貴州盤縣苞谷山煤礦3號(hào)煤層煤質(zhì)特征初步解析

李玉蘭

(貴州省煤田地質(zhì)局一一三隊(duì)，貴州貴陽(yáng)550008)

1 概述

苞谷山煤礦位于盤縣紅果鎮(zhèn)北部，距盤縣人民政府直距12km，公路距離約30km，距離花家莊火車站約3km，屬紅果鎮(zhèn)管轄，礦區(qū)面積2.4735km2，井田內(nèi)的3號(hào)煤層礦產(chǎn)資源量649×104t。

該區(qū)出露地層從新至老有第四系（Q）、三疊系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組（T1yn）、三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組（T1f）、二疊系上統(tǒng)宣威組（P3x）、峨眉山玄武巖（P3β）。

礦區(qū)內(nèi)的煤系地層為二疊系上統(tǒng)宣威組（P3x），是一套陸相沉積地層，厚253.61～311.69m，平均厚258.25m。巖性為淺—深灰色、灰黑色、黑色的泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖等，并與區(qū)內(nèi)煤層成韻律互層，微波狀層理發(fā)育，產(chǎn)豐富植物化石。

3號(hào)煤層位于宣威組的上部，煤層厚1.84～2.63m，平均厚為2.00m，煤層結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，層位穩(wěn)定，不含夾矸，煤層厚度變化不大，屬穩(wěn)定煤層，為全區(qū)的可采煤層。進(jìn)一步分析3號(hào)煤層的煤巖性質(zhì)，對(duì)苞谷山煤礦的建設(shè)、發(fā)展及市場(chǎng)銷售具有一定程度的可行性研究意義。

2 物理性質(zhì)及煤巖特性

2.1 物理性質(zhì)

顏色主要為黑色，光澤度為瀝青—玻璃光澤。以碎塊狀、塊狀為主，見(jiàn)粉粒狀，呈細(xì)—中條帶狀，少量寬條帶；以貝殼狀和參差狀為主斷口；發(fā)育節(jié)理和裂隙，質(zhì)地較為松軟、性脆。另外，在偶見(jiàn)星點(diǎn)狀和蠕蟲(chóng)狀黃鐵礦分布在局部煤巖中。

2.2 宏觀煤巖類型

3號(hào)煤層煤巖類型以光亮型、暗淡型為主，半暗型次之。

2.3 顯微煤巖類型

顯微煤巖類型為微三合煤。從有機(jī)組分和無(wú)機(jī)組分2個(gè)方面進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述：

（1）有機(jī)組分：

①鏡質(zhì)組：主要特征為基質(zhì)鏡質(zhì)體和均質(zhì)鏡質(zhì)體，在3號(hào)煤中分布有少量的結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體、碎屑鏡質(zhì)體和團(tuán)塊鏡質(zhì)體。平均含量為71.0%。

②殼質(zhì)組：主要為角質(zhì)體，另見(jiàn)有孢子體、樹(shù)脂體和碎屑?xì)べ|(zhì)體出現(xiàn)。含量平均為22.5%。

③惰質(zhì)組：以半絲質(zhì)體為主要特征，也出現(xiàn)絲質(zhì)體及碎屑惰質(zhì)體。其中，半絲質(zhì)體多見(jiàn)大小不等的碎塊狀，絲質(zhì)體胞腔中常充填有粘土礦物，另見(jiàn)有少量的黃鐵礦充填其胞腔。含量平均為6.5%。

（2）無(wú)機(jī)組分：無(wú)機(jī)組分主要以粘土礦物為主要特征，分布有碳酸鹽礦物及硫化物，并出現(xiàn)少量的氧化硅礦物。

①粘土類礦物：主要以團(tuán)塊狀、分散狀、浸染狀粘土礦物呈現(xiàn)，并出現(xiàn)在鏡質(zhì)組、惰質(zhì)組中，細(xì)層狀、透鏡狀粘土礦物次之。局部出現(xiàn)炭質(zhì)粘土夾矸。含量平均為12.1%。

②硫化物礦物：主要為黃鐵礦，多呈粒狀、微粒狀、莓粒狀分布，部分充填細(xì)胞狀及裂隙狀。另外，片狀黃鐵礦礦化有機(jī)質(zhì)現(xiàn)象較為普遍。含量平均為0.4%。

③碳酸鹽礦物：主要為方解石，其以節(jié)理裂隙充填狀為主；片狀礦化有機(jī)質(zhì)現(xiàn)象普遍。含量平均為1.8%。

④氧化硅礦物：為少量的石英顆粒，呈零星狀分布于有機(jī)質(zhì)中。含量平均為0.2%。

3 煤質(zhì)分析

（1）原煤空氣干燥基水分介于0.43%～3.88%之間，平均為1.37%。全區(qū)各煤層浮煤空氣干燥基水分變化于0.47%～2.76%之間，平均為1.17%。分析成果見(jiàn)表1。

