贵州黔西龙场井田高硫煤煤质特征及成因浅析
贵州高硫煤的微生物浮选脱硫实验研究
关 键词
高硫煤
黄铁矿
表面 改性 文献标志码
微生物浮选 B
中图法分类号
T D 9 4 ;
随着煤炭资源的不断开采利用 , 在不远的将来 , 低硫煤资源将逐渐枯竭 。面对这种能源趋势, 脱 除 高硫 煤 中有害 硫元 素 , 洁 净利用 储 量丰 富的 高硫煤 , 是保 障能 源安 全 的有效途 径 。 因此 , 开 发低成 本 、 高 效 的高硫 煤 脱 硫 方 法逐 渐 成 为 了 研 究 者 关 注 的热 点 。微生 物浮 选是 高 硫 煤 脱硫 的一 种 新 途径 , 即利 用微 生物 对 于硫化 物 矿 物 的 选择 性 吸 附 作用 , 改 变 颗粒 的表 面性 质 , 提 高浮 选 的脱 硫效 果 。从 2 0世 纪9 0年 代 开 始 , E . A ma n i 、 M. Mi s a r a 、 张 明旭 、 周 长 春、 周志付等国内外学者广泛研究了微生物浮选过 程中, 各种 实验 条件 如菌 种 、 煤粒度、 煤浆 浓 度 、 p H、 温度 、 预 处 理 时 间 等 对 脱 除 煤 中 黄 铁 矿 硫 的 影 响 。其 中, E . A m a n i 、 M . M i s a r a 、 周志 付 等人 的 研究 表 明 , 微 生物 对 于黄 铁 矿 具 有 明 显 的选 择 性 抑 制作用 ; 而张明旭采用氧化亚铁硫杆菌对皖南高硫 煤进 行 表面改 性 时 , 发 现微 生 物 对 黄铁 矿 可浮 性 的 抑 制作 用并 不 明显 。微 生 物对 于黄铁 矿表 面性 质 以 及脱 硫率 的影 响 , 还有待 进一 步实 验研 究 。 同时 , 前 人一 般 只针对 单一 煤样 , 进行 试验 条件 的优 选 , 没 有 考 虑到 相 同实 验 条 件 对 不 同煤 样 的适 应 性 。 因此 , 针对 不 同煤样 进 行微 生 物 浮 选 实验 研 究 , 探 讨 微 生 物 对于 黄铁 矿表 面 性质 的作 用 , 对 于 微 生 物 浮选 脱
贵州省黔西县高山煤矿煤质特征及工业用途评价
埋藏深度增加而增大的趋势;原煤硫分随埋藏深度增 加呈“平 V”字状变化,说明原煤硫分随埋藏深度增加 逐渐化较小至 9 号层煤最小,再增大至 13 号煤层。原 煤灰分、硫分在垂向上的变化规律见可采煤层灰分、 硫分垂向变化图(图 1)。 4.2.2 原煤灰分、硫分在平面上的变化规律
1 概况 黔西县高山煤矿在大地构造单元上属羌塘—扬
子— 华 南 板 块(Ⅰ 级)扬 子 陆 块(Ⅱ 级)上 扬 子 地 块 (Ⅲ 级)黔 北 隆 起 区(Ⅳ)织 金 穹 盆 构 造 变 形 区(Ⅴ) 东 部 。 行 政 区 划 属 黔 西 县 协 和 镇 管 辖 ,位 于 贵 州 省 黔 西 县 城 东 部 81° 方 位 ,距 县 城 约 25km。 矿 区 平 面 形 状 呈 不 规 则 多 边 形 ,面 积 7.2554km2,呈 北 东 — 南 西 向 展 布 [1] 。 2 含煤地层特征及含煤性
(2)无 机 组 分 。 无 机 组 分 主 要 以 粘 土 类 矿 物 为 主,含量为 6.11%(9 号煤层)~18.04%(4 号煤层),平
* 收稿日期:2020-09-25 修回日期:2020-09-27 作者简介:孔维敏(1982-),女(汉族),贵州织金人,工程师,现从事煤田地质与勘查技术研究工作。
0.55~10.8 2.96(73)
固定碳 FCd(%)
34.55~85.41 73.56(23)
68.41~89.85 82.36(15)
69.09~89.75 81.00(23)
67.95~85.74 79.91(14)
34.55~89.85 78.79(75)
贵州煤炭
• 下石炭统大塘组:总厚19―992米,一般 200―500米。主要分布于黔西北威宁、毕 节、纳雍和黔东南贵定、龙里、都匀、荔 波等地。由页岩、砂质页岩、石英砂岩地 煤组成。威宁、荔波、都匀等地煤层发育 较好,含煤1―10层,可采1―2层,厚 1.2―1.5米。煤种:厚煤―无烟煤。
• 下二叠统梁山组:除黔东北思南等地缺失 外,其余地区普遍沉积。总厚0―300余米。 为泥岩、粉砂岩、石英砂岩、灰岩和煤层
• 保有资源储量仅少于山西、内蒙、陕西、新疆, 排列全国第五,系江南之首,是南方12个省(煤炭资源基地。尤其是可供开发利用的优质煤资 源储量丰富,占全省总量的1/3左右。而且潜力大, 现开采占用不足保有资源储量总数的12%,丰富 的资源可以保证贵州经济与社会持续发展对煤炭
组成的滨海相沉积。黔西北水城、毕节以
西,黔东南凯里、从江、黎平等地煤层发 育较好,地层一般厚10―50米,含煤0―7 层,一般可采1层,厚0.63―1.0米,煤层呈 透境状、串珠状。为气煤―无烟煤。
• 上二叠统龙潭、长兴组:总厚53―852米, 一般213米(修文)―439米(格目底)。 除黔东南―隅外均有分布,为一套碎屑岩、
灰岩、煤层组成地含煤地层。由北向南厚
度为:桐梓113米,息峰229米,贵阳320 米,紫云852米,册享332米;大致有薄― 厚―薄的变化。自西向东分为三个相区, 厚度变化无明显规律。含煤0―60余层,一 般可采1层(天柱)―41层(格目底),煤 厚0.5―34.1米。
上三叠统二桥组:总厚 70―1460米,分布于黔北、黔
• 其次,在化工行业、冶金行业、建材行业、民用
及其他行业都占有一部分比重。这点在“十二 五”规划中也有相关的预测数据。
• 最后,由此图我们可以得知,虽然煤 炭是我省的一大能源资源,但是围绕 在我们身边的还有许多的能源等待着 开采与利用,只要我们善于运用,一 定能使我省迈向一个新台阶。
黔西织纳煤田上二叠统煤层发育特征与煤质分析
贵州省黔西县长江煤矿煤质特征分析
资源信息与工程
Vol.33 №1 February 2018
贵州省黔西县长江煤矿煤质特征分析
