煤田地質勘探中的煤質工作探究
摘要:眾所周知,煤質工作是煤田地質勘探工作中十分重要的環節,是煤田地質勘探中一項技術性很強的綜合性工作,同時也是煤田地質報告編寫的重要組成部分。若勘探區的地質報告中缺少煤的灰分、硫分、發熱量、煤質牌號等主要煤質指標資料,那麼就無法對該區煤炭資源的開發和合理利用作出客觀的評價。不僅如此,即使有煤質分析資料,若對煤質牌號不能準確確定,也會給國家造成很大損失。因此對煤田地質勘探工作提出了新的更高的要求,所以一定要紮紮實實地做好煤質工作。
關鍵詞:煤田地質勘探;煤質分析;煤質檢測
一、煤樣的代表性問題
在煤田地質勘探中如何選取有代表性的煤樣,是正確評價勘探區煤質特徵及其變化規律的關鍵。採集鑽芯煤樣時,煤芯採取率越高,煤樣的代表性就越強,一般採取率在80%-92%以上為宜。如果採取率過低***煉焦煤的採取率低於70%,動力煤的採取率低於60%***,煤樣代表性就會變差,其煤質檢驗結果與礦井開採以後的煤層煤樣的檢測結果會有較大差別。例如煤的真相對密度、視相對密度對樣品採取率較為敏感,當樣品採取率較低時,代表性可能會很差,將會直接影響測定結果的準確性,從而導致計算其儲量時產生較大偏差。另外,在鑽取煤樣過程中的煤層受到鑽頭的摩擦而發熱氧化甚至發生部分燃燒時,煤樣的代表性就會更差。例如,焦煤在取樣過程中如發生部分燃燒氧化,檢測後得出的牌號可能變為瘦煤甚至貧煤。此外,在採取鑽芯煤樣時混入了泥漿等雜質時,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,可能把溶於水的鉀、鈉等鹼性礦物質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指標的準確性。所以遇到此種情況時,儘量不要用水去漂洗,可用刷子輕輕地刷去煤芯表面的泥皮。如果煤芯完全破碎,可設法颳去明顯的泥漿,即使如此處理,也難免會損失少量樣品。混入煤芯煤樣中的鐵砂、鋼屑等必須用強磁鐵吸盡,否則,不僅會影響灰分產率,而且還會影響煤灰成分和煤灰熔融性,對動力煤的煤質及其利用評價產生很大偏差。在淺部風化帶採取的煤芯煤樣,檢測結果只能做為確定風化帶、氧化帶和計算其腐植酸產率,不能作為正常煤芯煤樣的計算基礎。
二、煤質分析檢測專案的合理選定問題
（一）預測找煤、煤田普查、礦區詳查或精查階段應測定的專案:原煤水分***Mad***、灰分***Ad***、揮發分***Vdaf***及焦渣特徵、全硫***St,d***、發熱量、煤灰成分、有害元素、微量元素等。如地質報告中需要提出C級以上***A+B+C***的儲量,應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的煤還應測定煤中碳酸鹽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,應測定的專案:原煤水分***Mad***、灰分***Ad***、揮發分***Vdaf***及焦渣特徵、全硫***St,d***、發熱量***Qgr,d***、元素分析等。
（三）煉焦用煤。
除測定水分***Mad***、灰分***Ad***、揮發分***Vdaf***及焦渣特徵、全硫***St,d***、發熱量***Qgr,d***以外,還需測定浮煤***或Ad不大於10%的原煤***的工業分析和黏結性、結焦性等專案。對於全硫含量大於1%的煉焦用煤,應適當地取部分有代表性的原煤來檢測各種硫的組成,硫分越高,檢測各種硫的煤樣比例也應適當增加。
（四）用於確定煤牌號。
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,某些高灰難選煤選後灰分仍大於10%時,分選密度則應降至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,應根據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。在測定浮煤揮發分的同時,應檢測浮煤分析水分、灰分、全硫以及根據煤種的不同而分別測定黏結指數、膠質層,透光率、最高內在水分和恆溼無灰基高位發熱量。對褐煤還應適當地測定腐植酸和褐煤蠟。
（五）動力煤。
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,檢測樣品比例數可適當增加,最終普查報告檢測樣品的比例數也不宜過少。
三、地質報告中煤質分析部分的編寫問題
（一）煤質分析資料的審定
在對煤質分析資料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,合理取捨,避免作出人為的不正確結論。比如發現灰分結果偏高,應首先了解是否由於混入鑽探泥漿,或者是否由於鑽孔的位置剛好佈置在斷層帶或火成岩侵入嚴重的地段,或者是否由於鑽孔處於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後,就可進一步質疑是否在送樣、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,並進行了化學分析,檢測室還需要複查該樣的檢測結果,以確定煤樣確實具有代表性。比如,發現硫分反常,也應該從鑽孔的代表性等因素考慮。再如發現揮發分和黏結指數偏低時,應考慮鑽孔過程中是否有燒焦煤樣,鑽孔是否位於火成岩侵入嚴重的地帶或在斷層上,致使煤樣揮發分降低,黏結性下降,甚至無黏結性。
總之,煤樣檢測結果發生異常時,第一步是尋找勘探過程有無問題,然後考慮制樣和檢測過程中可能發生的偏差。如果確認是煤樣代表性不強後,應把有異常的煤樣檢測結果捨去,不參加平均值的計算。如果認為檢測過程中出現偏差的可能性較大,應採用複查後的正確結果進行計算。發現某煤樣的某項檢測結果反常時,可根據煤質指標之間的相互關係和有關煤田地質資料綜合分析,進行審查。
（二）各井田***或礦***煤質變化規律
根據鑽孔分佈位置,將一些重要的煤質檢測專案,如灰分***Ad***、硫分***St,d***、浮煤揮發分***Vdaf***、黏結指數***GR.I***、膠質層厚度***Y值***等指標,在分煤層的各鑽孔旁標出,然後按走向和傾向分析各指標的變化規律。構造複雜的井田,如受斷層和火成岩等影響而煤質變化較大時,也應該找出其影響的規律並用文字詳細論述。此外,對於上、下煤層之間的煤質變化***如牌號的變化和灰分、硫分、發熱量等指標的變化***也應同時進行探求其變化規律。對不同成煤時期煤層之間各指標的變化規律,也應探求並在文字上加以闡述。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,均應一一加以論述。對於厚煤層和薄煤層之間
的煤質變化特點,也應在文字中有所敘述。另外,還應對硫分***St,d***、灰分***Ad***和揮發分***Vdaf***等指標作出等值線圖,為今後開發利用提供參考。
對風化帶、氧化帶煤層,作為腐植酸的礦產資源,有關煤質指標也應單獨彙總計算,並與單獨圈定的儲量範圍相一致。
總之,在煤田地質勘探中做好煤質分析檢測工作,得出正確的煤質檢測結果,達到最優化的應用,對煤田地質勘探工作極為重要。煤質檢測工作直接關係到鑽探工程的質量和地質資料的可靠程度,不僅要求煤質檢測工作人員除必須對來樣檢測資料負責,還要幫助勘探人員分析勘探現場結果,協助解決好取樣、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。
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