大峰矿下组煤五煤煤质变化及其分布规律_闫伟.pdf

第 44 卷 第 5 期 煤田地质与勘探 Vol. 44 No.5 2016 年 10 月 COAL GEOLOGY EXPLORATION Oct. 2016 收稿日期 2015-11-15 基金项目 神华宁煤集团科研项目（20130801） Foundation itemThe Research Project of Coal Group Ningxia of Shenhua（20130801） 作者简介 闫伟（1987），男，陕西宝鸡人，硕士研究生，从事煤炭地质工作. E-mailwwy308229 引用格式 闫伟，王水利，杜美利. 大峰矿下组煤五煤煤质变化及其分布规律［J］. 煤田地质与勘探，2016，44（5）42-45. YAN Wei， WANG Shuili，DU Meili. Variation and distribution law of coal quality lower seam No.5 in Dafeng mine［J］. Coal Geology Explora- tion，2016，44（5）42-45. 文章编号 1001-1986（2016）05-0042-04 大峰矿下组煤五煤煤质变化及其分布规律 闫 伟，王水利，杜美利 （西安科技大学化学与化工学院，陕西 西安 710054） 摘要 以大峰矿地质勘探煤质资料为基础，采用 Surfer 和 AutoCAD 绘制了下组煤五煤灰分、挥发 分、硫分、发热量等值线图，总结了五煤煤质变化规律。结果表明灰分、发热量在矿区中心变 化最明显；从矿区边缘向中心，灰分逐渐增加，至矿区中心达到最高；发热量逐渐降低至矿区中 心达到最低。矿区中心部位的煤质相对稍差，东西靠近边界部位煤质稍好。圈定的无烟煤范围为 大峰煤矿下组煤五煤的合理配采和煤炭产品质量调控提供依据。 关 键 词大峰矿；五煤；煤质；分布规律 中图分类号P618.11 文献标识码A DOI 10.3969/j.issn.1001-1986.2016.05.007 Variation and distribution law of coal quality lower seam No.5 in Dafeng mine YAN Wei， WANG Shuili， DU Meili （College of Chemistry and Chemical Engineering， Xi′an University of Science and Technology， Xi′an 710054， China） Abstract Based on coal geological exploration data of Dafeng mine， the paper used Surfer and AutoCAD to draw the contour maps of ash， volatile， sulfur and calorific value of the lower seam No.5， summed up the law of coal quality variation of seam No.5. The results show that the ash and the carorific value change the most obviously in the center of the mine； ash content increaes gradually from the edge to the center of the mine and reaches the maximum in the center， carorific value decreases gradually and is the lowest in the center.The coal quality is rela- tively poor in the center and slightly better in the east and the west near mine boundary. The delineated scope of anthracite provided the basis for reasonable mining of lower seam No.5 and regulation and control of the quality of coal product in Dafeng mine. Key words Dafeng mining； seam No.5； coal quality； distribution law 研究煤质的分布及其变化规律，对不同煤种、 煤质的开发利用有着重要意义［1-5］，直接关系到煤炭 资源开发利用价值的正确评估，影响煤炭的合理开 采与高效利用［6-13］。 