煤田地质勘探中煤质工作的重要性

杨仁涛

湖北煤炭地质勘查院 湖北 武汉 430000

引言

煤田地质勘探是对现有煤矿资源开采及利用的前提，为煤矿设计和建设提供可靠的地质资料，为开采工作提供着重要的信息参考。对该项工作内煤质工作具备的重要性进行分析，能促使煤田地质工作者更为重视该项工作，最终利用有效的煤质工作，促使煤矿企业将煤炭资源利用率提高，并促进新型煤炭资源的持续开发，落实当下的资源合理利用、节能减排等重要理念，为国内的进一步发展提供充分助力。在煤田地质勘探中，做好煤质工作，能确保煤炭产品的质量稳定性，合理构思煤矿设计，保障煤矿井的设计能满足实际的煤田使用需求，并借此实现合理的煤田开发及利用，为煤田开发工作提供合理、真实的理论依据。

一、煤质工作内容解析

在现代煤炭管理中，煤质工作堪称是一项关键环节，同时它也属于煤田地质勘探工作，并是其中的重要构成部分之一。在煤质工作中，它主要的体现形式便是书面报告，利用报告呈现勘探环节内的煤炭质量、煤田地质状况等多个指标信息，以此为后续的煤炭开发提供真实的评价及建议。而在了解煤质工作对应报告内所呈现的具体内容后，利用针对性举措便能保障煤炭开采的合理性、有效性，并将煤炭资源的质量稳定性提升。

在煤田地质勘探环节内，主要的勘探前提是确保煤炭的质量，勘探部门需利用煤质报告预测及判断开采区域内重要的地质状况，为此煤质工作也能保障煤炭的质量。在勘探工作中，煤质工作者要将煤田信息准确呈现给煤矿设计部门，其主要的呈现内容有以下几点：

第一、含煤地层的结构、厚度、含煤性，以及煤层的厚度、埋深、结构、赋存状况、分布特征及变化趋势、连续性及可采范围。

第二、煤层顶板以上各含水层、底板直接充水含水层深度、厚度及渗透参数等井田的水文地质条件、矿井充水因素及矿井的涌水量等参数。

第三，煤的物理性质、顶底板岩石物理力学特征、工程地质特征，以及与煤的开采、洗选、加工、运输、销售和环境保护等有关的煤质特征和工艺性能。

第四、煤层地质构造的特征，例如煤层的褶曲、断层或者单个煤层倾斜角等等；

第五，单层厚度、不同煤层的间距或者煤层变化规律；煤岩层的组合关系、围岩性质等等。

二、煤田地质勘探中煤质工作的重要性

(一)保障化验项目一定合理性。煤产地不同，煤的变质程度也不一样，煤类也不同，新疆地域辽阔，新疆的煤田有准东煤田、准南煤田、沙吉海煤田、托洛盖煤田、白杨河煤田、库拜煤田、吐哈煤田、伊犁煤田等，煤矿分布广，区域跨度大。主要成煤时代为侏罗系下统和中统，主要含煤地层为天山区及准葛尔区的侏罗系下统八道湾组(J1b)、三工河组(J1s)；侏罗系中统西山窑组(J2x)；塔里木区侏罗系下统康苏组(J1k)、中统杨叶组(J2y)。成煤区域不同，成煤时代先后也不同，煤的种类丰富，型号偏多，不同种类及型号的煤均会在不同领域进行应用，且煤矿产品的生产，也需要从其具体的用途出发进行对应的设计及加工工作，最终形成了市场上不同类型的煤质品。而煤田地质勘探这份工作也是如此，勘探环节中会涉及到不同的各类化验项目，上述化验项目的差异由多个因素所决定，具体可分以下几点。首先，煤质工作中包含了很多内容，例如寻找及测算煤资源，检查煤田的不同指标，确定开凿矿井，布置后检查矿井等等。而在上述环节完成后，亦需测量化验项目，对煤干燥的程度，煤周边空气的湿度或者煤含量内的水分比例等内容进行测量。而上述测量内容仅是普通的煤质条件中所需的测量项目，在一些存在特殊性的报告内，还需将其储量等级进行指出，当需要测量原煤密度时，则需测量煤样煤芯，再将其和真实煤密度互作对比。

其次，特殊煤需要特殊测量。例如新疆地区可产的褐煤、无烟煤等等。对该类煤测量好干燥度、水分等指标后，亦需测量其周围的干燥空气发热量，并测量煤的灰分及溶解性等等。而在测量无烟煤时，除上述相对基础的化验测量项目外，还需测量其干燥无灰基氢含量；最后，在测量褐煤或者无烟煤时，要测量煤样品的硬实力，例如测量机械强度，并做好软实力测量，如测量煤热稳定性。作为具备易燃性及可燃性的煤，为充分避免其发生自燃，也需测量煤产品的燃点。