周正怡
( 贵州省煤田地质局地质勘察研究院,贵州 贵阳 550008)
摘 要: 根据长江煤矿的地质资料论述煤系地层的含煤性,结合煤岩特征以及化学性质对矿区煤质特征进行讨
53.32 ~ 76.58 62.64( 16)
0.59 ~ 7.61 3.60( 16)
20.02 ~ 29.91 18.38 ~ 35.84
23.91( 15)
24.85( 18)
13.81 ~ 39.32 25.58( 23)
6.69 ~ 13.32 9.98( 23)
50.76 ~ 76.51 65.58( 24)
2.2 煤的化学性质和工艺分析 (1) 水 分 ( Mad) :原 煤 空 气 干 燥 基 水 分 为 0. 51% ~
3.84%,平均为 1.90%。 原煤空气干燥基水分为 0.34% ~ 2.01%,平均为 0.95%,为特低全水分煤。
(2) 灰 分 ( Ad ) : 原 煤 干 燥 基 灰 分 为 11. 72% ~ 39.74%,平均 22.90%。 据《 煤炭质量分级 第 1 部分:灰 分》 GB / T15224. 1 - 2010 的 规 定, 9 号 煤 层 属 低 灰 分 煤 ( LA) ,11、12、13、15 号煤层为中灰分煤( MA) 。 经洗选 后,浮煤干燥基灰分为 6.98% ~ 14.06%,平均 9.34%。 其 中 11、13 号煤层降为低灰分煤( LA) ;9、12、15 号煤层降 为特低灰分煤( SLA) 。
0.72 ~ 3.84 1.70( 16)
煤的煤质特征与煤的利用潜力分析
煤的煤质特征与煤的利用潜力分析煤作为一种重要的能源资源,在人类社会发展中发挥着重要作用。
煤的煤质特征直接影响着其利用潜力,因此对煤的煤质特征与利用潜力进行分析具有重要意义。
首先,煤的煤质特征主要包括灰分、挥发分、固定碳和水分等指标。
灰分是指煤中无机物的含量,主要由矿物质组成。
高灰分的煤在燃烧过程中会产生大量灰渣,降低燃烧效率。
挥发分是指煤中易挥发的有机物质含量,它决定了煤的燃烧性能和燃烧过程中的热值。
固定碳是指煤中不挥发的有机物质含量,它决定了煤的燃烧温度和燃烧速度。
水分是指煤中的水分含量,高水分的煤在燃烧过程中会消耗大量热量,降低燃烧效率。
煤的煤质特征直接决定了煤的利用潜力。
其次,煤的利用潜力与其煤质特征密切相关。
不同煤质特征的煤在不同领域有着不同的利用潜力。
例如,高灰分的煤适合用于发电厂的锅炉燃烧,可以充分利用其热值;而低灰分的煤适合用于冶金行业,可以减少冶炼过程中的矿渣产生。
挥发分高的煤适合用于发电厂的燃烧,可以提高燃烧效率;而挥发分低的煤适合用于化工行业,可以提高化工产品的质量。
固定碳高的煤适合用于冶金行业,可以提高冶炼的炉温;而固定碳低的煤适合用于发电厂的燃烧,可以减少燃烧过程中的污染物排放。
水分高的煤适合用于发电厂的燃烧,可以提高燃烧效率;而水分低的煤适合用于化工行业,可以提高化工产品的质量。
因此,煤的利用潜力需要根据其煤质特征来确定。
此外,煤的利用潜力还受到其他因素的影响。
煤的资源储量、开采成本、运输条件、环境保护要求等都会对煤的利用潜力产生影响。
资源储量丰富、开采成本低的煤矿具有较高的利用潜力;运输条件便利的煤矿可以更好地实现煤的利用;环境保护要求严格的地区需要采用更清洁的煤炭利用技术。
因此,在分析煤的利用潜力时,还需要综合考虑这些因素。
总之,煤的煤质特征与煤的利用潜力密切相关。
煤的煤质特征包括灰分、挥发分、固定碳和水分等指标,这些指标决定了煤的燃烧性能和利用方式。
煤的利用潜力需要根据其煤质特征来确定,并受到资源储量、开采成本、运输条件、环境保护要求等因素的影响。
龙凤井田煤层气赋存特征及勘探潜力分析
龙凤井田煤层气赋存特征及勘探潜力分析作者:蔡杰沈云飞来源:《西部资源》2020年第03期摘要:龙凤井田是一高瓦斯矿井,煤层气资源丰富。
结合井田地质勘查资料及井下瓦斯资料,对煤岩煤质特征、含气量、赋存因素等方面进行研究,并用体积法估算了煤层气资源量,并且对井田煤层气勘探潜力进行了分析。
结果显示:龙凤井田可采煤层4号、5号、9号、13号煤层含气量高,尤其以5、9号煤层较高,煤层气资源估算量为8.23×108m3。
构造和封闭条件是龙凤井田煤层气的主控因素。
结合贵州煤层气开发积累的工程经验及技术,建议龙凤井田煤层气以5、9号煤层合层开发,具有广阔的开发前景,能为煤矿的安全生产带来较大的效益。
關键词:龙凤井田;煤层气;赋存因素;资源量;勘探潜力1.引言黔北地区是我国优质的无烟煤产区,煤炭、煤层气资源丰富。
根据《贵州省煤层气资源评价》(1996)结果,黔北煤田2000m以浅煤层气资源总量为3.15×1012m3,占全省煤层气资源总量23.45%[1]。
近些年来,黔西、黔北地区受到了大量的关注,贵州省煤炭相关单位进行了一系列的工程,国内外学者针对贵州煤层气的赋存特征、影响因素、开发工艺等进行深入的研究[2-9]。
龙凤井田作为一高瓦斯矿井,瓦斯突出问题严重影响了煤矿的安全生产[10],进行煤层气的相关工作显得必要而紧迫。
本文通过对龙凤井田的煤田勘探资料,系统分析了该井田各煤层的分布与含气量特征,井田构造与封闭条件因素对煤层气的控制等,并依据规范估算了煤层气资源储量,对该区煤层气资源勘探开发潜力进行分析,龙凤井田具有较大的开发价值。
2.概况龙凤井田位于金沙县城南偏西15°,平距约10km处,行政区划属金沙县新化乡管辖。
地理坐标:东经106°10′41″~106°12′31″、北纬27°22′17″~ 27°23′38″,东西长3km,南北宽2.39km,面积7.1234km2。
关 于 高 硫 煤 的 分 析
关于高硫煤的分析高硫煤不被新型干法水泥厂采用的原因不仅是由于燃烧产物会造成环境污染,而且还由于高硫煤燃烧后释放出的SO2会与水泥原料中的挥发成分(碱、氯等)、未燃尽碳共同作用,易造成预分解系统的结皮阻塞,引起整个窑系统的热工制度紊乱,从而影响正常生产。
