长春市煤田地质勘探队 [探讨煤田地质勘探中煤炭质量管理的重要性]

　　摘要提出煤田地质勘探中煤炭质量管理的重要一环煤质工作,根据煤田地质报告中说明的煤田地质情况和煤质指标,不仅可以对煤炭资源的开发和利用作出评价,而且是矿井采掘设计、矿井煤质计划管理、合理搭配开采保证煤炭产品质量稳定的重要依据。
　　关键词地质勘探;煤炭质量;搭配开采;煤质计划
　　中图分类号TD8文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)041-0215-01
　　
　　1煤田地质勘探中煤炭质量管理的作用
　　1.1煤田地质勘探部门需提供的有关地质资料
　　为了保证煤炭产品质量,地质勘探部门必须提供准确、可靠、详细的地质资料,便于在矿井设计和生产过程中采取保证煤质的措施。在矿井设计之前,地质勘探部门首先应当向设计部门提供《井田精查地质报告》,详细说明井田的下列地质情况:
　　1)煤层厚度。包括煤层的结构、各分层厚度及其变化规律,煤层群中各层的层间距,煤层总厚度及其变化规律。
　　2)煤层倾角及其变化规律。
　　3)地质构造特征(褶曲、断层、裂隙)、岩溶、火成岩及其变化规律。
　　4)煤质特征。煤的种类、煤的内在灰分、硫分、水分、发热量、煤的硬度,煤的可选性及其变化规律。
　　5)围岩及夹矸层的性质。围岩的岩性、岩层和煤层的接触关系,岩层的组合关系,围岩及夹矸层的强度,裂隙发育程度和冒落的难易程度等。
　　6)水文地质条件。含水层及透水层的厚度、位置及渗透系数,断层及裂隙的透水性、水源及水力联系等。
　　1.2煤田地质勘探中煤质工作的作用
　　1)对煤炭资源的开发和合理利用作出评价。根据煤田地质报告中煤质特性,即煤的种类、煤的内在灰分、硫分、水分、发热量等主要煤质指标,能够对勘探区的煤炭资源开发和合理利用作出评价。要求所提供的煤质资料必须准确。
　　2)在煤矿设计中为保证煤质提供依据。煤矿设计中考虑井田划分、水平和盘区的划分、回采工作面设计、排矸设施和排矸方式的选择时,主要依据煤田地质勘探中提供的地质资料。煤田划分为井田时,要考虑煤层、煤质、地质构造等特点及其变化规律,尽量以自然地质构造线、水文地质变化线、煤种变化线等作为井田的边界。在水平和盘区的划分时,也要考虑煤种的不同、煤层的厚度、煤质变化规律及地质构造等因素。回采工作面设计一般考虑工作面的斜长、采高、推进度、工作面走向长度等参数,在确定这些参数时,要依据煤田地质报告中地质资料,合理选择回采工作面的位置、合理分层、合理选择回采工艺,才能保证开采出煤炭产品的质量。
　　3)矿井煤质技术管理基础工作的依据。煤质技术工作的要点是:① 根据煤层储量和质量情况,编制优劣煤层搭配开采方案,保证煤炭质量稳定;② 掌握煤层质量分布规律,了解采区接续情况,制订符合实际的煤炭质量计划;③ 掌握影响煤质的各项因素,预见煤质变化趋势,及时研究制定保证煤质的措施;④ 针对本矿煤质特点并结合用户的需要,采取适当的加工工艺,合理安排产品的品种和等级,使其既利于能源的有效利用,又保证企业获得最大销售收益。
　　首先,煤炭企业为了增强自身市场竞争能力,优良稳定的质量是前提条件,是企业的生命。因此,煤矿在制定长远规划和当前采区接续计划时,要根据煤层储量和质量情况,编制优劣煤层搭配开采方案,保证煤炭质量稳定。在巷道没有开掘前,必须利用地质勘探中提供的分煤层、分煤种的储量;煤层的工业分析和元素分析资料;煤层剖面图和平面图;火成岩侵入煤层情况及变化范围;煤层顶底板及夹石层的岩性;煤的可选性和粒度组成资料。只有详细了解了矿区煤层赋存情况,掌握煤层质量分布规律后,才能编制出优劣煤层搭配开采的方案。
　　煤质计划是煤矿生产经营计划的重要组成部分,并且直接关系到企业的经济效益。因此,要用准确的数据和科学的方法编制煤质计划。对于某些没有开掘煤层的煤质特征,即煤的种类、煤的内在灰分、水分、硫分、发热量、煤的硬度等,就要依据煤田地质勘探资料中的数据编制出煤质计划。煤质计划指标是煤炭企业产品质量要达到的目标,企业开展的一系列质量管理工作都是为了完成这一目标。煤质计划制定的是否科学、合理、准确,关系到能否生产出优质稳定的煤炭产品占领市场,能否提高企业经济效益,能否使企业持续健康发展。由此看出,地质勘探中数据是否准确,关系到煤质计划制定的是否准确,能否完成质量指标,直接影响到企业产品质量和信誉,决定着企业和员工的命运。
　　2加强煤田地质勘探中煤炭质量管理的措施
　　2.1保证勘探煤样的代表性
　　在煤田地质勘探中如何选取有代表性的煤样,是正确评价勘探区煤质特征及其变化规律的关键。在采取煤样时应注意以下几点:
　　1)采集钻芯煤样时,煤芯采取率要达到80%～92%为宜,如采取率过低代表性就差,煤质检验结果会与矿井开采以后的煤层煤样的检验结果有较大的差别。
