新疆伊寧縣皮里青溝勘查區(qū)煤層煤質(zhì)特征分析

陳 玲，王學(xué)堅(jiān)

新疆煤田地質(zhì)局161煤田地質(zhì)勘探隊(duì)（830009）

新疆伊寧縣皮里青溝勘查區(qū)煤層煤質(zhì)特征分析

陳 玲，王學(xué)堅(jiān)

新疆煤田地質(zhì)局161煤田地質(zhì)勘探隊(duì)（830009）

通過(guò)對(duì)新疆伊寧縣皮里青溝勘查區(qū)煤的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和工藝特征進(jìn)行分析，對(duì)其工業(yè)用途進(jìn)行評(píng)述，探討了煤炭綜合利用和深加工的思路，為煤炭資源開發(fā)提供參考。

煤質(zhì)；工業(yè)用途；煤層

1 勘查區(qū)概況

新疆伊寧縣皮里青溝勘查區(qū)位于伊寧盆地北部伊寧縣喀拉亞尕奇鄉(xiāng)一帶,行政區(qū)劃屬新疆伊犁哈薩克自治州伊寧縣管轄。含煤地層為侏羅系中統(tǒng)西山窯組地層，共含煤4～6層,自上而下統(tǒng)一編號(hào)為:6～11號(hào)煤層。煤層總厚10.12～50.87 m，平均總厚30.75 m。全區(qū)可采煤層和大部可采四層，即 8、9、10、11 號(hào)煤層，零星可采煤層兩層，即 6、7 號(hào)煤層。

2 煤質(zhì)特征

2.1 煤的物理性質(zhì)和煤巖特征

2.1.1 煤的物理性質(zhì)

勘查區(qū)煤顏色呈黑色，條痕淺褐色-褐色，瀝青-絲絹光澤，多為均一狀結(jié)構(gòu)，平坦?fàn)?，階梯狀及貝殼狀斷口、煤質(zhì)較脆。宏觀煤巖組分以亮煤為主，暗煤及絲炭含量次之。宏觀煤巖類型為半亮型，視相對(duì)密度較大，堅(jiān)硬、性脆、不污手。

2.1.2 煤巖特征

煤層的顯微煤巖組分含量均以鏡質(zhì)組分、惰質(zhì)組分為主，黏土類次之，其它組分少量。鏡質(zhì)組分主要以無(wú)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體中的基質(zhì)鏡質(zhì)體為主,惰質(zhì)組分主要以絲質(zhì)體中的氧化絲質(zhì)體為主，可見碎屑惰質(zhì)體，絲質(zhì)體大多為殘缺的星狀結(jié)構(gòu)。殼質(zhì)組多為孢粉中的小孢子體，大多呈蠕蟲狀分布。粘土礦物呈浸染狀或薄層狀分布于鏡質(zhì)體間隙。煤層顯微煤巖類型為微鏡惰煤。

2.2 煤質(zhì)特征

2.2.1 工業(yè)分析

1）水分

煤層原煤水分為2.48%～12.86%之間，平均7.41%；浮煤水分在4.49%～9.55%之間，平均含量7.18%，屬于中水分煤。

2）灰分產(chǎn)率

煤層原煤灰分產(chǎn)率4.49%～9.55%，平均15.43%；浮煤灰分產(chǎn)率2.81%～13.01%，平均5.22%。根據(jù)GB/T15224.1-2004《煤炭灰分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》,勘查區(qū)煤層原煤灰分產(chǎn)率屬低灰分為主的煤層，經(jīng)洗選后灰分產(chǎn)率降低，可達(dá)特低灰分煤層。局部有中灰分煤[1]。

3）揮發(fā)分產(chǎn)率

煤層原煤干燥無(wú)灰基揮發(fā)分產(chǎn)率為27.32%～42.28%；平均34.28%。浮煤揮發(fā)分產(chǎn)率為28.52%～42.37%,平均35.18%，根據(jù)《煤的揮發(fā)分產(chǎn)率分級(jí)》（MT/T849-2000）標(biāo)準(zhǔn)，本區(qū)煤層揮發(fā)分產(chǎn)率屬中高揮發(fā)分煤層。

2.2.2 元素組成

1）碳元素

勘查區(qū)內(nèi)煤層的原煤干燥無(wú)灰基碳元素含量分別為61.37%～82.13%，平均值為77.44%，煤中碳含量變化幅度小，含量穩(wěn)定。

2）氫元素

勘查區(qū)內(nèi)煤層的原煤干燥無(wú)灰基氫元素含量分別為2.84%～5.42%，平均值為 4.02%，含量變化幅度小，含量穩(wěn)定。

3）氮元素

勘查區(qū)內(nèi)煤層的原煤干燥無(wú)灰基氮元素含量分別為0.58%～1.55%，平均值為 0.82%，含量變化幅度小，含量穩(wěn)定。

4）氧+硫

勘查區(qū)內(nèi)煤層的原煤干燥無(wú)灰基氧+硫含量分別為12.64%～21.20%，平均值為16.83%，含量變化幅度小，含量穩(wěn)定。

2.2.3 有害元素

硫、磷元素對(duì)煤的儲(chǔ)存和加工利用都非常有害，氯、砷元素均對(duì)人體健康有害。

1）全硫

勘查區(qū)煤層原煤全硫含量為0.13%～1.55%,平均值為0.50%，根據(jù)《煤炭硫分分級(jí)》（GB/T15224.2-2004）標(biāo)準(zhǔn)，局部見煤點(diǎn)屬中硫煤，但總體屬低硫煤。

