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中图分类号：P618文献标识码： A
摘要：根据煤岩学、煤化学与扫描电镜分析结果.硏究了霍城县嘉华矿区侏罗纪B3煤的煤岩特征及 主要性质，探讨了嘉华矿区煤变质程度、显微组成及工业用途。
引言
伊北煤田属新疆四大煤田之一，具有低灰、低疏、高发热量等特点。嘉华矿区已成为自治区境内最大的优质动力煤生产基地之一，矿区含煤地层为侏罗下统八道湾组上段（J1b2），含B组煤层7层，B7、B6、B5、B4、B3、B2、B1（其中勘查区最上部的B7 B6煤层大部分剥蚀或火烧），累计厚度为22.39米，从岩相分析，即有河流相-湖泊相沉积，亦有泥炭沼泽相沉积，并且二者交替出现。从沉積特征上看，无论是在走向上或者是在倾向上岩层的厚度和岩性上均有一定的变化。由于水动力条件的变动，沉积韵律表现为沉积旋回多，间隔时间短，煤层间距小，升降频繁，沉积基底具有震荡性。因此造成短时期内相变剧烈，岩层中多见斜层理、交错层理，并含煤包裹体。
本区煤变质主要受区域变质作用影响。各煤层镜质组反射率变化不大。主要为烟煤第I变质阶段. 相当于长焰煤变质阶段.受沉积环境的影响，各煤层主要形成于覆水较浅、水流较畅、经常暴露的泥炭沼泽中，泥炭在堆积过程中受到了较强的氧化作用，凝胶化作用弱，丝炭化作用强，各煤层中均含大量的丝质组分。由于成煤物质基本相似，沉积环境变化不大.且变质程度相近，嘉华矿区各煤层无论在煤岩特征上还是在工艺性质上差异均较小。本文拟通过对B3煤的论述来探讨矿区煤的煤岩、煤质特征及其对煤的加工利用的影晌。
1、煤岩特征
矿区各煤层宏观煤岩特征：各可采煤层的物理性质基本相同，宏观鉴定，煤黑色，条痕褐黑色，沥青光泽，微污手，块状，坚硬，不平坦断口，节理不发育，呈条带状结构，致密块状构造。煤岩成份以亮煤为主，暗煤次之，宏观煤岩类型为半亮-半暗型煤。
⑴有机显微组分
嘉华煤有机组成主要有镜质组分、惰质组分为主，半镜质组分次之。有机组成分中镜质组占48.75-65.8%,主要以无结构镜质体为主，无结构镜质体在本样中以基质镜质体和均质镜体为主，基质镜质体在镜下不显示任何细胞结构，在反射光下呈深灰色，不显突起，充当各显微组分间的胶结物，均质镜质体不显示细胞结构，呈窄条带状分布，其反射色为深灰色。有机组成分中惰质组占15.6-25.0%，在本样中以丝质体为主，呈星状或网状分布，其反射色为白色，也可见了少量半丝质体，呈星状分布。有机组成分中半镜质组分占0.4-5.15%，在本样中以基质半镜质体为主，不显示细胞结构，其反射色为白色。壳子组分在本样中未观察到。
⑵矿物质
矿物组成主要有粘土矿物，黄铁矿和碳酸盐矿。粘土矿物呈浸染状分布，黄铁矿呈生物结构状分布，碳酸盐矿物呈表面放射状分布。
2、煤质特征
经对煤层系统分析研究，嘉华矿区煤质优良，属低灰-中灰分，特低-低硫煤。一般发热量25.90-29.98MJ/kg，灰分(Ad)产率在9.58-16.15%,原煤全硫St.d含量：一般为0.28-0.94%。水分（Mad）含量不高，平均值在5.10-7.51%；挥发分（Vdaf）产率为39.64-42.60%,属中挥发分煤。碳含量偏高.而氢含量较低，碳含量为74.07-79.19%，氢含量为3.21-4.78%。
B3煤层原煤工业分析元素分析结果表
Mad Ad Veda Cdaf Hdaf Ndaf (O+S)daf
