鹤壁六矿二1煤层煤质特征

鹤壁六矿二1煤层煤质特征
张齐1、2，罗志立2
（1.河南理工大学，河南焦作454000；2.河南省煤炭地质勘察研究总院，河南郑州450052）
【摘要】为了解鹤壁六矿二1煤层煤质特征和工艺性能，评价其工业用途。

本文分析二1煤层的宏观煤岩类型、显微煤岩组分特征、化学性质、工艺性能、燃烧特性，研究了二1煤层变质特征。

研究结果显示：鹤壁六矿二1煤层显微组分中镜质组平均含量55.75%，最大反射率1.98%；原煤挥发分平均17.22%，浮煤挥发分平均15.13%；原煤和浮煤全硫含量分别为0.30%和0.32%；原煤发热量为22.96~32.10MJ/kg，平均为29.3MJ/kg；煤层胶质层厚度Y值为0~6mm，平均为3mm，X值为19~29mm，平均21mm；粘结指数8~16，平均12。

根据《中国煤炭分类》，鹤壁六矿二1煤层属贫瘦煤，可作为动力用煤；民用燃料；炼焦配煤。

【中图分类号】P618.11【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2018）03-0048-02
引言
鹤壁六矿全称为“鹤壁煤电股份有限公司第六煤矿”位于
鹤壁市境内,矿区距鹤壁市直线距离为4km,行政隶属鹤壁市
山城区鹿楼乡。

根据钻孔和井巷工程揭露,主要发育地层由老
至新为:奥陶系中统马家沟组(O2m)、石炭系上统本溪组(C2b)和太原组(C2t)、二叠系下统山西组(P1sh)和下石盒子组(P1x)、二叠系上统上石盒子组(P2s)和石千峰组(P2sh)、新近系上新统鹤壁组(N1h)和第四系(Q)。

其中主要含煤地层为石炭系太原组和二叠系山西组。

矿井含煤地层为石炭系~二叠系,煤系地层为石炭系上统太原组、二叠系下统山西组与下石盒子组、二叠系上统上石盒子组,含煤地层总厚度784m,含煤10层,煤层总厚9.61m,含煤系数为1.23%。

其中石炭系太原组(一煤段)含煤7层(一11、一12、一21、一22、一8、一91、一92);二叠系下统山西组(二煤段)含煤3层(二1、二2、二3)。

本区主要可采煤层为山西组二1煤层,其余各煤层均不可采或偶尔见可采点。

二1煤层厚0.88~15.2m,平均厚7.29m,可采含煤系数0.93%。

笔者以二1煤层为研究对象,分析了其煤岩特征、化学性质、工业性能、燃烧特性及变质特征。

1煤岩特征
1.1煤岩成分与宏观煤岩类型
鹤壁六矿二1煤为黑色,条痕色为黑~黑灰色,煤体结构以碎块状为主,局部结构为粉状、块状;呈强玻璃光泽,以亮煤为主,其次为镜煤和暗煤,具均一状和条带状结构,属半光亮型。

1.2煤的显微组分特征
煤的显微组分是在显微镜下划分的煤的基本组成成分。

主要是指植物遗体转变而成的有机显微组分,相应地煤中的矿物质叫无机显微组分。

显微组分有镜质体、丝质体、树脂体、角质体、孢粉体、木栓质体、藻类体等。

显微组分的鉴定特征一般以低变质煤的镜下组分的颜色、反射力、突起、形态、结构、大小和光性特征为准,随着变质程度的增高,显微组分的化学、物理及工艺技术特性都发生连续性的变化,总的趋势是各组分之间的差异逐渐缩小。

我国煤中显微组分采用成因与工艺性质相结合的原则,以显微镜油浸反射光下的鉴定特征为主,结合透射光和反射荧光特征进行分类,一般可分为镜质组、半镜质组和壳质组。

二1煤层显微煤岩组分中有机组分含量82.10~92.40%,平均88.83%(表1),其中镜质组含量为27.90~79.80%,平均55.75%;惰质组含量2.80~50.80%,平均12.10%。

镜质组以均质镜质体为主(部分颗粒内生裂隙发育),基质镜质体次之,团块镜质体少量。

惰质组以微粒体为主,含有少量火焚丝质质体。

无机组分含量7.60~17.90%,平均11.17%,无机组分以粘土矿物为主,多呈团块状、浸染状分布,少量呈不规则状充填于裂隙中。

2二1煤层特证及用途
2.1化学性质
2.1.1工业分析
二1煤层原煤水分为0.51~3.72%,平均为1.25%;浮煤水分为0.58~2.18%,平均为1.50%。