不同温度下高硫煤对熟料矿物形成的影响:加入高硫煤的熟料矿相组成与未加煤有较大的差别,说明高硫煤对水泥熟料矿相的形成产生较大的影响。
在较低的温度范围内(1 200—1 300℃),高硫煤燃烧有利于f-CaO和SiO2的吸收,能够在一定程度上加速固相反应,改善生料的易烧性,且引入的煤越多,这种作用越明显;但在高温段(1 350℃及以上),反而会不利于f-CaO的吸收,使得较多的f-CaO残留于最终的熟料中,这可能是由于硫含量过高时,液相量大,粘度低,C3S的形成速度过快,使得部分C2S被包裹,无法继续吸收CaO形成C3S。
此外,添加高硫煤后,加热到1 250—1 300℃时,就有少量C3S形成,而未加高硫煤的样要加热到1 350℃才能形成C3S,说明高硫煤的加入可以在一定程度上降低C3S的形成温度,促进熟料烧成。
S在高温下主要是以耐高温物相C4A3-S的形式存在,C4A3-S的形成量在1 250℃左右达到最大,但温度继续升高到1 350℃时,又会发生分解。
同时,由于C4A3-S的形成吸收了组分中的Al,所以在一定程度上抑制了C3A的形成,故在加入高硫煤的熟料中基本上无C3A存在。
此外,高硫煤的燃烧也使得在高温下熟料中的非晶相物质含量增加,可能是因为硫的存在促进了液相的形成,使得部分液相在冷却过程中来不及析晶而成为玻璃体。
不同品质高硫煤对水泥熟料矿物形成的影响:分析结果可知,采用不同高硫煤时,得到的水泥熟料的矿相组成有一定差别,这与煤中硫的含量以及煤本身的品质有关。
尽管引入的硫含量大致是一样的,但其矿物组成同样有较大区别,原因可能是由于这2种煤中硫的形态或灰分的成分不同,或2种因素都有。
高硫煤硫分、灰分随煤粒度变化的分布规律及分型特征
高硫煤是指含硫量高于1的煤炭,它在能源利用和环境保护方面都存在一定的问题。
煤炭中的硫主要以有机硫和无机硫的形式存在,对环境的污染主要来源于燃烧后生成的二氧化硫。
研究高硫煤中硫分、灰分随煤粒度变化的分布规律及分型特征对于提高高硫煤的利用价值和减少环境污染具有重要意义。
一、高硫煤的硫分、灰分分布规律1. 硫分、灰分与煤粒度的关系:研究表明,随着煤粒度的减小,煤中的硫分、灰分含量呈现出逐渐增加的趋势。
这是因为粉煤中的孔隙率增大,煤中的硫、灰等杂质分布更加均匀,使得煤粉具有较高的硫、灰含量。
2. 硫分、灰分与煤岩性质的关系:高硫煤中硫分、灰分的分布规律还受煤的岩性质的影响。
在同一地层内,褐煤的硫分和灰分含量要高于烟煤和无烟煤。
3. 硫分、灰分与煤体中的矿物质形态的关系:高硫煤中硫分和灰分还与其中煤体中的矿物质形态有关,发现煤炭中硫、灰元素的分布不平均。
在煤炭燃烧过程中,矿物质形态的改变可能导致燃料燃烧性能、燃烧产物的性质和环境污染的程度发生明显变化。
二、高硫煤硫分、灰分分型特征1. 煤粒内部的硫分、灰分分布特征:在煤粒内部,硫分、灰分的分布不均匀,通常呈现为中心低、边缘高的分型特征。
这是因为在煤的形成过程中,矿物质在煤中的生成和聚集方式,导致了硫分和灰分在煤粒内部呈现出不同的分布规律。
2. 煤粒表面的硫分、灰分分布特征:煤粒表面的硫分、灰分通常较高,这是由于在煤的生成和保存过程中,由于外界环境的作用,形成了一定量的氧化膜、泥质、有机膜等。
3. 煤的硫分、灰分分布对利用和环境影响:煤中硫分、灰分的分布特征对煤的利用和环境保护都有重要的影响。
如何合理利用高硫煤资源,降低燃烧过程中的环境污染,提高清洁能源的利用效率,是当前亟待解决的问题。
总结:高硫煤硫分、灰分随煤粒度变化的分布规律及分型特征,对于煤炭资源的有效利用和环境保护具有重要意义。
未来的研究应该深入探讨高硫煤的成因机理,寻求降低高硫煤对环境的影响的有效途径,推动清洁煤技术的发展。
黔西南地区高砷煤与金矿的成因研究(聂爱国,黄志勇,谢宏,《湖南科技大学学报(自然科学版)》2006.3)
Cr 113 .5 154.1 160.6
样品数
2
高呻煤与金矿空间关系
l 高碑煤产出具体位置主要受构造系统控制,特别
非矿化圈岩
金矿化罔岩
5 10
JO
11. 4
金矿石
19000 28.88 215.77 446.2
是与 Au 、 As , Hg 、铀矿化有关的构造系统(见表1)在
1/20 万矿产图上,高碑煤分布均位于 Au 、 As 、 Hg、铀矿 化异常区范围内,如交乐高碑煤附近就有小丫口金矿
热液改造作用,煤层中的 Au , As 、 Hg 、 Sh 等含量则显著
3
高神煤的坤、金成分特征
高碑煤在外观上和正常煤元明显,区别,必须经过
化学分析才能辨别.高耐煤成碎块状产出,炯灰色,在
显微镜下可以见到石英、黄铁矿等,而毒砂的含量则
极少通常煤中肺含量不超过 10
X
增高;这与该区不是所有二叠系龙潭组煤层都是高畔 煤,高呻煤及金矿主要分布在后期构造活动明显地段
图 2-1 图 2-2 图 2-3
分配特征见图 3 、表 5 所示.分析表明,矿区的玄武岩
图 2
黄铁矿电子探针背反射图象及波谱As(La)、Au( La)成分扫描图
稀土元素总量较大, LREE 值为 249.25 ,其球粒陨石 标准化曲线为向右倾斜的曲线,销呈小的负异常,轻
稀土分异程度稍大,富轻稀土,具火山岩的稀土元素组
分析单位:小国科学院地球化学研究所
4
高神煤矿、金矿中黄铁矿的础、金成分特征
经研究,黄铁矿是高呻煤、金矿中最为重要的共
点产出、大地高碑煤受控于雄武背斜及平行背斜轴的 纵向断层,并且沿这条 NE 向的构造带有一系列 Au ,
黔西县龙井煤矿煤岩及煤质化学特征研究
量 。硫酸盐硫脱硫系数 0 . 5 8 ~0 . 7 7 ,硫化物硫 0 . 5 6 ~0 . 6 8 ,
有机 硫 . 0 . 3 9 ~O . 1 7 ,因 此 ,硫 酸盐 硫 、硫 化 物 硫 易 洗 选 ,有
机硫 则难 以洗选 。硫 的赋存状态多见微粒 、晶粒状分布或呈 浸染状,少数集合 状。各煤层全硫 、硫酸盐硫 、硫化物硫 、
