新疆准东煤田2号勘查区煤质特征分析Word文档格式.docx
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挥发性能好,灰分分成率高等特点决定了煤炭用途和地位。
关键词新疆淮东;
煤炭资源;
煤质特征
Abstract
Coalhasbeenthemostreliableundergroundresourcesinceancienttimes,whichcanbeseenthatitspositionisirreplaceablebyotherenergysources.Weknowthisinacoupleofways;
1.Theminingmethodissimple.2.Adequateresources.3.Easytouse.Withthesethreepoints,coalhasalwaysbeenthesinglesingleunitofmining.Inordertomorecomprehensiveunderstandingoftheformationofcoal,mining,tothedivision.DeepunderstandingofthemaincoalseamsinXinjiangdivisionrules,characteristicsandindustrialuse.Weanalyzetherelationshipbetweenthecoalqualityindicatorsbycollectingallkindsofdataandfieldinvestigation.Next,thefinalresultsaresummarizedbysimpledata:
ThecoalseaminZhundongcoalresearchareaofXinjiangismainlycomposedofmiddleJurassic.Thereare6coalseamswhichcanbeexcavated.Thestructureofthecoalseaminthisareaisnotonlyrelativelyreliable,butalsodeepensgraduallyfromnorthwesttosoutheast.Eachcoalseamhasacertainzoning;
Accordingtothischaracteristic,theminingmethodismoresimpleanddirect.Moreover,thebraidedriverdeltadepositsinthestudyareaofZhundongCoalFieldinXinjiangandtheamountofcoalminedonthegroundisalsoverysufficient.Thisareaisthecoalseam"
gathering"
pointofthewholecoalfield.Themaincoalseamswereformedduringtherisingofthelakesidelevel.Thecoalqualityinthisareaismainlylongflamecoal.Inthisneedtounderstandthecharacteristicsoflongflamecoal:
lowsulfur,volatile,lowash,andhasthecharacteristicsoflessslagging;
Thiskindofcoalhasgoodreactiontocarbondioxideandhighqualitykerosene.Powergeneration,coking,gasificationandotherindustrialpreferredcategory.
Weknowthatthevolatilizationrateofcoalisrelatedtothenegativechargeofcarbonandthepositivechargeofhydrogen,andthecalorificvalueisrelatedtotheashpercentageandthenegativechargeofvolatilesandthepositivechargeofcarbon.Thequantityofeachpositiveandnegativeelectricitydeterminesthequalityofthecoal.Thecharacteristicsofgoodvolatilityandhighashseparationratedeterminetheuseandstatusofcoal.
KeywordsHuaidong,Xinjiang;
Coalresources;
Coalqualitycharacteristics
1煤的物理性质和煤岩特征
1.1煤的物理性质