原煤灰分为11.15~25.81%,平均为17.17%,浮煤灰分为5.4~11.62%,平均为7.58%。

二1煤层浮煤挥发分产率为13.96~15.61%,平均为14.47%。

根据《煤炭质量分级第1部分:灰分》(GB/T15224.1-2010)和《煤的挥发分产率分级》(MT/T849-2000)划分标准,鹤壁六矿二1煤层属低灰低挥发分煤。

2.1.2元素分析
二1煤层以碳元素为主,含量在89.47~91.51%,平均90.22%;其次为氢元素,含量在4.21~4.54%,平均4.36%,氧元
素+硫元素含量在2.63~4.45%,平均3.96%。

二1煤层原煤全硫含量0.25~0.37%,平均为0.30%(表2);浮煤全硫含量0.26~0.40%,平均为0.32%。

煤中形态硫以
有机硫为主,含量0.16~0.27%,平均0.23%;硫酸盐硫含量0.01~0.02%,平均0.01%;硫化铁硫含量0.04~0.09%,平均0.07%。

参考《煤炭质量分级第2部分:硫分》(GB/T15224.2-2004),二1煤层属特低硫煤。

2.1.3工艺性能
(1)发热量(Q gr,d)
二1煤原煤发热量为22.96~32.10MJ/kg,平均为29.3MJ/kg;浮煤发热量为31.82~34.48MJ/kg,平均为33.72MJ/kg。

参照《煤炭质量分级第3部分:发热量》(GB/T15224.3-2010),二1煤层属特高热值煤。

(2)煤的粘结性
二1煤层胶质层厚度Y值为0~6mm,平均为3mm,最大收缩度X值为19~29mm,平均为21mm。

体积曲线为平滑下降,粘结指数8~17,平均为12,二1煤属弱粘结性煤。

2.1.4煤的燃烧特性
(1)煤灰成分分析:二1煤层煤灰成分以二氧化硅和三氧化二铝为主(表3),三氧化二铁、氧化钙、氧化镁、三氧化硫含量次之。

二氧化硅含量39.22~47.38%,平均43.18%;三氧化二有机组分(%)合计(%)镜煤最大反
射率(%)镜质组半镜质组惰质组有机组分无机组分
27.9~79.8
55.75(6)7.9~33.1
21.73(6) 2.8~50.8
12.1(6)82.1~92.4
88.83(6)7.6~17.9
11.17(6) 1.84~2.21
1.98(3)
表1二1煤层显微煤岩组分鉴定一览表
原煤分析(%)浮煤分析(%) S t,d S p,d S s,d S o,d S t,d 0.25~0.37
0.30(5)0.04~0.09
0.07(5)0.01~0.02
0.01(5)0.16~0.27
0.23(5)0.26~0.40
0.32(15)
表2二1煤层全硫及形态硫测试结果一览表
48
铝含量26.77~31.69%,平均29.54%;三氧化二铁含量4.80~5.88%,平均5.24%;氧化钙含量6.14~14.23%,平均10.04%;氧化镁含量1.08~1.63%,平均1.36%;三氧化硫含量3.75~7.36%,平均5.25%。

(2)煤灰熔融性
二1煤层煤样中难熔的二氧化硅和三氧化二铝含量比钻孔煤样高,其软化变形温度(ST )大于1350℃,流动温度(FT )大于1500℃,二1煤属较高软化温度灰和高流动温度灰。

2.2煤质综合评价及用途
二1煤层浮煤挥发分产率为13.96~16.10%,粘结指数8~17。

根据《中国煤炭分类》(GB5751-2009)见表4.2-11,以浮煤干燥无灰基挥发分(V daf )及粘结指数(G RI )为依据进行分类,二1煤层应属贫瘦煤。

综上所述,二1煤层为低灰、特低硫、低磷,低挥发分、较高软化温度灰和高流动温度灰、特高热值贫瘦煤;主要用途可作为动力用煤、民用燃料、炼焦配煤。

3煤层变质特征
鹤壁六矿位于安鹤煤田南部。

根据华北板块区域地质条件演化进程,安鹤煤田二1煤层所在的山西组在形成后连续接受了上覆地层下石盒子组、上石盒子组以及三叠系地层的沉积,二1煤层整体处于沉降埋藏阶段,具有普遍意义的深成变质作用在三叠纪末期使二1煤层达到低变质气煤阶段。