2）磷

煤層中磷的含量在0～0.045%之間，平均0.006%，屬特低磷煤。

3）砷、氯

煤層砷氯含量0～12 ug/g，平均2 ug/g，屬于一級(jí)含砷煤。氯的含量在0.01%～0.083%之間，平均0.022%，屬特低氯煤。

2.3 煤的工藝性能

2.3.1 煤的發(fā)熱量

煤層原煤干燥基高位發(fā)熱量為14.41～29.52 MJ/kg，平均為24.30 MJ/kg;浮煤干燥基高位發(fā)熱量為29.9～30.03 MJ/kg，平均為29.98 J/kg，總體屬高熱值煤，局部為中熱值和特高熱值煤?？臻g分布上，全區(qū)大部為高熱值煤[2]。

2.3.2 粘結(jié)性

煤層煤的粘結(jié)指數(shù)測(cè)試值均為0，煤無(wú)粘結(jié)性。

2.3.3 煤的低溫干餾

通過(guò)對(duì)勘查區(qū)煤層進(jìn)行低溫干餾實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)勘查區(qū)煤層屬富油煤。

2.3.4 煤的氣化指標(biāo)

1）煤的熱穩(wěn)定性

經(jīng)化驗(yàn)，8號(hào)煤層熱穩(wěn)定性TS+6為80.1%，根據(jù)《煤的熱穩(wěn)定性分級(jí)》MT/T560-2008標(biāo)準(zhǔn)，8號(hào)煤層熱穩(wěn)定性級(jí)別屬高熱穩(wěn)定性煤。

2）煤的結(jié)渣性

對(duì)勘查區(qū)內(nèi)各煤層采取了結(jié)渣性測(cè)試樣，經(jīng)化驗(yàn)煤均為弱結(jié)渣性煤層。

3）煤的活性（二氧化碳反應(yīng)性）

通過(guò)對(duì)勘查區(qū)內(nèi)各煤層所采的樣品分析:煤樣1 000℃時(shí)二氧化碳還原率為均達(dá)到100%,符合氣化用煤900～950℃時(shí)二氧化碳還原率a為60%以上的標(biāo)準(zhǔn),說(shuō)明煤對(duì)二氧化碳的反應(yīng)力強(qiáng)，煤的活性大。

2.4 煤類

通過(guò)對(duì)各煤層揮發(fā)份產(chǎn)率、粘結(jié)指數(shù)等煤類確定指標(biāo)的測(cè)試，勘查區(qū)煤層浮煤粘結(jié)指數(shù)為0，浮煤干燥無(wú)灰基揮發(fā)分產(chǎn)率在27.32%～42.28%之間，根據(jù)規(guī)范，煤類為不粘煤（31BN）及長(zhǎng)焰煤（41CY），以不粘煤（31BN）為主，長(zhǎng)焰煤次之。

3 煤的用途分析

勘查區(qū)內(nèi)煤層煤類以為不粘煤主,長(zhǎng)焰煤次之，特低灰、低硫、特低磷、高熱值的富油煤，具有化學(xué)活性強(qiáng)、可選性中等等特點(diǎn)。根據(jù)煤質(zhì)特征，煤均是優(yōu)良的民用或動(dòng)力燃料。

根據(jù)《中國(guó)煤炭性質(zhì)、分類和利用》中煤炭利用指南圖，勘查區(qū)內(nèi)各煤層的工業(yè)指標(biāo)在工業(yè)鍋爐用煤、民用煤的常用和可用范圍。從煤質(zhì)數(shù)據(jù)看,煤層揮發(fā)分、灰分、碳?xì)浔?、碳含量不是很滿足液化工藝要求，但可作為氣化用煤。由于氣化對(duì)煤的質(zhì)量要求寬松，不同煤階、不同粒度級(jí)、不同含硫量的煤都可以由于氣化。勘查區(qū)煤層原煤主要有害物質(zhì)硫、磷、砷、氟、氯含量相對(duì)較低，屬高熱值，應(yīng)用于氣化，其熱效率高，可以減少對(duì)環(huán)境的污染[3]。

4 結(jié)論

通過(guò)以上分析不難看出,新疆伊寧縣皮里青溝勘查區(qū)的煤屬低變質(zhì)程度不粘煤、長(zhǎng)焰煤，煤層均是優(yōu)良的動(dòng)力用煤，亦可做為氣化用煤。

在未來(lái)煤炭資源開發(fā)中要加強(qiáng)煤質(zhì)研究工作,根據(jù)煤的特性確定其用途，拓寬勘查區(qū)煤炭的利用范圍,做好煤炭深加工和綜合利用，提高煤炭的深加工的附加值，推動(dòng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

[1]GB/T15224.1-2004,技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督局,煤炭質(zhì)量分級(jí),煤炭灰分分級(jí)[S].

[2]GB/T15224.2-2004,技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督局,煤炭質(zhì)量分級(jí),煤炭發(fā)熱量分級(jí)[S].

[3]溫廷中,顏玉坤,高艷.袁店井田煤質(zhì)特征及工業(yè)用途評(píng)述[J].煤質(zhì)技術(shù),2008(3).