談煤田地質(zhì)勘探中的煤質(zhì)工作

何水成

[摘要]煤田地質(zhì)勘探是研究煤層形成與分布的賦存規(guī)律、煤層變化特征、地質(zhì)條件和研究煤層行之有效的勘察方法和理論研究。本文分析了煤質(zhì)分析檢測(cè)項(xiàng)目的合理選定問(wèn)題，并提出了提高煤田地質(zhì)勘探中的煤質(zhì)工作的措施。

[關(guān)鍵詞]煤田 地質(zhì)勘探

[中圖分類(lèi)號(hào)] P624 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2014）-7-115-2

0引言

煤田地質(zhì)勘探中的煤質(zhì)工作是煤炭質(zhì)量管理中十分重要的環(huán)節(jié)，根據(jù)煤田地質(zhì)報(bào)告中說(shuō)明的煤田地質(zhì)情況和煤質(zhì)指標(biāo)，不僅可以對(duì)煤炭資源的開(kāi)發(fā)和利用作出評(píng)價(jià)，而且是礦井采掘設(shè)計(jì)、礦井煤質(zhì)計(jì)劃管理、合理搭配開(kāi)采保證煤炭產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的重要依據(jù)。

1煤質(zhì)分析檢測(cè)項(xiàng)目的合理選定問(wèn)題

1.1預(yù)測(cè)找煤、煤田普查、礦區(qū)詳查或精查階段應(yīng)測(cè)定的項(xiàng)目

原煤水分（Mad）、灰分（Ad）、揮發(fā)分（Vdaf）及焦渣特征、全硫（St，d）、發(fā)熱量、煤灰成分、有害元素、微量元素等。如地質(zhì)報(bào)告中需要提出C級(jí)以上（A+B+C）的儲(chǔ)量，應(yīng)測(cè)定煤芯煤樣的原煤真相對(duì)密度和視相對(duì)密度。對(duì)某些高灰分煤或特殊地區(qū)的煤還應(yīng)測(cè)定煤中碳酸鹽CO2含量。

1.2褐煤、長(zhǎng)焰煤、弱黏煤、不黏煤、貧煤和無(wú)煙煤對(duì)非煉焦用煤，應(yīng)測(cè)定的項(xiàng)目

原煤水分（Mad）、灰分（Ad）、揮發(fā)分（Vdaf）及焦渣特征、全硫（St，d）、發(fā)熱量（Qgr，d）、元素分析等。

1.3煉焦用煤

除測(cè)定水分（Mad）、灰分（Ad）、揮發(fā)分（Vdaf）及焦渣特征、全硫（St，d）、發(fā)熱量（Qgr，d）以外，還需測(cè)定浮煤（或Ad不大于10%的原煤）的工業(yè)分析和黏結(jié)性、結(jié)焦性等項(xiàng)目。對(duì)于全硫含量大于1%的煉焦用煤，應(yīng)適當(dāng)?shù)厝〔糠钟写硇缘脑簛?lái)檢測(cè)各種硫的組成，硫分越高，檢測(cè)各種硫的煤樣比例也應(yīng)適當(dāng)增加。

1.4用于確定煤牌號(hào)

無(wú)論是無(wú)煙煤還是煙煤或褐煤（用重液分選容易“泥化”的某些特別年輕的褐煤除外），都需要檢測(cè)浮煤揮發(fā)分（Vdaf）。煙煤的分選密度原則上選定在1.4g/cm3，某些高灰難選煤選后灰分仍大于10%時(shí)，分選密度則應(yīng)降至1.35g/cm3，以浮煤灰分降至10%以下為準(zhǔn)。一般以Ad在5%～10%為最好。無(wú)煙煤分選密度，應(yīng)根據(jù)其純煤的真相對(duì)密度而確定，一般在1.4～1.8g/cm3。褐煤的分選密度，原則上也按純煤的真相對(duì)密度來(lái)確定。但需注意的是褐煤的純煤真相對(duì)密度變化較大，一般為1.1～1.4g/cm3以上。在測(cè)定浮煤揮發(fā)分的同時(shí)，應(yīng)檢測(cè)浮煤分析水分、灰分、全硫以及根據(jù)煤種的不同而分別測(cè)定黏結(jié)指數(shù)、膠質(zhì)層，透光率、最高內(nèi)在水分和恒濕無(wú)灰基高位發(fā)熱量。對(duì)褐煤還應(yīng)適當(dāng)?shù)販y(cè)定腐植酸和褐煤蠟。

