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摘要：蔚县矿区德胜庄井田赋存煤炭资源储量约2.5亿吨，是河北省重要的煤矿建设后备基地，主要可采煤层1和5号煤层的煤类主要为低—中灰、中硫、特低—低磷、中—高热值的长焰煤，除可用作动力用煤外，还可作固定床加压气化用煤或液化用煤。
关键词：煤质；用途评价；德胜庄井田；蔚县矿区
蔚县矿区是河北省重要的烟煤生产基地，矿区东北部的德胜庄井田面积42km2，含煤地层是侏罗系中统下花园组，含煤10层，其中1、1-1、4和5煤层为可采煤层，主要可采煤层为1、5煤层。煤类主要为低—中灰、中硫、特低—低磷、中—高热值的长焰煤，煤炭资源储量约2.5亿吨。对井田的煤质进行研究，可以为合理可发利用其煤炭资源提供参考依据。
一、煤的物理性质
井田内煤层颜色为黑色，条痕褐黑色，沥青光泽，参差状—棱角状断口，条带状结构，层状构造，具水平层理。稍污手。可见节理，内生裂隙较发育，性脆易碎（煤芯多呈碎块状、短柱状）。含少量黄铁矿结核。
二、煤岩特征
1 、宏观煤岩类型
井田内煤层以半暗型为主，次为半亮型，暗淡型较少见。主要可采煤层1煤层的宏观煤岩成分以亮煤为主，次为暗煤及少量镜煤和丝炭等，其宏观煤岩类型以半亮型煤为主，次为半暗型煤；5煤层的宏观煤岩成分以暗煤为主，次为亮煤及少量镜煤，含较多丝炭透镜体，其宏观煤岩类型以半暗型煤为主。
2 、显微煤岩特征
（1） 有机组分。本井田主要可采煤层1、5煤层的共同特点是有机显微组分以镜质组或惰质组为主，壳质组占比例很少。镜质组以基质镜质体为主，均质镜质体次之，含少量结构及碎屑镜质体，含极少量胶质和团块状镜质体；惰质组以碎屑惰质体为主，丝质体次之，含少量粗粒体、微粒体及菌类体；壳质组以小孢子为主，角质体次之，含少量树脂体及藻类体。按《中国煤层煤分类》（GB/T17607—1998）标准，该井田1煤层属较高镜质组煤；5煤层属中镜质组煤。
（2） 无机组分。各煤层中矿物杂质较多，种类比较单一，多为粘土类，其它类矿物质成分含量较少。其中粘土类多呈分散状或细胞充填状赋存，少量为块状粘土矿物；硫化铁类和碳酸盐类多以分散粒状或裂隙充填状分布，少量呈细胞充填状；氧化硅类多呈微粒状零星分布。
3、变质阶段
主要可采煤层1、5煤层的镜煤最大反射率均小于0.500%，反映本井田煤处于煤的变质作用的初级阶段——褐煤阶段。
三、煤的化学性质
1、水分。各可采煤层原煤水分（Mad）平均值在10%上下，含水量中等，且在平面和垂向上均无明显的变化。
2、灰分
1煤层多为低灰（＜10%）、中灰煤（10%～29%），东部局部为高灰煤（>29%）。
1-1煤层多为低灰、中灰煤，井田西北及东南部灰分略高为中灰煤，中间区域灰分较低为低灰煤。
4煤层多为低灰煤，自西南向东北灰分逐渐增高，由低灰煤渐变为高灰煤。
5煤层多为低灰煤，由中西部特低灰煤向东北渐变为高灰煤。
在垂向上，各可采煤层的原煤灰分（Ad）含量自下而上有逐渐降低的趋势， 1、1-1煤层以中灰煤为主，4、5煤层以低灰煤为主。
3、挥发分
各可采煤层浮煤干燥无灰基挥发分产率（Vdaf 900℃）在33.35%～45.29%之间，各层挥发分平均值均大于37%，在40%上下，粘结指数（G）均为0。
4、硫分
1煤层为低硫煤（0.5%～0.9%），有部分中硫煤（0.9%～1.5%），西南及中东部局部硫分较高（>1.5%）。