7.51 17.84 40.19 76.9 4.08 1.21 17.31
B3煤层有害元素分析结果表
硫(St.d)% 磷(Pd)% 氯(Clad)% 氟(Fad)μg/g 砷(Asad)μg/g
1 0.066 0.072 54 2
B3煤层煤灰成份及灰熔融性分析结果
SiO2% Fe2O3% Al2O3% CaO% MgO% SO3% TiO2% 变形温度DT℃ 软化温度ST℃ 半球温度HT℃ 流动温度FT℃
48.7 7.51 23.09 6.32 2.29 4.79 1.45 1195 1268 1285 1302
按照我国相关的煤炭质量分级标准：嘉华矿区煤为低灰、特低硫、高热值煤。
煤的煤岩、煤质特征决定了其加工利用特征。由于灰分、硫含量低.有毒有害元素含量也较低，发热量高，嘉华矿区煤是一种优质动力煤。同时由于煤的变质程度低。煤质优良.地质储量大，因此是液化用煤的理想基地。
3、嘉华煤煤岩特征对其性质的影响
⑴嘉华煤变质程度和有机煤岩组成对其性质的影响
煤的工艺性质可以认为是其变质程度和煤岩组成的函数，有些情况下，煤的还原程度和变质类型对煤质也会产生较大影响。嘉华煤的变质程度相当于长焰煤阶段，由于变质程度低，丝质组含量高，造成煤中水分含量较高，对嘉华煤的利用造成了不利影响。不仅降低了其发热量，影响其使用价值，而且不利于煤的运输和存放，运用动力配煤技术，通过配入某些高煤阶煤，可以降低煤中丝质组相对含量，并提高煤的着火点，抑制煤的自燃倾向，同时可降低煤中水分，并解决某些高煤阶煤着火点较高，燃烧性能较差的问题。
⑵嘉华煤中矿物组成对其性质的影晌
煤灰的主要成分为Si02，Al203，Fe203，CaO，MgO,S03及Na2O和K20等.煤灰熔融性主要取决于这些成分含量的变化.由于CaO与Si02很容易相互作用形成熔点较低的硅酸盐,而Fe203也有降低煤灰熔融性的作用，MgO、Na2O和K20均有助熔作用，因此Fe203和CaO 等碱性组分含量高的煤.其煤灰熔融温度普遍较低.同时，煤灰中Si02/ Al203越低.煤灰熔融温度越高.试验表明. CaO 含量在20 %〜25%时,煤灰熔融性最低.而当CaO含量超过35%时.由于CaO 本身熔点较高，煤灰熔融性增高。
嘉华煤中粘土矿物具有较高的Si02/ Al203，并含有较多的K和Na等元素。同时,由于同生粘土矿物含量较低，方解石在煤中相对含量较高，常充填于煤显微裂隙中，是典型的后生矿物，主要由地下水淋滤作用带入煤中。煤的矿物组成特征使其煤灰熔融性普遍较差且极不稳定，对现代粉煤高温燃烧不太适应，在很大程度上影响了其市场竞争力，利用矿区煤低灰、低硫的优势，开展动力配煤研究，通过配入其它高灰煤，降低嘉华煤中Ca相对含量.既可改善其煤灰熔融性，又可合理利用其它劣质煤。
4、结束语
嘉华矿区煤是一种低灰、低硫、高发热量的优质动力用煤和液化用煤。通过动力配煤，可以改善其煤灰熔 融性；而煤岩组分分选技术的应用，可使煤燃烧性能和液化性能得到进一步提高，并使其作为一种优质炼焦配煤具有更大的应用潜力。
参考文献
[1]GB/T 15224.1 — 94 煤炭质量分级煤炭灰分分级北京：中国标准出版社，1991
[2]GB/T 15224.2 — 94煤炭质量分级煤炭灰分分级北京：中国标准出版社，1994
[3]GB/T 15224.3 — 94 煤炭质量分级煤炭发热量分级.北京：中国标准出版社,1994
[4]MT/T 853-2000煤炭熔融性分级.