大峰露天煤矿位于贺兰山北部腹地，属汝箕沟 矿区的一部分，北靠白芨沟煤矿，南邻汝箕沟煤矿， 隶属神华宁夏煤业集团有限责任公司，行政区划属 石嘴山市大武口区，是太西煤的主要采区。太西无 烟煤以“三低六高”的特点闻名于世，煤质优良， 居全国无烟煤之首［13］，但采区内不同位置的煤质乃 至煤种仍然存在一定差异，地质报告中只用等值线 图对五煤的灰分分布进行了简单的划分，对后期煤 炭加工与合理利用缺乏有针对性的指导意义。本文 用 Surfer 和 Auto CAD 绘制了原煤灰分、挥发分、 硫分、发热量等值线图，对五煤的煤质分布及变化 规律作了全面的分析和总结，对无烟煤煤种进行了 圈定，为太西煤的合理配采和煤炭产品质量的调控 提供理论依据。 1 大峰矿及五煤地质概况 据大峰露天矿下组煤补充勘探报告，大峰矿区总 体为一向斜构造，向斜轴部近南北向分布（图 1）。含煤 地层为下侏罗统延安组，煤系总厚 190.21 m，含煤 10 层，除两层煤不可采外，其余均为可采或局部可采， 其中以二1、二2、二3（上煤组）煤层和三、五、七（下 煤组）煤层为主要可采煤层，可采总厚 38.77 m，有益 ChaoXing 第 5 期 闫伟等 大峰矿下组煤五煤煤质变化及其分布规律 43 总厚为 32.71 m；保有地质资源储量 25.301 Mt，可采 储量 22.15 Mt。目前上组煤已经开采完毕，下组煤作 为上组煤的接续采区进行露天开采，年煤炭生产能力 0.95 Mt。煤层总的厚度变化为西厚东薄、北厚南薄。 下煤组中，以五煤层厚度最大，属中厚煤层， 结构简单，煤层厚度 1.25～5.86 m，平均 3.04 m，可 采厚度 1.01～2.94 m，平均 2.43 m。煤层厚度在向斜 轴部附近总体上以中厚煤层为主，厚度变化不大； 两翼靠煤层露头附近局部出现薄煤层或厚煤层。 图 1 大峰矿区构造纲要图 Fig.1 structural outline graph of Dafeng mine 2 煤质等值线划分依据 以“汝箕沟矿区大峰矿地质勘探报告（精查）” 和“大峰露天矿矿井生产地质报告”中的煤质分析 数据为基础，收集了矿区内五号煤层的全部钻孔的 原煤样灰分、挥发分、硫分、发热量、原煤挥发分 和浮煤挥发分测试数据（表 1）， 由于原煤的灰分 （Ad） 大于 10.00％会对煤种的划分产生影响，故挥发分等 值线图中所用数据为浮煤数据。利用 Surfer 和 AutoCAD 绘制煤质等值线图（图 2图 5）。 煤质各指标等值线图中，灰分、硫分、发热量 的等值界限按 GB/T15224.12010煤炭质量分级 标准 、挥发分界限按 GB/T57512009煤炭分类 标准中规定的分类界限选取。由于地质报告中缺 乏氢含量和黏结指数数据，故煤种划分仅参照挥发 分界限。 3 煤质变化特征及分布规律 3.1 灰分变化特征及分布规律 五煤原煤灰分（Ad）产率为 6.90％～29.75％， 平均 为 11.14％，属特低灰煤、低灰煤和中灰煤。五煤 灰分由矿区边缘开始向中心逐渐增高， 至矿区中心 处灰分达到最高； 矿区南部和北部的灰分稍高于东 部和西部（图 2）。矿区中心灰分变化最为显著，北 部较南部明显。中灰煤约占整个煤层分布面积的 5.00％，主要分布在矿区中心向外延伸的近似圆形 区域。特低灰煤约占整个煤层分布面积的 40.00％， 主要分布在矿区的西南部和东部， 西南部的区域沿 着矿区边界扩展到向斜轴附近； 东部的区域往东北 和东南都有延伸， 东南方向沿着矿区边界一直延伸 到南边边界，东北方向往向斜轴部扩展。其余部分 均为低灰煤。 表 1 大峰矿下组煤五煤煤质数据 Table 1 Coal quality of lower seam No.5 in Dafeng mine 钻孔 原煤灰分 Ad/％ 原煤挥发 分 Vdaf/％ 浮煤挥发 分 Vdaf/％ 原煤发热量 Qgr，d/（MJ.kg-1） 原煤硫 分 St，d/％ 钻孔 原煤灰分 Ad/％ 原煤挥发 分 Vdaf/％ 浮煤挥发分 Vdaf/％ 原煤发热量 Qgr，d/（MJ.kg-1） 原煤硫 分 St，d/％ Z1 29.75 11.92 6.20 24.12 0.18 Z148.34 6.90 5.75 32.75 0.29 Z2 6.85 31.33 0.29 Z157.92 6.50 5.13 32.96 0.29 Z3 6.58 30.90 0.30 