1-1煤层以中硫煤为主，自西北至东南由特低硫煤渐变为中高硫煤。
4煤层平面分布上以特低硫煤为主，自中部向东西两边由特低硫渐变为中高硫。
5煤层以中硫煤为主，由井田中西部特低硫煤向东南部渐变为中高硫煤。
5、磷
1、1-1、4号煤层磷含量较低，为特低磷煤；5号煤层磷含量稍高，为低磷煤。
6、氯
原煤氯含量各煤层皆低于0.027%，含量轻微。
7、氟
可采煤层氟含量55～150PPM，平均<100 PPM，表明本井田煤中氟含量稍高。氟的“挥发性”较强，在燃烧过程中，大部分随烟气、飞灰逸散到大气中，对环境污染产生一定影响。
8、砷
可采煤层原煤砷含量稍高，从1～112PPM，平均9～30 PPM。洗后浮煤砷含量0～3PPM。
9、元素组成
本区可采煤层浮煤Cdaf含量为74.47%～80.34%，Hdaf为4.11%～5.49%，Ndaf为0.73%～1.15%，(O+S)daf为14.73%～19.00%（详见表1）。
表1 可采煤层元素分析结果表
从元素分析测值看，本区煤的碳含量较低，氧含量较高，表现为变质程度较低的年轻烟煤的特征（其粘结性较差或无粘结性）。
四、煤的工艺性能
1、发热量
可采煤层的原煤干燥基高位发热量（平均值）23.81～25.87MJ/kg，根据国家标准《煤炭质量分级》（GB/T 15224.3-2004），1、1-1、4煤层属中热值煤，5煤层属高热值煤。
1煤层多为中热值煤，东南部、东北部发热量较低，属低热值煤，中西部局部发热量较高，属高热值煤。
1-1煤层井田中西部为高热值煤，四周多为中热值煤，局部为低热值煤。
4煤层自西南向东北发热量逐渐降低，由高热值煤渐变为低热值煤。
5煤层发热量较高，多为高热值煤，次为中热值煤。
2、粘结性
各可采煤层坩埚粘结性为1～2，粘结指数（GR.I%）为0，粘结性极弱，无粘结性。
3、灰成分及灰熔融性
该井田煤灰成分以二氧化硅（SiO2）为主，约占45%，其次为三氧化二铁（Fe2O3）、三氧化二铝（AI2O3）、氧化钙（CaO）。煤灰熔融温度较低，各可采煤层软化温度（ST）的采样点算术平均值在1140℃～1180℃之间，属较低软化温度灰；各可采煤层灰的流动温度（FT）的采样点算术平均值在1176℃～1203℃之间，属较低流动温度灰。 五、煤的可选性
1、分选密度±0.1含量法
对1、5煤层0.5 ～ 50mm自然粒级和破碎粒级的煤，选择不同的理论精煤灰分时，当理论精煤灰分为8.0%、9.0%、10.0%时，1煤层自然粒级分别属于难选、中等可选和极易选；破碎粒级分别属于极难选、难选和中等可选；5煤层自然粒级属极难选、中等可选和易选；破碎粒级前两者属极难选，后者属中等可选。
2、中煤法
采用中煤含量（1.5～1.8比重级煤的产出率）和理论精煤回收率（小于1.5比重级的煤的百分比，以去掉0.5mm以下的煤泥为100%计算），两种指标及原煤灰分分布曲线的形状来评价煤的可选性。
0.5～50mm自然粒级和破碎粒级的煤样，1煤层中煤含量小于20%；5煤中煤含量小于10%；1、5煤层理论精煤回收率均大于70%。原煤灰分分布曲线形状1、5煤层为上部较陡（5煤几乎垂直下降），下部逐渐趋向水平。故1煤层属中等可选；5煤层属易选，理论精煤回收率均为优等。
3、筛分试验
先把煤样破碎到13mm以下，按13、6、3和0.5（mm）的筛孔筛分成不同粒级。
