煤田地質(zhì)勘探中煤質(zhì)工作的重要性

楊仁濤

湖北煤炭地質(zhì)勘查院 湖北 武漢 430000

引言

煤田地質(zhì)勘探是對(duì)現(xiàn)有煤礦資源開采及利用的前提，為煤礦設(shè)計(jì)和建設(shè)提供可靠的地質(zhì)資料，為開采工作提供著重要的信息參考。對(duì)該項(xiàng)工作內(nèi)煤質(zhì)工作具備的重要性進(jìn)行分析，能促使煤田地質(zhì)工作者更為重視該項(xiàng)工作，最終利用有效的煤質(zhì)工作，促使煤礦企業(yè)將煤炭資源利用率提高，并促進(jìn)新型煤炭資源的持續(xù)開發(fā)，落實(shí)當(dāng)下的資源合理利用、節(jié)能減排等重要理念，為國(guó)內(nèi)的進(jìn)一步發(fā)展提供充分助力。在煤田地質(zhì)勘探中，做好煤質(zhì)工作，能確保煤炭產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性，合理構(gòu)思煤礦設(shè)計(jì)，保障煤礦井的設(shè)計(jì)能滿足實(shí)際的煤田使用需求，并借此實(shí)現(xiàn)合理的煤田開發(fā)及利用，為煤田開發(fā)工作提供合理、真實(shí)的理論依據(jù)。

一、煤質(zhì)工作內(nèi)容解析

在現(xiàn)代煤炭管理中，煤質(zhì)工作堪稱是一項(xiàng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，同時(shí)它也屬于煤田地質(zhì)勘探工作，并是其中的重要構(gòu)成部分之一。在煤質(zhì)工作中，它主要的體現(xiàn)形式便是書面報(bào)告，利用報(bào)告呈現(xiàn)勘探環(huán)節(jié)內(nèi)的煤炭質(zhì)量、煤田地質(zhì)狀況等多個(gè)指標(biāo)信息，以此為后續(xù)的煤炭開發(fā)提供真實(shí)的評(píng)價(jià)及建議。而在了解煤質(zhì)工作對(duì)應(yīng)報(bào)告內(nèi)所呈現(xiàn)的具體內(nèi)容后，利用針對(duì)性舉措便能保障煤炭開采的合理性、有效性，并將煤炭資源的質(zhì)量穩(wěn)定性提升。

在煤田地質(zhì)勘探環(huán)節(jié)內(nèi)，主要的勘探前提是確保煤炭的質(zhì)量，勘探部門需利用煤質(zhì)報(bào)告預(yù)測(cè)及判斷開采區(qū)域內(nèi)重要的地質(zhì)狀況，為此煤質(zhì)工作也能保障煤炭的質(zhì)量。在勘探工作中，煤質(zhì)工作者要將煤田信息準(zhǔn)確呈現(xiàn)給煤礦設(shè)計(jì)部門，其主要的呈現(xiàn)內(nèi)容有以下幾點(diǎn)：

第一、含煤地層的結(jié)構(gòu)、厚度、含煤性，以及煤層的厚度、埋深、結(jié)構(gòu)、賦存狀況、分布特征及變化趨勢(shì)、連續(xù)性及可采范圍。

第二、煤層頂板以上各含水層、底板直接充水含水層深度、厚度及滲透參數(shù)等井田的水文地質(zhì)條件、礦井充水因素及礦井的涌水量等參數(shù)。

第三，煤的物理性質(zhì)、頂?shù)装鍘r石物理力學(xué)特征、工程地質(zhì)特征，以及與煤的開采、洗選、加工、運(yùn)輸、銷售和環(huán)境保護(hù)等有關(guān)的煤質(zhì)特征和工藝性能。

