新安煤田二1煤层煤化学特征分析

2008年第5期西部探矿工程127新安煤田二1煤层煤化学特征分析孙玉震(义煤集团永兴工程有限责任公司,河南义马472300)摘要:通过对二煤层物理和化学特征的论述,阐述了二1煤层煤质特征,对指导煤矿生产和对煤炭进一步深加工利用具有重要的指导意义。关键词:煤岩特征;发热歪;工艺性能;煤质中图分类号:P618.11文献标识码:B文章编号:1004-5716(2008)05-0127-04新安煤田位于河南省西部,西与陕渑煤田相邻北表1二1煤机械性能测定结果表东以黄河为界,东南隔洛阳盆地与偃龙煤田、宜洛煤田测定级别静止角摩擦角散煤重相望,南北长41km,东西宽15km,总面积约560km2,(t/m3分布于新安洛阳、宜阳渑池等地。原煤27.035.70.954主要含煤地层为二叠系下统山西组,主要可采煤层33.027为山西组底部二1煤层。本区生产矿井近50个,中型以34.20.938上矿井主要为新安煤矿、新义煤矿、义安煤矿、孟津煤矿。通过分析研究,弄清了二1煤层的煤化学特征,找出了煤质变化规律,对指导煤矿生产和对煤炭进行深加工二1煤层显微煤岩组分定量结果煤中有机显微组利用具有重要的指导意义。分以镜质组为主次为情质组镜质组:以无结构镜质体为主,且多为均质镜质体,1物理性质和煤岩特征结构镜质体和碎屑镜质体次之,基质镜质体少量。1.1煤的物理性质二1煤颜色为黑色,条痕灰黑色,具玻璃光泽,参差情质组:以丝质体为主粗粒体和微粒体次之,含少状断口。结构简单组织疏松机械强度极低,多呈粉状量碎屑惰质体,可见菌类体。丝质体为氧化丝质体。产出。二1煤的视密度1.46,真密度1.51二1煤层显微煤岩组分中,煤的无机显微组分煤岩成分,以亮煤为主暗煤次之,其中夹微量丝炭以粘土矿物为主,次为硫化物及碳酸盐。粘土矿物和少许镜煤呈薄层或条带状分布.宏观煤岩类型属半大多充填在有机质胞腔中,少量胶结碎屑有机质形亮型煤。经原煤机械性能测定结果:静止角27°,摩擦成团块。黄铁矿呈浸染状、结核状、星点状、莓状集角357°散煤0.954t/m,不同煤粒机械性能测定结合体分布在有机质和粘土矿物中。可见少量方解石充填在裂隙中。果见表1。二煤显微煤岩组分定量结果见表21.2显微煤岩特征表2二煤显微煤岩组分定量结果表有机组分(%)无机组分(%)有机物矿别镜质组半镜质组惰质组粘土类硫化铁类碳酸盐类其它(‰新安煤矿55.505.7011.132687.5012.50新义煤矿9.801.100.3088.80义安煤矿15.80401.80孟津煤矿76.909.60中国煤化工渠里煤矿砂锅窑煤矿704.01.0CNMHG黄砂坪煤矿5.80.2128西部探矿工程2008年第5期二1煤中有机组分含量平均为87.87%其中镜质灰分煤,个别点灰分大于30%属中高灰分煤。全区平组为6610%情质组为59%。无机组分含量平均为均灰分为19.89%属低中灰分煤。经1.4密度级浮选1l13%,其中粘土矿物含量为10.43%占无机组分总后,浮煤灰分平均为8.27%降灰率为58%量的93.74%。硫化铁类为1.08%其它矿物含量很二1煤层灰成分分析结果灰成分以SO、AL2O3为少主,二者占灰成分的79.35%以上,其次为FeO3和1.3煤的变质程度根据镜质体最大反射率、浮煤干燥基挥发分,确定据灰熔融性测试结果,软化温度(ST)>1400℃二1煤层属烟煤Ⅵ变质阶段。各测定结果见表3。二1煤灰熔融性较高,为髙熔灰分。二1煤层灰分、灰成分分析结果见表5。表3二:煤镜质体最大反射率测定结果表测定项目新安新义义安孟津黄砂坪变质表5二1煤层灰分灰成分分析结果表煤矿煤矿煤矿煤矿煤矿阶段灰分、灰成分新安煤矿新义煤矿义安煤矿孟津煤矿R。(%)2.212.112.302.422.20ⅥAd(%)原煤20.0117.7221.4220.74V(%)14.1112.8013.6711.73浮煤8.078.178.392化学性质、工艺性能及煤类AlOFer O11.7010.165.284.92生质2.1化学性SO5.222.1.1元素组成14001400>1400>1400煤中有机质的组成,主要是碳氢氮、氧和硫等元素。