北京：中国标准出版社，1994
摘要：根据煤岩学、煤化学与扫描电镜分析结果.硏究了霍城县嘉华矿区侏罗纪B3煤的煤岩特征及 主要性质，探讨了嘉华矿区煤变质程度、显微组成及工业用途。
引言
伊北煤田属新疆四大煤田之一，具有低灰、低疏、高发热量等特点。嘉华矿区已成为自治区境内最大的优质动力煤生产基地之一，矿区含煤地层为侏罗下统八道湾组上段（J1b2），含B组煤层7层，B7、B6、B5、B4、B3、B2、B1（其中勘查区最上部的B7 B6煤层大部分剥蚀或火烧），累计厚度为22.39米，从岩相分析，即有河流相-湖泊相沉积，亦有泥炭沼泽相沉积，并且二者交替出现。从沉積特征上看，无论是在走向上或者是在倾向上岩层的厚度和岩性上均有一定的变化。由于水动力条件的变动，沉积韵律表现为沉积旋回多，间隔时间短，煤层间距小，升降频繁，沉积基底具有震荡性。因此造成短时期内相变剧烈，岩层中多见斜层理、交错层理，并含煤包裹体。
本区煤变质主要受区域变质作用影响。各煤层镜质组反射率变化不大。主要为烟煤第I变质阶段. 相当于长焰煤变质阶段.受沉积环境的影响，各煤层主要形成于覆水较浅、水流较畅、经常暴露的泥炭沼泽中，泥炭在堆积过程中受到了较强的氧化作用，凝胶化作用弱，丝炭化作用强，各煤层中均含大量的丝质组分。由于成煤物质基本相似，沉积环境变化不大.且变质程度相近，嘉华矿区各煤层无论在煤岩特征上还是在工艺性质上差异均较小。本文拟通过对B3煤的论述来探讨矿区煤的煤岩、煤质特征及其对煤的加工利用的影晌。
1、煤岩特征
矿区各煤层宏观煤岩特征：各可采煤层的物理性质基本相同，宏观鉴定，煤黑色，条痕褐黑色，沥青光泽，微污手，块状，坚硬，不平坦断口，节理不发育，呈条带状结构，致密块状构造。煤岩成份以亮煤为主，暗煤次之，宏观煤岩类型为半亮-半暗型煤。
⑴有机显微组分
嘉华煤有机组成主要有镜质组分、惰质组分为主，半镜质组分次之。有机组成分中镜质组占48.75-65.8%,主要以无结构镜质体为主，无结构镜质体在本样中以基质镜质体和均质镜体为主，基质镜质体在镜下不显示任何细胞结构，在反射光下呈深灰色，不显突起，充当各显微组分间的胶结物，均质镜质体不显示细胞结构，呈窄条带状分布，其反射色为深灰色。有机组成分中惰质组占15.6-25.0%，在本样中以丝质体为主，呈星状或网状分布，其反射色为白色，也可见了少量半丝质体，呈星状分布。有机组成分中半镜质组分占0.4-5.15%，在本样中以基质半镜质体为主，不显示细胞结构，其反射色为白色。壳子组分在本样中未观察到。
⑵矿物质
矿物组成主要有粘土矿物，黄铁矿和碳酸盐矿。粘土矿物呈浸染状分布，黄铁矿呈生物结构状分布，碳酸盐矿物呈表面放射状分布。
2、煤质特征
经对煤层系统分析研究，嘉华矿区煤质优良，属低灰-中灰分，特低-低硫煤。一般发热量25.90-29.98MJ/kg，灰分(Ad)产率在9.58-16.15%,原煤全硫St.d含量：一般为0.28-0.94%。水分（Mad）含量不高，平均值在5.10-7.51%；挥发分（Vdaf）产率为39.64-42.60%,属中挥发分煤。碳含量偏高.而氢含量较低，碳含量为74.07-79.19%，氢含量为3.21-4.78%。
B3煤层原煤工业分析元素分析结果表
Mad Ad Veda Cdaf Hdaf Ndaf (O+S)daf
7.51 17.84 40.19 76.9 4.08 1.21 17.31