在研究区域内所有煤层的煤物理性质大致相同,煤的颜色整体呈现黑色,其形状成块状,表面有灰黑或者黑褐的条纹,表面呈现淡黑光泽或者沥青色的光泽,断口处出现贝壳形状,杂乱无章,煤层整体呈现条带的形状分布均匀。
密度较为坚硬。
新疆淮东煤田研究区域内的大部门的煤层编号为B6,B5,B4,B3,B2,B1,各个煤层的平均密度为1.35、1.35、1.36、1.31、1.33、1.30吨/立方米。
具体的变异系数为2%、2%、3%、3%、2%、2%。
通过计算可以看出研究区域的煤层的平均密度为1.33吨/立方米,变异系数为2%。
具体情况如下表1-1。
表1-1平均密度统计表
煤层编号
视相对密度
(吨/立方米)
标准差
(S)
变异系数
(%)
B6
1.31-1.39
1.35(5)
0.03
2
B5
1.31-1.41
1.35(10)
B4
1.32-1.40
1.35(4)
0.04
3
B3
1.23-1.40
1.31(12)
B2
1.29-1.36
1.32(5)
B1
1.26-1.34
1.30(10)
全区平均
1.30-1.35
1.33(6)
0.02
1.2宏观煤岩的组分及煤岩类型
可以直接使用肉眼观察就可以判定煤的基组成单位,被称之为煤的宏观煤岩组分。
煤岩的各种类型是宏观煤岩的重要组成部分。
在研究区域内宏观煤岩的主要特征分别为:
层状构造,参差断口,无内生裂隙,黑色,沥青光泽,褐色条痕,条带状结构,局部部位出现外向裂痕,煤质坚硬并且干脆,多是半亮煤,少量半暗煤。
新疆准东的煤田区域基本宏观煤岩组主要部分都是暗煤,其次是亮煤。
其类型为暗淡型。
1.3显微煤岩组分及煤岩类型
通过显微镜观察,可以判别的有机和无机组成成分,即为煤的显微组分。
各
煤层显微组分中有机组分达94.8~98.7%,无机组分含量范围为1.3~5.2%。
研究区域的各种煤层的特征分为:
有机组分中镜质组以基质镜质体为主,结构镜质体次之,还含有成分不对的碎屑镜质体、均质镜质体、团块镜质体、;
惰质组以丝质体、半丝质体为主,惰性煤质相对来说比较少,还含有少数的微粒体、粗粒体等等。
1.3.1有机质组分
在显微镜下煤层的组分中,有机质平均占整体组分的92%左右,有机组分多数以惰性物质为主要组成部门,平均占比为66.93%。
其中占比最少的是壳质组分,仅仅占整体组分的0.47%。
在镜质的组分当中绝大多数都是以基镜质体为主,其次就是均质镜质体,还有一些结构性镜质体。
其中基质镜质的类型在其形式上是呈现出的碎片或者条带、条纹状也有的是呈现颗粒状的分布。
基质镜质往往与惰性的物质相伴随。
惰质体的组份以半丝质体和碎屑惰质体为主,丝质体和碎屑惰质体的含量低,惰质体的形态发生多变,呈现碎片、碎屑等,细胞结构中往往常见于粘土或矿物进行充填,惰质体的反射颜色通常为黄色或淡红褐绿,反射率较高,多有筛孔状结构。
1.3.2无机质组分
显微煤岩组份中无机质含量占总组分的4.6—10.1%之间,平均7.53%。
无机质组分在区中占有绝对优势,占总组分的2.8—8.0%之间,平均5.6%,碳酸盐矿物占总组分的0.2—1.2%之间,平均0.53%,硫化物占总组分的0.8—1.9%之间,平均1.47%。
具体情况如表1-2。
表1-2煤层煤岩鉴定成分表
有机各体(%)
煤的总成份(%)
无机各类(%)
显微煤
岩类型
镜质体
反射率R0max%
变质
阶段
惰质体
壳质体
有机质
无机质
粘土类
硫化物类
碳酸盐类
氧化硅类
其它
41.2
58.3
0.6
95.5
4.6
2.8
1.7
0.2
0.0
微镜
惰煤
0.376
43.2
56.6
89.9
10.1
8.0
1.9
0.347
13.5
85.9
92.1
7.9
6.0
0.8
1.2
0.323
13.5-43.2
32.63(3)
56.6-85.9
66.93(3)
0.2-0.6
0.47(3)
89.9-95.5
92.5(3)
4.6-10.1
7.53(3)
2.8-8.0
5.6(3)
0.8-1.9
1.47(3)
0.2-1.2
0.53(3)
0.0(3)
0.323-0.376
0.349(3)
2分煤的化学组成
2.1煤的工业分析
工业分析包括水分、灰分、挥发分,被用于识别煤的种类和工业用途。
2.1.1水分
我们知道不仅是煤炭,任何可燃物品含水量越高,它燃烧时间、发热量都不会很高。
这就是为什么通过晒干树木再利用的原因。
水分直接影响木头的燃烧点。
对于煤炭而言,水分高它热稳定性就很低了;
而且,水分高,就硬度小了,耐摩擦指数也就高了,这就样就影响它“完整性”,在使用和运输方面的性能就更差了。
煤炭的含水率范围应在1.8%至10.38%直接为好,这范围的煤炭质量好,硬度、发热量等等方面是更可靠了。
对于同一种煤,水分越高则发热量越低,煤的热稳定性也越差,可磨性指数越高,影响煤的使用和贸易。
各煤层原煤的水分范围是最低1.80%,最高10.38%,对煤的开采和煤的利用产生的影响较小。
变异系数分别为39%、53%、39%、54%、43%、43%,6层煤的水份平均值6.05%,变异系数12%(表4—3),全区各煤层之间的水份(Mad)含量变化幅度不大,水份(Mad)介于5—15%间,均属中水分煤。
