08章 地面生产系统

第八章地面生产系统

第一节煤质及煤的用途

一、煤质资料简评

本设计所采用煤质资料来源于贵州省煤田地质勘探公司142队1989年11月提交的《贵州省织纳煤田坐拱勘探区（加背斜北东翼南段）详查地质报告》、贵州省煤田地质勘探研究院2003年8月提交的《贵州省纳雍县五轮山井田煤矿勘探地质报告》。以上报告基本查明各煤层的煤质情况，在揭示该区煤的煤质上具有较好的代表性和可靠性。

二、煤层煤质特征

本矿可采及局部可采煤层共11层，即3、5-2、5-3、6-3、8、9、14上、16、20、32、33号煤层，设计列入利用储量的为5-2、5-3、6-3、8、9、16、32、33号煤层等共8层。其中8号煤层为矿井设计首采煤层。

1、煤的物理性质

煤的宏观特性：井田内各煤层煤呈黑色－灰黑色，似金属光泽，以半亮半暗形为主。一般为层状结构，局部为块状及粉状，少量为粉粒状，多呈细条带状及线理状结构。煤质坚硬而性脆，内生裂隙较为发育，部分充填有粘土矿物、黄铁矿和方解石。

煤岩特征：煤岩以矿化丝质亮暗型煤为主，丝质暗亮型煤次之。显微煤岩组分由有机显微组分（83.88%）及无机显微组分（16.12%）组成。无机组分中粘土矿物占8.49%，氧化物占4.87%，硫化物以黄铁矿为主占1.96%，碳酸盐以方解石为主。

煤的变质阶段：本矿井原煤属无烟煤Ⅲ，有由上往下随埋藏深度的增加，变质程度增高的趋势。

2、煤的化学性质

本矿井可采煤层钻孔样煤质统计见表8-1-1。

1）灰分（Ad）

原煤干燥基灰分在10.63～39.44%之间，平均为23.84%，主要可采煤层煤的灰分基本为中灰煤。

2）硫分（St，d）

矿井各煤层煤的硫分较高，原煤干燥基硫分为0.26～9.47%，平均2.68%。其中6-3、32号煤层为低硫～中硫煤，其余煤层均为硫分2.01%以上的中高硫煤～高硫分煤。矿井主采煤层3、5-2、5-3、6-3号煤层煤的硫分分别为：3号0.63～9.45%，平均3.77%；5-2号0.26～6.85%，平均2.44%；5-3号0.39～9.47%，平均3.33%；6-3号0.33～2.86%，平均1.05%。

各煤层原煤、精煤形态硫组成见表8-1-2。在1.50密度精煤时，全矿井精煤硫分小1.82%平均为1.11%，降硫率约为49.11%，其中主采3、5-2、5-3、6-3号煤层精煤硫分分别为1.23%、1.08%、1.25%、和0.66%，均小于1.50%。

3）挥发分（Vdaf）

矿井各煤层精煤干燥无灰基挥发分在5.11～11.80%之间，平均为6.81%，体现为典型的无烟煤特征。各煤层的挥发分有随埋藏深度的增加而下降的趋势。

4）发热量（Qgr，ad）

矿井原煤干燥基恒容高位发热量为18.65～29.93MJ/kg，平均25.66MJ/kg，基本上属高热值煤。

5）煤灰成分及灰熔融性

煤灰成分以占含量53.22%的SiO2为主，其次为Al2O3、Fe2O3，其他如CaO、MgO 等含量较少。各煤层灰熔融性（ST）平均为1260℃，其中主采6-3号煤层灰熔融性平均为1348℃，属中等软化温度灰煤。