第四、煤層地質(zhì)構(gòu)造的特征，例如煤層的褶曲、斷層或者單個(gè)煤層傾斜角等等；

第五，單層厚度、不同煤層的間距或者煤層變化規(guī)律；煤巖層的組合關(guān)系、圍巖性質(zhì)等等。

二、煤田地質(zhì)勘探中煤質(zhì)工作的重要性

(一)保障化驗(yàn)項(xiàng)目一定合理性。煤產(chǎn)地不同，煤的變質(zhì)程度也不一樣，煤類也不同，新疆地域遼闊，新疆的煤田有準(zhǔn)東煤田、準(zhǔn)南煤田、沙吉海煤田、托洛蓋煤田、白楊河煤田、庫(kù)拜煤田、吐哈煤田、伊犁煤田等，煤礦分布廣，區(qū)域跨度大。主要成煤時(shí)代為侏羅系下統(tǒng)和中統(tǒng)，主要含煤地層為天山區(qū)及準(zhǔn)葛爾區(qū)的侏羅系下統(tǒng)八道灣組(J1b)、三工河組(J1s)；侏羅系中統(tǒng)西山窯組(J2x)；塔里木區(qū)侏羅系下統(tǒng)康蘇組(J1k)、中統(tǒng)楊葉組(J2y)。成煤區(qū)域不同，成煤時(shí)代先后也不同，煤的種類豐富，型號(hào)偏多，不同種類及型號(hào)的煤均會(huì)在不同領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用，且煤礦產(chǎn)品的生產(chǎn)，也需要從其具體的用途出發(fā)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)及加工工作，最終形成了市場(chǎng)上不同類型的煤質(zhì)品。而煤田地質(zhì)勘探這份工作也是如此，勘探環(huán)節(jié)中會(huì)涉及到不同的各類化驗(yàn)項(xiàng)目，上述化驗(yàn)項(xiàng)目的差異由多個(gè)因素所決定，具體可分以下幾點(diǎn)。首先，煤質(zhì)工作中包含了很多內(nèi)容，例如尋找及測(cè)算煤資源，檢查煤田的不同指標(biāo)，確定開鑿礦井，布置后檢查礦井等等。而在上述環(huán)節(jié)完成后，亦需測(cè)量化驗(yàn)項(xiàng)目，對(duì)煤干燥的程度，煤周邊空氣的濕度或者煤含量?jī)?nèi)的水分比例等內(nèi)容進(jìn)行測(cè)量。而上述測(cè)量?jī)?nèi)容僅是普通的煤質(zhì)條件中所需的測(cè)量項(xiàng)目，在一些存在特殊性的報(bào)告內(nèi)，還需將其儲(chǔ)量等級(jí)進(jìn)行指出，當(dāng)需要測(cè)量原煤密度時(shí)，則需測(cè)量煤樣煤芯，再將其和真實(shí)煤密度互作對(duì)比。

其次，特殊煤需要特殊測(cè)量。例如新疆地區(qū)可產(chǎn)的褐煤、無(wú)煙煤等等。對(duì)該類煤測(cè)量好干燥度、水分等指標(biāo)后，亦需測(cè)量其周圍的干燥空氣發(fā)熱量，并測(cè)量煤的灰分及溶解性等等。而在測(cè)量無(wú)煙煤時(shí)，除上述相對(duì)基礎(chǔ)的化驗(yàn)測(cè)量項(xiàng)目外，還需測(cè)量其干燥無(wú)灰基氫含量；最后，在測(cè)量褐煤或者無(wú)煙煤時(shí)，要測(cè)量煤樣品的硬實(shí)力，例如測(cè)量機(jī)械強(qiáng)度，并做好軟實(shí)力測(cè)量，如測(cè)量煤熱穩(wěn)定性。作為具備易燃性及可燃性的煤，為充分避免其發(fā)生自燃，也需測(cè)量煤產(chǎn)品的燃點(diǎn)。

結(jié)合以上，在煤質(zhì)工作內(nèi)，項(xiàng)目化驗(yàn)是一類十分重要的部分，而化驗(yàn)項(xiàng)目的科學(xué)及合理，便能確保煤質(zhì)工作的質(zhì)量及高效。雖煤質(zhì)化驗(yàn)的工作開展難度相對(duì)較大，但其作用及意義十分重要，對(duì)煤田地質(zhì)勘探的進(jìn)步及發(fā)展起著重要的推動(dòng)作用，且當(dāng)下的勘探工作執(zhí)行時(shí)，也不能只停留于理論基礎(chǔ)之上，更要重視實(shí)踐應(yīng)用環(huán)節(jié)，而煤質(zhì)工作的開展，便保障了勘探工作的重要實(shí)踐性。