( 2 )灰分 ( ) :根据 《 GB / T 1 5 2 2 4 . 1 - 2 0 0 4 ) )国家标准 , M8 、M1 3 、M1 4 、M1 5煤层原煤灰分平均值分别为 2 0 . 3 4 %、 2 3 . 6 8 %、2 8 . 8 0 %、2 7 . 0 2 %,均属于 中灰煤 。M8煤层灰分两
1 0 . 9 7 %、 1 2 . 5 6 %、 1 0 . 4 3 %, 均属低灰煤 , 两极值 变化 于 7 . 4 7 ~
1 7 . 4 0 %之间 。其灰分脱灰率分别为 4 0 %、5 4 %、5 6 %、6 1 %, 说 明用洗选法脱去煤 中灰分效果 良好。
( 3 )灰 成 分 :各 煤 层 灰 成 分 均 以 酸性 的 二氧 化 硅 、三 氧 化二铝为主 , 其次为碱性的三氧化二铁、 氧 化钙 、 氧化镁等 。
M1 4结污等级为中度 ,M1 5为高度 。 ( 4 )挥发分产率 ( vd a f ) :各煤层原煤 :5 . 2 4 ~1 7 . 3 2 %; 浮煤 :5 _ 3 0 ~8 . 1 7 %,均属特低挥 发分煤 。 ( 5 )硫分 ( S t , d ) :①全硫 M8 、M1 3 、M1 5煤层 原煤硫 分平均值分别为 2 . 1 7 %、2 . 7 8 %、2 . 7 2 %,均属于 中高硫煤 ; M1 4煤层 为 4 . 7 4 %, 属于高硫 煤。 经一 1 . 5密度液洗选后 , M8 煤层 降为 1 . 1 5 %,为中硫煤 ;M1 3 、M1 4 、M1 5煤层分别 降 为1 . 6 0 %、1 . 6 5 %、1 . 5 8 %,均 为中高硫煤 。各煤层脱硫 系数 分别为 0 . 4 7 、0 . 4 2 、0 . 6 5 、0 . 4 2 。② 各种形态硫各煤层原煤 、 浮煤硫成分均 以硫化物硫为主 ,其次为有机硫 ,硫酸盐硫少
贵州黔西龙场煤矿地质特蹴与资源评价
研究 区含 煤岩 系 为二 叠 系 上 统龙 潭 组 ( 1 ) , 平 均 厚度 2 1 5 . 5 8 m。含 煤 l 5—2 6层 , 可 采 煤 层 多 分 布 于 P l 中下 部 , P , l 上部及下部 见少量达 可采厚度煤层 。 整个 煤 系地层 ( P 1 ) 为 典 型 的海 陆 交互 相 沉 积 , 相 环 境 较 稳定 , 变化 较 小 , 规 律性 较 明 显 , 标 志层 及 煤 层 层 位 清楚、 稳定 , 易 于 对 比。煤 矿 内 可 采 、 局 部 可 采 煤 层 八 层, 其煤 层 穿过孔 数 、 可采 点 、 可采 面积 等参数 见 表 1 。
4 l 2 6 2
3 7 3 2 l l
3 3 2
1 l 6
1 9
研究 区煤 矿 地 层 自老 至 新 有 : 二 叠 系 中统 茅 口组 ( P : I T I ) , 二 叠 系上统 峨眉 山玄武 岩组 ( P 1 3 ) 、 龙 潭 组 ( P , 1 ) 、 长兴 组 ( P , C ) , 三叠 系下 统 夜 郎组 ( T y ) 、 茅 草铺 组( T m) 、 三叠 系 中统松 子坎 组 ( T s ) 和第 四 系( Q) 。
贵州 黔 西 龙 场 煤 矿有 丰 富 的煤 矿 资 源 , 为 了查 明 矿 区煤 矿采 矿权 范 围 内的煤 层 资 源 赋存 状 况 , 通 过 对 研究 区地质 环 境 背 景 的 了解 , 进 而 对 煤 矿 进 行 地 质 特 征 分析 , 并对 矿 区煤层 进 行 资源 评 价 , 可 获取 更 准 确 的 信 息和 资料来 方 便 以后 的开采 和利 用 。 1研 究 区地质环 境 背景
可采萄积
黔西南高硫煤的地质成因分析
生 成 一 定量 的 同位 素 分 馏 .使 得 煤 当 中的硫 元 素 同 住 素 数 值 ( 2 ) 在 直接 受到 海 水 作 用 的各 个 时代 当 中 , 将 峨 眉 山 玄 武 普 遍 小 于 0 以 贵 州地 区为 例 . 同位 素 数值 的 平 均值 为
已 经成 为 阻碍 社 会 进 一 步 发展 的 主要 因素 。 为此 , 探 究 煤炭 中
硫 元 素 的具 体 成 因对 于减 少二 氧 化 硫 气体 的 排 放 具有 重要 的
意义。
蕊 I l 淼 l l 怒 蒜 l { :
1 黔 西南高硫煤 的地质 论 依 据 , 进 而 减 少 有 害 气 体 的排 放 量 , 切实保护生态环境, 推 动社 会 可持 续 发 展 。
【 关键词 】 黔 西南 ; 高硫煤 ; 地质成 因 【 中图分类号 】 P 6 1 8 . 1 1 【 文献标识码 】 A 【 文章编号 】 2 0 9 5 — 2 0 6 6 ( 2 0 1 5 ) 0 7 一 O l 1 5 — 0 2
硫 元 素 是 煤 当 中 的主 要 有 害物 质 ,通 过 燃 烧 会 生 成 一 定 量 的二 氧 化 硫 气体 或 硫 化 氢 气体 .此 类 气体 在 直接 排 放 至 大 气 中会 形 成 酸 雨 等 自然 灾 害 .对 生 态环 境 和 人 们 的 生 活 带 来 了极 大 的 不利 影 响 。 据统计 , 我 国二 氧 化 硫 气体 的 年 平 均排 放 量居世界首位 . 导 致 国 土近 3 0 %的 棉 结 遭 受 到 酸 雨 的 侵 害 , 由 于 大 气 污 染 而 间接 造 成 的 经 济 损 失 占全 国 GDP总值 的 2 %左 右 。在 经 济迅 速 发 展 的 带 动 下 . 煤炭的使用量快速提 高, 进 而 增 加 了二 氧 化 硫 等 有 害 气体 的 排 放 ,尤 其 是 少数 地 区仍 使 用 高硫 煤 , 使 得 二 氧 化硫 等 有 害 气 体 的排 放 越 发 难 以控 制 , 而 且
黔西县纸厂勘探区煤中硫的分布特征探讨
煤 岩类 型和主要 煤质 指标 ,在此基 础 上 ,分析 了形 态硫 在勘 探 区 内、煤 层 中硫 的赋 存 分 布规 律 ,
该 成果 可作 为煤 炭 资源加 工利 用的重要 依据 。
