滇东旧堡煤矿煤的可选性研究＊

周 娉崔 彬

(1.中国地质大学,北京市海淀区,100083;2.湖南工程学院,湖南省湘潭市,411104)

滇东旧堡煤矿煤的可选性研究＊

周 娉1,2崔 彬1

(1.中国地质大学,北京市海淀区,100083;2.湖南工程学院,湖南省湘潭市,411104)

在分析了滇东旧堡煤矿煤层煤质特征的基础上,利用筛分试验和浮沉试验研究了该矿区煤的可选性。研究结果表明,该矿区 K2、K5可采煤层均为中灰分、特低硫和中等挥发分煤。筛分试验结果显示,在13～0mm粒级中,主采煤层的煤主要分布在13～6mm的粒度范围内,且筛分后各粒级水分、硫分均无大的变化,但灰分都随粒度减小而有所下降。浮沉试验结果显示,K2煤层的煤为难选煤,K5煤层的煤则为极难选煤。

煤质 可选性 筛分试验 浮沉试验 旧堡煤矿

煤的可选性是指煤与无机物质可分离的难易程度,反映了按要求的质量指标从原煤中分选出合格产品的难易程度,它是选煤工艺研究和选煤厂设计的主要依据。通过评价煤的可选性,可以选择合理的分选方法,并对分选效果进行预先初步估计,而选煤厂则可根据入选原煤的可选性等级,概略地评定煤的分选效果。云南宣威市倘塘镇旧堡煤矿蕴藏着较为丰富的煤炭资源,已对当地的工业、民用和国民经济的发展起着十分重要的作用,但未曾对该矿区燃煤可选性做过系统分析。因此,本文在研究旧堡煤矿煤层煤质特征的基础上,探讨其主采煤层的可选性。

1 矿区地质特征

旧堡煤矿矿区内地层倾角为4～10°,主要发育有2条断层,地质构造复杂程度属中等类型。该矿区出露的地层从老到新分别为:二叠系上统宣威组、三叠系下统卡以头组和飞仙关组及第四系,其中宣威组为含煤地层。该矿区含煤地层共含煤6层,煤层自下而上编号为 K1、K2、K3、K4、K5、K6,其中 K2、K5煤层属全区可采煤层,其余煤层属不可采煤层。K2煤层厚度为0.81～1.24 m,平均厚度为1.10 m;K5煤层厚度为0.78～0.97 m,平均厚度为0.85 m。

2 煤岩煤质特征

2.1 煤岩特征

据井下观察,矿区范围内 K2可采煤层以半暗煤为主,半亮煤次之,K5可采煤层则以半亮煤为主,半暗煤次之。

2.2 煤质特征

旧堡煤矿各可采煤层的煤质特征如表1所示。可以看出,矿区内 K2、K5煤层原煤的灰分含量平均值分别为20.28%和19.38%,均为中灰分煤;K2、K5煤层原煤的全硫含量平均值均为0.13%,属特低硫煤;K2、K5煤层原煤挥发分平均值分别为26.95%和27.84%,属中等挥发分煤。

表1 旧堡煤矿煤层煤样工业分析结果

3 煤的可选性

3.1 筛分试验

滇东旧堡煤矿 K2、K5可采煤层煤样在13～0mm粒级中的筛分试验结果分别如表2和表3所示。可以看出,13～6mm的粒度范围内 K2、K5可采煤层煤样的浮煤回收率分别为57.23%和56.99%,表明旧堡煤矿13～0mm粒级中的煤大部分分布在13～6mm粒度范围内。不仅如此,无论是 K2还是 K5主采煤层的煤样,筛分后各粒级水分、硫分无大的变化,均保持筛前的原煤特征,但灰分都随粒度减小而有所下降。该矿区与滇东北镇雄煤田晚二叠世煤中硫分在各粒级中的变化规律基本一致。

表2 旧堡煤矿 K2可采煤层煤样(13～0mm粒级)筛分试验结果

3.2 浮沉试验

分选密度±0.1含量法(简称“δ±0.1含量法”,下同),在许多国家都得到应用,也是我国目前评定煤炭可选性的主要方法。该方法的煤层可选性评定标准如表4所示。滇东旧堡煤矿 K2、K5煤层属焦煤,按 GB/T397-1998《冶金焦用煤技术条件》标准,指定浮煤灰分为10%和11.5%对煤的可选性进行评价。