(二)確保煤炭資源的合理開發(fā)。作為具備易燃性、可燃性的煤炭，它在和氧氣出現(xiàn)反應(yīng)后，所形成產(chǎn)物對(duì)空氣環(huán)境帶來(lái)的污染極小，以此該類產(chǎn)品一直受到國(guó)內(nèi)各行業(yè)的認(rèn)可，在煤炭產(chǎn)品的逐步使用下，煤炭資源也逐步成為了國(guó)內(nèi)消耗量最大的自然資源之一。但自然資源相對(duì)有限，若經(jīng)過(guò)度的開采或者資源浪費(fèi)，最終會(huì)面臨的必然是資源的枯竭，為此我國(guó)需合理規(guī)劃煤的應(yīng)用及開采，以合理科學(xué)的規(guī)劃保障自然資源的合理利用，避免一定的浪費(fèi)現(xiàn)象，給予自然資源一定的恢復(fù)緩沖時(shí)間，最終實(shí)現(xiàn)資源利用的可持續(xù)發(fā)展。在煤炭資源的有效利用及合理開采中，煤質(zhì)工作發(fā)揮著重要的指標(biāo)參考作用，因此勘探工作應(yīng)高度重視現(xiàn)有的煤質(zhì)工作，在煤質(zhì)工作內(nèi)，確保煤質(zhì)的不同資料數(shù)據(jù)均能清晰可見，組織煤質(zhì)工作者仔細(xì)勘察煤田地質(zhì)具體的狀況，最終讓煤田的開發(fā)利用價(jià)值能夠充分發(fā)揮。

(三)保障煤田地質(zhì)勘探代表性。在勘探工作中，對(duì)煤樣品的擇選會(huì)直接決定到煤質(zhì)變化的最終評(píng)價(jià)結(jié)果，并對(duì)煤質(zhì)特征評(píng)價(jià)的結(jié)果起著重要的決定性作用。煤質(zhì)工作的開展，是保障煤樣品結(jié)果有效性、準(zhǔn)確性的重要手段，最終能確保勘探工作的質(zhì)量及代表性。以下從多方面分析煤質(zhì)工作保障煤田地質(zhì)勘探代表性的具體內(nèi)容。

第一，在煤質(zhì)工作中，采樣點(diǎn)的分布要合理并具有代表性，采樣點(diǎn)的布置和所采取的樣品，都必須有充分的代表性。采樣點(diǎn)分布位置應(yīng)與煤層情況和煤質(zhì)研究的目的相吻合，用于評(píng)價(jià)煤的一般質(zhì)量特征的采樣點(diǎn)，應(yīng)處于煤質(zhì)的正常地段，受風(fēng)、氧化、斷裂、自燃烘烤與巖漿接觸等影響的采樣點(diǎn)不能參與正常煤的質(zhì)量評(píng)價(jià)。新疆很多地區(qū)煤層埋藏淺，受風(fēng)氧化帶影響嚴(yán)重，許多地區(qū)煤層自燃，在勘查階段需要注意煤質(zhì)采樣點(diǎn)分布位置的代表性。

第二，在煤質(zhì)工作內(nèi)，首要任務(wù)便是采集煤樣品，煤層取樣是勘查階段研究煤質(zhì)的基礎(chǔ)性工作，是進(jìn)行勘查區(qū)遠(yuǎn)景評(píng)價(jià)和工業(yè)評(píng)價(jià)的重要依據(jù)。同時(shí)也為研究煤的成因、煤層對(duì)比以及環(huán)境評(píng)價(jià)提供必要的資料。煤樣的采取質(zhì)量直接影響對(duì)煤巖特征，煤的物理、化學(xué)性質(zhì)與其工業(yè)用途的正確評(píng)價(jià)。煤樣的質(zhì)量必須盡可能地接近全部煤層的平均質(zhì)量，這樣才能代表這一層煤的平均質(zhì)量，因此在采集中必須保障煤芯重量在總的煤樣品重量的80%～90%范圍內(nèi)，確保最終的煤質(zhì)檢測(cè)結(jié)果其準(zhǔn)確度及代表性，如果采樣的準(zhǔn)確度差，也就是說(shuō)煤樣的代表性不好，那么無(wú)論制樣、化驗(yàn)多么準(zhǔn)確，也都毫無(wú)意義，采樣不準(zhǔn)確，便會(huì)引發(fā)檢測(cè)結(jié)果與開采數(shù)據(jù)有較大差異的問(wèn)題，對(duì)煤的加工、利用和銷售都會(huì)造成影響甚至造成無(wú)可補(bǔ)救的損失。使得工作難度系數(shù)潛在增長(zhǎng)，且無(wú)法保障人員作業(yè)時(shí)的安全，使其工作的危險(xiǎn)指數(shù)增長(zhǎng)。因此煤質(zhì)工作的進(jìn)行，需保障煤芯重量處于一個(gè)指定的合理范圍內(nèi)；

