新疆托克逊县克尔碱二号煤矿煤质特征分析

郎海亮 孙景龙

摘 要：新疆煤炭资源极其丰富，但煤类多以动力用煤为主，炼焦用煤较少，克尔碱二号煤矿煤类主要以气煤为主，其煤质特征以特低灰分、高挥发分、高-特高发热量、特低有害元素为主，是非常好的炼焦配煤。克尔碱煤矿区作为托克逊县最大的一个煤矿区，矿区的勘查开发对当地的就业和经济发展起到了很大的促进作用，而二号煤矿作为克尔碱煤矿区唯一一个气煤井田，深入了解其煤质特征，可以引起业主在后续开发过程中的足够重视，避免资源浪费。

关键词：煤质特征；气煤；二号煤矿

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.070

1 概况

克尔碱二号煤矿位于新疆托克逊县西北约70km处，区域位于吐哈盆地的西北角，构造分区属吐鲁番坳陷中的克尔碱凹陷，东西宽约2.13km，南北长约4.34km，面积约9.33km2，总体呈长方形形状。

二号煤矿含煤地层为侏罗系下统八道湾组（J1b），区内发育厚度503m。该组含煤层2层，自上而下编号为4-1号和4-2号，煤层总厚5.11～10.92m，平均7.20m。4-2号煤层为区内唯一可采煤层，可采厚度5.11～10.92m，平均6.77m，煤层含夹矸0-2层，结构简单，煤层厚度大且稳定，资源量约5800万吨，分析研究其煤质特征，对今后煤炭资源开发利用具有重要意义。

2 煤岩特征

2.1 宏觀煤岩特征

4-2号煤层物理性质为黑色，沥青光泽，条痕黑褐色，节理不发育，性脆易碎，常见阶梯状断口，内生裂隙发育。宏观煤岩类型以光亮型煤为主，半亮型煤次之。

2.2 显微煤岩组分

根据钻孔资料，4-2号煤层显微煤岩组成以有机质组分的镜质组分、惰质组分及壳质组分为主，无机质的粘土类少量（表1）。其中，镜质组主要以无结构镜质体中的基质镜质体、碎屑镜质体为主，含量平均为86.5%；惰质组主要以丝质体中的氧化丝质体为主，可见少量碎屑惰质体，结构保存较完整，含量平均为4.3%；壳质组主要为孢粉体中的小孢子体，多呈蠕虫状分布，含量平均为6.2%；无机质组分中粘土类矿物含量平均为1.1%，呈浸染状或薄层状分布；硫化物类矿物含量平均为0.4%；碳酸盐类矿物含量含量平均为2.0%。

3 煤的化学性质

3.1 工业分析

4-2号煤层原煤水分含量（Mad）为1.57～4.03%，平均2.45%；浮煤水分含量（Mad）为1.59～3.16%，平均2.36%。总体属特低水分煤。

4-2号煤层原煤灰分产率（Ad）为4.35～12.13%，平均7.95%；浮煤灰分产率（Ad）为3.41～5.63%，平均4.08%。总体属特低灰煤。

4-2号煤层原煤挥发分产率（Vdaf）为44.11～62.69%之间，平均为50.86%；浮煤挥发分产率（Vdaf）为45.17～51.75%，平均为49.99%。总体属高挥发分煤。

3.2 有害元素

4-2号煤层原煤干燥基全硫分含量（St.d）为0.15～0.70%，平均0.37%；浮煤干燥基全硫分含量（St.d）为0.16～0.44%，平均为0.28%。总体属特低硫煤。其中，煤中硫的主要成分为有机硫（So.d），含量平均为0.21%；其次为硫化铁硫（Sp.d），含量平均为0.17%；硫酸盐硫含量（Ss.d）最低，含量平均为0.02%。

4-2号煤层原煤干燥基磷含量（Pd）为0.0005～0.036%，平均0.0083%，属特低磷煤。

4-2号煤层原煤干燥基氟含量（Fad）为22～136ug/g，平均65ug/g，属特低氟煤。

4-2号煤层原煤干燥基氯含量（Cld）为0.002～0.202%，平均0.054%，属低氯煤。

4-2号煤层原煤干燥基砷含量（Asa.d）为0～10ug/g，平均6ug/g，属二级含砷煤。

4 煤的工艺性能

4.1 发热量

4-2号煤层原煤干燥基弹筒发热量（Qb，d）为13.98～36.15MJ/kg，平均MJ/kg；原煤干燥无灰基弹筒发热量（Qb，daf）为19.25～39.9MJ/kg，平均MJ/kg；原煤空气干燥基高位发热量（Qgr，ad）为12.7～30.83MJ/kg，平均MJ/kg；原煤干燥基高位发热量（Qgr，d）为16.17～31.65MJ/kg，平均MJ/kg；原煤干燥基低位发热量（Qnet，d）为17.89～30.7MJ/kg，平均MJ/kg。

4.2 煤灰成分

4-2号煤层煤灰成分平均含量为：二氧化硅26.78%，氧化钙23.76%，三氧化二铁16.49%，三氧化二铝10.09%，氧化镁8.74%，三氧化硫7.81%，氧化钠2.09%，氧化钾0.75%，二氧化钛0.63%，二氧化锰0.136%，五氧化二磷0.12%。煤灰成分属硅钙型。

4.3 灰熔融性

4-2号煤层软化温度（ST）平均为1274℃，属中等软化温度灰；流动温度（FT）平均为1283℃，属较低流动温度灰。

4.4 焦油产率

4-2号煤层焦油产率（Tarad）为10.0～25.8%，平均17.8%，属高油煤。

4.5 煤类

4-2号煤层以气煤为主，少量长焰煤，依照《中国煤炭分类国家标准》（GB/T 5751-2009）规定，当粘结指数在5-35之间、干燥无灰基挥发份产率大于37%时，为长焰煤；当粘结指数大于35、干燥无灰基挥发份产率大于37%时，为气煤。

4-2号煤层粘结指数在11～89之间，浮煤挥发分在45.17～51.75%之间，煤类以气煤（43QM、44QM、45QM）为主，长焰煤（42CY）少量。

5 结论

5.1 煤质特征分析

托克逊县克尔碱二号煤矿4-2号煤层属特低水分、特低灰、高挥发分、特低硫、特低磷、特低氟、低氯、高-特高发热量、高油的煤。

5.2 工业利用方向

该煤层层位稳定，厚度大，全区可采，煤类以气煤为主，应用范围广泛，可用于动力用煤、液化用煤、气化用煤及炼焦用煤，且新疆大部分煤为动力用煤，气煤市场前景广阔。

参考文献：

[1]李国栋，范子文.吐鲁番-哈密盆地侏罗系聚煤规律与找煤方向[J].西北地质科学，1991（01）：97-109.

[2]吴因业.吐哈盆地侏罗系含煤沉积层序特征研究[J].石油勘探与开发，1995（05）：35-39.

[3]郎海亮，夏威威等.新疆托克逊县克尔碱煤矿区二号井田勘探报告[R].新疆煤田地质局一五六煤田地质勘探队，2016.

作者简介：郎海亮（1985-），男，山东潍坊人，学士，工程师，从事煤田地质的研究和勘查、开发工作。