伊南煤田阿爾瑪勒勘查區(qū)西山窯組煤質(zhì)評價

賈智勇 王忠陽 孫鵬飛

(新疆核工業(yè)二一六大隊)

伊南煤田阿爾瑪勒勘查區(qū)西山窯組煤質(zhì)評價

賈智勇 王忠陽 孫鵬飛

(新疆核工業(yè)二一六大隊)

阿爾瑪勒勘查區(qū)位于伊南煤田，主要含煤地層為西山窯組。在對該勘查區(qū)內(nèi)西山窯組含煤地層、煤層特征及煤巖特征分析的基礎(chǔ)上，對主要可采煤層的煤質(zhì)特征進行討論。認為該組煤層以不粘煤為主，中-高揮發(fā)分產(chǎn)率，煤級低，發(fā)熱量較高，有害元素含量相對較低，是優(yōu)質(zhì)的火力發(fā)電和煤化工用煤，也可作為工業(yè)鍋爐用煤及民用煤。

西山窯組 含煤地層 煤層特征 煤巖特征 煤質(zhì)特征

我國擁有豐富的煤炭資源，2009年剩余可采儲量為900億t,儲采比為90多a；而石油剩余儲量為23億t，儲采比僅為14 a[1]。若充分利用我國一些煤質(zhì)較差的煤炭資源進行煤炭液化，有助于緩解我國的石油供需矛盾。目前，低級煤的液化工藝已經(jīng)基本成熟[2]，通過對煤炭資源的煤質(zhì)進行評價可以為合理利用煤炭資源提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

伊南煤田是新疆地區(qū)重要的產(chǎn)煤盆地之一，阿爾瑪勒勘查區(qū)位于伊犁盆地南部斜坡帶的東部，構(gòu)造活動強烈，由一系列排列緊密的背、向斜組成，斷裂發(fā)育，中新生界在山前上隆或倒轉(zhuǎn)產(chǎn)出，部分地段有煤層出露。遙感影像和CSAMT測量解譯成果表明，勘查區(qū)處于南緣控盆斷裂和向盆內(nèi)約8～10 km的隱伏大斷裂所夾持的斷階上，中新生代地層整體上呈向北東傾的單斜產(chǎn)出，勘查區(qū)僅局限于向斜內(nèi)或單斜帶上，未橫跨次級構(gòu)造單元。

2 含煤地層及煤層賦存特征

2.1 含煤地層

2.2 主要煤層賦存特征

3 煤巖特征

3.1 宏觀煤巖特征

煤巖組成均以暗煤為主，在層面上絲炭較富集，夾條帶狀、透鏡狀亮煤及鏡煤，暗煤多呈條帶狀分布，絲炭組分呈線理透鏡狀分布，具絲絹狀光澤，宏觀煤巖類型以半暗型煤及半亮型煤為主。各可采煤層的平均視相對密度一般為1.27～1.36 t/m3。

3.2 顯微煤巖特征

表1 主要煤層顯微煤巖組成 %

煤層號有機組分鏡質(zhì)組惰質(zhì)組殼質(zhì)組無機組分黏土類碳酸鹽硫化鐵類煤層鏡煤最大反射率透光率揮發(fā)分產(chǎn)率M#106.70～34.3065.49～93.000.16～2.000.20～12.500.40～5.400.20～4.100.41～0.6464.00～89.5027.78～39.11M#94.74～46.5153.32～94.860.12～2.700.20～14.700.13～2.300.20～1.900.41～0.6359.00～89.6827.85～38.64M#87.30～64.4735.39～92.300.14～2.600.20～21.200.20～3.700.20～2.300.38～0.6256.00～82.0029.18～40.69M#712.37～75.9919.83～86.260.13～4.180.20～15.700.13～4.400.20～2.470.37～0.6263.00～84.0027.81～48.79

4 煤質(zhì)特征

4.1 工業(yè)分析

(1)水分。各可采煤層原煤水分平均含量為12.30%～13.11%，浮煤水分略低于原煤水分，平均含量為9.72%～10.49%。

4.2 元素分析

阿爾瑪勒勘查區(qū)西山窯組主要煤層元素分析結(jié)果見表2。

表2 主要煤層煤的元素分析

4.3 煤類特征

勘查區(qū)內(nèi)主要煤層變質(zhì)程度較低，為低變質(zhì)的次煙煤-煙煤階段，依據(jù)《中國煤炭分類》(GB5751—2009)，西山窯組煤層確定為低變質(zhì)煙煤，低變質(zhì)煙煤分類指標為浮煤揮發(fā)分和粘結(jié)指數(shù)。測試結(jié)果表明：各煤層浮煤平均干燥無灰基揮發(fā)分產(chǎn)率為32.22%～34.45%，浮煤透光率為70.57%～75.64%，均大于50%，浮煤粘結(jié)指數(shù)均為0。因此，區(qū)內(nèi)煤層可確定為不粘煤。

4.4 煤的工藝性能

(1)發(fā)熱量。根據(jù)《煤炭質(zhì)量分級》(GB/T15224.3—2010)對區(qū)內(nèi)煤層發(fā)熱量進行分級，各煤層的原煤干燥基高位發(fā)熱量平均為24.99～ 27.39MJ/kg，煤層均屬中高熱量煤。

(2)灰成分。西山窯組煤層灰成分主要以酸性的SiO2為主。煤灰成分平均含量：SiO2為31.13%～36.60%；Al2O3為11.59%～13.42%；Fe2O3為12.00%～15.92%；CaO為17.85%～19.00%；SO3為10.14%～13.03%；MgO為4.31%～5.45%；TiO2為0.6%0～0.81%，Na2O為0.46%～0.75%；K2O為0.75%～0.85%。

(3)結(jié)渣指數(shù)。將煤灰堿酸比與硅鋁比的乘積作為動力用煤結(jié)渣指數(shù)[3]，據(jù)此西山窯組主要煤層的結(jié)渣指數(shù)均大于1.50，結(jié)渣性嚴重。

(4)煤對CO2的反應率。當反應溫度達到 950 ℃時，各可采煤層平均反應率為86.94%～88.39%，當反應溫度達到1 000 ℃時，各可采煤層平均反應率均大于90%。

4.5 煤的潔凈等級

西山窯組主要可采煤層煤質(zhì)變化較小，屬于特低-低灰、特低硫-低硫、特低磷、一級含砷、特低-低氯、中高發(fā)熱量煤。根據(jù)灰分、硫分及有害元素指

標[4]，可將所有原煤潔凈等級定為Ⅱ級，為好潔凈煤；洗選后的浮煤潔凈等級定為Ⅱ級，為好潔凈煤。

5 結(jié) 語

結(jié)合相關(guān)測試結(jié)果，分別對勘查區(qū)內(nèi)西山窯組各煤層的煤層煤巖特征和煤質(zhì)特征進行了分析，認為各煤層為不粘煤，有害元素含量較低，具有較高的開發(fā)價值。

[1] 何曉東.舒蘭煤田水曲柳勘查區(qū)煤質(zhì)評價[J].中國煤炭地質(zhì)，2013(11)：17-26.

[2] 陳 鵬.中國煤炭性質(zhì)、分類和利用[M].北京：化學工業(yè)出版社，2001

[3] 黃千鈞.以煤灰堿酸比與硅鋁比的乘積作為動力用煤結(jié)渣指數(shù)的探討[J].動力工程,2004,24(3):340-344.

[4] 唐書恒.中國潔凈煤地質(zhì)研究[M].北京：地質(zhì)出版社，2006.

2014-12-29)

賈智勇(1982—)，男，工程師，830011 新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊市新市區(qū)北京南路467號。