区内穿过8号煤层钻孔46个,其中:断失点8个,岩浆岩吞噬点10个,岩浆岩侵入煤层顶板5个(均可采),岩浆岩侵入煤层底板11个(9个可采,2个不可采);正常可采点23个,正常不可采点5个,尖灭点1个。对正常点进行统计,煤层可采性指数83%,煤层厚度变异系数81%,属极不稳定煤层。
(七)9号煤(下架煤)
位于8号煤层之下,一般间距小于5m,个别点与8号煤合并为一层。由于岩浆岩的侵入影响使8-9号煤间距增大,如6904孔超过14m。煤层厚度0~7.73m,平均厚度2.43m。受岩浆岩影响使局部煤层不可采或被吞蚀,使可采范围变小,如6708、云23、7001等孔,但侵蚀点大部分仍可采。吞蚀带多处于矿区中部的-250m以深。另外,第2线及第11地质剖面线也零星分布。大部分地段虽受岩浆岩影响,使煤层结构复杂化但仍然可采。结构较复杂,大部分含夹矸1-2层,夹矸厚度0.07-0.34m。因岩浆岩对8、9号煤层严重破坏致使稳定可采煤层出现局部的不稳定。区内穿过9号煤层层位钻孔45个,其中:断失点9个,岩浆岩吞噬点8个,岩浆岩侵入煤层顶板15个(12个可采,3个不可采),岩浆岩侵入煤层底板5个(3个可采,2个不可采);正常见煤点8个,全部可采。对正常点进行统计,煤层可采性指数100%,煤层厚度变异系数33%,属较稳定煤层。
各可采或局部可采煤层及不可采煤层情况见表2-2、2-3。
云驾岭井田可采煤层一览表 表4-1 厚度 煤层 编 煤层 统计 最小-最大 间距 号 名称 点数 平 均 (m) 0-1.18 1 小煤 51 15-20 0.63 0.55-5.96 2 大煤 51 36 3.64 野青 0-0.97 4 54 28 煤 0.66 山青 0-1.86 6 50 18 煤 0.92 0-1.39 小青 7 37 30 煤 0.82 大青 0-4.67 8 12 5 煤 147 下 1.34-4.91 9 8 架煤 3.30 可采 变异 系数 系数 20 94 17 74 51 83 100 37 33 28 32 42 81 33 稳定 性 极不 稳定 较稳 定 极不 稳定 不稳 定 极不 稳定 极不 稳定 较稳 定 煤层 结构 简单 煤 层 情 况 无岩浆岩干扰,只19线以南个别点受到岩浆岩影响,煤层局部可采 较简 19线以南有岩浆岩干扰,北部基本无岩浆岩影响。单 煤层稳定。 简单 层位稳定,局部可采。岩浆岩干扰较弱。 简单 煤层厚度稳定,只少数点构造影响不可采,岩浆岩影响不大,只北部云65、云34分别为顶底板 较简局部可采,岩浆岩对本煤层稍有影响 单 因岩浆岩干扰破坏严重,局部缺失和厚度变薄而不可采或被吞蚀 较复因岩浆岩干扰破坏严重,局部缺失和厚度变薄而杂 不可采或被吞蚀 简单
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不可采煤层情况一览表 表4-2
编号 1上 3 4下 5上 5下 6下 7上 7下 10 煤层 名称 上层小煤 一座煤 野青下 山青上 山青下 伏青煤 小青上 小青下 尽头煤 厚度 最小-最大 平 均 0~0.67 0.40 0.30~0.80 0.67 0~0.63 0.40 0~0.61 0.15 0~0.34 0.01 0~0.94 0.31 0~0.76 0.13 0~0.50 0.14 0~0.85 0.15 煤层 结构 简单 简单 简单 较复杂 简单 简单 简单 简单 简单 煤 层 情 况 局部有缺失 局部受岩浆岩干忧破坏 与4号煤间隔2m 一般含夹矸,局部夹矸超过煤层厚 层位稳定 位于伏青煤与7号煤之间 赋存于中青灰岩之上 下架煤下 第二节 煤质
按照我国现行的煤炭分类标准《中国煤炭分类国家标准》,结合本矿区煤样的化验资料分析确定,本区煤类以高变质无烟煤为主,部分为天然焦。其中,1、2、4、6、7等五层煤主要是无烟煤,仅个别小块段因与岩浆岩接触演变为天然焦。太原组底部的8、9两层煤,因广泛受到岩浆侵入的影响,部分为天然焦。
各煤层煤质主要特征(见表4-3)。 (一)煤的物理性质
各煤层均为滨海沼泽沉积的腐植煤。具有典型高变质无烟煤的特征。外观呈黑、灰黑或钢灰色,似金属光泽,反射率高达15%以上,阶梯状或次平坦状断口,均一状结构,块状构造,比重和硬度均较大,变质程度愈高,块度愈佳。
天然焦呈钢灰色,略染手,坚硬块状,与焦炭近似,但孔隙度低,镜下观察见有气孔和花纹构造。
(二)煤的主要化学特征
由于煤的变质程度高,视密度均大于1.6,用密度1.5的浮选液浮不出浮煤,各项化验和测定均为原煤样。
1、有害组分 (1)水分(Mad):
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各主要煤层的水分最低为0.56%,最高达8.17%,一般1%~5%,平均值以9号煤为最低(2.41%),6号煤最高(3.81%)(见表4-4)。
(2)灰分(Ad)和煤灰成分
