摘要: 煤質檢驗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，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，本文根據筆者的多年經驗對煤質檢驗工作進行了詳細的研究分析,指出了煤質檢驗應注意的問題。

　　關鍵詞: 煤質檢驗,分析,測定技術,研究

　　一、煤質分析檢測的項目

　　1、選取煤樣，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征及其變化規律的關鍵。采集鉆芯煤樣時,煤芯采取率越高,煤樣的代表性就越強,一般采取率在80%-92%以上為宜。如果采取率過低(煉焦煤的采取率低于70%,動力煤的采取率低于60%),煤樣代表性就會變差,其煤質檢驗結果與礦井開采以后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、視相對密度對樣品采取率較為敏感,當樣品采取率較低時,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,在鉆取煤樣過程中的煤層受到鉆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,焦煤在采樣過程中如發生部分燃燒氧化,檢測后得出的牌號可能變為瘦煤甚至貧煤。此外,在采取鉆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,可能把溶于水的鉀、鈉等堿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,盡量不要用水去漂洗,可用刷子輕輕地刷去煤芯表面的泥皮。如果煤芯完全破碎,可設法刮去明顯的泥漿,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。在淺部風化帶采取的煤芯煤樣,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。

　　2. 煤質分析檢測項目分類

　　(一)褐煤、長焰煤、弱黏煤、不黏煤、貧煤和無煙煤對非煉焦用煤,應測定的項目:原煤水分(Mad)、灰分(Ad)、揮發分(Vdaf)及焦渣特征、全硫(St,d)、發熱量(Qgr,d)、元素分析等。

　　(二)煉焦用煤，除測定水分(Mad)、灰分(Ad)、揮發分(Vdaf)及焦渣特征、全硫(St,d)、發熱量(Qgr,d)以外,還需測定浮煤(或Ad不大于10%的原煤)的工業分析和黏結性、結焦性等項目。對于全硫含量大于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。

　　(三)用于確定煤牌號，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,某些高灰難選煤選后灰分仍大于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、最高內在水分和恒濕無灰基高位發熱量。對褐煤還應適當地測定腐植酸和褐煤蠟。

　　(四)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。

　　二、煤質檢測的具體方法

　　1.取樣：以當天同地點所來煤樣為同一批，按分散均勻采取粒度不大于13ram的煤樣約500g左右，破碎后經qb6mm分樣篩，篩取6ram以下的煤樣約100克供測定濕份用。

　　2.稱樣方法的說明：(每個樣各稱兩份)

　　(一)濕份及固有水分的稱樣方法。將空玻璃器皿稱重去皮后，直接稱取煤樣得煤樣重。取下已稱入煤樣的玻璃皿，使天平回零后再稱該有煤樣的玻璃皿的重量，為烘前重。煤樣經烘干后并冷卻至室溫直接稱得的重量為烘后重。

　　(二)測定灰份的稱樣方法，先稱出空灰皿的重量記下后進行去皮，再加入煤樣，稱得的重量即為煤樣重。經過灰化后的灰皿冷卻至室溫，直接稱得的重量即為灰皿及灰的重量。

　　(三)測定揮發份的稱樣方法，將不帶蓋揮發份坩堝稱重后去皮，加入煤樣后即得煤樣重。取下有煤樣的坩堝使天平回零后，將坩堝蓋蓋好再稱總重量即為干餾前重。樣品經干餾后冷卻至室溫的帶蓋坩堝，直接稱重即為干餾后重。