关键词 :纸厂勘探 区 ;硫 的赋 存 ;硫 的分布 中图分 类号 :T 5 3 Q 3 文献 标识码 :B 文章 编号 :1 7 — 9 9 2 0 )70 7 -3 6 1 0 5 (0 7 0 -0 40
向东发育有 陆相 、海 陆过渡 相和海 相沉 积。根据 岩性 、岩
相、古生物化石 、含煤 性及煤 质特 征 ,可划 分为 3个 大相 区 ,9个小 区。省 内上二叠统煤 的硫分 总体上呈北东 向带状 展布 ,硫分总 的变化趋 势是 :同西 北 到东南 ,即由 陆相到 海 相 ,硫 分逐 渐升高 。 按上述划分 ,黔西县 纸厂勘 探 区属于海 陆过 渡相 区黔 北小 区东 南部 ,该 区海相层 增多 ,多 数煤层 直接或 间接 顶 板为灰 岩 ,煤层 受海 水影 响较强 。区 内各煤 层硫分 分布 总 的来说 ,具有西北部低 、东南高 的特点 ,如 区内 4号 、9号 主采煤层均有 此特 点。这与 贵州省 内由西到东 ,晚二叠世 龙潭组 由陆相逐 渐 向海 相过 渡 ,受海水 影 响程度加 强的 大 环境相 吻合 。
则在适合的条件下 ,由硫 酸盐 细菌还原 作用 形成 的 H 一 S 或
s 即可 与有机质反 应生成有 机硫 。显 然 ,在 泥炭化 和成 煤 。 过程早期 ,海水的淹没 、浸泡甚至泥 炭层被覆盖 后的渗流 ,
上二叠统是 贵州最 主要 的含煤 地层 ,分布广 泛 ,发 育 完好 ,沉积厚度 大 ,含化 石丰 富。其沉 积类 型多样 ,自西
8 .4 ,惰质组平均含量 1.6 42 % 5 7 %组成 ,稳定组含量极微 。 之 间。以粘 土矿 物为主 ,次为石英 、方解石 ,少量黄铁矿 。
贵州省贵阳煤田煤质特征分析
贵州省贵阳煤田煤质特征分析作者:郑建军来源:《中国科技博览》2013年第30期摘要:通过对贵阳煤田勘查工作取得的大量基础性煤质资料进行整理,系统分析了该煤田可采煤层的煤质特征及其变化规律,进一步分析了沉积环境与煤层灰分、硫分的关系,并初步提出该煤田煤的利用方向。
关键词:贵阳煤田;可采煤层;煤质特征;煤质分析中图分类号:P618.111 煤田概况贵阳煤田位于贵州省中部,行政区划分属贵阳、安顺、黔南州三地区管辖,其范围为东至翁昭—平寨—麻芝—羊场—摆榜一线与黔东南煤田分界,南至马厂—火花—睦化—抵季一线与黔南煤田分界,西至镇宁—安顺—平坝—林歹—青山—小箐一线与织纳煤田分界,北至息烽南山—开阳永温一线与黔东北煤田分界,包括贵阳、息烽、修文、清镇、平坝、安顺、镇宁、关岭、长顺、紫云、惠水、龙里、贵定、开阳等县市。
大致呈一直角梯形,面积12890km2。
煤炭资源较丰富,根据近期煤炭资源潜力评价,煤炭资源总量为126.3887亿吨。
贵阳煤田含煤地层有下石炭统祥摆组、中二叠统梁山组、上二叠统吴家坪组和长兴组、上三叠统二桥组,其中以上二叠统吴家坪组含煤最好,是贵阳煤田最主要的含煤地层,可采煤层,均发育于本组之中,发育较好的煤层有16、17、23、24及35号煤层。
其中,16、17号煤层发育较佳,稳定性较好,在贵阳、清镇、修文一带,普遍可采,是区内的主要可采煤层;但在北部和南部,16、17号煤层均变薄,且局部尖灭,一般不可采。
35号煤层在北部息烽、修文一带发育较好,普遍可采;向南,煤层变薄,至鹅颈冲以南,不可采;蔡冲以南尖灭。
23、24号煤层局部可采。
2 煤的物理性质煤的颜色呈黑色至灰黑色,以玻璃光泽为主,部分为金属或油脂光泽;具粒、片状及块状结构,层状构造,参差状或贝壳状断口;裂隙发育,含黄铁矿结构。
质地较软,易碎。
3 煤岩类型3.1 宏观煤岩类型宏观煤岩类型较简单,为半暗—半亮型。
3.2 显微煤岩组分镜质组76.20~4.88%,丝质组15.12~27.35%,无机总量为7.63~13.34%,有机总量为86.66~92.37%,镜质体最大反射率为1.293~2.509%之间,见表1。
[精品]贵州黔西龙场井田高硫煤煤质特征及成因浅析
贵州黔西龙场井田高硫煤煤质特征及成因浅析贵州黔西龙场井田高硫煤煤质特征及成因浅析【摘要】基于煤田炭勘探资料和测试数据,对贵州黔西龙场井田8个主采煤层的煤岩和煤质特征及元素地球化学特征进行了评价,并对硫分、灰分及部分微量元素的富集规律进行了探讨。
结果表明:宏观煤岩类型主要为半亮煤,各煤层变质程度为Ⅵ、Ⅶ阶段的高变质无烟煤;煤层总体以特低全水分、中灰分、特低挥发分和高硫分煤为特征,灰分和硫分较易脱除;煤中F、Ga、U、Th、V、As、Pb、Cu和Zn等元素较为富集;煤中硫分受海水影响显著,灰分主要受陆源碎屑物质供给控制,灰成分指数可反映海水作用强弱。
煤层中V、F、Ge和Ga等的富集可能受物源区母岩影响;Th、U富集受到沉积环境重要影响,As、Pb、Cu和Zn在煤层中异常富集,可能与成煤后期低温热液作用有关。
【关键词】煤质特征煤层黔西贵州省贵州西部晚二叠世煤资源丰富,煤种齐全,但除少数矿区之外,大部分煤中硫分偏高,有害微量元素也较为富集(徐彬彬等,2003;任德贻等,2006)。
基于煤田地质勘探,查清各煤矿的煤质特征和煤地球化学特征,对于煤炭资源的清洁利用和有害成份(如硫分、有害微量元素等)的富集规律研究具有重要意义(易同生等,2008)。
黔北煤田(尤其是煤田东南部)煤中硫分普遍较高,但针对该区煤质特征与成煤环境关系(曹志德,2006;赵福平等,2007;程伟等,2013a)以及煤中微量元素的分布富集特征(Yang et al.,2011;程伟等,2013b)的研究相对较少。
本文基于黔西龙场井田各主采煤层的钻孔岩芯数据,对该煤矿煤质资源特性进行评价,并结合岩相古地理资料,探讨了煤中硫分及部分微量元素的地质成因。
1 地质背景龙场井田位于贵州毕节市黔西县境内,面积约27.03平方公里。
毕节地区晚二叠世聚煤盆地位于扬子准台地西侧,属于华南陆表海凹陷的一部分。
