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石煤矿知识兼论陕西平利县罗家院—东山寨石煤矿床地质特征

时间:2011-04-23  作者:秩名

论文导读:发热量12.50~25.50MJ/Kg的石煤为优质石煤,相当于无烟煤和烟煤发热量的分级中热值煤(22.41~25.50MJ/Kg)、低热值煤(16.30~22.40MJ/Kg)和特低热值煤(低值煤,12.50~16.30MJ/Kg),主要为产于南秦岭的寒武纪石煤,代表矿区:紫阳县段家沟石煤、镇坪县茅坪—平利县八道石煤。罗家院—东山寨石煤矿床位于我国重要的陕西省安康市平利县城南152°38km处,地理坐标为东经:109°22',北纬:32°11',石煤矿体赋存层位为寒武系—奥陶系洞河群。
关键词:平利,罗家院—东山寨,石煤矿床,地质特征
 

一、石煤矿简介

石煤是形成于早元古代和早古生代的深变质的可燃有机岩,呈黑色或黑灰色,大多具有含炭少、高灰分(一般大於60%)、高硫、低发热量和硬度大的特点,是一种低热值燃料。一般生成于古老地层中,由菌藻类等生物遗体在浅海、泻湖、海湾条件下经腐泥化作用和煤化作用转变而成。科技论文。外观像石头,肉眼不易与石灰岩或炭质页岩相区别。其成分除含有机碳外,还有氧化硅、氧化钙和少量的氧化铁、氧化铝和氧化镁等。科技论文。石煤有各种不同的分类。按灰分和发热量,可分为一般石煤和优质石煤:一般石煤的灰分为40%~90%,发热量在16.7千焦/克以下;优质石煤的灰分为20%~40%,发热量为16.7~27.1千焦/克。按结构、构造,可分为块状石煤、粒状石煤、鳞片状石煤和粉状石煤。按石煤中矿物杂质的主次,分为硅质石煤、钙质石煤等。石煤在中国分布广泛,南秦岭区储量最为丰富。

石煤按发热量划分为高热值石煤、优质石煤和劣质石煤三类。发热量>25.50MJ/Kg(>6090Kcal/Kg)的石煤为高热值石煤,相当于无烟煤和烟煤发热量的分级中的高热值煤(25.51~29.60 MJ/Kg)和特高热值煤(>25.50 MJ/Kg),主要为产于扬子地台的寒武纪石煤,代表区:镇坪县大河石煤。发热量12.50~25.50MJ/Kg的石煤为优质石煤,相当于无烟煤和烟煤发热量的分级中热值煤(22.41~25.50 MJ/Kg)、低热值煤(16.30~22.40 MJ/Kg)和特低热值煤(低值煤,12.50~16.30 MJ/Kg),主要为产于南秦岭的寒武纪石煤,代表矿区:紫阳县段家沟石煤、镇坪县茅坪—平利县八道石煤。发热量<12.50 MJ/Kg(<2985.57Kcal/Kg)的石煤划为劣质石煤(矿产名称:石炭),主要为产于南秦岭的志留纪石煤,代表矿区:紫阳县蒿坪石煤、汉滨区大竹园石煤。

石煤不属于煤矸石,煤矸石是一种沉积岩,是在煤层形成的时候就同期形成的,而石煤大多数是石灰岩,由于长期受煤层浸润扩散,也有比较低的含碳量,颜色呈黑灰色;煤矸石单独燃烧很困难,可以制成粉末状配合好煤在煤粉炉中燃烧利用,也可以在特殊设计的沸腾炉中当作燃料。

二、罗家院—东山寨石煤矿床地质特征

罗家院—东山寨石煤矿床位于我国重要的 陕西省安康市平利县城南152°38km处,地理坐标为东经:109°22',北纬:32°11',石煤矿体赋存层位为寒武系—奥陶系洞河群。

一)、矿体特征

矿床由5个煤层组成,主要可采石煤层为1、3、5号石煤层,次要可采石煤层为2号、4号石煤层。主要可采煤层介绍如下:

1号石煤层:一般厚度1.2m~2.8m,最厚3.5 m,平均2.58m,厚度比较稳定,为较稳定型薄层含煤层,含夹矸0—2层,夹矸厚度一般0.01 m~0.03 m,煤层结构简单。灰分(Ad)36.72% ~ 47.48 %,挥发份(Veod) 3.14 %~6.08 %,发热量(Qb.ad)1204.49—3606.93MJ/Kg,全硫(Sd)0.73 ~ 1.2 %,磷(Pd)0.002 ~ 0.046 %。为高灰,低~中硫,特低磷 ,低发热量的劣质石煤,属工业用煤。