Z169.40 6.10 5.19 Z4 15.04 8.09 6.33 30.30 0.29 Z179.68 5.63 5.41 Z5 16.55 10.97 6.65 28.87 0.56 Z187.70 7.42 6.13 32.22 0.21 Z6 10.65 8.03 7.10 32.33 0.29 Z1911.02 7.06 5.88 31.77 0.28 Z7 13.46 10.88 8.02 29.76 0.23 Z208.90 5.90 5.01 Z8 6.90 6.91 6.41 33.63 0.64 Z2113.25 7.61 5.51 31.10 0.43 Z9 11.76 8.18 7.10 31.57 0.31 Z2210.91 8.30 5.90 Z10 9.34 8.10 6.43 32.14 0.24 Z2310.59 6.75 5.47 Z11 11.46 7.39 6.18 31.73 0.26 Z247.35 6.72 5.65 Z12 12.53 8.15 6.99 30.78 0.26 Z259.26 7.01 6.02 Z13 7.55 6.47 5.12 33.31 Z267.95 5.63 5.09 ChaoXing 44 煤田地质与勘探 第 44 卷 图 2 大峰矿区五煤灰分变化分布等值线图 Fig.2 The contour map of ash content of seam No.5 in Dafeng mine 3.2 挥发分变化特征及分布规律 五煤浮煤挥发分产率（Vdaf）为 5.01％～8.02％，平 均 6.08％，属 WY2 和 WY3 共存。由图 3 可见，矿 区北部的挥发分稍高于南部、东部和西部。矿区中 心附近挥发分变化最明显，南北走向的变化比东西 走向的变化明显。WY2 约占整个煤层分布面积的 80.00％，主要分布在向斜轴两侧，矿区西北部、东 北部、西南部的局部区域以及东南部的小区域；其 余都是 WY3。 图 3 大峰矿区五煤挥发分变化分布等值线图 Fig.3 The contour map of voltile of seam No.5 in Dafeng mine 3.3 硫分变化特征及分布规律 五煤原煤硫分（St，d）为0.18％～0.64％， 平均为0.31％， 属特低硫煤和低硫煤。五煤硫分由矿区边缘开始向中 心逐渐降低（图 4），至矿区中心硫分达到最低。整个煤 层主要以特低硫煤为主，并伴随少量的低硫煤，其中 特低硫煤占整个煤层分布面积的 95.00％左右。低硫 煤主要分布在矿区的西北角和东偏北部的边界处。 图 4 大峰矿区五煤硫分变化分布等值线图 Fig.4 The contour map of sulfur of seam No.5 in Dafeng mine 3.4 发热量变化特征及分布规律 五煤原煤发热量（Qgr，d）为 24.12～33.63 MJ/kg， 平 均为 31.20 MJ/kg， 属于特高发热量煤、 高发热量煤、 中高发热量煤和中发热量煤共存。五煤发热量由矿 区边缘向矿区中心逐渐降低，至中心处发热量达到 最低（图 5）。整个煤层主要以特高发热量煤为主，约 占整个煤层分布面积的 80％。中发热量煤集中在 图 5 大峰矿区五煤发热量变化分布等值线图 Fig.5 The contour map of calorific value of seam No.5 in Dafeng mine ChaoXing 第 5 期 闫伟等 大峰矿下组煤五煤煤质变化及其分布规律 45 矿区中心部位的很小部分。 中高发热量煤主要集中 在矿区中心向外延伸的近似圆形的区域， 约占整个 煤层分布面积的 3.00％。 高发热量煤主要分布在紧 挨着中高发热量煤分布范围向外延伸的区域， 并沿 着西北方向一直延伸到西北角， 及西南和东北的小 区域。 4 结 论 a. 大峰矿下组煤五煤的灰分、发热量在矿区中 心变化最明显，北部变化比东部、南部、西部明显。 挥发分和硫分则是沿向斜轴两侧变化较为明显。 b. 从矿区边缘向中心，灰分逐渐增加至矿区中 心达到最高， 发热量逐渐降低至矿区中心达到最低。 灰分较高的区域总体上发热量相对较低。 c. 综合五煤煤质来看，整个五煤为优质无烟 煤，中心部位的灰分较高，发热量相对较低，煤质 相对稍差；东西靠近边界部位灰分、挥发分较低， 发热量高，煤质较好；整个矿区南部煤质较为均一。 参考文献 ［1］ 孙伟，冯彬. 勃利煤田煤质规律的初步探讨［J］. 煤炭技术， 2006（1）101-102. 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