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煤田地質(zhì)勘探中的煤質(zhì)工作探究
摘要:眾所周知,煤質(zhì)工作是煤田地質(zhì)勘探工作中十分重要的環(huán)節(jié),是煤田地質(zhì)勘探中一項技術(shù)性很強的綜合性工作,同時也是煤田地質(zhì)報告編寫的重要組成部分。若勘探區(qū)的地質(zhì)報告中缺少煤的灰分、硫分、發(fā)熱量、煤質(zhì)牌號等主要煤質(zhì)指標資料,那么就無法對該區(qū)煤炭資源的開發(fā)和合理利用作出客觀的評價。不僅如此,即使有煤質(zhì)分析資料,若對煤質(zhì)牌號不能準確確定,也會給國家造成很大損失。因此對煤田地質(zhì)勘探工作提出了新的更高的要求,所以一定要扎扎實實地做好煤質(zhì)工作。
關(guān)鍵詞:煤田地質(zhì)勘探;煤質(zhì)分析;煤質(zhì)檢測
一、煤樣的代表性問題
在煤田地質(zhì)勘探中如何選取有代表性的煤樣,是正確評價勘探區(qū)煤質(zhì)特征及其變化規(guī)律的關(guān)鍵。采集鉆芯煤樣時,煤芯采取率越高,煤樣的代表性就越強,一般采取率在80%-92%以上為宜。如果采取率過低(煉焦煤的采取率低于70%,動力煤的采取率低于60%),煤樣代表性就會變差,其煤質(zhì)檢驗結(jié)果與礦井開采以后的煤層煤樣的檢測結(jié)果會有較大差別。例如煤的真相對密度、視相對密度對樣品采取率較為敏感,當樣品采取率較低時,代表性可能會很差,將會直接影響測定結(jié)果的準確性,從而導(dǎo)致計算其儲量時產(chǎn)生較大偏差。另外,在鉆取煤樣過程中的煤層受到鉆頭的摩擦而發(fā)熱氧化甚至發(fā)生部分燃燒時,煤樣的代表性就會更差。例如,焦煤在采樣過程中如發(fā)生部分燃燒氧化,檢測后得出的牌號可能變?yōu)槭菝荷踔霖毭�。此�?在采取鉆芯煤樣時混入了泥漿等雜質(zhì)時,煤樣灰分就會增高。反之,為了消除泥漿的影響,而把煤樣用水清洗時,可能把溶于水的鉀、鈉等堿性礦物質(zhì)沖洗掉而使煤樣的灰分偏低,或把煤粉沖走而影響其它煤質(zhì)指標的準確性。所以遇到此種情況時,盡量不要用水去漂洗,可用刷子輕輕地刷去煤芯表面的泥皮。如果煤芯完全破碎,可設(shè)法刮去明顯的泥漿,即使如此處理,也難免會損失少量樣品�；烊朊盒久簶又械蔫F砂、鋼屑等必須用強磁鐵吸盡,否則,不僅會影響灰分產(chǎn)率,而且還會影響煤灰成分和煤灰熔融性,對動力煤的煤質(zhì)及其利用評價產(chǎn)生很大偏差。在淺部風化帶采取的煤芯煤樣,檢測結(jié)果只能做為確定風化帶、氧化帶和計算其腐植酸產(chǎn)率,不能作為正常煤芯煤樣的計算基礎(chǔ)。
二、煤質(zhì)分析檢測項目的合理選定問題
（一）預(yù)測找煤、煤田普查、礦區(qū)詳查或精查階段應(yīng)測定的項目:原煤水分(Mad)、灰分(Ad)、揮發(fā)分(Vdaf)及焦渣特征、全硫(St,d)、發(fā)熱量、煤灰成分、有害元素、微量元素等。如地質(zhì)報告中需要提出C級以上(A+B+C)的儲量,應(yīng)測定煤芯煤樣的原煤真相對密度和視相對密度。對某些高灰分煤或特殊地區(qū)的煤還應(yīng)測定煤中碳酸鹽CO2含量。
（二）褐煤、長焰煤、弱黏煤、不黏煤、貧煤和無煙煤對非煉焦用煤,應(yīng)測定的項目:原煤水分(Mad)、灰分(Ad)、揮發(fā)分(Vdaf)及焦渣特征、全硫(St,d)、發(fā)熱量(Qgr,d)、元素分析等。
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除測定水分(Mad)、灰分(Ad)、揮發(fā)分(Vdaf)及焦渣特征、全硫(St,d)、發(fā)熱量(Qgr,d)以外,還需測定浮煤(或Ad不大于10%的原煤)的工業(yè)分析和黏結(jié)性、結(jié)焦性等項目。對于全硫含量大于1%的煉焦用煤,應(yīng)適當?shù)厝〔糠钟写硇缘脑簛頇z測各種硫的組成,硫分越高,檢測各種硫的煤樣比例也應(yīng)適當增加。
�。ㄋ模┯糜诖_定煤牌號。
無論是無煙煤還是煙煤或褐煤(用重液分選容易“泥化”的某些特別年輕的褐煤除外),都需要檢測浮煤揮發(fā)分(Vdaf)。煙煤的分選密度原則上選定在1.4g/cm3,某些高灰難選煤選后灰分仍大于10%時,分選密度則應(yīng)降至1.35g/cm3,以浮煤灰分降至10%以下為準。一般以Ad在5%~10%為最好。無煙煤分選密度,應(yīng)根據(jù)其純煤的真相對密度而確定,一般在1.4~1.8 g /cm3。褐煤的分選密度,原則上也按純煤的真相對密度來確定。但需注意的是褐煤的純煤真相對密度變化較大,一般為1.1~1.4g/cm3以上。在測定浮煤揮發(fā)分的同時,應(yīng)檢測浮煤分析水分、灰分、全硫以及根據(jù)煤種的不同而分別測定黏結(jié)指數(shù)、膠質(zhì)層,透光率、最高內(nèi)在水分和恒濕無灰基高位發(fā)熱量。對褐煤還應(yīng)適當?shù)販y定腐植酸和褐煤蠟。