表3 旧堡煤矿 K5可采煤层煤样(13～0mm粒级)筛分试验结果

表4 中国煤炭可选性评定标准(GB/T16417-1996)

根据浮沉试验结果,该矿区 K2、K5煤层煤的可选性曲线分别如图1和图2所示。由图1可以看出,当浮煤灰分为10%时,其产率为13.62%,相应的沉煤产率为86.38%,根据试验结果,K2煤层理论分选密度为1.404 g/cm3,则其相应的δ±0.1含量为初始值 29.99%;同样,当浮煤灰分为11.5%时,其相应的δ±0.1含量初始值为33.52%。由于理论分选密度小于1.7 g/cm3,按“δ±0.1含量法”规定,此时所求得的δ±0.1含量初始值应扣除沉矸,δ±0.1含量最终值按公式,计算结果见表5。不难看出,当分选密度为1.404和1.418,δ±0.1含量最终值均大于30%而小于40%。根据中国煤炭可选性评定标准,K2可采煤层的煤为难选煤。

图1 旧堡煤矿 K2煤层煤的可选性曲线图β—浮煤曲线;λ—灰分分布曲线;θ—沉煤曲线;δ±0.1—密度±0.1曲线;δ—密度曲线

由图2可知,当浮煤灰分为11.5%时,其产率为21.80%,相应的沉煤产率为78.20%,根据试验结果,K5煤层理论分选密度为1.41 g/cm3,则其相应的δ±0.1含量初始值为43.75%。同样由于理论分选密度小于1.7 g/cm3,按“δ±0.1含量法”规定,此时所求得的δ±0.1含量初始值应扣除沉矸,δ±0.1含量最终值按公式,计算结果见表5。不难看出,当分选密度为1.41,δ±0.1含量最终值大于40%。根据中国煤炭可选性评定标准,K5可采煤层的煤为极难选煤。

图2 旧堡煤矿 K5煤层煤的可选性曲线图β—浮煤曲线;λ—灰分分布曲线;θ—沉煤曲线;δ±0.1—密度±0.1曲线;δ—密度曲线

表5 旧堡煤矿 K2、K5可采煤层煤的可选性评价结果表

4 结论

(1)滇东旧堡煤矿煤层煤质分析结果表明,K2、K5可采煤层均为中灰分、特低硫和中等挥发分煤。

(2)筛分试验结果表明,在13～0mm粒级中,滇东旧堡煤矿各主采煤层的煤主要分布在13～6mm的粒度范围内,且筛分后各粒级水分、硫分均无大的变化,都保持筛前的原煤特征,但灰分都随粒度减小而有所下降。

(3)浮沉试验结果表明,旧堡煤矿 K2煤层的煤为难选煤,K5煤层的煤则为极难选煤。

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(责任编辑 张毅玲)

Washability of coal in Jiubao coalmine,eastern Yunnan

Zhou Ping1,2,Cui Bin1
(1.China University of Geosciences,Haidian,Beijing 100083,China;2.Hunan institute of Engineering,Xiangtan,Hunan,411104,China)

On the basis of the coal quality characteristics,the screening and float-and-sink tests have been carried out to investigate the washability of the coals in the Jiubao coalmine,eastern Yunnan.The results showed that the K2,K5coal seams were medium ash,extremely low-low sulfur and medium volatile coals.The screening test results showed that the coals in the 0～13mm grain grade were mainly distributed in the size range of 13～6mm.The levels of the water and total sulfur varied little in different size grades of coals,but in a same size grade the ash decreased with the size.The float-and-sink tests showed that the coal washability of K2coal seam was in the difficult degree,and the coal washability of K5coal seam was in the extremely difficult degree.

coal quality,washability,screening test,float-and-sink analysis,Jiubao coalmine

TD940.2

B

湖南省自然科学基金项目(09JJ3085)。

周娉(1979-),女,湖南桃江人,中国地质大学(北京)地学院博士生,湖南工程学院讲师。