4、可选性评价
综合分选密度±0.1含量法和中煤法，德胜庄井田1、5煤为中等可选——易选。
筛分过程中，当精煤灰分为9.0%时，1煤层为易选和极难选， 5煤层属易选——极难选，多为中等可选。
六、工业用途评价
1、煤质
通过以上对煤的各种物理、化学性质的分析，结合邻近生产矿井资料，对德胜庄井田的煤质总结如下：
（1）煤的变质程度：处于褐煤阶段。
（2）煤类：井田内可采煤层主要为长焰煤（CY41），局部不粘煤（BN31）。
（3）煤质特征：可采煤层的一般煤质特征为低—中灰分、低—中高硫分、特低—低磷、中—高热值的高挥发分煤。
（4）煤的工艺性能特征：本区煤为中—高热值、粘结性极弱、化学反应性强、气化性能较好。另外该井田煤还具有以下特点：较易磨碎且煤的热稳定性较差，结渣性强，煤灰的软化温度低。
（5）煤中的微量元素和有害元素：微量元素锗、镓、铀、钍、钒均未达到工业可采品位，无工业综合利用价值；硫、磷外的其它有害元素：氯含量轻微，砷和氟原煤含量较高，洗后浮煤砷和氟含量均显著降低至安全含量范围。
（6）煤的可选性：1、5煤层均属中等可选。
2、工业用途
鉴于以上煤质特征，本井田煤除作动力用煤（如交通运输、火力发电、工业锅炉用煤）或民用燃料外，还可作固定床加压气化用煤或液化用煤。但从酿造和食品工业燃料用煤砷含量不得超过8ppm的要求来衡量，本井田未经洗选的原煤不宜使用。
参考文献：
【1】河北省煤田地质局第四地质队. 河北省蔚县矿区德胜庄井田煤炭勘探报告〔R〕.宣化：河北省煤田地质局第四地质队，2008.
【2】中国煤层煤分类GB/T17607-1998
【3】煤的发热量测定方法（GB/T213-2003,neqISO1928:1995）
【4】煤炭质量分级（灰分）GB/T15224.1-2004
【5】煤炭可选性评定方法GB/T16417-1996
关键词：煤质；用途评价；德胜庄井田；蔚县矿区
蔚县矿区是河北省重要的烟煤生产基地，矿区东北部的德胜庄井田面积42km2，含煤地层是侏罗系中统下花园组，含煤10层，其中1、1-1、4和5煤层为可采煤层，主要可采煤层为1、5煤层。煤类主要为低—中灰、中硫、特低—低磷、中—高热值的长焰煤，煤炭资源储量约2.5亿吨。对井田的煤质进行研究，可以为合理可发利用其煤炭资源提供参考依据。
一、煤的物理性质
井田内煤层颜色为黑色，条痕褐黑色，沥青光泽，参差状—棱角状断口，条带状结构，层状构造，具水平层理。稍污手。可见节理，内生裂隙较发育，性脆易碎（煤芯多呈碎块状、短柱状）。含少量黄铁矿结核。
二、煤岩特征
1 、宏观煤岩类型
井田内煤层以半暗型为主，次为半亮型，暗淡型较少见。主要可采煤层1煤层的宏观煤岩成分以亮煤为主，次为暗煤及少量镜煤和丝炭等，其宏观煤岩类型以半亮型煤为主，次为半暗型煤；5煤层的宏观煤岩成分以暗煤为主，次为亮煤及少量镜煤，含较多丝炭透镜体，其宏观煤岩类型以半暗型煤为主。
2 、显微煤岩特征
（1） 有机组分。本井田主要可采煤层1、5煤层的共同特点是有机显微组分以镜质组或惰质组为主，壳质组占比例很少。镜质组以基质镜质体为主，均质镜质体次之，含少量结构及碎屑镜质体，含极少量胶质和团块状镜质体；惰质组以碎屑惰质体为主，丝质体次之，含少量粗粒体、微粒体及菌类体；壳质组以小孢子为主，角质体次之，含少量树脂体及藻类体。按《中国煤层煤分类》（GB/T17607—1998）标准，该井田1煤层属较高镜质组煤；5煤层属中镜质组煤。