根据浮煤分析结果,二1煤中碳含量平均为(2)硫分:根据测定结果,二1煤层原煤全硫最低为9162%氢为4.06%氮为1.33%氧和硫的含量为285%,与原媒分析结果相比较,浮煤中碳的含量有所2.25%,数据统计结果原煤硫分151%~2.00%的频增加,而氧和硫的含量相对减少。二煤层原浮煤元素率为79%,101%~1.50%的频率为11%二煤应属分析结果见表4。中硫分煤。经1.4密度液浮选后,浮煤全硫有所降低。二1煤浮煤全硫平均为1.04%,脱硫率为54%表4二煤层元素分析结果表原煤各种硫的测定结果,二1煤以硫化铁硫为矿别 Cdaf Hdaf Ndaf(O+S)daf主,占56.0%,其次为有机硫,占43.8%,硫酸盐新安煤矿原煤88.504.261.395.85浮煤90.504.221.453.83硫含量甚微。硫化铁硫主要来源于黄铁矿结核,洗新义煤矿原煤88.344.051.37选时容易剔除浮煤90.993.861.41据浮煤各种硫测定结果,二1煤层以有机硫为主,约义安煤矿原煤占全硫总和的84%左右硫化物硫已基本脱除。二1煤浮煤92.784.151.16层硫分测定结果见表6孟津煤矿原煤90.274.111.494.13浮煤92.214.021.30表6二1煤层硫分测定结果表t分新安煤矿新义煤矿义安煤矿孟津煤矿2.1.2发热量St,d原煤2.012.133.3059二煤原煤干燥基高位发热量最高为32.66M/kg,浮煤1.011.221.290.64最低为23.88MJ/kg,平均为26.86MJ/kg。煤的发热量随着煤的灰分的增加而降低。二1煤收到基低位发热3)磷、氯、砷氟:据原煤测定结果,二1煤中磷含量最低为24.91MJ/kg,最高为29.25MJ/kg,平均为量为0.020%属低磷煤。氯的含量为0.040%砷和氟276M/kg.按照煤炭发热量分级》(GB/T52.的含中国煤化工人体无影响。3—94)标准,二1煤应属髙热值一特高热值煤。CNMHG果见表72.1.3有害组份2.2工艺性机(1)灰分:二1煤层原煤灰分大部分属低中灰一中2.21粘结性2008年第5期西部探矿工程129表7二1煤尸磷砷氟氟测定结果表入量见表8。成分新安煤矿新义煤矿义安煤矿孟津煤矿P(%)0.0170.012表8配煤方案20320.0.0890.031峰峰矿萍乡矿五阳矿资兴矿观音堂焦地矿胜利矿方案肥煤肥煤焦煤焦煤肥煤瘦煤贫煤F(ppm)135151010二1煤层浮煤干燥无灰基挥发分为10.87%335152014.20%,一般为12%左右,焦渣特征为2~4,粘结指数3515300~2。综合各项指标,二煤应属低挥发分弱粘结性煤。5351530102.2.2配煤炼焦试验本区曾先后委托武汉钢铁公司对胜利煤矿二1煤层作了单独炼焦试验及6个配煤方案。炼焦试验上述6个配煤方案,成焦后,焦炭的理化特征见表结果为不结焦,配煤试验证明,二1煤层之配入量一°般为5%~20%。配煤炼焦所采用的煤种、产地、配根据6种不同配煤方案得出下列结论:表9焦炭的理、化特征表焦炭工业分析50kg100转鼓转鼓气孔率总裂纹方案来M求X%)Ad%)VK为)sd(XO)>4m<10m0>4m<1om(%)(mm0.5769255.412.037.170.122211.720.5263.86.648.643.40.148211.520.5759.849.80.121712.290.580.5217.040.7173656.412.530.660.7470.07.857613244430.111.260.6855.214.047.620.1426(1)配煤第一方案,当本区二1煤(贫煤)配入5%,根据上述不同配煤方案,本区二1煤的磨损强度是与峰峰煤(肥煤)35%,萍乡煤(肥煤)15%,资兴煤(焦随着用量增加而降低。