（2）原煤干燥基灰分為7.31%～45.39%，平均為22.00%，浮煤干燥基灰分介于4.18%～32.79%之間，平均為12.26%，按動(dòng)力用煤分級(jí)[3]原煤和浮煤均為低灰煤。

表1 苞谷山煤礦3號(hào)煤層煤質(zhì)成果分析

（3）原煤灰成分以SiO2為主，以Al2O3、CaO、Fe2O3次之，含量占灰分總量的93.94%，含量最少為MgO2。

（4）原煤干燥無(wú)灰基揮發(fā)分產(chǎn)率為20.95%～40.26%，平均為34.29%。全區(qū)3號(hào)煤層數(shù)值最高，其平均值為36.53%。3號(hào)煤層為中高揮發(fā)分煤均為低揮發(fā)分煤。浮煤干燥無(wú)灰基揮發(fā)分產(chǎn)率為25.24%～39.12%，平均為33.89%，3號(hào)煤層在全區(qū)數(shù)值仍最高，其平均值為37.04%。

（5）紅果苞谷山3號(hào)煤層灰分（Ad）為低灰—中高灰煤，低灰煤在井田內(nèi)廣泛分布，中高灰煤僅在礦區(qū)西南部1104號(hào)鉆孔附近出現(xiàn)，中灰煤在礦區(qū)東部邊緣出現(xiàn)。分析結(jié)果見(jiàn)圖1。

4 化學(xué)性質(zhì)

4.1 伴生元素

（1）原煤鍺（Ge）：含量為 0～18μg/g，平均含量2μg/g。3號(hào)煤層屬低鍺煤。

（2）原煤鎵（Ga）：含量為 1～33μg/g，平均含量8μg/g。

3號(hào)煤層的伴生元素平均含量均不到工業(yè)最低品位要求，僅有零星點(diǎn)達(dá)到工業(yè)最低品位要求，現(xiàn)階段無(wú)開(kāi)采利用價(jià)值。

4.2 有害元素

（1）原煤磷（P）：含量為0.001%～0.149%，平均含量0.012%。3號(hào)煤層煤層屬低磷分煤。

（2）原煤氯（Cl）：含量為0.013%～0.101%，平均含量0.056%。屬低氯煤。

（3）原煤砷（As）：含量為 0～24μg/g，平均含量3μg/g。屬特低砷煤。

（4）原煤氟（F）：含量為29～178μg/g，平均含量69μg/g。屬特低氟煤。

5 工藝性能

5.1 發(fā)熱量

苞谷山煤礦3號(hào)煤層原煤干燥基高位發(fā)熱量介于21.22～33.59MJ/kg之間，平均值為27.32MJ/kg，而低位發(fā)熱量介于20.50～34.13MJ/kg，平均值為30.14MJ/kg，根據(jù)《煤炭質(zhì)量分級(jí)（發(fā)熱量）》（GB/T15224.3-2004）標(biāo)準(zhǔn)，3號(hào)煤屬高發(fā)熱量煤。

5.2 結(jié)渣性

據(jù)測(cè)試資料顯示，當(dāng)3號(hào)煤層的鼓風(fēng)強(qiáng)度達(dá)到0.10m/s時(shí)，結(jié)渣率為1.4%；當(dāng)鼓風(fēng)強(qiáng)度為0.20m/s時(shí)，結(jié)渣率10.8%；當(dāng)鼓風(fēng)強(qiáng)度為0.30m/s時(shí)，結(jié)渣率16.2%，3號(hào)煤屬弱結(jié)渣煤層。如圖2所示。

（2）可磨性指數(shù)（HGI）為71，該煤層屬中等可磨煤。

6 工業(yè)用途評(píng)價(jià)

綜上所述，根據(jù)苞谷山煤礦3號(hào)煤層的化學(xué)性質(zhì)和工藝性能，該煤層為低灰—中高灰、特低硫、高揮發(fā)分、低磷、低固定碳、高發(fā)熱量煤，為中等可磨煤，弱結(jié)渣煤。可作煉焦用煤和民用煤，由于3號(hào)煤層原煤灰分較高，但經(jīng)選洗后灰分小于25%，可作氣化用煤。

[1] 張新星.貴州久泰邦達(dá)能源開(kāi)發(fā)有限公司盤縣紅果鎮(zhèn)苞谷山煤礦(預(yù)留)資源儲(chǔ)量核實(shí)及勘探報(bào)告[R].貴州省煤礦設(shè)計(jì)研究院.

[2]中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB/T15224.1-2004煤炭質(zhì)量分級(jí)（第一部分:灰分）[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2004.

[3]中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB/T15224.2-2004煤炭質(zhì)量分級(jí)（第一部分：硫分）[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2004.

[4]中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB/T15224.2-2004煤炭質(zhì)量分級(jí)（第一部分：發(fā)熱量）[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2004.