第三，鉆取煤樣是煤質(zhì)工作的內(nèi)容之一，在鉆取環(huán)節(jié)中，需要保障煤的氧化程度、鉆頭光滑度均處于適宜范圍內(nèi)。在鉆頭經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)后，鉆頭表面的溫度會(huì)越來(lái)越高，再加之無(wú)法充分將氧氣隔絕的因素影響，最終會(huì)讓煤樣品的表面出現(xiàn)氧化狀況，當(dāng)溫度過(guò)高后，更會(huì)引發(fā)煤樣品的燃燒問(wèn)題。無(wú)論是何種問(wèn)題，最終都會(huì)使得針對(duì)于煤樣品開展的測(cè)量結(jié)果和實(shí)際情況不相符，改變了煤樣品的結(jié)構(gòu)及種類，導(dǎo)致煤樣品的測(cè)量數(shù)據(jù)無(wú)法具備一定的參考性；

第四，在鉆取煤樣品時(shí)，煤質(zhì)工作的進(jìn)行，一則實(shí)現(xiàn)了對(duì)鉆頭所鉆取的力度控制，避免因鉆取力度的過(guò)高，最終使得煤樣品周邊的泥漿或灰塵出現(xiàn)噴濺現(xiàn)象，導(dǎo)致檢測(cè)報(bào)告內(nèi)煤灰分的含量過(guò)高，保障了測(cè)量結(jié)果的一定準(zhǔn)確性，降低了對(duì)后續(xù)工作的影響。而要解決泥漿灰塵噴濺的問(wèn)題，便需做好對(duì)煤樣品的清潔工作，在煤質(zhì)工作內(nèi)亦包含了清潔煤樣品的內(nèi)容，清潔方式以沖洗清潔為主。但在沖洗環(huán)節(jié)中，煤質(zhì)工作者要避免因沖洗導(dǎo)致煤樣品內(nèi)的鉀、鈉等元素被水流沖走，當(dāng)煤樣品的沖洗難度過(guò)大時(shí)，亦可利用刷子刷洗的方式，最終降低煤樣品內(nèi)的泥漿、灰分含量；從煤芯取出到采樣結(jié)束一般不得超過(guò)48小時(shí)， 在采取煤樣時(shí)應(yīng)清除煤芯外部的泥皮等雜物，并去掉磨燒部分，取干凈煤芯樣品。

第五，一般煤樣品內(nèi)亦會(huì)滲入如鐵、鋼等雜質(zhì)，要處理該類雜質(zhì)，則可運(yùn)用具備吸附力的物質(zhì)對(duì)其完成清除。例如煤質(zhì)工作者可利用吸鐵石的特性吸附煤樣品內(nèi)的鐵雜質(zhì)，最終避免對(duì)樣品測(cè)量帶來(lái)影響，讓勘探工作具備的代表性不受影響；

第六，當(dāng)所獲煤樣品為風(fēng)化帶、氧化帶內(nèi)的樣品時(shí)，若直接開展樣品測(cè)量則會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生嚴(yán)重影響，為此該類煤樣品僅能協(xié)助工作人員將樣品內(nèi)腐植酸的含量確定出來(lái)，并無(wú)法和正常煤芯一般具備精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)參考價(jià)值。為此，在煤質(zhì)工作中，也涵蓋了對(duì)該類煤樣品的篩選工作，以此保障測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度。結(jié)合以上，煤質(zhì)工作的進(jìn)行，能確保煤樣品的有效性及真實(shí)性，也保障了煤質(zhì)工作者對(duì)上述煤樣品問(wèn)題的監(jiān)管質(zhì)量，最終提高了測(cè)量結(jié)果具備的可靠性，保障了勘探工作的代表性。

第七，在煤田地質(zhì)工作中煤質(zhì)指標(biāo)也是對(duì)比煤層的標(biāo)志，對(duì)井田內(nèi)煤質(zhì)化驗(yàn)指標(biāo)數(shù)據(jù)，工業(yè)分析、元素分析及其它測(cè)試數(shù)據(jù)中，找出某些具有特征的指標(biāo)，可以作為煤層對(duì)比的良好標(biāo)志，在煤礦開采過(guò)程中，遇到地質(zhì)構(gòu)造，可以通過(guò)煤質(zhì)指標(biāo)判斷煤層之間的關(guān)系，對(duì)煤礦采掘工作具有指導(dǎo)意義。