全区6层煤灰分(Ad)平均产率小于10%,总体属特低灰煤(SLA)。
现将各煤层煤的灰分(Ad)变化叙述如下:
2.1.2灰分
众所周知,好的煤炭是说它燃烧时产生的热量高,而且燃烧完剩下的炭灰量少。
我们把这个影响煤碳产热量的因素归类为灰分指数;
灰分指数指的是:
煤炭中的矿物质的量和成分的总和。
灰分指数越高,代表着煤炭体内的矿物质的量就越高。
而且这些矿物质在燃烧过程中吸收热量来分解,大大降低煤的产热量。
而且有的矿物质在高温燃烧之后会产生反应,生产有毒物质。
这就增加煤炭的危险性。
而且大量的矿物质燃烧后沉积在煤炭表面,减少煤炭与氧气的接触面。
大量的矿物质增大灰分量,增加煤炭废物的量。
所以,灰分指数低的煤炭是最为理想的可燃资源了。
研究区域内煤层的煤灰分的产率的6层煤层平均产率总体比例8.33—12.27%之间,平均值为9.69%,变异系数的平均值22%;
对于浮煤灰分的产率全区6层煤层平均产率总体比例4.68—6.10之间,平均为5.19%,变异系数的平均值为12%,准东煤田研究区煤层的差率基数煤油异样。
按照GB/T15224,该研究区第6层的煤灰分的产率均小于10%,符合国家标准的特低产灰煤炭。
煤层灰分变化如下:
(1)第6煤层:
我们采取27个测试采样点,该区域的灰分率是5.2%至34%,按照上面说的计算方法可以得出该区域的平均灰分率为11.2%,其变异系数为58%。
空间分布上,全所有的研究区域都是以低产灰分煤为主要组成,大多集中在中部偏西,向北、西北部到达个别部位灰分开始逐渐升高(ZK0304、ZK0305、ZK0303钻孔),分布有少量的中量产灰分煤甚至高产灰分煤。
具体如图2-1。
图2-1煤层B6灰分产率等值线图
(2)第5煤层:
我们采取30个测试采样点,该区域的灰分率是6.2%至11%,按照上面说的计算方法可以得出该区域的平均灰分率为8%,其变异系数为44%。
空间分布上,全区以特低产灰分煤为主;
在北部、中部灰分略显增高,出现有部分面积的低产灰分煤及少量的中产灰分煤。
如图2-2
图2-2煤层B5灰分产率值线图
(3)第4煤层:
我们采取20个测试采样点,该区域的灰分率是5.5%至22%,按照上面说的计算方法可以得出该区域的平均灰分率为13%,其变异系数为47%。
空间分布上,全区以特低产灰分煤为主,平均产率介于10—16%之间;
还是属于低产灰分煤。
在空间
(4)状态的分布上,整个研究区域基本都是低灰煤,在北部地区呈现特低灰煤现象,向南灰分增高最后过渡到中灰煤。
如图2-3
图2-3煤层B4灰分产率等值线图
(5)第3煤层:
采取30个测试采样点,该区域的灰分率是4.1%至18.3%,按照上面说的计算方法可以得出该区域的平均灰分率为8.3%,其变异系数为49%。
空间分布上,全区以特低产灰分煤为主,平均产率小于10%,总体属于特低产灰分煤(SLA)。
空间分布上,全区以特低产灰分煤为主,向东部和北部灰分增高,出现低产灰分煤,部分为中量灰分煤。
如图2-4。
图2--4煤层B3灰分产率等值线图
(6)第2煤层:
我们采取21个测试采样点,该区域的灰分率是4.2%至29.3%,按照上面说的计算方法可以得出该区域的平均灰分率为8.73%,其变异系数为36%。
总体属于特低产灰分煤(SLA)。
空间分布上,研究区域仍是以特低产灰分煤为主要成为,东部、南部以及西北方向灰分开始逐渐增高,出现小范围的低产灰分煤
如图2-5。
表2-5煤层B2灰分产率等值线图
(7)第1煤层:
我们采取30个测试采样点,该区域的灰分率是4.3%至27.53%,按照上面说的计算方法可以得出该区域的平均灰分率为11.3%,其变异系数为60%。
产率的平均值在11-15之间,属低产灰分煤(LA)。
空间分布上灰分变化很大,所有研究区域都是以特产低分煤为主要成飞,周边的大部分延伸方向灰分开始增高,向北则急剧增高,渐变为中量灰分煤。
如图2-6。
表2-6煤层B1灰分产率等值线图
3煤的元素分析
(1)碳元素;
研究区域内窑组第6煤层组成元素为:
原碳元素78.68%;
变异系数为:
1%;
浮煤碳元素含量平均为:
77.98%。
第5煤层组成元素为:
77.43%;
5%;
77.48%。
第4煤层组成元素为:
72.13%;
75.93%。
第3煤层组成元素为:
6%;
77.50%。
75.33%;
78.33%。
72.12%;
11%;
79.85%。
(2)氢元素;
研究区域内窑组B6、B5、B4、B3、B2、B1等煤层的原煤氢元素(Hdaf)含量平均分别为3.70%、3.65%、3.90%、3.86%、3.99%、3.94%,变异系数分别为11%、10%、9%、12%、9%、13%,6层煤间平均值3.85%,变异系数3%;
B6、B5、B4、B3、B2、B1等煤层的浮煤氢元素(Hdaf)含量平均分别为4.29%、3.94%、4.02%、4.10%、4.34%、3.93%,变异系数分别为6%、11%、32%、7%、7%、8%,6层煤间平均值4.10%,变异系数4%,煤中氢元素(Hdaf)含量变化幅度较小,含量较稳定。
