煤樣測(cè)試結(jié)果審查在礦物加工中的作用

由 洋

(七臺(tái)河技師學(xué)院，黑龍江 七臺(tái)河 154600)

審查煤樣測(cè)試結(jié)果、整理煤質(zhì)資料應(yīng)先分析測(cè)試結(jié)果之間的關(guān)系，如測(cè)試結(jié)果之間存在明顯問題的應(yīng)進(jìn)行復(fù)查，避免錯(cuò)誤地利用測(cè)試結(jié)果而影響對(duì)煤質(zhì)的評(píng)價(jià)。

1 灰分測(cè)試結(jié)果的審查

第一，灰分的高低影響水分、揮發(fā)分、發(fā)熱量、真視密度、黏結(jié)性等煤質(zhì)指標(biāo)，當(dāng)灰分增高時(shí)，會(huì)降低變質(zhì)程度較低的褐煤、長(zhǎng)焰煤、不黏煤等煤類的水分，而煉焦用煤的水分會(huì)隨灰分的增高而增高，隨著灰分的增高揮發(fā)分隨之增高，高灰煤的發(fā)熱量測(cè)值越低變質(zhì)程度越高，發(fā)熱量測(cè)值與實(shí)際差值越大，灰分越高煤的黏結(jié)性越差。第二，原煤灰分是決定煤層有無開采價(jià)值的重要指標(biāo)之一，應(yīng)慎重審查超過可采灰分界線的樣點(diǎn)。首先要核對(duì)取樣的原始記錄，樣品中是否混有雜質(zhì)，再檢查與灰分有關(guān)的項(xiàng)目是否存在問題。應(yīng)仔細(xì)對(duì)照樣點(diǎn)的煤巖鑒定資料，找出灰分超限的原因。第三，浮煤的灰分比未經(jīng)洗選的原煤要低，但是某些灰分不高的年輕褐煤經(jīng)過洗選后，灰分產(chǎn)率反而比原煤還高，這是因?yàn)槟贻p褐煤的內(nèi)表面積大，吸附性強(qiáng)，在洗選過程中煤樣吸附的氯化鋅未經(jīng)充分洗脫，造成了這種結(jié)果。

2 水分測(cè)試結(jié)果的審查

煤中水分隨變質(zhì)程度的高低而變化，往往是由于多種原因造成或在測(cè)試過程中因意外差錯(cuò)而造成。原、浮煤的水分一般相差不多，但高灰年輕褐煤浮煤的水分應(yīng)比原煤的水分要高，因?yàn)槟贻p褐煤的有機(jī)組分比無機(jī)礦物質(zhì)吸附水分量大。揮發(fā)分在25%左右，焦渣特征為1號(hào)，水分測(cè)值也可能出現(xiàn)高值點(diǎn)或成片高值，這可能是在成煤初期經(jīng)受不同氧化程度的結(jié)果，應(yīng)分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

3 揮發(fā)分測(cè)試結(jié)果的審查

原煤揮發(fā)分是計(jì)算煤中固定碳的指標(biāo)，對(duì)煤質(zhì)的評(píng)價(jià)意義不大，但浮煤揮發(fā)分是我國(guó)煤炭分類的重要指標(biāo)。

不同成因類型的煤揮發(fā)分的產(chǎn)率差別很大，從煙煤至無煙煤，揮發(fā)分會(huì)隨著煤的變質(zhì)程度從高向低逐步下降。揮發(fā)分與元素碳的含量呈反比關(guān)系，一般可從揮發(fā)分產(chǎn)率結(jié)合焦渣特征中推算出碳的含量。煤巖的組分不同，揮發(fā)分也有所差異。變質(zhì)程度相同的煤，穩(wěn)定組分的揮發(fā)分最高，鏡煤次之，絲炭最低。隨著煤的變質(zhì)程度增高，這種差別會(huì)逐漸縮小。不同的洗選液對(duì)煤的揮發(fā)分也有影響。由于礦物質(zhì)會(huì)增高煤的揮發(fā)分產(chǎn)率，通?？偸歉∶旱膿]發(fā)分產(chǎn)率低于原煤的揮發(fā)分產(chǎn)率，而且灰分愈高，原、浮煤揮發(fā)分產(chǎn)率的差別越大。也有一些反常的情況發(fā)生，即原煤的灰分產(chǎn)率不太高，而煤巖組成中焦炭類或穩(wěn)定組分又較高，由于洗選，使比重較大、揮發(fā)分產(chǎn)率低的焦炭下沉，或者由于穩(wěn)定組分富集，都會(huì)造成浮煤揮發(fā)分產(chǎn)率高于原煤的情況。在審查某煤層揮發(fā)分時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)測(cè)值高低相差懸殊的樣點(diǎn)，從采樣、化驗(yàn)方面找不出原因時(shí)，應(yīng)檢查一下采樣點(diǎn)附近是否存在侵入體，樣品是否未脫離風(fēng)、氧化帶等其他地質(zhì)情況。