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對動力用煤,選擇部分有代表性的煤芯煤樣測定煤灰成分,煤灰熔融性。在精查階段,檢測樣品比例數(shù)可適當增加,最終普查報告檢測樣品的比例數(shù)也不宜過少。
三、地質(zhì)報告中煤質(zhì)分析部分的編寫問題
�。ㄒ唬┟嘿|(zhì)分析數(shù)據(jù)的審定
在對煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)進行綜合分析研究和處理過程中,首先對煤樣的代表性和正確性進行審定,合理取舍,避免作出人為的不正確結(jié)論。比如發(fā)現(xiàn)灰分結(jié)果偏高,應(yīng)首先了解是否由于混入鉆探泥漿,或者是否由于鉆孔的位置剛好布置在斷層帶或火成巖侵入嚴重的地段,或者是否由于鉆孔處于煤層變薄或接近邊緣地帶,致使煤的灰分增高。在排除了以上因素之后,就可進一步質(zhì)疑是否在送樣、制樣和檢測過程把煤樣搞錯;再檢查送樣單是否有抄錯樣號等情況。即使煤樣已選定,并進行了化學(xué)分析,檢測室還需要復(fù)查該樣的檢測結(jié)果,以確定煤樣確實具有代表性。比如,發(fā)現(xiàn)硫分反常,也應(yīng)該從鉆孔的代表性等因素考慮。再如發(fā)現(xiàn)揮發(fā)分和黏結(jié)指數(shù)偏低時,應(yīng)考慮鉆孔過程中是否有燒焦煤樣,鉆孔是否位于火成巖侵入嚴重的地帶或在斷層上,致使煤樣揮發(fā)分降低,黏結(jié)性下降,甚至無黏結(jié)性。
總之,煤樣檢測結(jié)果發(fā)生異常時,第一步是尋找勘探過程有無問題,然后考慮制樣和檢測過程中可能發(fā)生的偏差。如果確認是煤樣代表性不強后,應(yīng)把有異常的煤樣檢測結(jié)果舍去,不參加平均值的計算。如果認為檢測過程中出現(xiàn)偏差的可能性較大,應(yīng)采用復(fù)查后的正確結(jié)果進行計算。發(fā)現(xiàn)某煤樣的某項檢測結(jié)果反常時,可根據(jù)煤質(zhì)指標之間的相互關(guān)系和有關(guān)煤田地質(zhì)資料綜合分析,進行審查。
�。ǘ└骶�(或礦)煤質(zhì)變化規(guī)律
根據(jù)鉆孔分布位置,將一些重要的煤質(zhì)檢測項目,如灰分(Ad)、硫分(St,d)、浮煤揮發(fā)分(Vdaf)、黏結(jié)指數(shù)(GR.I)、膠質(zhì)層厚度(Y值)等指標,在分煤層的各鉆孔旁標出,然后按走向和傾向分析各指標的變化規(guī)律。構(gòu)造復(fù)雜的井田,如受斷層和火成巖等影響而煤質(zhì)變化較大時,也應(yīng)該找出其影響的規(guī)律并用文字詳細論述。此外,對于上、下煤層之間的煤質(zhì)變化(如牌號的變化和灰分、硫分、發(fā)熱量等指標的變化)也應(yīng)同時進行探求其變化規(guī)律。對不同成煤時期煤層之間各指標的變化規(guī)律,也應(yīng)探求并在文字上加以闡述。對硫分低、灰分高、可選性差或硫分高、灰分低,可選性稍好的煤,均應(yīng)一一加以論述。對于厚煤層和薄煤層之間
的煤質(zhì)變化特點,也應(yīng)在文字中有所敘述。另外,還應(yīng)對硫分(St,d)、灰分(Ad)和揮發(fā)分(Vdaf)等指標作出等值線圖,為今后開發(fā)利用提供參考。
對風化帶、氧化帶煤層,作為腐植酸的礦產(chǎn)資源,有關(guān)煤質(zhì)指標也應(yīng)單獨匯總計算,并與單獨圈定的儲量范圍相一致。
總之,在煤田地質(zhì)勘探中做好煤質(zhì)分析檢測工作,得出正確的煤質(zhì)檢測結(jié)果,達到最優(yōu)化的應(yīng)用,對煤田地質(zhì)勘探工作極為重要。煤質(zhì)檢測工作直接關(guān)系到鉆探工程的質(zhì)量和地質(zhì)資料的可靠程度,不僅要求煤質(zhì)檢測工作人員除必須對來樣檢測數(shù)據(jù)負責,還要幫助勘探人員分析勘探現(xiàn)場結(jié)果,協(xié)助解決好采樣、送樣和樣品處理等一系列問題。確保勘探工作的順利進行和完成。
參考文獻:
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