（2） 无机组分。各煤层中矿物杂质较多，种类比较单一，多为粘土类，其它类矿物质成分含量较少。其中粘土类多呈分散状或细胞充填状赋存，少量为块状粘土矿物；硫化铁类和碳酸盐类多以分散粒状或裂隙充填状分布，少量呈细胞充填状；氧化硅类多呈微粒状零星分布。
3、变质阶段
主要可采煤层1、5煤层的镜煤最大反射率均小于0.500%，反映本井田煤处于煤的变质作用的初级阶段——褐煤阶段。
三、煤的化学性质
1、水分。各可采煤层原煤水分（Mad）平均值在10%上下，含水量中等，且在平面和垂向上均无明显的变化。
2、灰分
1煤层多为低灰（＜10%）、中灰煤（10%～29%），东部局部为高灰煤（>29%）。
1-1煤层多为低灰、中灰煤，井田西北及东南部灰分略高为中灰煤，中间区域灰分较低为低灰煤。
4煤层多为低灰煤，自西南向东北灰分逐渐增高，由低灰煤渐变为高灰煤。
5煤层多为低灰煤，由中西部特低灰煤向东北渐变为高灰煤。
在垂向上，各可采煤层的原煤灰分（Ad）含量自下而上有逐渐降低的趋势， 1、1-1煤层以中灰煤为主，4、5煤层以低灰煤为主。
3、挥发分
各可采煤层浮煤干燥无灰基挥发分产率（Vdaf 900℃）在33.35%～45.29%之间，各层挥发分平均值均大于37%，在40%上下，粘结指数（G）均为0。
4、硫分
1煤层为低硫煤（0.5%～0.9%），有部分中硫煤（0.9%～1.5%），西南及中东部局部硫分较高（>1.5%）。
1-1煤层以中硫煤为主，自西北至东南由特低硫煤渐变为中高硫煤。
4煤层平面分布上以特低硫煤为主，自中部向东西两边由特低硫渐变为中高硫。
5煤层以中硫煤为主，由井田中西部特低硫煤向东南部渐变为中高硫煤。
5、磷
1、1-1、4号煤层磷含量较低，为特低磷煤；5号煤层磷含量稍高，为低磷煤。
6、氯
原煤氯含量各煤层皆低于0.027%，含量轻微。
7、氟
可采煤层氟含量55～150PPM，平均<100 PPM，表明本井田煤中氟含量稍高。氟的“挥发性”较强，在燃烧过程中，大部分随烟气、飞灰逸散到大气中，对环境污染产生一定影响。
8、砷
可采煤层原煤砷含量稍高，从1～112PPM，平均9～30 PPM。洗后浮煤砷含量0～3PPM。
9、元素组成
本区可采煤层浮煤Cdaf含量为74.47%～80.34%，Hdaf为4.11%～5.49%，Ndaf为0.73%～1.15%，(O+S)daf为14.73%～19.00%（详见表1）。
表1 可采煤层元素分析结果表
从元素分析测值看，本区煤的碳含量较低，氧含量较高，表现为变质程度较低的年轻烟煤的特征（其粘结性较差或无粘结性）。
四、煤的工艺性能
1、发热量
可采煤层的原煤干燥基高位发热量（平均值）23.81～25.87MJ/kg，根据国家标准《煤炭质量分级》（GB/T 15224.3-2004），1、1-1、4煤层属中热值煤，5煤层属高热值煤。
1煤层多为中热值煤，东南部、东北部发热量较低，属低热值煤，中西部局部发热量较高，属高热值煤。
1-1煤层井田中西部为高热值煤，四周多为中热值煤，局部为低热值煤。
4煤层自西南向东北发热量逐渐降低，由高热值煤渐变为低热值煤。
5煤层发热量较高，多为高热值煤，次为中热值煤。
2、粘结性
各可采煤层坩埚粘结性为1～2，粘结指数（GR.I%）为0，粘结性极弱，无粘结性。