结合以上，在煤质工作内，项目化验是一类十分重要的部分，而化验项目的科学及合理，便能确保煤质工作的质量及高效。虽煤质化验的工作开展难度相对较大，但其作用及意义十分重要，对煤田地质勘探的进步及发展起着重要的推动作用，且当下的勘探工作执行时，也不能只停留于理论基础之上，更要重视实践应用环节，而煤质工作的开展，便保障了勘探工作的重要实践性。

(二)确保煤炭资源的合理开发。作为具备易燃性、可燃性的煤炭，它在和氧气出现反应后，所形成产物对空气环境带来的污染极小，以此该类产品一直受到国内各行业的认可，在煤炭产品的逐步使用下，煤炭资源也逐步成为了国内消耗量最大的自然资源之一。但自然资源相对有限，若经过度的开采或者资源浪费，最终会面临的必然是资源的枯竭，为此我国需合理规划煤的应用及开采，以合理科学的规划保障自然资源的合理利用，避免一定的浪费现象，给予自然资源一定的恢复缓冲时间，最终实现资源利用的可持续发展。在煤炭资源的有效利用及合理开采中，煤质工作发挥着重要的指标参考作用，因此勘探工作应高度重视现有的煤质工作，在煤质工作内，确保煤质的不同资料数据均能清晰可见，组织煤质工作者仔细勘察煤田地质具体的状况，最终让煤田的开发利用价值能够充分发挥。

(三)保障煤田地质勘探代表性。在勘探工作中，对煤样品的择选会直接决定到煤质变化的最终评价结果，并对煤质特征评价的结果起着重要的决定性作用。煤质工作的开展，是保障煤样品结果有效性、准确性的重要手段，最终能确保勘探工作的质量及代表性。以下从多方面分析煤质工作保障煤田地质勘探代表性的具体内容。

第一，在煤质工作中，采样点的分布要合理并具有代表性，采样点的布置和所采取的样品，都必须有充分的代表性。采样点分布位置应与煤层情况和煤质研究的目的相吻合，用于评价煤的一般质量特征的采样点，应处于煤质的正常地段，受风、氧化、断裂、自燃烘烤与岩浆接触等影响的采样点不能参与正常煤的质量评价。新疆很多地区煤层埋藏浅，受风氧化带影响严重，许多地区煤层自燃，在勘查阶段需要注意煤质采样点分布位置的代表性。

第二，在煤质工作内，首要任务便是采集煤样品，煤层取样是勘查阶段研究煤质的基础性工作，是进行勘查区远景评价和工业评价的重要依据。同时也为研究煤的成因、煤层对比以及环境评价提供必要的资料。煤样的采取质量直接影响对煤岩特征，煤的物理、化学性质与其工业用途的正确评价。煤样的质量必须尽可能地接近全部煤层的平均质量，这样才能代表这一层煤的平均质量，因此在采集中必须保障煤芯重量在总的煤样品重量的80%～90%范围内，确保最终的煤质检测结果其准确度及代表性，如果采样的准确度差，也就是说煤样的代表性不好，那么无论制样、化验多么准确，也都毫无意义，采样不准确，便会引发检测结果与开采数据有较大差异的问题，对煤的加工、利用和销售都会造成影响甚至造成无可补救的损失。使得工作难度系数潜在增长，且无法保障人员作业时的安全，使其工作的危险指数增长。因此煤质工作的进行，需保障煤芯重量处于一个指定的合理范围内；

第三，钻取煤样是煤质工作的内容之一，在钻取环节中，需要保障煤的氧化程度、钻头光滑度均处于适宜范围内。在钻头经长时间的运转后，钻头表面的温度会越来越高，再加之无法充分将氧气隔绝的因素影响，最终会让煤样品的表面出现氧化状况，当温度过高后，更会引发煤样品的燃烧问题。无论是何种问题，最终都会使得针对于煤样品开展的测量结果和实际情况不相符，改变了煤样品的结构及种类，导致煤样品的测量数据无法具备一定的参考性；