(3)氧元素;
研究区域内窑组B6、B5、B4、B3、B2、B1等煤层的原煤氧元素(Odaf)含量平均分别为16.61%、15.69%、18.02%、15.81%、15.79%、15.41%,变异系数分别为5%、10%、20%、10%、6%、14%,6层煤间平均值16.22%,变异系数6%;
B6、B5、B4、B3、B2、B1等煤层的浮煤氧元素(Odaf)含量平均分别为16.52%、15.70%、18.01%、15.95%、16.05%、15.31%,变异系数分别为7%、10%、2%、6%、5%、10%,6层煤间平均值16.26%,变异系数5%,煤中氧元素(Odaf)含量变化幅度较小,含量较稳定。
4煤的有害组分
煤中有害元素危害巨大,不仅污染环境,还会腐蚀工业设施、降低产品性能
(1)硫;
研究区域内窑组煤层原煤全硫,含量6层煤间介于0.16—0.24%之间,平均为0.20%,变异系数14%;
浮煤全硫,含量6层煤间介于0.17—0.26%之间,平均为0.20%,变异系数15%(表4.1),各煤层之间的全硫(St·
d)含量变化幅度较小。
均属特低硫煤。
(2)磷;
研究区域内窑组B6、B5、B4、B3、B2、B1等煤层的原煤磷(Pd)含量平均分别为0.03%、0.02%、0.03%、0.02%、0.02%、0.03%,变异系数分别为61%、102%、65%、100%、107%、118%,6层煤间平均值0.03%,变异系数54%;
B6、B5、B4、B3、B2、B1等煤层的浮煤磷(Pd)含量平均分别为0.03%、0.02%、0.03%、0.01%、0.02%、0.03%,变异系数分别为96%、134%、0%、97%、53%、93%,6层煤间平均值0.02%,变异系数32%,各煤层煤中的磷(Pd)含量变化幅度大或极大,值忽高忽低,无规律可循。
按国家煤炭行业标准MT/T562—1996划分,B6、B5、B4、B3、B2、B1煤层煤含磷在0.01—0.05%间,均属低磷分煤(LP)。
(3)砷;
区内西山窑组B6、B5、B4、B3、B2、B1等煤层的原煤中砷(As)含量平均分别为2.22、1.66、2.00、1.60、1.40、1.24×
10-6,变异系数分别为44%、33%、44%、43%、35%、48%,6层煤间平均值1.69×
10-6,变异系数21%;
B6、B5、B4、B3、B2、B1等煤层的浮煤砷(As)含量平均分别为1.60、1.30、3.00、1.57、1.50、1.34×
10-6,变异系数分别为50%、31%、0%、29%、33%、30%,6层煤间平均值1.45×
10-6,变异系数34%,各煤层煤中的砷(As)含量变化幅度较大,值忽高忽低,无规律可循。
按国家煤炭行业标准MT/T803—1999划分,各煤层煤中含砷(As)小于4×
10-4,均为一级含砷煤(ⅠAs)。
表4.1煤层硫成分分析表
全硫St.d(%)
硫酸盐硫Ss.d(%)
硫化铁硫Sp.d(%)
有机硫So.d(%)
0.15-0.19
0.17
(2)
0.01-0.02
0.02
(2)
0.02-0.09
0.06
(2)
0.08-0.11
0.10
(2)
0.14-0.18
0.16
(2)
0.00-0.00
0.00
(2)
0.02-0.02
0.12-0.16
0.14
(2)
0.21-0.21
0.21
(1)
0.00
(1)
0.01-0.01
0.01
(1)
0.20-0.20
0.20
(1)
0.16-0.23
0.19(4)
0.0-0.01
0.01(4)
0.01-0.12
0.05(4)
0.02-0.21
0.14(4)
0.12-0.35
0.19(5)
0-0.01
0.01(5)
0.02-0.07
0.04(5)
0.06-0.3
0.14(5)
0.16-0.18
0.17(3)
1-0.01
0.01(3)
0.01-0.04
0.02(3)
0.1-0.15
0.13(3)
全区平均值(
)
0.16-0.21
0.18(6)
0-0.02
0.01(6)
0.01-0.06
0.03(6)
0.1-0.2
0.14(6)
占全硫百分比
5.55%
16.67%
77.78%
5煤的工艺性能
我们在前面也提到了,煤炭的各种使用用途,而所说的煤炭的工艺性质是模拟实验等科学研究分析后确定它的化学优势,从而决定该煤炭的使用方向而定的科学数据结构。
5.1煤的发热量
我们都知道煤的发热量是决定煤炭质量的第一因素。
确定了煤的自身价值。
发热量高,产生的热动力就越高了。
而且它的灰分指数就越低,这样煤炭产生的杂物也会越少。
这些高质量煤炭在工业的用途就更特殊了。
我们上面提到的煤田区域内的煤层发热量普遍很高,这区域的煤
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