各煤层的灰分含量波动较大,变化在2.33~38.63%之间,小于10%的稀少,一般均高于15%,就各煤层灰分平均值而言,1、2、4、6、9等五层煤灰分含量的平均值在20%上下,属中灰煤;7号煤的平均值略高为25.07%,但仍属中灰煤;8号煤的含灰量最低,平均值为13.66%,属低灰煤(见表4-4)。煤层的灰分含量与成煤的沉积环境、岩浆侵入等因素有关。
本矿区为高变质无烟煤区。煤的视密度较大,仅个别点的煤样可选出浮煤。浮煤的灰分含量比原煤显著降低,均降低到10%以下(见表4-3)。这一特点与邯郸煤田各矿区不同煤种的原煤和精煤的灰含量变化规律相一致。如适当提高浮选液密度(1.8),本矿区各主要煤层洗选后的浮煤,均可降为低灰煤。
煤层灰分含量一览表 表4-3
煤层 2 7 8 原煤灰分(%) 18.83 30.01 15.83 浮煤灰分(%) 4.77 8.62 3.85 下降百分数 14.06 21.39 11.98 各煤层主要煤质特征一览表 表4-4
编号 Wad(%) 1 3.13(9) 2 19.86(9) 5.29(9) 93.28(4) 2.62(4) 0.94(4) 0.59(7) Ad(%) Vdaf(%) Cdaf(%) Hdaf(%) Ndaf(%) Sd(%) Pd(%) 0.011(1) 25.973(3) 1.43-5.04 11.85-38.27 2.46-9.31 91.26-96.13 1.40-2.82 0.72-1.42 0.28-1.97 2.004-0.038 21.651-31.914 3.28(21) 19.55(21) 5.64(21) 4 94.09(8) 2.26(8) 1.16(8) 0.60(18) 0.016(3) 27.931(14) 25.018-28.537 27.037(4) 25.284-29.670 0.007(1) 3.81(7) 7 3.09(11) 25.07(10) 5.16(10) 8 93.55(3) 1.79(3) 0.79(4) 3.09(9) 0.041(2) 25.179(7) 0.56-7.09 2.33-29.28 1.83-8.01 92.49-96.41 0.68-2.37 0.53-0.95 0.72-3.90 0.002-0.006 22.521-32.519 2.61(14 13.66(13) 4.76(13) 9 94.67(8) 1.26(8) 0.67(9) 1.68(13) 0.003(5) 28.292(12) 19.66(6) 5.75(6) 92.90(3) 1.91(3) 0.79(3) 2.59(5) 28.195(3) 1.87-8.17 11.74-38.63 2.23-10.07 93.15-93.79 1.39-2.05 0.51-0.99 1.20-8.43 0.017-0.065 22.036-30.081 Qg’.d(MJ/Kg) 23.148-28.197 1.44-4.42 10.80-32.49 2.78-7.22 92.63-94.27 2.30-2.88 0.83-0.98 0.14-0.78 1.93-4.04 14.69-24.96 2.28-8.14 91.09-94.89 1.43-2.25 0.89-1.27 1.95-4.92 3.47(8) 19.78(8) 5.23(7) 92..99(2) 1.84(2) 1.08(2) 3.00(6) 6 2.34-5.11 10.86-35.66 3.432-8.19 92.76-93.04 1.39-2.24 0.63-0.93 2.39-2.84 0.87-4.86 4.41-35.65 1.02-7.23 93.46-95.62 0.90-2.05 0.44-1.02 0.88-3.58 0.006-0.017 22.298-31.886 2.41(9) 22.82(9) 4.49(8) 94.68(5) 1.15(5) 0.70(7) 2.05(7) 0.011(3) 26.628(7)
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各煤层灰成分分析表 表4-5
煤层 1 2 4 6 7 8 9 SiO2 44.26-56.02 50.16(4) 38.39-56.03 46.11(13) 34.22-42.89 40.09(4) 43.50-51.91 46.48(4) 35.94-51.87 46.90(8) 13.98-51.64 27.05(12) 38.16-45.89 42.50(5) Al2O3 26.97-32.61 28.61(4) 25.40-37.94 33.14(3) 26.75-32.98 29.01(4) 25.91-34.09 28.29(4) 14.00-24.61 20.26(8) 9.41-27.53 16.16(12) 23.34-36.68 29.55(5) Fe2O3 7.30-16.98 10.68(4) 3.34-10.20 6.30(13) 