因此,在配煤炼焦中,只能配λ煤)30%,西铭煤(瘦煤)15%,混合G成焦后焦炭Mad少量为4.20%Ad为11.09%,Vdaf为0.57%St,d为2.3煤类0.53%。经50kg100转鼓试验后,大于4mm级的焦按照《中国煤炭分类国家标准》(GB5751-86),本块为69.20%,小于10mm级粉焦6.40%,抗碎强度及区二1煤层浮煤干燥无灰基挥发分为10.87%磨损强度较好14.20%平均为1280%粘结指数为0~2,确定本区(2)在配煤第二方案中将本区二煤再增加5%配二煤为贫煤入量,其焦炭的抗碎强度下降6%左右磨损强度无显3可选性著变化3.1筛分试验第三方案将本区二煤用量增至20%,与第经对胜利煤矿二1煤层筛分试验结果表明各级煤方案比较,抗碎强度下降9.4%磨损强度经25转鼓的自然粒度由大到小产率逐渐增加。大块煤(+50mm试验后,下降2%级)为289%中块煤(50~13mm级)为11.55%,小块(4)第四方案,以五阳煤代替资兴焦煤,试验结果与煤(13~3mm)为20.47%粉煤(3~0mm级)为第三方案比较抗碎强度增加13%,但磨损强度下降65.09%。3%5omm级煤的灰分产中国煤化〔5)观音堂和焦地煤在配煤中与资兴煤相比较,抗碎率分为16.31%之后强度稍好一些,但磨损强度不如资兴煤。与五阳煤相比随着粒CNMH硫含量随之降低较抗碎强度稍差,但磨损强度较好,同时硫分略有增加3.2浮沉试验(下转第132页)132西部探矿工程2008年第5期1999~2000年为解决该区人畜饮水和农灌问题n4%)1r(%先后在B剖面的1、2、3、4、10、11号点处布井勘探,其中12、11号点三眼供水井单井涌水量均大于125L/d3号点涌水量大于80L/d,4号、10号点单井涌水量均小于30L/d。综合电参数解释推断与钻探施工结果相吻合,电法找水优化组合显示出强大的生命力。3结束语在探测隐伏构造方面,多参数综合指标较单一指标图52号点激电参数图效果更好,结果更可靠。多参数综合物探方法,不仅能揭示隐伏构造,而且能划分清地层岩性结构,预测地层赋水性,有助于钻探工作的开展n%)1r%大量事实证明,山丹盆地断层附近100~200m范围内,地层泥质含量高颗粒细赋水性弱涌水量小,不宜农田灌溉井布设。参考文献:[1]陈居和找水新法—激发极化法[M水利电力出版社T/m1000[2]全学民偏离度参数在激电找水中的应用效果[物探化图64号点激电参数图探,1993(4)(上接第129页)根据1956年可选性大样一、二三次筛分浮沉试验比较三次筛分浮沉试验结果,第一次筛分(原煤资料结果当分选比重液密度釆用14时,浮煤回收率50~1mm级)可选性效果较好,第二次筛分(+50mm破为4388%,灰分为673%;中煤量为4.84%,灰分为碎50~1mm级)次之第三次筛分(+13mm级破碎至18.04%,应属中等很难选煤。若分选比重液密度为1.513~1mm级)较差时,其浮煤产率为71.78%灰分为9.51%;中煤量为二1煤洗选时,分选密度15较为合适。二1煤层浮16.46%,灰分25.55%属优等中等可选煤。沉试验结果见表10。表10二1煤层浮沉试验汇总表分选筛分浮煤产率(%)中煤量(%)密度顺序占木级占全样Ad等级占本级占全样Ad等级1.40第一次6223.821778很难选第二次36.200.599.12低等47.241.2219.03很难选第三次26.002.257.34低等48914.2319.25很难选合计43.88中等4.8429271804很难选1.50第一次73.9240.019.27优等158.5625.31中等可选第二次64.421.11.38良等0.3126.07中等可选第三次55.5948111.10良等19.321.6726.67中等可选合计71.7845.879.51优等16.4610.5425.55中等可选煤质及工业用途评价什YH中国煤化工二1煤层属低中一中灰分、中硫、低磷、高熔融性粉CNMH用煤和民用煤状贫煤,属非炼焦用煤。经1.4密度液洗选后,浮煤灰