金堂煤矿B4煤层煤质特征分析

周龙 夏航 廖海 文雪华

1.四川省矿产资源储量评审中心 四川成都 610000

2.汶川川能矿业投资开发有限责任公司 四川阿坝州 624000

金堂煤矿位于四川省珙县县城（巡场）152°方向，直距约24km，矿区呈北西南东走向，北西起于13号勘探线，与珙县二号井田相接，南东止于30号勘探线，与德赶坝井田接界。

1 地质概况

金堂煤矿位于珙长背斜南翼中段，罗场向斜北翼东倾没端，地层走向北西-南东，倾向南西，倾角西陡东缓。区内出露最新地层为第四系全新统，三叠系上统须家河组（T3xj）、下统雷口坡组（T2l）、嘉陵江组（T1j）、飞仙关组（T1f），二叠系上统宣威组（P3x）、峨眉山玄武岩组（P3β）、中统茅口组（P2m）、栖霞组（P2q）。其中T3xj与T2l、P3x与P3β、P3β与P2m呈假整合接触。井田总体属单斜构造未发现大的褶曲，地表小断层较发育，基本未切割煤层，隐伏断层一般落差较小，对煤层影响较小，B4煤层为全区可采的煤层。

2 煤质特征

2.1 煤的物理性质和煤岩特征

2.1.1 煤的物理性质

B4煤层颜色为黑色，硬度大、脆度小，似金属光泽，参差状、棱角状断口，块状、均一状、条带状结构，层状构造，内生内生裂隙不发育，视密度1.60t/m3。

2.1.2 宏观煤岩特征

B4煤层煤岩结构三分明显，上部为暗淡或半暗煤，中部为条带状半亮煤，下部为暗淡煤或半暗煤，中部半亮煤发育，厚度稳定，宏观煤岩类型总体为半亮-半暗型煤。

2.1.3 变质阶段

根据勘查工作采样化验结果按中国煤炭分类标准（GB/T5751-2009），B4煤层挥发分（Vdaf）平均值均小于10%大于6.5%，氢含量（Hdaf）平均值均大于3%，属低变质无烟煤三号（WY3）。各化验指标详见表1。

表1 B4 煤层变质指标统计表

2.2 煤的化学性质

2.2.1 煤的主要工业指标

B4煤层各主要工业指标统计详见表2。

表2 B4 煤层主要工业指标统计表

根据煤层采样化验结果指标对B4煤层评定详见表3。

表3 B4 煤层主要工业指标评级表

2.2.2 煤层元素分析及有害组份

B4煤层浮煤碳含量平均为91.45%，氢含量平均为3.80%，氮含量平均为1.26%，硫+氧3.67%。详见表4。

表4 B4 煤层浮煤元素分析成果统计表

B4煤层中有害元素磷（P）、氯（Cl）、氟（F）、砷（As）等含量均较低，原煤磷含量为0.010-0.030%，氯含量为0.010-0.020%；氟含量为114.40-119.44PPM，砷含量为1.33-4.69PPM。为低氟、特低氯、特低磷、一级含砷煤。

2.3 煤的工艺性能

2.3.1 发热量

B4煤层原煤高位发热量变化较大，属低-高发热量煤，按资源量加权后平均为22.93MJ/kg，属中发热量煤，变化情况详见图1。

图1 B4 煤层原煤发热量等值线图

2.3.2 煤灰特点

矿区内B4煤层煤灰成分以SiO2、Fe2O3、Al2O3为主，属硅质-铝质灰分，B4煤层灰分成分分析结果详见表5。

经勘探时采样测试，B4煤层煤灰软化温度为1110-1420℃，按煤灰软化温度分级（MT/T853.1-2000），为较低软化温度。

2.3.3 热稳定性

经勘探报告采样测试，B4煤层大于6mm残渣（Ts+6）为68.65%。按煤的热稳定性分级（MT/T560-2007），B4煤层属中等热稳定性煤。

2.3.4 煤对CO2 反应性

B4煤层CO2还原率随反应温度的升高而升高，详见表6。

2.3.5 煤的结渣性

据测定，炉栅截面流速为0.3m/s时，B4煤层大于6mm的灰渣结渣率为41.02%，属强结渣煤。

2.3.6 煤的可磨性

B4煤层哈氏可磨性指数为54-78，平均为66，按煤的啥氏可磨性指数分级（MT/T852-2000），可磨性等级,为中等可磨。

2.4 煤的可选性

根据煤炭可选性评定方法（GB/T16417-2011），煤层可选性评定采用δ±0.1含量法，以1.40-1.90kg/l密度级进行浮选后，其δ±0.1含量及可选性等级见表7，可选性曲线见图2。

浮煤：水分（Mad）含量0.48-1.89；灰分（Ad）含量9.44-24.79，属低灰煤；挥发分（Vdaf）含量7.76-12.38，属特低挥发分煤；全硫（St,d）含量0.53-1.96，属低硫煤；发热量（Qgr.v.d(MJ/kg)）30.85-35.83MJ/kg，属特高发热量煤。

表5 B4 煤层灰成分分析成果统计表

表6 B4 煤层化学活性统计表

表7 B4 煤层δ±0.1 含量及可选性成果表

图2 B4 煤层（简易）可选性曲线图

3 结语

综上所述，金堂煤矿B4煤层原煤：水分（Mad）含量0.37-1.71；灰分（Ad）含量23.25-48.8，属高灰煤；挥发分（Vdaf）含量8.28-15.49，属低挥发分煤；全硫（St,d）含量1.69-8.39，属高硫煤；发热量（Qgr.v.d(MJ/kg)）16.56-26.94MJ/kg，属中发热量煤，原煤磷含量为0.010-0.030%，氯含量为0.010-0.020%；氟含量为114.40-119.44PPM，砷含量为1.33-4.69PPM。为低氟、特低氯、特低磷、一级含砷煤。