6、煤的工艺性能

抗碎强度：5-3、8号煤层作的跌落试验表明为高强度煤。

热稳定性：矿井各煤层煤的热稳定性较好，各煤层TS+6平均值为66.20～80.10之间。

化学活性：根据地质报告提供的试验资料表明，本矿井各煤层的CO2反应率较低，化学活性较差，其中主采6-3号煤层1000℃时的CO2反应率分别为27.90%。

结渣性：5-3、8号煤层进行了结渣试验，结渣指数为0.83>0.6，属中等强度结渣。

可磨性：矿井各煤层HGI指数平均值为61.2～88，其中主采3、5-2、5-3、6-3号煤层HGI指数平均值分别为88、76、82和71，均属于中等可磨煤。

视密度：矿井各煤层视密度平均值为1.45～1.59，其中主采3、5-2、5-3、6-3号煤层视密度平均值分别为1.53、1.51、1.47和1.45。

表8-1-1 煤层煤质特征表

8－3 贵州省煤矿设计研究院

续表8-1-1 煤层煤质特征表

8－4 贵州省煤矿设计研究院

续表8-1-1 煤层煤质特征表

8－5 贵州省煤矿设计研究院

表8-1-2 煤层硫分形态表

三、煤的可选性

1、筛分试验

3号煤层筛分试验结果见表8-1-3。

5-3号煤层筛分试验结果见表8-1-4。

8号煤层筛分试验结果见表8-1-5。

表8-1-3 3号煤层筛分试验结果表

表8-1-4 5-3号煤层筛分试验结果表

表8-1-5 8号煤层筛分试验结果表

表8-1-6 简选样煤层筛分试验结果表

煤层简选样筛分试验结果见表8-1-6。

分析煤的筛分试验结果，具有如下的特征：

1）随着筛分粒度级的减小，各粒度级煤的灰分及硫分相应降低，特别是煤的硫分在25～13mm级别上下有显著的变化，三个大样在该粒度级别以上煤的含硫较高，大于原煤硫分；在该粒度级别以下煤的含硫相对较低，一般均小于原煤硫分，且各粒度级的硫分较为相近。

2）原煤筛分除-0.5mm产率较低（2～7%）外，各粒度级煤的产率分布较为均衡，原煤中煤泥含量较少、不易粉碎、主要为颗粒状，+50mm以上粒度级块煤产率一般在25～40%之间，较为适中。

3）+50mm以上粒度级手选矸石、硫化铁、结核数量除3煤层为4.3%外，一般在1～

贵州五轮山煤业有限公司五轮山煤矿初步设计(变更) 第八章地面生产系统

2%之间，产率小，虽然该部分杂物特点为高灰分、高硫分，在完全除去该部分杂物后，并不能显著提高煤的质量，例如5-3煤层可降灰1.85%、降硫1.87%，8煤层可降灰2.96%、降硫10.17%。因此，欲通过手选达到原煤降硫、降灰的目的，效果不理想。

4）煤中矸石的含硫较高，一般在7～25%之间，排除矸石后，有助于明显降低煤的硫分。

5）从25mm以上粒度级别原煤相对高灰、高硫，25mm以下粒度级别原煤灰分及硫分较低，可看出煤中矸石及硫化铁结核主要以粗大颗粒存在于煤中。

对比简易样筛分试验，同样有煤的灰分及硫分随粒度级的降低而减少的趋势，但煤泥产率较大样筛分数据有很大的提高。

2、浮沉试验

3号煤层浮沉试验结果见表8-1-7。

5-3号煤层浮沉试验结果见表8-1-8。

8号煤层浮沉试验结果见表8-1-9。

煤层简选样浮沉试验结果见表8-1-10。

由表8-1-7～10可知各煤层煤的浮沉具有如下的特征：

1）煤主要富集于-1.45、1.45～1.50两密度级中，-1.50密度浮煤累计产率一般在60～70%、灰分在10%左右、硫分在1.0～1.5%之间；

2）在各密度级中，1.8～1.9密度产率最低，一般该密度产率占各粒度级的1～4%，并有随浮沉粒度的减小而降低的趋势，如5-3煤层该密度级随浮沉粒度从100mm 减小到0.5mm产率由4.74%逐渐降至1.10%、3煤层由3.66%逐渐降至0.87%；

3）浮沉煤泥随粒度的减小产率增大、灰分增高，表明细粒级矸石有一定的泥化现象；

4）高密度物的灰分较低，并有随浮沉粒度的减小，灰分增大的趋势，表明大粒级有夹矸煤存在，细粒级矸石较纯。