　　2)在钻取煤样过程中,如果煤层受到钻头的摩擦而发热氧化甚至发生部分燃烧时,根据取得煤样化验结果判定的煤种会发生变化,这种煤样不具有代表性或代表性很差。
　　3)在采取钻芯煤样时如果混入了泥浆等杂质,煤样灰分会升高,为了消除泥浆的影响,而把煤样用水清洗时,既可能把易溶于水的钾、钠等碱性矿物质冲洗掉而使煤样的灰分偏低,又可能把煤粉冲走而影响其他煤质指标的准确性。所以,遇到这种情况,尽量不要用水去漂洗,可用刷子轻轻的刷去煤芯表面的泥皮,如煤芯完全破碎,可设法刮去明显的泥浆。
　　4)混入煤芯煤样中的铁砂、钢粒等必须用强磁铁吸尽,否则不仅影响灰分,还会影响煤灰成分和灰熔融性。
　　5)在浅部煤层的风化带或氧化带取得的煤芯煤样,化验结果只能作为确定风化带、氧化带和计算其腐殖酸含量的依据,不能作为正常煤芯煤样的计算基础。
　　6)在勘探区内的小煤窑中采取半工业性或工业性的生产煤样时,必须通过风化带、氧化带,同时不能采取煤层对比不清楚的煤层煤样。勘探人员在坑探或槽探中采取煤样时,也应注意上述问题。
　　7)对于较年轻的褐煤、长焰煤,在采取煤芯煤样时要及时密封包装,以免煤样氧化,失去代表性。为避免煤样的氧化,有条件的勘探队应设法在包装煤样的容器中充填氮气,或者用双层塑料袋包装煤样,在包装前尽量挤出袋内空气。
　　8)动力用煤的勘探区,为保证全水分样的代表性,避免水分损失,全水分样必须迅速制出,密封包装并及时送化验单位,必要时要派专人送样。
　　总之,对于代表性不强的煤样分析结果只能供参考,不得用作计算煤层的平均煤质指标,否则,就会得出与客观实际不符的结论。
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　　2.2合理选定化验项目
　　不同牌号的煤有不同的用途,在不同的勘探阶段化验项目是不同的,每一勘探区煤的化验项目也不完全相同,可根据如下情况选定。
　　1)在预测找煤、煤田普查、矿区详查或井田精查阶段,测定项目有:原煤的空气干燥基水分(Mad)、灰分(Ad)、挥发分(Vdaf)、焦渣特征及全硫(St,d)。如地质报告中需要提出C级以上(A+B+C)的储量,必须测定煤芯煤样的原煤视相对密度和真相对密度。
　　2)对于褐煤、长焰煤、弱粘煤、不粘煤、贫煤和无烟煤,测定原煤的空气干燥基水分(Mad)、灰分(Ad)、挥发分(Vdaf)、焦渣特征、全硫(St,d)及空气干燥基高位发热量(Qgr,ad),同时应选择部分有代表性的煤芯煤样测定煤灰成分和煤灰熔融性,也可考虑增加可磨性指数,对于无烟煤还应测定干燥无灰基氢含量(Hdaf)。
　　3)炼焦用煤除测定原煤的空气干燥基水分(Mad)、灰分(Ad)、挥发分(Vdaf)、焦渣特征、全硫(St,d)及空气干燥基高位发热量(Qgr,ad),还要测定净煤(Ad≤10%的煤)的粘结性和结焦性。
　　4)无论是无烟煤、烟煤或褐煤(极易泥化的某些特别年轻的褐煤除外),要用净煤的相关指标确定煤种,即要测定净煤的干燥无灰基挥发分(Vdaf)、空气干燥基水分(Mad)、灰分(Ad)、全硫(St,d)、粘结指数(G)、胶质层最大厚度(Ymm)、透光率(PM)和恒湿无灰基高位发热量(Qgr,maf)。在制备净煤煤样时,烟煤所用重液的密度一般为1.35～1.4g/cm3(以净煤灰分降至10%以下为准),无烟煤所用重液的密度,根据其纯煤的真相对密度确定,一般为1.4～1.8g/cm3之间,褐煤所用重液的密度原则上也按纯煤的真相对密度确定,一般为1.1～1.4g/cm3。
　　5)对于无烟煤、褐煤还要测定煤的机械强度、热稳定性、化学反应性。对于年轻的褐煤、长焰煤、不粘煤和弱粘煤必须测定燃点,以便考虑如何防止这些煤的自燃问题。
　　6)对于全硫含量大于1%的炼焦用煤,应取部分具有代表性的煤样来测定各种硫的组分,硫分增高,测定各种硫的煤样比例也应适当增加。
　　3结语
　　随着我国加快向资源节约型社会转变,当前各行各业都面临着节能减排的压力,降低单位能耗、减少污染物排放的要求愈加强烈,煤炭企业必须努力提高煤炭质量,满足用户的迫切需求。煤田地质勘探中的煤质工作不仅可以对煤炭资源的开发和合理利用作出客观评价,而且是煤炭质量管理中十分重要的一个环节,关系到煤炭产品质量能否稳定提高,煤炭企业能否长期发展下去的问题。因此,一定要扎扎实实地做好煤田地质勘探中的煤质工作,提高煤炭产品质量,才能增强企业自身市场竞争能力,提高企业经济效益,保障企业发展战略的实施。
　　
　　参考文献
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　　[2]工程地质手册.工程地质手册编写委员会,中国建筑工业出版社,2007.
　　[3]闫国雄.改进开采工艺提高煤炭质量[J].山西煤炭,2005,25,4.