新疆托克遜縣克爾堿二號煤礦煤質(zhì)特征分析

郎海亮 孫景龍

摘 要：新疆煤炭資源極其豐富，但煤類多以動力用煤為主，煉焦用煤較少，克爾堿二號煤礦煤類主要以氣煤為主，其煤質(zhì)特征以特低灰分、高揮發(fā)分、高-特高發(fā)熱量、特低有害元素為主，是非常好的煉焦配煤?？藸枆A煤礦區(qū)作為托克遜縣最大的一個煤礦區(qū)，礦區(qū)的勘查開發(fā)對當?shù)氐木蜆I(yè)和經(jīng)濟發(fā)展起到了很大的促進作用，而二號煤礦作為克爾堿煤礦區(qū)唯一一個氣煤井田，深入了解其煤質(zhì)特征，可以引起業(yè)主在后續(xù)開發(fā)過程中的足夠重視，避免資源浪費。

關(guān)鍵詞：煤質(zhì)特征；氣煤；二號煤礦

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.070

1 概況

克爾堿二號煤礦位于新疆托克遜縣西北約70km處，區(qū)域位于吐哈盆地的西北角，構(gòu)造分區(qū)屬吐魯番坳陷中的克爾堿凹陷，東西寬約2.13km，南北長約4.34km，面積約9.33km2，總體呈長方形形狀。

二號煤礦含煤地層為侏羅系下統(tǒng)八道灣組（J1b），區(qū)內(nèi)發(fā)育厚度503m。該組含煤層2層，自上而下編號為4-1號和4-2號，煤層總厚5.11～10.92m，平均7.20m。4-2號煤層為區(qū)內(nèi)唯一可采煤層，可采厚度5.11～10.92m，平均6.77m，煤層含夾矸0-2層，結(jié)構(gòu)簡單，煤層厚度大且穩(wěn)定，資源量約5800萬噸，分析研究其煤質(zhì)特征，對今后煤炭資源開發(fā)利用具有重要意義。

2 煤巖特征

2.1 宏觀煤巖特征

4-2號煤層物理性質(zhì)為黑色，瀝青光澤，條痕黑褐色，節(jié)理不發(fā)育，性脆易碎，常見階梯狀斷口，內(nèi)生裂隙發(fā)育。宏觀煤巖類型以光亮型煤為主，半亮型煤次之。

2.2 顯微煤巖組分

根據(jù)鉆孔資料，4-2號煤層顯微煤巖組成以有機質(zhì)組分的鏡質(zhì)組分、惰質(zhì)組分及殼質(zhì)組分為主，無機質(zhì)的粘土類少量（表1）。其中，鏡質(zhì)組主要以無結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體中的基質(zhì)鏡質(zhì)體、碎屑鏡質(zhì)體為主，含量平均為86.5%；惰質(zhì)組主要以絲質(zhì)體中的氧化絲質(zhì)體為主，可見少量碎屑惰質(zhì)體，結(jié)構(gòu)保存較完整，含量平均為4.3%；殼質(zhì)組主要為孢粉體中的小孢子體，多呈蠕蟲狀分布，含量平均為6.2%；無機質(zhì)組分中粘土類礦物含量平均為1.1%，呈浸染狀或薄層狀分布；硫化物類礦物含量平均為0.4%；碳酸鹽類礦物含量含量平均為2.0%。

3 煤的化學性質(zhì)

3.1 工業(yè)分析

4-2號煤層原煤水分含量（Mad）為1.57～4.03%，平均2.45%；浮煤水分含量（Mad）為1.59～3.16%，平均2.36%?？傮w屬特低水分煤。

4-2號煤層原煤灰分產(chǎn)率（Ad）為4.35～12.13%，平均7.95%；浮煤灰分產(chǎn)率（Ad）為3.41～5.63%，平均4.08%?？傮w屬特低灰煤。

4-2號煤層原煤揮發(fā)分產(chǎn)率（Vdaf）為44.11～62.69%之間，平均為50.86%；浮煤揮發(fā)分產(chǎn)率（Vdaf）為45.17～51.75%，平均為49.99%?？傮w屬高揮發(fā)分煤。