10.71-27.94 18.15(4) 13.10-21.46 17.36(4) 15.71-34.29 20.81(8) 9.96-48.16 29.95(12) 3.44-18.94 12.47(5) CaO 1.23-2.76 2.01(4) 0.53-11.88 4.41(13) 1.62-8.33 3.77(4) 1.32-3.03 2.12(4) 0.98-8.15 2.95(8) 1.86-18.75 8.14(12) 1.34-7.37 4.08(5) MgO 0.65-1.23 1.07(4) 0.42-1.76 1.02(13) 0.56-0.95 0.75(4) 0.23-1.00 0.71(4) 0.86-3.54 1.68(8) 0.53-8.49 2.82(12) 0.28-3.59 1.50(5) SO3 0.62-1.32 1.05(4) 0.27-5.76 1.96(12) 0-6.34 2.37(4). 0.35-1.03 0.75(4) 0-8.11 2.09(8) 0.51-11.87 5.68(12) 0.34-5.63 2.25(5) 各煤层的灰成分以氧化硅、三氧化二铝为主,次为三氧化二铁,氧化钙和氧化镁的含量均较低。1、2、4、6、7、9各煤层灰成分的氧化硅含量大于40%。1号煤最高为50.16%,8号煤最低为27.05%。1、2、4、6、9各煤层的三氧化铝含量30%上下,8号煤最低为16.16%。三氧化二铁含量在6%至30%之间,以8号煤最高为29.95%。氧化钙一般在2%至4.5%之间,8号煤为8.14%。
各煤层灰成分含量及其变化规律见表4-5。 (3)全硫(St.d)
各主要煤层的全硫含量以1、2号煤为最低,平均值分别为0.59%和0.60%;8号煤层略高,平均值为1.68%,6、9号煤层平均值为2.59%和2.05%,4、7号层煤全硫含量较高,其平均值为3%和3.09%。(见表4-4)。
根据煤炭硫分分级标准(GN/T15224.2-2004),若煤层实测原煤干燥基高位发热量不等于基准干燥基高位发热量(24MJ/kg)时,要对硫分含量进行折算,得到折算后的干燥基全硫,然后以折算后的数值按标准进行分级。
折算公式为:
折算后的干燥基全硫=(基准发热量÷实测干燥基高位发热量)3实测的干燥基全硫
就本区而言,折算后各煤层全硫含量大部分略有下降,但下降幅度不大,因此1、2号煤层属低硫煤;8、6、9号煤层属中高硫煤;4、7号煤层属高硫煤。
各煤层的硫含量与灰分含量之间有一定的内在联系,1号煤的硫含量与灰分含量均略低于2号煤,太原群各煤层两者之间互为消长,变化相一致,这与成煤的沉积环境和煤岩成分有关。
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(4)磷(Pd):
各煤层含磷量变化在0.002%~0.041%之间,一般含量均较低,属特低磷分煤和低磷分煤,不超过工业要求。
2、元素分析
各煤层的原煤无水无灰基碳含量达90%以上,平均值高于92%。无水无灰基氢含量普遍低于3%,1、2号煤平均值在2.5%上下,其它煤层小于2%(见表2-5)。碳氢含量随变质程度高低而有一定变化,与煤层的上下层位关系不大,变质程度高,碳含量增大;氢含量相应降低;反之亦然,两者反比关系明显。仅4号煤有些异常,可能为采样点少,代表性较差所引起的,无水无灰基氮含量均小于1.5%,一般不到1%,随碳含量的增高,含氮量稍有降低。
(三)煤的工艺性质 1、发热量(Qgr.d)
1、2、4、6、8、9等五层煤的干燥基高位发热量均大于25.5MJ/Kg,其平均值分别为25.973 MJ/Kg、27.931 MJ/Kg、27.037 MJ/Kg、28.195 MJ/Kg、28.292 MJ/Kg、26.628MJ/Kg属高热值煤,只有7号煤干燥基高位发热量为25.179MJ/Kg,属中热值煤。(见表4-4)。
发热量的高低,与煤的变质程度有关。在无烟煤阶段,发热量随变质程度的增高而降低。
2、灰熔融性
各主要煤层灰熔融性见表4-6。
以ST为标准,将灰熔融性划分为低软化温度灰、较低软化温度灰、中等软化温度灰、较高软化温度灰、高软化温度灰五级。1~9号等七层煤共有25个煤样属中等~高软化温度灰,占47.2%;有28个煤样为低~较低软化温度灰,占52.8%,总的看来灰熔融性偏低。但1、2号煤的灰熔融性高,主要煤层2号煤的中等~高软化温度灰测点占78.6%(见表4-7),该指标对气化用煤是有利的。
灰熔融性的高低取决于煤灰成分,在灰成分中,三氧化二铝始终起着提高灰熔点的作用,灰熔融性随三氧化二铝的增加而升高。三氧化二铁和氧化钙起着降低灰熔点的作用,随其含量的增高而灰熔点下降。在各层煤的灰成分中,以2号煤三氧化二铝的含量最高(33.14%)三氧化二铁最低(6.30%),所以它的灰熔融性较高;8号煤的三氧化
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