寧東煤田清水營(yíng)勘查區(qū)煤質(zhì)特征研究

宋揚(yáng) 趙宇 海連富 李樵民

1.寧夏礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查院 寧夏銀川 750021 2.寧夏遙感測(cè)繪勘察院 寧夏銀川 750021

清水營(yíng)井田屬寧東煤田鴛鴦湖礦區(qū)最北部的一個(gè)井田，位于寧夏回族自治區(qū)中東部地區(qū)，西北距銀川市約55km，西距靈武市約36km[1]，行政區(qū)劃屬靈武市寧東磁窯堡管轄。礦區(qū)開(kāi)展過(guò)較多的研究[2-4]，井田含煤地層為侏羅系延安組，標(biāo)號(hào)煤層共20層，可采煤層6層、大部可采煤層7層，可采煤層平均總厚度26.95m，可采含煤系數(shù)9.18%。

1 煤的物理性質(zhì)和煤巖特征

1.1 物理性質(zhì)及煤巖分類(lèi)

井田內(nèi)各煤層的物理性質(zhì)變化不大，均為黑色，具瀝青、絲絹光澤，有平坦?fàn)?、階梯狀斷口，結(jié)構(gòu)以條帶狀為主，構(gòu)造多為層狀。

各煤層宏觀煤巖成分以暗煤為主，夾鏡煤條帶，絲炭多沿層面呈長(zhǎng)條帶狀或透鏡體分布。各可采煤層平均視密度為1.38～1.50，平均真密度為1.51～1.63。

1.2 顯微煤巖特征及類(lèi)型

顯微組分中有機(jī)組分平均占83.5%，其中鏡質(zhì)組為8.80～ 34.90%，平 均 22.40%；惰 質(zhì) 組 為 50.70～ 64.50%，平 均61.00%；無(wú)機(jī)組分含量為9.50 ～24.10%，平均為16.50%。

含煤地層中，上部和下部煤層鏡質(zhì)組含量低于中部煤層，惰質(zhì)組含量上部和下部煤層含量高于中部[2]。有機(jī)組顯微組分中惰質(zhì)組含量較高，是本區(qū)煤的特點(diǎn)。這表明植物殘?bào)w分解程度不高，為富氧條件下的產(chǎn)物，依據(jù)顯微煤巖類(lèi)型分類(lèi)方案，本區(qū)顯微煤巖類(lèi)型以微鏡惰煤為主。

1.3 煤巖的沉積環(huán)境及變質(zhì)階段

各煤層的煤巖特征反映本區(qū)成煤時(shí)期是一個(gè)氧化弱還原的沼澤環(huán)境，各煤層在顯微光度計(jì)上，油浸反射光下所測(cè)定的鏡質(zhì)組最大反射率（Romax）平均值變化于0.48～0.51之間，含煤地層中從上至下有逐漸增大之勢(shì)，同一煤層由西向東也有逐漸變大的趨勢(shì)，反映了煤層埋藏深度與變質(zhì)程度的關(guān)系。煤的變質(zhì)階段均屬第Ι變質(zhì)階段，即低煤化度煙煤。

2 煤的化學(xué)性質(zhì)

2.1 水分、灰分產(chǎn)率、揮發(fā)分產(chǎn)率

各煤層的原煤用于分析基水分，平均值為8.18～13.86%。水分?jǐn)?shù)值在平面上變化不大，在垂向上自上而下呈逐漸降低趨勢(shì)。井田內(nèi)各可采煤層灰分測(cè)試結(jié)果表明，各煤層原煤灰分產(chǎn)率的平均值在13.30～18.92%范圍內(nèi)，低灰分煤層占60.00%，中灰分煤40.00%?？辈閰^(qū)平面上自西向東灰分逐漸降低。井田各可采煤層原煤揮發(fā)分產(chǎn)率平均值為32.63～37.24%，浮煤為32.79～37.25%，屬中高-高揮發(fā)分煤。垂向上各煤層自上而下?lián)]發(fā)分小幅逐漸降低，屬典型的深成變質(zhì)作用成煤類(lèi)型。

2.2 元素分析

井田內(nèi)原煤固定碳平均值為51.92～59.31%，屬低固定碳煤。由于煤的固定碳含量低，揮發(fā)分含量高，熱損失較低。井田內(nèi)各可采煤層原煤所含硫分，以中硫煤為主，中高硫煤次之，垂向上各煤層硫分含量自上而下逐漸減少，平面上由西向東逐漸降低。有害元素中，各可采煤層磷分含量平均值為0.02～0.01%，均屬低磷分煤，各可采煤層氯含量平均值為0.08～0.11%，屬低氯煤。煤層砷含量平均值為1.46～4.09ppm，一級(jí)含砷煤為主。采煤層氟含量的平均值為67.37～86.07ppm，均屬低氟煤[3]。

3 煤的工藝性能

清水營(yíng)井田各可采煤層原煤發(fā)熱量平均為24.54～26.80MJ/kg。4個(gè)煤層屬中熱值煤；11個(gè)含煤層屬高熱值煤。各煤層焦渣特征為2-3，粘結(jié)性指數(shù)測(cè)定均為0，表明本區(qū)內(nèi)的煤不具粘結(jié)能力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定大于6毫米殘焦數(shù)值在62.44～73.77%范圍內(nèi)，表示清水營(yíng)井田大部分煤層為較高熱穩(wěn)定性煤。煤灰熔融性是動(dòng)力用煤的主要指標(biāo)，井田內(nèi)各煤層軟化溫度與流動(dòng)溫度的溫差較小，平均為37～48℃，屬較低軟化溫度灰。表明煤在熔爐中燃燒較易結(jié)渣，產(chǎn)生連續(xù)渣流[4]。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）勘查區(qū)煤為黑色，瀝青或絲絹光澤，具條帶狀結(jié)構(gòu)層狀構(gòu)造。各煤層宏觀煤巖成分以暗煤為主，顯微組分中有機(jī)組分平均占83.5%，其中以惰質(zhì)組為主，屬微鏡惰煤。

（2）井田可采煤的主要特征為低灰分，低硫分，低磷，高熱值，不具粘結(jié)性，熱穩(wěn)定性為中等-較高。

（3）井田各可采煤層浮煤揮發(fā)分平均值為32.79-37.16%，各煤層浮煤揮發(fā)分均小于37%，各煤層浮煤的鏡質(zhì)組最大反射率為0.48～0.51，焦渣特征為2-3、粘結(jié)指數(shù)為0，即可采煤層以不粘煤為主。