B3煤层有害元素分析结果表
硫(St.d)% 磷(Pd)% 氯(Clad)% 氟(Fad)μg/g 砷(Asad)μg/g
1 0.066 0.072 54 2
B3煤层煤灰成份及灰熔融性分析结果
SiO2% Fe2O3% Al2O3% CaO% MgO% SO3% TiO2% 变形温度DT℃ 软化温度ST℃ 半球温度HT℃ 流动温度FT℃
48.7 7.51 23.09 6.32 2.29 4.79 1.45 1195 1268 1285 1302
按照我国相关的煤炭质量分级标准：嘉华矿区煤为低灰、特低硫、高热值煤。
煤的煤岩、煤质特征决定了其加工利用特征。由于灰分、硫含量低.有毒有害元素含量也较低，发热量高，嘉华矿区煤是一种优质动力煤。同时由于煤的变质程度低。煤质优良.地质储量大，因此是液化用煤的理想基地。
3、嘉华煤煤岩特征对其性质的影响
⑴嘉华煤变质程度和有机煤岩组成对其性质的影响
煤的工艺性质可以认为是其变质程度和煤岩组成的函数，有些情况下，煤的还原程度和变质类型对煤质也会产生较大影响。嘉华煤的变质程度相当于长焰煤阶段，由于变质程度低，丝质组含量高，造成煤中水分含量较高，对嘉华煤的利用造成了不利影响。不仅降低了其发热量，影响其使用价值，而且不利于煤的运输和存放，运用动力配煤技术，通过配入某些高煤阶煤，可以降低煤中丝质组相对含量，并提高煤的着火点，抑制煤的自燃倾向，同时可降低煤中水分，并解决某些高煤阶煤着火点较高，燃烧性能较差的问题。
⑵嘉华煤中矿物组成对其性质的影晌
煤灰的主要成分为Si02，Al203，Fe203，CaO，MgO,S03及Na2O和K20等.煤灰熔融性主要取决于这些成分含量的变化.由于CaO与Si02很容易相互作用形成熔点较低的硅酸盐,而Fe203也有降低煤灰熔融性的作用，MgO、Na2O和K20均有助熔作用，因此Fe203和CaO 等碱性组分含量高的煤.其煤灰熔融温度普遍较低.同时，煤灰中Si02/ Al203越低.煤灰熔融温度越高.试验表明. CaO 含量在20 %〜25%时,煤灰熔融性最低.而当CaO含量超过35%时.由于CaO 本身熔点较高，煤灰熔融性增高。
嘉华煤中粘土矿物具有较高的Si02/ Al203，并含有较多的K和Na等元素。同时,由于同生粘土矿物含量较低，方解石在煤中相对含量较高，常充填于煤显微裂隙中，是典型的后生矿物，主要由地下水淋滤作用带入煤中。煤的矿物组成特征使其煤灰熔融性普遍较差且极不稳定，对现代粉煤高温燃烧不太适应，在很大程度上影响了其市场竞争力，利用矿区煤低灰、低硫的优势，开展动力配煤研究，通过配入其它高灰煤，降低嘉华煤中Ca相对含量.既可改善其煤灰熔融性，又可合理利用其它劣质煤。
4、结束语
嘉华矿区煤是一种低灰、低硫、高发热量的优质动力用煤和液化用煤。通过动力配煤，可以改善其煤灰熔 融性；而煤岩组分分选技术的应用，可使煤燃烧性能和液化性能得到进一步提高，并使其作为一种优质炼焦配煤具有更大的应用潜力。
参考文献
[1]GB/T 15224.1 — 94 煤炭质量分级煤炭灰分分级北京：中国标准出版社，1991
[2]GB/T 15224.2 — 94煤炭质量分级煤炭灰分分级北京：中国标准出版社，1994
[3]GB/T 15224.3 — 94 煤炭质量分级煤炭发热量分级.北京：中国标准出版社,1994
[4]MT/T 853-2000煤炭熔融性分级.
北京：中国标准出版社，1994