4 發(fā)熱量測(cè)試結(jié)果的審查

煤的發(fā)熱量有彈筒發(fā)熱量、高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量，每一種發(fā)熱量又有4種基準(zhǔn)。煤的各種基準(zhǔn)及各基準(zhǔn)發(fā)熱量之間可以用公式換算出來。煤炭勘查評(píng)價(jià)媒質(zhì)采用干燥基高位發(fā)熱量。煤的發(fā)熱量會(huì)隨著變質(zhì)程度的高低而變化，焦煤發(fā)熱量最高。同一煤樣，一般浮煤發(fā)熱量高于原煤，且原煤灰分越高，原、浮煤兩煤的發(fā)熱量測(cè)值相差越大。但某些灰分較低、變質(zhì)程度較低的煤，浮煤發(fā)熱量與原煤接近，甚至略低于原煤的發(fā)熱量。煤的恒濕無灰基高位發(fā)熱量。在區(qū)分褐煤和長(zhǎng)焰煤時(shí)，無灰基高位發(fā)熱量是一個(gè)重要指標(biāo)，當(dāng)浮煤揮發(fā)分>37%、透光率>30%而≤50%的時(shí)候，煤的恒濕無灰基高位發(fā)熱量>24 MJ/kg為長(zhǎng)焰煤，否則為褐煤。

5 硫分測(cè)試結(jié)果的審查

煤中的硫分包括有機(jī)硫和無機(jī)硫。有機(jī)硫不宜洗選，無機(jī)硫以硫酸鹽硫?yàn)橹?，易洗選。原煤洗選后的硫含量會(huì)降低。以有機(jī)硫?yàn)橹鞯牡土蛎海?、浮煤的硫分相差不大，但以有機(jī)硫?yàn)橹鞯母吡蛎航?jīng)洗選后會(huì)造成浮煤含硫量高于原煤現(xiàn)象，浮煤硫分超過極限范圍說明原、浮煤全硫含量至少有一個(gè)化驗(yàn)結(jié)果存在錯(cuò)誤。煤中硫分與其他指標(biāo)之間有如下關(guān)系，全硫增高，提高了彈筒發(fā)熱量測(cè)值，當(dāng)全硫大于4%時(shí)，必須測(cè)定彈筒洗液中的全硫，否則會(huì)降低高位發(fā)熱量值。煤中全疏含量高，灰分測(cè)值增加，但煤中有機(jī)硫的高低不影響揮發(fā)分的測(cè)值。一些高硫煤層常因煤芯采取率較低，少數(shù)煤樣硫分高出一般煤樣，這是由于鉆進(jìn)時(shí)煤的磨損造成黃鐵礦相對(duì)富集，使硫分增高，影響了煤中硫分的實(shí)際含量，利用時(shí)一定要合理取舍。

6 元素分析測(cè)試結(jié)果的審查

煤的元素分析是指對(duì)煤中碳、氫、氧、氮、硫5種元素的含量分別在煤中所占的比例。煤中元素各指標(biāo)間、元素成分與浮煤揮發(fā)分間關(guān)系如下：第一，煤中碳元素含量最大。一般碳高則氫低、氫高則碳低。煤巖組分不同，碳和氫也有所差別。絲質(zhì)組高時(shí)，碳含量增高、氫含量降低。以鏡質(zhì)組為主的煤，如果含碳酸鹽礦物較多，碳含量的原煤也可能高于浮煤。第二，氧是煤中第三個(gè)重要元素，氧含量隨碳含量的增高而降低。第三，煤中氮含量約為0.3%～3.0%，氪含量隨煤的變質(zhì)程度增加略有降低，隨氫含量的增高而增高。弱黏煤和不黏煤中氮含量普遍為1%以下，一般認(rèn)為弱黏煤和不黏煤生成于弱氧化環(huán)境，成煤初期植物中蛋白質(zhì)受到氧化分解所致。有機(jī)硫含量高的煤，氮含量也普遍低于l%，同時(shí)碳和氧也較低。腐泥煤的氮含量要比腐植煤高。煤中無含氮矸石混入時(shí)，原煤中的氮含量要低于浮煤，當(dāng)含無機(jī)氯化合物較多的矸石混入煤中，原煤中的氯含量可能高于浮煤。

7 審查煤樣測(cè)試結(jié)果時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問題

第一，煤質(zhì)指標(biāo)之間的關(guān)系只是一般規(guī)律，并不能完全代表煤質(zhì)指標(biāo)的所有關(guān)系，僅供審查煤質(zhì)測(cè)試資料時(shí)參考。實(shí)際工作中，應(yīng)充分應(yīng)用煤巖學(xué)及煤質(zhì)分析的有關(guān)知識(shí)，認(rèn)真審核不同煤類及特殊成煤環(huán)境下的煤質(zhì)資料。第二，礦區(qū)或井田，成煤原始物質(zhì)、成煤環(huán)境相近，往往是單一的或是相鄰的幾個(gè)煤類，多數(shù)煤的指標(biāo)變化范圍較小，煤的化學(xué)性質(zhì)和工藝性能都存在著一定的內(nèi)在聯(lián)系。審查煤質(zhì)資料時(shí)，要重點(diǎn)審查煤質(zhì)指標(biāo)出現(xiàn)明顯異常的測(cè)值。第三，如果檢測(cè)出相同變質(zhì)程度卻具有不同黏結(jié)性的煤，即使在同一個(gè)采樣點(diǎn)上，煤層各部位浮煤揮發(fā)分和煤的膠質(zhì)層的最大厚度值都會(huì)相差懸殊，可能會(huì)造成煤類采樣出現(xiàn)較大偏差，究竟是煤層遭受氧化，還是煤巖組分差異或其他原因所致，審查時(shí)一定要仔細(xì)分析原因，以便準(zhǔn)確確定煤類。第四，在研究煤的黏結(jié)性時(shí)，要綜合分析煤的變質(zhì)程度、煤巖組分、礦物質(zhì)含量、成煤環(huán)境等因素，如發(fā)現(xiàn)揮發(fā)分和黏結(jié)指數(shù)偏低時(shí)，應(yīng)考慮鉆取煤層時(shí)煤樣是否燒焦，是否位于巖漿巖侵入帶或在斷層帶上等。