安徽省砀山县朱楼勘查区二叠系下石盒子组72煤层煤质特征研究

2016-08-23涂爱华

地球 2016年7期

关键词：砀山县质体煤灰

■涂爱华

（安徽省地质矿产勘查局325地质队安徽淮北235037）

安徽省砀山县朱楼勘查区二叠系下石盒子组72煤层煤质特征研究

■涂爱华

（安徽省地质矿产勘查局325地质队安徽淮北235037）

砀山县朱楼勘查区位于安徽省北部，宿州市砀山县境内，面积约130.84km2。为全隐伏式井田，全勘查区查明煤炭资源储量11498.8万吨。本文通过对砀山县二叠系下石盒子组72煤的煤岩特征及主要性质进行研究，探讨了朱楼勘查区煤变质程度、显微组成及工业用途。

朱楼勘查区煤岩特征煤质特征

0　引言

砀山县朱楼勘查区位于安徽省北部，宿州市砀山县境内。勘查区内含煤岩系为二叠系。二叠系含煤岩系主要为下统山西组和下石盒子组。①山西组主要煤层集中在该组下部，主要煤层10煤层受岩浆岩侵蚀，煤层变薄或变为天然焦，只有部分可采；②下石盒子组主要集中在该组中部；其中72煤层，在整个勘查区都比较稳定，全区大部分可采,是本区最主要可采煤层。

本文拟通过对72煤层的论述来探讨勘查区煤的煤岩、煤质特征及其对煤的加工利用的影晌。

1　勘查区煤岩特征

矿区各煤层宏观煤岩特征：各可采煤层的物理性质基本相同，宏观鉴定，煤黑色，条痕褐黑色，粉沫、粒状至片状，半亮～光亮型，部分玻璃光泽，微污手，燃之有烟，块状，坚硬，不平坦断口，节理不发育，呈条带状结构，致密块状构造。

1.1有机显微组分

朱楼勘查区有机显微组分又分为镜质组和惰质组两类。72煤层有机组成以基质镜质体为主，少数均质镜质体，结构镜质体（胞腔充填粘土）有机组成分中镜质组主要以无结构镜质体为主，无结构镜质体在本样中以基质镜质体和均质镜体为主，基质镜质体在镜下不显示任何细胞结构，在反射光下呈深灰色，不显突起，充当各显微组分间的胶结物，均质镜质体不显示细胞结构，呈窄条带状分布，其反射色为深灰色。有机组成分中惰质组占15.6～25.0%，在本样中以丝质体为主，呈星状或网状分布，其反射色为白色，也可见了少量半丝质体，呈星状分布。有机组成分中半镜质组分占0.4-5.15%，在本样中以基质半镜质体为主，不显示细胞结构，其反射色为白色。壳子组分在本样中未观察到。

1.2矿物质

矿物组成主要有粘土矿物、黄铁矿、白铁矿、石英和碳酸盐矿。粘土矿物多见泥质页岩，为浸染状，少数充填状；黄铁矿多见粒状、莓球状、浸染状，少数团块状；碳酸盐矿物呈表面片状，充填状分布。

2　勘查区煤质特征

72煤层原煤工业分析元素分析结果表

72煤层有害元素分析结果表

经对煤层系统分析研究，朱楼勘查区煤质优良，属中-低灰分，低硫分的贫瘦煤、焦煤、贫煤和瘦煤。一般原煤发热量16.21～28.29MJ/kg；灰分(Ad)在16.49～39.62%；原煤全硫St.d含量0.45～0.85%；水分（Mad）含量不高，平均值在0.42～8.47%；挥发分（Vdaf）产率为5.36～33.76%；属低挥发分煤。碳含量偏高，而氢含量较低，碳含量为82.11～91.92%，氢含量为3.59～5.19%。

按照我国相关的煤炭质量分级标准：朱楼勘查区煤为低灰、特低硫、高热值煤。煤的煤岩、煤质特征决定了其加工利用特征。由于灰分、硫含量低、有毒有害元素含量也较低，发热量高，朱楼勘查区煤是一种优质动力煤。同时由于煤的变质程度低，煤质优良。

3　勘查区煤岩特征对其性质的影响

3.1朱楼勘查区煤变质程度和有机煤岩组成对其性质的影响

朱楼勘查区内煤变质作用主要有区域变质作用和岩浆变质作用两种类型。综合勘查区煤变质作用特征，其变质程度为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ三个阶段，分别相当于焦煤、瘦煤、贫煤和无烟煤（或天然焦）。不同煤层或同一煤层不同煤变质阶段（煤类），两种变质作用类型所起作用有主次之分；7煤层以区域变质作用为主，其变质程度与其在现代构造中的埋藏深度有关。南部埋藏浅，变质程度低于北部或西部煤变质程度，东部以瘦煤为主，西部则为贫煤或贫瘦煤。由于变质程度低，丝质组含量高，造成煤中水分含量较高，对朱楼煤的利用造成了不利影响。不仅降低了其发热量，影响其使用价值，而且不利于煤的运输和存放，运用动力配煤技术，通过配入某些高煤阶煤，可以降低煤中丝质组相对含量，并提高煤的着火点，抑制煤的自燃倾向，同时可降低煤中水分，并解决某些高煤阶煤着火点较高，燃烧性能较差的问题。

3.2朱楼勘查区煤中矿物组成对其性质的影晌

煤灰的主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、SO3及Na2O和K2O等。煤灰熔融性主要取决于这些成分含量的变化.由于CaO与SiO2很容易相互作用形成熔点较低的硅酸盐,而Fe2O3也有降低煤灰熔融性的作用，MgO、Na2O和K2O均有助熔作用，因此Fe2O3和CaO等碱性组分含量高的煤。其煤灰熔融温度普遍较低。同时煤灰中SiO2/Al2O3越低，煤灰熔融温度越高。

朱楼煤中粘土矿物具有较高的SiO2、Al2O3，并含有较多的K和Na等元素。同时,由于同生粘土矿物含量较低，煤的矿物组成特征使其煤灰熔融性普遍较差且极不稳定，对现代粉煤高温燃烧不太适应，在很大程度上影响了其市场竞争力，利用矿区煤低硫的优势，开展动力配煤研究，通过配入其它高灰煤，降低朱楼煤中Ca相对含量，既可改善其煤灰熔融性，又可合理利用其它劣质煤。