1.5動(dòng)力煤

對(duì)動(dòng)力用煤，選擇部分有代表性的煤芯煤樣測(cè)定煤灰成分，煤灰熔融性。在精查階段，檢測(cè)樣品比例數(shù)可適當(dāng)增加，最終普查報(bào)告檢測(cè)樣品的比例數(shù)也不宜過(guò)少。

2提高煤田地質(zhì)勘探中煤質(zhì)工作的措施

2.1保證勘探煤樣的代表性

在煤田地質(zhì)勘探中如何選取有代表性的煤樣，是正確評(píng)價(jià)勘探區(qū)煤質(zhì)特征及其變化規(guī)律的關(guān)鍵。在采取煤樣時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)

（1）采集鉆芯煤樣時(shí)，煤芯采取率要達(dá)到80%～92%為宜，如采取率過(guò)低代表性就差，煤質(zhì)檢驗(yàn)結(jié)果會(huì)與礦井開(kāi)采以后的煤層煤樣的檢驗(yàn)結(jié)果有較大的差別。

（2）在鉆取煤樣過(guò)程中，如果煤層受到鉆頭的摩擦而發(fā)熱氧化甚至發(fā)生部分燃燒時(shí)，根據(jù)取得煤樣化驗(yàn)結(jié)果判定的煤種會(huì)發(fā)生變化，這種煤樣不具有代表性或代表性很差。

（3）在采取鉆芯煤樣時(shí)如果混入了泥漿等雜質(zhì)，煤樣灰分會(huì)升高，為了消除泥漿的影響，而把煤樣用水清洗時(shí)，既可能把易溶于水的鉀、鈉等堿性礦物質(zhì)沖洗掉而使煤樣的灰分偏低，又可能把煤粉沖走而影響其他煤質(zhì)指標(biāo)的準(zhǔn)確性。所以，遇到這種情況，盡量不要用水去漂洗，可用刷子輕輕的刷去煤芯表面的泥皮，如煤芯完全破碎，可設(shè)法刮去明顯的泥漿。

（4）混入煤芯煤樣中的鐵砂、鋼粒等必須用強(qiáng)磁鐵吸盡，否則不僅影響灰分，還會(huì)影響煤灰成分和灰熔融性。

（5）在淺部煤層的風(fēng)化帶或氧化帶取得的煤芯煤樣，化驗(yàn)結(jié)果只能作為確定風(fēng)化帶、氧化帶和計(jì)算其腐殖酸含量的依據(jù)，不能作為正常煤芯煤樣的計(jì)算基礎(chǔ)。

（6）在勘探區(qū)內(nèi)的小煤窯中采取半工業(yè)性或工業(yè)性的生產(chǎn)煤樣時(shí)，必須通過(guò)風(fēng)化帶、氧化帶，同時(shí)不能采取煤層對(duì)比不清楚的煤層煤樣?？碧饺藛T在坑探或槽探中采取煤樣時(shí)，也應(yīng)注意上述問(wèn)題。

（7）對(duì)于較年輕的褐煤、長(zhǎng)焰煤，在采取煤芯煤樣時(shí)要及時(shí)密封包裝，以免煤樣氧化，失去代表性。為避免煤樣的氧化，有條件的勘探隊(duì)?wèi)?yīng)設(shè)法在包裝煤樣的容器中充填氮?dú)?，或者用雙層塑料袋包裝煤樣，在包裝前盡量擠出袋內(nèi)空氣。動(dòng)力用煤的勘探區(qū)，為保證全水分樣的代表性，避免水分損失，全水分樣必須迅速制出，密封包裝并及時(shí)送化驗(yàn)單位，必要時(shí)要派專(zhuān)人送樣?？傊?，對(duì)于代表性不強(qiáng)的煤樣分析結(jié)果只能供參考，不得用作計(jì)算煤層的平均煤質(zhì)指標(biāo)，否則，就會(huì)得出與客觀實(shí)際不符的結(jié)論。

2.2合理選定化驗(yàn)項(xiàng)目

不同牌號(hào)的煤有不同的用途，在不同的勘探階段化驗(yàn)項(xiàng)目是不同的，每一勘探區(qū)煤的化驗(yàn)項(xiàng)目也不完全相同，可據(jù)如下情況選定。