在
三叠纪末期,受印支运动影响,安鹤煤田整体抬升,遭受剥蚀,深成变质作用减弱甚至终止。

在安鹤煤田,有多期的燕山期岩浆岩分布,岩浆岩体的巨大热能使二1煤层附近的围岩受到高温蒸烤和汽水热液变质作用。

由于受岩浆活动影响,在深成变质作用的基础上叠加了区域岩浆热变质作用,二1煤层煤化程度达到高级煤为主的烟煤阶段;进入新生代后,二1煤层煤变质程度结束。

4结束语
鹤壁六矿二1煤层为全区可采煤层,其形成受到了深成变质作用和岩浆热变质作用的双重影响。

本文根据二1煤层的化学性质、工艺性能、燃烧特性,对照国家和煤炭行业相关标准对煤层煤质进行了全面分析。

鹤壁六矿二1煤层为低灰、特低硫、低磷,低挥发分、较高软化温度灰和高流动温度灰、特高热值贫瘦煤;主要用途可作为动力用煤、民用燃料、炼焦配煤。

参考文献
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收稿日期：2018-2-12
表3二1煤层煤灰成分一览表
煤灰成分分析(%)
SiO 2Al 2O 3Fe 2O 3CaO
MgO SO 3
39.22~47.3843.18(5)26.77~31.6929.54(5) 4.80~5.885.24(5)
6.14~14.2310.04(5)
1.08~1.631.36(5)
3.75~7.365.25(5)
循环冷却水余热回收供热节能分析
郭东东（中国市政工程东北设计研究总院有限公司，130021）
【摘
要】热电厂建成循环冷却水余热回收系统有助于热电厂的有效利用能源，提高其效益。

本文针对循环冷却水余热回收，先介绍了循环冷却水热泵技术的原理，接下来介绍了循环冷却水余热回收技术的特点，然后对整个循环冷却水余热回收技术进行应用时的方案进行了介绍，最后介绍了在应用这样的方案之后给热电厂带来了效益。

希望本文中的介绍能够得到相关人员的认可与采纳。

【关键词】循环冷却水；余热回收；供热节能【中图分类号】TK115
【文献标识码】A
【文章编号】2095-2066（2018）03-0049-02
1前言
传统的热电厂进行供热的时候,能源选用上通常是煤、石油、天然气这样的能源,供热效率较低,且会产生一些对人类有害的气体。

而如果使用循环冷却水余热回收技术,就能够改变这一点,通过该技术的使用使得整个供热过程变得清洁环保,且节约了大量的能源,供热的规模也大大增强了。

由此可见,将循环冷却水余热回收技术加以利用是非常重要的。

然而目前在该技术的应用上还存在着一些问题,因此文章中对该技术的具体探讨是非常有价值的。

2循环冷却水热泵技术原理
循环冷却水热泵按照驱动力不同来划分可以分为压缩式的热泵和吸收式的热泵,下面将对这两种热泵的工作原理进行详细的介绍:
2.1压缩式热泵
压缩式热泵在进行工作的时候通常是低温低压的制冷机中的低位能源通过蒸发器进行蒸发升温,然后进入到压缩机
之中,进行压缩变为高温高压的蒸汽,在此之后该蒸汽再进入到冷凝器,进行冷凝放热。

然后再经过节流膨胀阀,变为湿蒸汽。

然后进行蒸汽的循环[1]。

压缩式的热泵结构简单,非常方便控制,然而其在运行的过程中需要进行优质电能的消耗,若有蒸汽源作为能源供应,那么使用压缩式热泵将非常的节能。

2.2吸收式热泵
吸收式热泵分为两种形式,这两种形式的划分是按照工质蒸汽热源的不同来划分的,第一类中热源来源为高质量的热能,而第二类则是低品位余热。

在实际应用的过程中,我们主要应用第一类,第一类在工作的时候,先是蒸发器,蒸发器中存在余热,这时利用余热进行蒸发,让水变为水蒸气,水蒸气能够进入到吸收器之中,吸收的过程会释放出热量,这里的热量又用于进行水的加热。

在吸收了水蒸气之后,较浓的工质会变稀,然后这样的工质又经过溶液换热器与浓工质进行换热。

发生器中进行蒸汽利用,将溶液进行蒸发,使其变浓,蒸发出的水蒸气又进行冷凝,冷凝放热会让吸收器中的热水进一步
49。