　　3.濕份的測定

　　稱取經 6mm分樣篩后所取得的qb6mm以下的煤樣約25g(m)于約qb9cm的玻璃培養皿中，置50℃鼓風干燥箱中烘2h，取出冷至室溫后稱重。

　　4. 固有水分的測定

　　(一)將測過濕份后的煤樣立即用高速粉碎機(12000轉/rain)進行粉碎，并經過8O目篩篩下的粉狀煤樣，裝入廣口磨口瓶中，供測定固有水分、灰份及揮發份取樣用。

　　(二)稱取粉狀樣品約1g(m)于玻璃稱量瓶中，置于105~C的鼓風干燥箱中(不開鼓風機)烘2h取出，冷卻至室溫后稱重。

　　5.全水份的計算：全水分(%)=C

　　6.灰份的測定

　　稱取粉狀煤樣約1.000g(m)于瓷灰皿中均勻攤平，置于灰皿架上，打開已升溫至850℃的高溫電爐爐門，將灰皿架放在爐門內(稍為推進一點)待煤樣已不冒黑煙后再推入高溫區(若煤樣發生爆燃，此樣應作廢)。關好爐門，重新調整設定溫度為815~C，待爐溫升至815℃±10℃后保持約40min(灼燒至無黑色)后打開爐門，取出灰皿，冷卻至室溫后稱重，按式計算結果：灰份(%)=D

　　7.揮發份的測定

　　稱取粉狀樣品約1.000g(m)]z揮發份坩堝中，蓋好蓋子輕輕振動，使樣品集中于坩堝底部，再稱重后置于坩堝架上。打開已升至920℃的高溫電爐的爐門，迅速將坩堝架送至高溫區，立即關好爐門重新設置爐溫為9o0℃，并使爐溫在3min之內升至900"(2~10~C(否則試樣作廢)，保持4min(共為7min)切斷電源，打開爐門連架取出冷至室溫后稱重。按式計算結果：揮發份(%)=E

　　8.低位發熱量的計算：低位發熱量(千卡/千克)=100K1一(KI+6)×(C+D)一3xE

　　9.焦渣特征

　　(一)粉狀— — 全部是粉塵，沒有相互粘著的顆粒。

　　(二)粘著——用手指輕碰即成粉末或基本上是粉末，其中較大的團塊輕輕一碰即成粉末。

　　(三)弱粘結——用手指輕壓即成小塊。

　　(四)不熔融粘結——以手指用力壓才裂成小塊，焦渣上表面無光澤，下表面稍有銀白色光澤。

　　(五)不膨脹熔融粘結——焦渣形成扁平的塊，煤粒的界線不易分清，焦渣上表面有明顯銀白色金屬光澤，下表面銀白色光澤更明顯。微膨脹熔融粘結——用手指壓不碎，焦渣的上、下表面均有銀白色金屬光澤，但焦渣表面具有較小的膨脹泡(或小氣泡)。

　　(六)膨脹熔融粘結—— 焦渣上、下表面有銀白色金屬光澤，明顯膨脹，但高度不超過15ram。

　　(七)強膨脹熔融粘結— — 焦渣上、下表面有銀白色金屬光澤，(一)預測找煤、煤田普查、礦區詳查或精查階段應測定的項目:原煤水分(Mad)、灰分(Ad)、揮發分(Vdaf)及焦渣特征、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。

　　三、地質報告中煤質分析部分的編寫問題

　　1.煤質分析數據的審定

　　在對煤質分析數據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,合理取舍,避免作出人為的不正確結論。 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,然后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后,應把有異常的煤樣檢測結果舍去,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,應采用復查后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系和有關煤田地質資料綜合分析,進行審查。

　　2.各井田(或礦)煤質變化規律

　　根據鉆孔分布位置,將一些重要的煤質檢測項目,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,在分煤層的各鉆孔旁標出,然后按走向和傾向分析各指標的變化規律。構造復雜的井田,如受斷層和火成巖等影響而煤質變化較大時,也應該找出其影響的規律并用文字詳細論述。此外,對于上、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,也應探求并在文字上加以闡述。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。對于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,為今后開發利用提供參考。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匯總計算,并與單獨圈定的儲量范圍相一致。

　　結束語

　　煤質檢測工作直接關系到鉆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數據負責,還要幫助勘探人員分析勘探現場結果,協助解決好采樣、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。

　　參考文獻：

　　[1]鮑江陜西澄城縣石炭二疊紀高硫煤配煤試驗研究[J].煤質技術, 2006 (5)

　　[2] DZ/T 0215—2002.1—29,煤、泥炭地質勘查規范[S]