东吴运动形成贵州西高东低的古地理格局,自西北至东南依次发育河流、上三角洲平原、下三角洲平原、潮坪以及泻湖等沉积相带(邵龙义等,1998),频繁的海进海退形成了一套以碎屑岩、泥质岩和少量碳酸盐岩为主的海陆交替相含煤地层。
黔西新田煤矿现状分析报告
黔西新田煤矿现状分析报告一、煤矿基本信息黔西新田煤矿位于贵州省黔西南布依族苗族自治州,是该地区的一座重点煤矿。
煤矿占地面积约1000亩,拥有4个开采区,总矿石储量约为5000万吨。
现有员工800人,年产煤量达到200万吨。
煤矿采用地下开采方式,目前已经开采至900米深度。
二、资源与产能黔西新田煤矿的煤炭资源丰富,具有很高的开采潜力。
根据煤炭勘探报告,煤炭储量还有很大的增长空间。
煤矿目前年产能达到200万吨,可以满足当地工业和居民的需求。
但是,由于市场需求的不稳定性以及煤价波动,煤矿的产能利用率有待提高。
三、安全生产状况黔西新田煤矿一直重视安全生产,采取了多种措施确保员工的安全。
煤矿建设了完善的安全管理体系,进行了全员培训,并定期组织安全演练。
同时,引进了先进的矿山技术和设备,提升了生产效率的同时也提高了安全指标。
然而,煤矿的安全生产形势依然严峻。
近年来,黔西新田煤矿发生了一些安全事故,给员工生命财产带来了巨大损失。
这些事故主要是因为设备老化、管理不到位、员工操作不规范等原因引起的。
因此,煤矿需要进一步加强安全管理,加大设备更新力度,并加强员工培训,提高员工安全意识。
四、环境保护状况黔西新田煤矿虽然在经济发展中发挥了积极作用,但也给当地环境带来了一定的负面影响。
煤矿采矿过程中产生大量的粉尘、废水和废渣,对大气、土壤和水资源造成了污染。
为了减少环境影响,煤矿采取了一系列措施。
例如,在矿区设立了污水处理站,对废水进行处理再排放。
同时,加强了粉尘的治理,安装了除尘设备。
此外,煤矿还加大了环境监测力度,定期监测环境数据并及时报送相关部门。
但是,由于煤矿的生产规模较大,环境保护工作还存在一定的不足。
需要进一步加大环境治理力度,改善排放标准,减少对周边环境的影响。
五、市场前景随着环保政策的日益严格和对替代能源的需求增加,煤炭市场面临一定的挑战。
但是,作为主要能源之一,煤炭在一段时间内仍然具有一定的市场需求。
黔西新田煤矿具备较高的开采产能,可以通过提高煤炭质量和降低生产成本来应对市场竞争。
贵州黔西煤田白岩脚矿区煤中硫的分布规律
贵州黔西煤田白岩脚矿区煤中硫的分布规律
曹学江
【期刊名称】《中国煤炭地质》
【年(卷),期】2014(000)007
【摘要】通过对黔西煤田白岩脚矿区龙潭组主要煤层进行化验分析,认为矿区煤中硫含量从低到高均有分布,垂向上自下而上逐渐降低,平面上9、14及15煤总体呈现东北部高西南部低的趋势,4煤层则表现为西南部相对较高;硫的赋存形态以硫化物硫为主,沉积环境控制了煤中硫的含量及各种形态硫的分布;9、14煤层以硫化物硫为主,脱硫效果良好,15煤层以有机硫为主,脱硫效果一般。
建议在矿山开发过程中对低硫煤和高硫煤进行配采。
【总页数】4页(P25-27,32)
【作者】曹学江
【作者单位】山东省煤田地质规划勘察研究院,山东泰安 271000
【正文语种】中文
【中图分类】P618.11
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黔西龙场井田含煤岩系沉积环境及聚煤规律
黔西龙场井田含煤岩系沉积环境及聚煤规律
周汝贤;庞宇;马遨
【期刊名称】《山东煤炭科技》
【年(卷),期】2024(42)3
【摘要】在研究区野外实测剖面及钻孔岩芯资料分析的基础上,运用沉积相分析、沉积地球化学分析的基本理论及方法,对龙场井田晚二叠世含煤岩系的岩相类型、硫分特征、沉积特征进行了综合的探讨,得到了本区沉积环境及聚煤规律的相关认识。
结果表明,东吴运动控制了含煤岩系沉积基底的演化,为含煤岩系的沉积提供了基本的沉积格架。
成煤期构造活动相对较为稳定,基底的沉降速率与泥炭或煤层的堆积速率较为平衡,形成了一定厚度的含煤岩系。
沉积环境依次经历了潮坪-潟湖、三角洲平原、潟湖-潮坪沉积体系,最有利的聚煤环境为位于三角洲平原上的分流间湾及分流河道,其次为受海水影响较为强烈的潟湖、潮坪环境。
【总页数】4页(P134-137)
【作者】周汝贤;庞宇;马遨
【作者单位】贵州工程应用技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】P618.11
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木齐县水西沟矿区东井田含煤岩系的沉积环境和聚煤规律5.黄草湖勘查区含煤岩系沉积环境与聚煤规律研究
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贵州高硫无烟煤的分选工艺探讨
贵州高硫无烟煤的分选工艺探讨江鹏【摘要】论述了贵州省无烟煤资源情况、市场现状、煤质特点及在省内的工业应用范围;以省内青龙选煤厂为例,认为应根据市场需要,灵活选择高硫无烟煤洗选工艺和产品结构,以提高选煤厂的经济效益。
【期刊名称】《煤炭加工与综合利用》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】3页(P53-54,60)【关键词】无烟煤;高硫煤;合成氨;发电用煤;产品结构;分选工艺【作者】江鹏【作者单位】中煤科工集团南京设计研究院有限公司,江苏南京 210031【正文语种】中文【中图分类】TD94在我国煤炭资源构成中,无烟煤资源只占煤炭资源总量的13%。
无烟煤的特点是固定碳含量高、挥发分低、无粘结性、燃点高,燃烧时不冒烟。
贵州是煤炭储量较大的省份,从煤种上看,无烟煤资源量最大,约占总资源量的2/3,其储量占全国无烟煤储量的30%。
织纳和黔北各矿区以无烟煤为主,主要分布于织金、纳雍、毕节、大方、黔西、金沙、桐梓、习水、普安、兴仁及安顺一带。
贵州省内主要含煤区硫分较高的煤层,其全硫大部分以硫铁矿硫为主,含量0.5%~5%。