三、煤質(zhì)工作重要性具體實(shí)例

煤礦生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)當(dāng)中煤質(zhì)是比較重要的一項(xiàng)內(nèi)容，對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益來(lái)說(shuō)會(huì)產(chǎn)生重要的作用，根據(jù)煤田地質(zhì)勘探階段所獲得的煤質(zhì)資料數(shù)據(jù)綜合分析，確定合理的煤質(zhì)計(jì)劃目標(biāo)，煤炭企業(yè)開展的多項(xiàng)管理工作的目的都是為了實(shí)現(xiàn)煤炭的質(zhì)量管理，妹紙計(jì)劃的確定的合理性、科學(xué)性、精確性都是影響煤炭產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，能夠?qū)γ禾科髽I(yè)所占市場(chǎng)地位產(chǎn)生重要影響，這關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。我們接觸的新疆庫(kù)拜煤田龜茲煤礦就特別重視煤質(zhì)工作，他們根據(jù)煤礦煤質(zhì)勘探數(shù)據(jù)，把企業(yè)的產(chǎn)品定位于硅煤，硅煤為一種煤炭產(chǎn)品，同時(shí)也可作為一種碳質(zhì)還原劑，是生產(chǎn)冶煉工業(yè)硅的主要原料之一和硅石在礦熱爐內(nèi)冶煉生成產(chǎn)品金屬硅。隨著現(xiàn)代科技發(fā)展，社會(huì)對(duì)半導(dǎo)體芯片的需求越來(lái)越高，對(duì)高純度硅的需求也很大，因此，對(duì)硅煤的需求也比較大，硅煤主要質(zhì)量指標(biāo)值為含鐵0.2%以下，含鋁0.8%以下，鈣0.5%以下，全灰5%，粘結(jié)80，揮發(fā)37-40%，Y 值13，結(jié)焦7，固定炭58%，發(fā)熱量7500大卡。

新疆庫(kù)拜煤田龜茲煤礦的煤質(zhì)化驗(yàn)指標(biāo)如下：全水分6.5%，分析水1.3%，灰分6.8%，揮發(fā)分39.85%，全硫0.28，固定碳52.05，焦渣特征值7，粘結(jié)指數(shù)88，三氧化二鐵含量0.18%，氧化鋁含量0.5%，氧化鈣含量0.3%。符合硅煤質(zhì)量要求，對(duì)那些指標(biāo)達(dá)不到的煤，經(jīng)洗煤廠洗選可以達(dá)到，含鐵0.2%，鋁0.56%，鈣0.3%，灰份3%，硫0.6%，揮發(fā)分38.5%，粘結(jié)90%，水份9%，低位發(fā)熱量7000 大卡，符合硅煤煤質(zhì)要求，產(chǎn)品銷售價(jià)格比普通煤銷售價(jià)格高20%-30%，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)束語(yǔ)

結(jié)合以上，在國(guó)內(nèi)科技的不斷發(fā)展下，國(guó)民的生活質(zhì)量提升，對(duì)生活水準(zhǔn)的要求也越來(lái)越高，對(duì)資源的合理利用成為當(dāng)代國(guó)民、國(guó)家社會(huì)更為關(guān)注的重要話題之一，且在國(guó)內(nèi)各行業(yè)的發(fā)展下，煤炭也會(huì)依然成為未來(lái)社會(huì)中開采利用量更大的自然資源。但對(duì)煤炭資源的大量利用，最終必會(huì)引發(fā)全球范圍內(nèi)的平均氣溫上升問(wèn)題，最終引發(fā)環(huán)境污染問(wèn)題，因此在當(dāng)下及未來(lái)，節(jié)能減排工作都是我們需要重視的一項(xiàng)工作，而在該項(xiàng)工作中，其重要的前提便是對(duì)煤炭的合理開采及利用。在煤田地質(zhì)勘探中，煤質(zhì)工作是一項(xiàng)重要的構(gòu)成部分，在煤礦開采中發(fā)揮著重要的指導(dǎo)意義，因此勘探工作者要掌握煤質(zhì)工作的主要內(nèi)容及重要意義，提高對(duì)該項(xiàng)工作的重視，最終將勘探工作的工作質(zhì)量、工作效率整體提升，促進(jìn)現(xiàn)有煤田地質(zhì)勘探工作的進(jìn)步及發(fā)展。