第四，在钻取煤样品时，煤质工作的进行，一则实现了对钻头所钻取的力度控制，避免因钻取力度的过高，最终使得煤样品周边的泥浆或灰尘出现喷溅现象，导致检测报告内煤灰分的含量过高，保障了测量结果的一定准确性，降低了对后续工作的影响。而要解决泥浆灰尘喷溅的问题，便需做好对煤样品的清洁工作，在煤质工作内亦包含了清洁煤样品的内容，清洁方式以冲洗清洁为主。但在冲洗环节中，煤质工作者要避免因冲洗导致煤样品内的钾、钠等元素被水流冲走，当煤样品的冲洗难度过大时，亦可利用刷子刷洗的方式，最终降低煤样品内的泥浆、灰分含量；从煤芯取出到采样结束一般不得超过48小时， 在采取煤样时应清除煤芯外部的泥皮等杂物，并去掉磨烧部分，取干净煤芯样品。

第五，一般煤样品内亦会渗入如铁、钢等杂质，要处理该类杂质，则可运用具备吸附力的物质对其完成清除。例如煤质工作者可利用吸铁石的特性吸附煤样品内的铁杂质，最终避免对样品测量带来影响，让勘探工作具备的代表性不受影响；

第六，当所获煤样品为风化带、氧化带内的样品时，若直接开展样品测量则会对测量结果产生严重影响，为此该类煤样品仅能协助工作人员将样品内腐植酸的含量确定出来，并无法和正常煤芯一般具备精准的数据参考价值。为此，在煤质工作中，也涵盖了对该类煤样品的筛选工作，以此保障测量结果的准确度。结合以上，煤质工作的进行，能确保煤样品的有效性及真实性，也保障了煤质工作者对上述煤样品问题的监管质量，最终提高了测量结果具备的可靠性，保障了勘探工作的代表性。

第七，在煤田地质工作中煤质指标也是对比煤层的标志，对井田内煤质化验指标数据，工业分析、元素分析及其它测试数据中，找出某些具有特征的指标，可以作为煤层对比的良好标志，在煤矿开采过程中，遇到地质构造，可以通过煤质指标判断煤层之间的关系，对煤矿采掘工作具有指导意义。

三、煤质工作重要性具体实例

煤矿生产经营当中煤质是比较重要的一项内容，对企业的经济效益来说会产生重要的作用，根据煤田地质勘探阶段所获得的煤质资料数据综合分析，确定合理的煤质计划目标，煤炭企业开展的多项管理工作的目的都是为了实现煤炭的质量管理，妹纸计划的确定的合理性、科学性、精确性都是影响煤炭产品质量的关键，能够对煤炭企业所占市场地位产生重要影响，这关系到企业的经济效益。我们接触的新疆库拜煤田龟兹煤矿就特别重视煤质工作，他们根据煤矿煤质勘探数据，把企业的产品定位于硅煤，硅煤为一种煤炭产品，同时也可作为一种碳质还原剂，是生产冶炼工业硅的主要原料之一和硅石在矿热炉内冶炼生成产品金属硅。随着现代科技发展，社会对半导体芯片的需求越来越高，对高纯度硅的需求也很大，因此，对硅煤的需求也比较大，硅煤主要质量指标值为含铁0.2%以下，含铝0.8%以下，钙0.5%以下，全灰5%，粘结80，挥发37-40%，Y 值13，结焦7，固定炭58%，发热量7500大卡。

新疆库拜煤田龟兹煤矿的煤质化验指标如下：全水分6.5%，分析水1.3%，灰分6.8%，挥发分39.85%，全硫0.28，固定碳52.05，焦渣特征值7，粘结指数88，三氧化二铁含量0.18%，氧化铝含量0.5%，氧化钙含量0.3%。符合硅煤质量要求，对那些指标达不到的煤，经洗煤厂洗选可以达到，含铁0.2%，铝0.56%，钙0.3%，灰份3%，硫0.6%，挥发分38.5%，粘结90%，水份9%，低位发热量7000 大卡，符合硅煤煤质要求，产品销售价格比普通煤销售价格高20%-30%，取得了良好的经济效益。

结束语

结合以上，在国内科技的不断发展下，国民的生活质量提升，对生活水准的要求也越来越高，对资源的合理利用成为当代国民、国家社会更为关注的重要话题之一，且在国内各行业的发展下，煤炭也会依然成为未来社会中开采利用量更大的自然资源。但对煤炭资源的大量利用，最终必会引发全球范围内的平均气温上升问题，最终引发环境污染问题，因此在当下及未来，节能减排工作都是我们需要重视的一项工作，而在该项工作中，其重要的前提便是对煤炭的合理开采及利用。在煤田地质勘探中，煤质工作是一项重要的构成部分，在煤矿开采中发挥着重要的指导意义，因此勘探工作者要掌握煤质工作的主要内容及重要意义，提高对该项工作的重视，最终将勘探工作的工作质量、工作效率整体提升，促进现有煤田地质勘探工作的进步及发展。