3、灰成分及灰熔融性
该井田煤灰成分以二氧化硅（SiO2）为主，约占45%，其次为三氧化二铁（Fe2O3）、三氧化二铝（AI2O3）、氧化钙（CaO）。煤灰熔融温度较低，各可采煤层软化温度（ST）的采样点算术平均值在1140℃～1180℃之间，属较低软化温度灰；各可采煤层灰的流动温度（FT）的采样点算术平均值在1176℃～1203℃之间，属较低流动温度灰。 五、煤的可选性
1、分选密度±0.1含量法
对1、5煤层0.5 ～ 50mm自然粒级和破碎粒级的煤，选择不同的理论精煤灰分时，当理论精煤灰分为8.0%、9.0%、10.0%时，1煤层自然粒级分别属于难选、中等可选和极易选；破碎粒级分别属于极难选、难选和中等可选；5煤层自然粒级属极难选、中等可选和易选；破碎粒级前两者属极难选，后者属中等可选。
2、中煤法
采用中煤含量（1.5～1.8比重级煤的产出率）和理论精煤回收率（小于1.5比重级的煤的百分比，以去掉0.5mm以下的煤泥为100%计算），两种指标及原煤灰分分布曲线的形状来评价煤的可选性。
0.5～50mm自然粒级和破碎粒级的煤样，1煤层中煤含量小于20%；5煤中煤含量小于10%；1、5煤层理论精煤回收率均大于70%。原煤灰分分布曲线形状1、5煤层为上部较陡（5煤几乎垂直下降），下部逐渐趋向水平。故1煤层属中等可选；5煤层属易选，理论精煤回收率均为优等。
3、筛分试验
先把煤样破碎到13mm以下，按13、6、3和0.5（mm）的筛孔筛分成不同粒级。
4、可选性评价
综合分选密度±0.1含量法和中煤法，德胜庄井田1、5煤为中等可选——易选。
筛分过程中，当精煤灰分为9.0%时，1煤层为易选和极难选， 5煤层属易选——极难选，多为中等可选。
六、工业用途评价
1、煤质
通过以上对煤的各种物理、化学性质的分析，结合邻近生产矿井资料，对德胜庄井田的煤质总结如下：
（1）煤的变质程度：处于褐煤阶段。
（2）煤类：井田内可采煤层主要为长焰煤（CY41），局部不粘煤（BN31）。
（3）煤质特征：可采煤层的一般煤质特征为低—中灰分、低—中高硫分、特低—低磷、中—高热值的高挥发分煤。
（4）煤的工艺性能特征：本区煤为中—高热值、粘结性极弱、化学反应性强、气化性能较好。另外该井田煤还具有以下特点：较易磨碎且煤的热稳定性较差，结渣性强，煤灰的软化温度低。
（5）煤中的微量元素和有害元素：微量元素锗、镓、铀、钍、钒均未达到工业可采品位，无工业综合利用价值；硫、磷外的其它有害元素：氯含量轻微，砷和氟原煤含量较高，洗后浮煤砷和氟含量均显著降低至安全含量范围。
（6）煤的可选性：1、5煤层均属中等可选。
2、工业用途
鉴于以上煤质特征，本井田煤除作动力用煤（如交通运输、火力发电、工业锅炉用煤）或民用燃料外，还可作固定床加压气化用煤或液化用煤。但从酿造和食品工业燃料用煤砷含量不得超过8ppm的要求来衡量，本井田未经洗选的原煤不宜使用。
参考文献：
【1】河北省煤田地质局第四地质队. 河北省蔚县矿区德胜庄井田煤炭勘探报告〔R〕.宣化：河北省煤田地质局第四地质队，2008.
【2】中国煤层煤分类GB/T17607-1998
【3】煤的发热量测定方法（GB/T213-2003,neqISO1928:1995）
【4】煤炭质量分级（灰分）GB/T15224.1-2004
【5】煤炭可选性评定方法GB/T16417-1996