（1）在預(yù)測(cè)找煤、煤田普查、礦區(qū)詳查或井田精查階段，測(cè)定項(xiàng)目有：原煤的空氣干燥基水分（Mad）、灰分（Ad）、揮發(fā)分（V daf）、焦渣特征及全硫（St，d）。如地質(zhì)報(bào)告中需要提出C級(jí)以上（A+B+C）的儲(chǔ)量，必須測(cè)定煤芯煤樣的原煤視相對(duì)密度和真相對(duì)密度。

（2）對(duì)于褐煤、長(zhǎng)焰煤、弱粘煤、不粘煤、貧煤和無(wú)煙煤，測(cè)定原煤的空氣干燥基水分（Mad）、灰分（Ad）、揮發(fā)分（V daf）、焦渣特征、全硫（St，d）及空氣干燥基高位發(fā)熱量（Qgr，ad），同時(shí)應(yīng)選擇部分有代表性的煤芯煤樣測(cè)定煤灰成分和煤灰熔融性，也可考慮增加可磨性指數(shù)，對(duì)于無(wú)煙煤還應(yīng)測(cè)定干燥無(wú)灰基氫含量（H daf）。

（3）煉焦用煤除測(cè)定原煤的空氣干燥基水分（Mad）、灰分（Ad）、揮發(fā)分（V daf）、焦渣特征、全硫（St，d）及空氣干燥基高位發(fā)熱量（Qgr，ad），還要測(cè)定凈煤（A≤10%的煤）的粘結(jié)性和結(jié)焦性。

（4）無(wú)論是無(wú)煙煤、煙煤或褐煤（極易泥化的某些特別年輕的褐煤除外），要用凈煤的相關(guān)指標(biāo)確定煤種，即要測(cè)定凈煤的干燥無(wú)灰基揮發(fā)分（V幽，）、空氣干燥基水分（Mad）、灰分（Ad）、全硫（St，d）、粘結(jié)指數(shù)（G）、膠質(zhì)層最大厚度（Ymm）、透光率（PM）和恒濕無(wú)灰基高位發(fā)熱量（Qgr，maf）。在制備凈煤煤樣時(shí)，煙煤所用重液的密度一般為1.35～1.4g/cm3（以?xún)裘夯曳纸抵?0%以下為準(zhǔn)），無(wú)煙煤所用重液的密度，根據(jù)其純煤的真相對(duì)密度確定，一般為1.4～1.8g/cm3之間，褐煤所用重液的密度原則上也按純煤的真相對(duì)密度確定，一般為1.1～1.4g/cm3。

（5）對(duì)于無(wú)煙煤、褐煤還要測(cè)定煤的機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、化學(xué)反應(yīng)性。對(duì)于年輕的褐煤、長(zhǎng)焰煤、不粘煤和弱粘煤必須測(cè)定燃點(diǎn)，以便考慮如何防止這些煤的自燃問(wèn)題。

（6）對(duì)于全硫含量大于1%的煉焦用煤，應(yīng)取部分具有代表性的煤樣來(lái)測(cè)定各種硫的組分，硫分增高，測(cè)定各種硫的煤樣比例也應(yīng)適當(dāng)增加。

3結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)加快向資源節(jié)約型社會(huì)轉(zhuǎn)變，當(dāng)前各行各業(yè)都面臨著節(jié)能減排的壓力，降低單位能耗、減少污染物排放的要求愈加強(qiáng)烈，煤炭企業(yè)必須努力提高煤炭質(zhì)量，滿足用戶的迫切需求。煤田地質(zhì)勘探中的煤質(zhì)工作不僅可以對(duì)煤炭資源的開(kāi)發(fā)和合理利用作出客觀評(píng)價(jià)，而且是煤炭質(zhì)量管理中十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，關(guān)系到煤炭產(chǎn)品質(zhì)量能否穩(wěn)定提高，煤炭企業(yè)能否長(zhǎng)期發(fā)展下去的問(wèn)題。因此，一定要扎扎實(shí)實(shí)地做好煤田地質(zhì)勘探中的煤質(zhì)工作。提高煤炭產(chǎn)品質(zhì)量，才能增強(qiáng)企業(yè)自身市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，保障企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施。

參考文獻(xiàn)

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