3.2 有害元素

4-2號煤層原煤干燥基全硫分含量（St.d）為0.15～0.70%，平均0.37%；浮煤干燥基全硫分含量（St.d）為0.16～0.44%，平均為0.28%?？傮w屬特低硫煤。其中，煤中硫的主要成分為有機硫（So.d），含量平均為0.21%；其次為硫化鐵硫（Sp.d），含量平均為0.17%；硫酸鹽硫含量（Ss.d）最低，含量平均為0.02%。

4-2號煤層原煤干燥基磷含量（Pd）為0.0005～0.036%，平均0.0083%，屬特低磷煤。

4-2號煤層原煤干燥基氟含量（Fad）為22～136ug/g，平均65ug/g，屬特低氟煤。

4-2號煤層原煤干燥基氯含量（Cld）為0.002～0.202%，平均0.054%，屬低氯煤。

4-2號煤層原煤干燥基砷含量（Asa.d）為0～10ug/g，平均6ug/g，屬二級含砷煤。

4 煤的工藝性能

4.1 發(fā)熱量

4-2號煤層原煤干燥基彈筒發(fā)熱量（Qb，d）為13.98～36.15MJ/kg，平均MJ/kg；原煤干燥無灰基彈筒發(fā)熱量（Qb，daf）為19.25～39.9MJ/kg，平均MJ/kg；原煤空氣干燥基高位發(fā)熱量（Qgr，ad）為12.7～30.83MJ/kg，平均MJ/kg；原煤干燥基高位發(fā)熱量（Qgr，d）為16.17～31.65MJ/kg，平均MJ/kg；原煤干燥基低位發(fā)熱量（Qnet，d）為17.89～30.7MJ/kg，平均MJ/kg。

4.2 煤灰成分

4-2號煤層煤灰成分平均含量為：二氧化硅26.78%，氧化鈣23.76%，三氧化二鐵16.49%，三氧化二鋁10.09%，氧化鎂8.74%，三氧化硫7.81%，氧化鈉2.09%，氧化鉀0.75%，二氧化鈦0.63%，二氧化錳0.136%，五氧化二磷0.12%。煤灰成分屬硅鈣型。

4.3 灰熔融性

4-2號煤層軟化溫度（ST）平均為1274℃，屬中等軟化溫度灰；流動溫度（FT）平均為1283℃，屬較低流動溫度灰。

4.4 焦油產(chǎn)率

4-2號煤層焦油產(chǎn)率（Tarad）為10.0～25.8%，平均17.8%，屬高油煤。

4.5 煤類

4-2號煤層以氣煤為主，少量長焰煤，依照《中國煤炭分類國家標準》（GB/T 5751-2009）規(guī)定，當粘結(jié)指數(shù)在5-35之間、干燥無灰基揮發(fā)份產(chǎn)率大于37%時，為長焰煤；當粘結(jié)指數(shù)大于35、干燥無灰基揮發(fā)份產(chǎn)率大于37%時，為氣煤。

4-2號煤層粘結(jié)指數(shù)在11～89之間，浮煤揮發(fā)分在45.17～51.75%之間，煤類以氣煤（43QM、44QM、45QM）為主，長焰煤（42CY）少量。

5 結(jié)論

5.1 煤質(zhì)特征分析

托克遜縣克爾堿二號煤礦4-2號煤層屬特低水分、特低灰、高揮發(fā)分、特低硫、特低磷、特低氟、低氯、高-特高發(fā)熱量、高油的煤。

5.2 工業(yè)利用方向

該煤層層位穩(wěn)定，厚度大，全區(qū)可采，煤類以氣煤為主，應(yīng)用范圍廣泛，可用于動力用煤、液化用煤、氣化用煤及煉焦用煤，且新疆大部分煤為動力用煤，氣煤市場前景廣闊。

參考文獻：

[1]李國棟，范子文.吐魯番-哈密盆地侏羅系聚煤規(guī)律與找煤方向[J].西北地質(zhì)科學，1991（01）：97-109.

[2]吳因業(yè).吐哈盆地侏羅系含煤沉積層序特征研究[J].石油勘探與開發(fā)，1995（05）：35-39.

[3]郎海亮，夏威威等.新疆托克遜縣克爾堿煤礦區(qū)二號井田勘探報告[R].新疆煤田地質(zhì)局一五六煤田地質(zhì)勘探隊，2016.

作者簡介：郎海亮（1985-），男，山東濰坊人，學士，工程師，從事煤田地質(zhì)的研究和勘查、開發(fā)工作。