元素的研究和评价的最佳时间, 应该是在煤田地质勘探阶段。这为煤炭资源开发利用时考虑其回收利用的可能性。( 近期的和将来的) 提供了依据, 避免了可贵资源的流失; 对于有害元素来说, 可引起有关方面的注意,采取必要的措施以防患于未然。基于这样的考虑, 笔者认为, 应将煤中微量元素和有害元素的研究和评价, 纳入煤田地质勘探煤质评价的范畴, 至于研究的深度和广度, 则可根据具体情况而定。

一、煤样的代表性问题

在煤田地质勘探中如何选取有代表性的煤样, 是正确评价勘探区煤质特征及其变化规律的关键。采集钻芯煤样时, 煤芯采取率越高, 煤样的代表性就越强, 一般采取率在80% - 92%以上为宜。如果采取率过低( 炼焦煤的采取率低于7 0% ,动力煤的采取率低于60% ), 煤样代表性就会变差, 其煤质检验结果与矿井开采以后的煤层煤样的检测结果会有较大差别。例如煤的真相对密度、视相对密度对样品采取率较为敏感, 当样品采取率较低时, 代表性可能会很差, 将会直接影响测定结果的准确性, 从而导致计算其储量时产生较大偏差。另外,在钻取煤样过程中的煤层受到钻头的摩擦而发热氧化甚至发生部分燃烧时, 煤样的代表性就会更差。例如, 焦煤在采样过程中如发生部分燃烧氧化, 检测后得出的牌号可能变为瘦煤甚至贫煤。此外, 在采取钻芯煤样时混入了泥浆等杂质时, 煤样灰分就会增高。反之, 为了消除泥浆的影响,而把煤样用水清洗时, 可能把溶于水的钾、钠等碱性矿物质冲洗掉而使煤样的灰分偏低, 或把煤粉冲走而影响其它煤质指标的准确性。所以遇到此种情况时, 尽量不要用水去漂洗, 可用刷子轻轻地刷去煤芯表面的泥皮。如果煤芯完全破碎, 可设法刮去明显的泥浆, 即使如此处理, 也难免会损失少量样品。在浅部风化带采取的煤芯煤样, 检测结果只能做为确定风化带、氧化带和计算其腐植酸产率, 不能作为正常煤芯煤样的计算基础。

二、煤质分析检测项目的合理选定问题

（一）预测找煤、煤田普查、矿区详查或精查阶段应测定的项目: 原煤水分(Mad)、灰分(Ad)、挥发分(Vdaf)及焦渣特征、全硫(St,d)、发热量、煤灰成分、有害元素、微量元素等。如地质报告中需要提出C级以上(A+B +C)的储量, 应测定煤芯煤样的原煤真相对密度和视相对密度。对某些高灰分煤或特殊地区的煤还应测定煤中碳酸盐CO2含量。

（二）褐煤、长焰煤、弱黏煤、不黏煤、贫煤和无烟煤对非炼焦用煤, 应测定的项目: 原煤水分( Mad) 、灰分(Ad) 、挥发分(Vdaf)及焦渣特征、全硫(St,d)、发热量(Qgr,d)、元素分析等。

（三）炼焦用煤。

除测定水分(Mad)、灰分(Ad)、挥发分(Vdaf)及焦渣特征、全硫(St,d)、发热量(Qgr,d) 以外, 还需测定浮煤( 或Ad不大于10% 的原煤) 的工业分析和黏结性、结焦性等项目。对于全硫含量大于1 % 的炼焦用煤, 应适当地取部分有代表性的原煤来检测各种硫的组成, 硫分越高, 检测各种硫的煤样比例也应适当增加。

（四）用于确定煤牌号。

无论是无烟煤还是烟煤或褐煤( 用重液分选容易“泥化”的某些特别年轻的褐煤除外) , 都需要检测浮煤挥发分(Vdaf) 。烟煤的分选密度原则上选定在1.4g/cm3 ,某些高灰难选煤选后灰分仍大于10% 时,分选密度则应降至1.35g/cm3 , 以浮煤灰分降至10% 以下为准。一般以Ad 在5%～10%为最好。无烟煤分选密度, 应根据其纯煤的真相对密度而确定,一般在1.4～1.8g/cm3。褐煤的分选密度, 原则上也按纯煤的真相对密度来确定。但需注意的是褐煤的纯煤真相对密度变化较大, 一般为1.1 ～1.4g/cm3以上。在测定浮煤挥发分的同时,应检测浮煤分析水分、灰分、全硫以及根据煤种的不同而分别测定黏结指数、胶质层, 透光率、最高内在水分和恒湿无灰基高位发热量。对褐煤还应适当地测定腐植酸和褐煤蜡。

（五）动力煤。

对动力用煤, 选择部分有代表性的煤芯煤样测定煤灰成分, 煤灰熔融性。在精查阶段, 检测样品比例数可适当增加, 最终普查报告检测样品的比例数也不宜过少。

三、地质报告中煤质分析部分的编写问题

煤质分析部分是煤田地质勘探报告的重要组成部分。将区内大量的煤质分析检测资料最优化地编入地质报告, 是煤质检验人员的一项基本任务。在整理、汇总和分析煤质资料之前, 首先要对检测结果的代表性和可靠性进行一次全面的审查:代表性不强的应该删去; 对有疑问的结果, 可以请地质勘探技术人员协助进行复查。

（1） 各井田( 或矿) 煤质变化规律根据钻孔分布位置, 将一些重要的煤质检测项目, 如灰分(Ad)、硫分(St,d)、浮煤挥发分(Vdaf)、黏结指数(GR.I)、胶质层厚度(Y值) 等指标, 在分煤层的各钻孔旁标出, 然后按走向和倾向分析各指标的变化规律。构造复杂的井田, 如受断层和火成岩等影响而煤质变化较大时, 也应该找出其影响的规律并用文字详细论述。此外, 对于上、下煤层之间的煤质变化( 如牌号的变化和灰分、硫分、发热量等指标的变化) 也应同时进行探求其变化规律。对不同成煤时期煤层之间各指标的变化规律, 也应探求并在文字上加以阐述。对硫分低、灰分高、可选性差或硫分高、灰分低, 可选性稍好的煤, 均应一一加以论述。对于厚煤层和薄煤层之间的煤质变化特点, 也应在文字中有所叙述。另外, 还应对硫分(St,d)、灰分(Ad)和挥发分(Vdaf) 等指标作出等值线图, 为今后开发利用提供参考。

（2） 原煤检测数据的整理

在煤田地质勘探中煤质检测数据的整理是一项十分重要的工作。对煤质分析检测结果, 首先将其按煤层钻孔的分布位置进行整理。对于分层煤样检测的厚煤层, 其结果应按各分层煤样的检测结果进行加权平均, 算出原煤层煤样检测结果。

对整理好的各煤层检测结果, 应进行仔细的审查, 煤样代表性不强的检测结果, 如发现有异常时应予以删除; 对原因不清的少数煤层检测结果, 应结合钻孔的地质条件等因素考虑是否删除。除去可疑数据后, 即可算出各煤层的检测结果的两极值( 最好选用95% 范围中的两极值) 和平均值, 得出每一钻孔所代表的各煤层的储量, 计算各煤层检测结果的加权平均值。

参考文献

[1]王杰玲. 煤田地质勘探中的煤质工作探究[J]. 煤质技术, 2008, (05) .

[2]鲍 江陕西澄城县石炭二叠纪高硫煤配煤试验研究[ J]1煤质技术, 2006 (5)