全硫含量在3%~4%的地区一般都能见到黄铁矿夹于煤层中。
硫铁矿硫含量高于2%的煤层,经洗选后一般可降低硫分53%~65%。
我国无烟煤主要供化肥工业、地方工业、发电、高炉喷吹、烧结铁矿精粉、制造燃料煤气以及民用等。
优质无烟块煤主要用于合成氨造气;低灰、低硫、质软易磨的无烟末煤不仅是高炉喷吹和烧结铁矿石用的还原剂与燃料,而且还是制造各种炭素材料的原料。
无烟块煤和末煤是良好的民用燃料。
预测在未来15~20 a内,国内外市场对无烟煤的需求仍将保持旺盛势头。
近年来,作为南方重要煤炭生产基地,在区域性供需矛盾仍然存在、电煤保障稳定性依然不强的现状下,贵州省短期内还不具备完全依靠市场来保障电煤和重点行业用煤的条件,须依靠政府对省内重点煤炭产、运、需予以指导。
以确保省内发电、煤气生产等重点行业、企业用煤需求为基础,同时兼顾重点大型企业和重点项目用煤需求。
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贵州黔西龙场井田高硫煤煤质特征及成因浅析作者:李少勇来源:《中国科技纵横》2014年第15期【摘要】基于煤田炭勘探资料和测试数据,对贵州黔西龙场井田8个主采煤层的煤岩和煤质特征及元素地球化学特征进行了评价,并对硫分、灰分及部分微量元素的富集规律进行了探讨。
结果表明:宏观煤岩类型主要为半亮煤,各煤层变质程度为Ⅵ、Ⅶ阶段的高变质无烟煤;煤层总体以特低全水分、中灰分、特低挥发分和高硫分煤为特征,灰分和硫分较易脱除;煤中F、Ga、U、Th、V、As、Pb、Cu和Zn等元素较为富集;煤中硫分受海水影响显著,灰分主要受陆源碎屑物质供给控制,灰成分指数可反映海水作用强弱。
煤层中V、F、Ge和Ga 等的富集可能受物源区母岩影响;Th、U富集受到沉积环境重要影响,As、Pb、Cu和Zn在煤层中异常富集,可能与成煤后期低温热液作用有关。
【关键词】煤质特征煤层黔西贵州省贵州西部晚二叠世煤资源丰富,煤种齐全,但除少数矿区之外,大部分煤中硫分偏高,有害微量元素也较为富集(徐彬彬等,2003;任德贻等,2006)。
基于煤田地质勘探,查清各煤矿的煤质特征和煤地球化学特征,对于煤炭资源的清洁利用和有害成份(如硫分、有害微量元素等)的富集规律研究具有重要意义(易同生等,2008)。
黔北煤田(尤其是煤田东南部)煤中硫分普遍较高,但针对该区煤质特征与成煤环境关系(曹志德,2006;赵福平等,2007;程伟等,2013a)以及煤中微量元素的分布富集特征(Yang et al.,2011;程伟等,2013b)的研究相对较少。
本文基于黔西龙场井田各主采煤层的钻孔岩芯数据,对该煤矿煤质资源特性进行评价,并结合岩相古地理资料,探讨了煤中硫分及部分微量元素的地质成因。
1 地质背景龙场井田位于贵州毕节市黔西县境内,面积约27.03平方公里。
毕节地区晚二叠世聚煤盆地位于扬子准台地西侧,属于华南陆表海凹陷的一部分。
东吴运动形成贵州西高东低的古地理格局,自西北至东南依次发育河流、上三角洲平原、下三角洲平原、潮坪以及泻湖等沉积相带(邵龙义等,1998),频繁的海进海退形成了一套以碎屑岩、泥质岩和少量碳酸盐岩为主的海陆交替相含煤地层。
龙场井田矿区内地层自老至新有二叠系中统茅口组(P2m)、上统峨嵋山玄武岩组(P3β)、龙潭组(P3l)、长兴组(P3c)以及三叠系和第四系。
含煤地层为上二叠系统龙潭组(P3l),平均厚度215.58 m,含煤15~26层,全区可采、大部可采、局部可采煤层有8层(M9、M16、M18、M19、M20、M21、M25、M28煤层),平均总厚11.53 m,可采煤层含煤率5.3%,多分布于龙潭组二段中下部。
2 煤质特征2.1 煤岩特征各主采煤层坚固性系数变化为0.44~1.65,真密度变化在 1.50~1.83g/cm3之间、视密度变化在1.44~1.72g/cm3之间。
宏观煤岩组分主要以亮煤为主,暗煤次之,夹镜煤条带,半亮型煤多见,以宽条带状结构为主,其次为均一状结构;层状、块状构造,内生裂隙较发育。
显微煤岩组分主要为镜质组和惰质组,镜质组多以基质镜质体为主,其次为均质镜质体、结构镜质体,少数碎屑镜质体、团块镜质体,各向异性较明显。
惰质组以丝质体、半丝质体为主(胞腔多中空,少数充填黄铁矿等矿物),其次碎屑惰质体,少见粗粒体、微粒体、菌类体,偶见分泌体。
无机组分主要为粘土矿物,少量石英、黄铁矿及方解石。
镜质组最大反射率为2.32%~3.96%,平均值2.65%。
各煤层变质程度为Ⅵ、Ⅶ阶段的高变质无烟煤(表1)。
2.2 工业分析和常量元素含量表2所示,各主采煤层的全水分为1.73%~2.19%,平均1.97%,属于特低全水分煤;干基灰分为21.12%~30.35%,平均23.90%,总体属于中灰分煤,但M28灰分最高为30.35%,属于高灰分煤;干燥无灰基挥发分为8.68%~10.99%(仅M9、M16和M28的挥发分为10%~11%),平均9.64%,总体属于特低挥发分煤。
各煤层全硫分为2.06~5.04%,平均3.39%,属于高硫分煤,尤其以M28硫分最高;各硫分组分中,以黄铁矿硫为主(1.47%~4.59%,平均2.96%),其次是有机硫(0.49%~0.68%,平均0.56%),硫酸盐硫含量较少(0.06%~0.14%,平均0.09%)。
各煤层中有机硫占全硫分的比例为10.06%~23.95%(平均16.35%)(图1),说明煤中的硫分主要还是以无机态赋存,理论上可以通过洗选达到较好的脱硫效果。
简易可选性实验结果显示,煤中灰分的脱除率约为53%~63%,硫分脱除率约为45%~68%(图2),脱除效果较好。
煤中碳和氢是重要的组成元素,也是重要的煤质参数。
龙场井田8个主采煤层的干燥无灰基碳含量为91.54%~91.96%(平均 91.84%),氢含量为3.45%~3.60%(平均3.50%),波动均较小(表2)。
前人研究资料表明,随着无烟煤煤阶增大,氢含量显著减少,而碳含量则逐渐增大(任德贻等,2006)。