3号石煤层:一般厚度1m~3.5m,平均2.62m,厚度比较稳定,为复杂型中—薄层含煤层,含夹矸0—2层,夹矸厚度一般0.01 m~0.03 m,煤层结构简单。灰分(Ad)34.52% ~ 46.98 %,挥发份(Veod) 2.74 %~5.83 %,发热量(Qb.ad)1204.49—4306.93MJ/Kg,全硫(Sd)0.63 ~ 1.09 %,磷(Pd)0.002 ~ 0.043 %。为高灰,低~中硫,特低磷 ,低发热量的优质石煤,属民用—工业用煤。

5号石煤层:可采厚度 0.8 m~3.5 m,一般厚度1m~2.8m,平均2.26m,为复杂型薄层含煤层,厚度比较稳定,煤层结构简单,含夹矸0~2层,夹矸厚度一般0.01 m~0.02 m。主要煤质指标:灰分(Ad)36.72% ~ 47.48 %,挥发份(Veod) 3.14 %~6.08 %,发热量(Qb.ad)1104.35—4906.53MJ/Kg,全硫(Sd)0.75 ~ 1.13 %,磷(Pd)0.002 ~ 0.046 %。为高灰,低~中硫,特低磷 ,低发热量的优质石煤,属民用—工业用煤。

二)、煤质、煤岩学特征

1、石煤煤质特征

(1)发热量

该矿床石煤发热量在13.61—23.04MJ/kg,平均15.67MJ/kg,属低热值煤(表1)。

表1 无烟煤和烟煤发热量的分级

(GB/T 15524.3-2004煤炭质量分级 发热量)

 

序号 级别名称 代号 发热量(Qgr,d)范围
(MJ/Kg) (Kcal/Kg)
1 特高热值煤 SHQ >29.60 >7070
2 高热值煤 HQ 25.51~29.60 6090~7070
3 中热值煤 MQ 22.41~25.50 5350~6090
4 低热值煤 LQ 16.30~22.40 3893~5350
5 特低热值煤(低值煤) SLQ <16.30 <3893

(2)灰分

该矿床石煤灰分含量42.50~46.56 %,平均44.17 %,按照国家标准《GB/T 15524.3-2004煤炭质量分级 灰分》中动力煤的灰分分级进行分级(表2),属高灰煤。

表2 动力煤灰分分级

(GB/T 15524.3-2004煤炭质量分级 灰分)

 

序号 级别名称 代号 灰分范围(%)
1 特低灰煤 SLA <10.00
2 低灰煤 LA 10.01~16.00
3 中灰煤 MA 16.01~29.00
4 高灰煤 HA >29.00

(3)硫分

该矿床石煤硫分在0.67~1.20 %, 按照国家标准《GB/T 15524.3-2004煤炭质量分级 硫分》中无烟煤和烟煤的硫分分级进行分级(表3),属低硫—中高硫煤。

表3 无烟煤和烟煤硫分的分级

(GB/T 15524.3-2004煤炭质量分级 硫分)

 

序号 级别名称 代号 干燥基全硫分(St,d)范围(%)
1 特低硫煤 SLS <0.50
2 低硫煤 LS 0.50~0.90
3 中硫煤 MS 0.91~1.50
4 中高硫煤 MHS 1.51~3.00
5 高硫煤 HS >3.00

(4)其他煤质特征

矿区石煤原煤水分含量2.38~5.95,平均4.16%;石煤原煤可燃基挥发分产率3.14~6.08 %,平均4.61%;原煤干基磷含量0.002~0.005 %;原煤三氧化二砷含量平均0.3PPm;氟含量20~60PPm;氯含量0.003~0.004 %,有害成分远低于国家标准。

综上所述,该矿床石煤为低水分,低挥发分,高灰分,中高硫,低砷,低氟氯,特低磷的低热值优质石煤。

2、煤岩特征

该矿床石煤煤岩呈黑—灰黑色,条痕为褐黑色,玻璃—沥青光泽,偶见丝绢光泽。内外主裂隙均不发育,被少量方解石、石英、黄铁矿薄膜充填。线理状和细条带状结构,浸染状显微煤岩构造,局部中—宽条带状结构,层状构造。阶梯状或参差状断口,视密度2.10~2.05t/m3,平均2.06t/m3。

宏观煤岩类型:煤岩组分主要由亮煤和暗煤组成,多呈条带状沿层面分布,构成浸染状显微煤岩构造。

按石煤的显微煤岩组分含量,石煤层属海相沉积的高变质藻煤,石煤中发现有叠层石炭化藻,还有不等量且保存程度不一的菌藻类煤形态分子,其中藻类可占有机组分的50 %以上。科技论文。

因此,该矿床成因类型属于藻类煤。

 

 

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