对各煤层的碳、氢元素含量及对应样品的镜质组最大反射率作相关性分析,结果显示镜质组最大反射率与煤中碳和氢元素含量以及镜质组含量的相关性系数分别为0.475、0.328和0.316,均未达显著相关,与煤中惰质组含量略呈负相关(相关性系数为-0.217),但亦未达显著相关。
说明煤中碳、氢元素含量以及显微组分含量变化,尚不能准确反映煤变质情况,也可能暗示煤变质过程中受到了除深成变质作用以外的其它因素影响。
对煤灰化学成分进行测定,得到11种常量元素(以氧化物计)的含量(表3)。
各煤层中SiO2、Al2O3、Fe2O3以及CaO和MgO等含量总体上波动较小,但M28具有最低的Si、Al含量和最高的Fe、Ca和Mg含量,反映该层煤形成时,无机质来源可能与其它煤层不同。
2.3 煤中微量元素富集特征煤中微量元素在煤炭开采和利用过程中可能产生环境污染,也可能富集成为煤伴生资源,因此应该将煤中微量元素(尤其是有害微量元素)的富集特征看作重要煤质参数之一。
本次工作测定了煤样中11种微量元素的含量,经综合计算,得到8个主采煤层中微量元素的富集情况(表4)。
煤中的F因“氟中毒地方病”而受到关注(Zheng et al.,1999)。
代世峰等(2005)、任德贻等(2006)和Dai et al(2007)等研究认为黔西地氟病起因于用作煤燃烧添加剂及制作煤球黏合剂的高氟黏土。
尽管如此,煤中的氟仍是重要的氟释放源。
龙场井田各主采煤层的F含量为80.57μg/g~315.80μg/g(平均148.38μg/g),此值高于贵州西部晚二叠世煤F平均含量83.1μg/g(代世峰等,2005)、世界煤平均含量(Ketris and Yudovich,2009)和中国煤平均含量(Dai et al.2012)(表4)。
此外,相对于中国煤和世界煤,龙场井田煤总体上较为富集的元素有Ga(9.71μg/g)、U(5.46μg/g)、Th(9.13μg/g)、V (95.26μg/g)、As(11.12μg/g)、Pb(106.82μg/g)、Cu(175.19μg/g)和Zn(122.42μg/g),其中Pb、Cu、Zn、As和U的含量显著高于地壳克拉克值(Taylor,1964),明显富集。
3 地质成因探讨3.1 硫分和灰分根据各钻孔岩性编录资料,绘制出龙场井田综合沉积柱状图(图3)。
由煤层上下岩性组合可以判断,M16、M18、M20及M25煤层形成于海退期,煤层顶底板岩性为泥岩、粉砂岩等碎屑岩,而M9、M19、M21及M28等煤层顶板或底板为灰岩,或其邻近地层为灰岩,反映成煤时可能处于海侵期。
上述各煤层硫分、灰分以及灰成份指数纵向变化规律如图3所示,煤中硫分与海水作用密切相关,M28为底部煤层,可能形成与龙潭早期海侵,其顶部发育大量灰岩,说明海水作用较强,对应其硫分也为各煤层中最大(5.04%),类似地,M9、M19和M21等也出现硫分增大现象,证明海水作用是煤层中硫分增大的主导因素;此外,煤中硫分自底部M28至顶部M9,硫分总体不断增大,反映了贵州西部晚二叠世时期海平面逐渐抬升的过程。
煤中灰分含量曲线具有大致递减的趋势,说明随着海水作用增强,灰分有减小趋势,这可能是由于海水抑制了陆源碎屑物质的供给。
尽管灰分产率不能清晰反映海水进退,但灰成分指数(Fe2O3+CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)曲线则能很明确地反映海水对煤层的影响,其变化规律与硫分曲线相似。
当海水入侵成煤盆地,海水中Ca2+和Mg2+在弱碱性条件下沉淀,铁质也在相对还原的环境里不断被转化为铁矿物(黄铁矿为主)留在煤层中,加大了煤层灰分中Fe、Ca和Mg等的含量;当海水作用较弱时,煤层中的灰分大量来自陆源碎屑物质的供给,其成分主要是含Si、Al量较高的玄武岩风化物质。
因此,灰成分指数可以作为成煤环境判别的有效辅助参数。
前人对灰成分指数的成煤环境意义进行过探讨(赵师庆等,1994;叶道敏等,1997;代世峰等,2005;任德贻等,2006;Yi et al.,2007),赵师庆等(1994)认为腐殖煤灰成分指数变化于0.03~0.22之间属较弱还原型,变化于0.23~1.23之间则属较强还原型。
龙场井田8个主采煤层,除M20的灰成分指数为0.22之外,其它各煤层均大于0.25,尤其以底部M28煤层为0.61,反映强烈的还原环境,这与根据岩性组合和硫分变化所得出的结论相吻合。
3.2 煤中微量元素富集规律有研究认为,由于海水中V含量较高,受海水影响较大的煤层中V含量较高(杨建业,1999;庄新国等,1999;任德贻等,2006)。
图3所示V含量在龙潭-长兴总体海侵背景下,逐渐增大,但在数次海水作用较强时,V含量未见明显增大,M28中V含量较低,而受海水作用较弱的M16的V含量则最大,说明煤层中的V不能直接归因与海水。
贵州西部晚二叠世煤的物源区为峨眉山玄武岩覆盖的康滇古陆,玄武岩富V(任德贻等,2006;Zhuang et al.,2012,),陆源碎屑物质的供给可能是煤层中V富集的重要原因。
Th和U都是天然放射性元素。
Th是亲石元素,典型的水解元素,形成Th(OH)4沉淀,在表生氧化条件下不太活泼,常存在稳定的含Th矿物晶格中(刘英俊等,1986)。
U是典型的亲氧元素,化学性质活泼,在表生氧化作用中迁移性较强。
因此,在陆源碎屑物质向滨海过渡带环境中搬运过程中,U比Th更倾向于在下游富集。
煤中的Th/U可以反映煤层受到海水作用强弱(Gayer et al.,1999),任德贻等(2006)对中国西南晚二叠世煤的研究表明,滇东冲积平原环境的煤Th/U一般为3.64~3.91,黔西三角洲平原成煤的Th/U一般为2.60~3.00,川南、黔中泻湖海湾环境下煤的Th/U为2.21~2.71,而形成与局限碳酸盐台地潮坪的煤(贵州贵定、广西合山),其Th/U则为0.03~0.48,总体上远离陆地向海方向,Th/U递减趋势显著。