第5期煤質(zhì)技術(shù)2014年9月瑞能煤業(yè)煤炭資源與煤質(zhì)特征研究吳濤,劉杰斐(陜西瑞能煤業(yè)有限責(zé)任公司,陜西黃陵727307)摘要:通過(guò)對(duì)瑞能煤業(yè)煤炭資源儲(chǔ)量及煤質(zhì)特征的分析,提岀適合其煤炭資源綜合利用和循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案,指出瑞能煤業(yè)煤炭資源是優(yōu)質(zhì)的煉焦配煤原料,依據(jù)該煤煤質(zhì)性質(zhì)可構(gòu)建采煤、煤焦化聯(lián)合煤氣化、煤矸石煤泥和原煤燃燒發(fā)電等煤炭資源綜合利用技術(shù)路線,以實(shí)現(xiàn)煤炭資源的高效利用及提升瑞能煤業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞:煤炭資源;煤質(zhì)特征;技術(shù)方案;煤質(zhì)評(píng)價(jià)中圖分類號(hào):TQ536文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B文章編號(hào):1007-7677(2014)05-0031-03Research on coal resources and coal quality characteristics of Ruineng Coal GroupWU Tao, LiU Jie-feiShanri Ruineng Coal industry Co, Ltd, Huangling 727307, China)Abstract: Through the analysis of coal resources and coal quality characteristics of Ruineng Coal Group, this paper discussed thetechnical proposal which was suitable for comprehensive utilization of coal resources and circular economy industrial structure.Itwas indicated that the coal resources of Ruineng Coal Group was high quality raw materials for coking coal blending. Based onthese coal quality characteristics, a comprehensive utilization technology roadmap including coal mining, coal coking combinedwith coal gasification, coal combustion for power generation could be established, therefore, the effective utilization of coalresources could be realized, the economic profits could be increased as well.Key words: coal resources; coal characteristics; technical solutions; coal quality evaluation0前言煤炭資源綜合利用的技術(shù)路徑,提高煤炭資源綜合利用效益{3陜西瑞能煤業(yè)有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱瑞能煤循環(huán)經(jīng)濟(jì)實(shí)際上是以環(huán)境無(wú)害化、資源回收利業(yè))位于陜西省黃陵縣境內(nèi),礦區(qū)位于國(guó)家重點(diǎn)建用和清潔生產(chǎn)技術(shù)為載體的經(jīng)濟(jì)模式,其核心和本設(shè)的黃隴侏羅紀(jì)媒田,始建于1987年,前身為蒼質(zhì)就是保護(hù)、合理開(kāi)發(fā)及利用自然資源。煤炭資源村煤礦一號(hào)斜井,井田面積15.48km2,探明地質(zhì)綜合利用在循環(huán)經(jīng)濟(jì)中體現(xiàn)為高效利用化和廢棄物儲(chǔ)量為2366.79萬(wàn)t。年生產(chǎn)能力達(dá)到60萬(wàn)t,采掘機(jī)械化程度均達(dá)到100%。礦區(qū)配套鐵路、公資源化,從而實(shí)現(xiàn)污染排放減量化、資源化和環(huán)境路,交通運(yùn)輸便利。無(wú)害化目前煤炭行業(yè)黃金十年似已過(guò)去,隨著新建礦多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展模式之井和大型機(jī)械化綜采設(shè)備的投入,煤炭產(chǎn)量大幅增,能夠從整體最優(yōu)角度及尋求最佳的經(jīng)濟(jì)效益、加,在國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)和煤炭市場(chǎng)不景氣的情況下,給煤社會(huì)效益和環(huán)境效益而提出的高度靈活的資源、能礦企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。煤礦企業(yè)必須源、環(huán)境一體化集成技術(shù)系統(tǒng),以達(dá)到高效、靈轉(zhuǎn)變發(fā)展方式,走產(chǎn)業(yè)升級(jí)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展之路活、潔凈的目的6。多聯(lián)產(chǎn)的實(shí)質(zhì)是多種產(chǎn)品生產(chǎn)從過(guò)去以煤為主的簡(jiǎn)單生產(chǎn)模式,向提高產(chǎn)品附加過(guò)程的優(yōu)化耦合。多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)能夠從系統(tǒng)的高度出值和資源綜合利用的多元發(fā)展模式轉(zhuǎn)變,既可提升發(fā),結(jié)合各種生產(chǎn)技術(shù)路線的優(yōu)越性,使前支產(chǎn)品技術(shù)含量及增加產(chǎn)品附加值,也可延伸產(chǎn)業(yè)鏈及降或副產(chǎn)品變?yōu)楹罄m(xù)生產(chǎn)的原料,或部分循環(huán)補(bǔ)給,低市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)12。煤炭資源綜合利用是提高煤炭資實(shí)現(xiàn)互補(bǔ),從而達(dá)到高利用效率、低能耗、低投資源利用效率的重要途徑,對(duì)建設(shè)節(jié)約型社會(huì)具有十和運(yùn)行成本以及最少的污染物排放,是節(jié)能減排的分重要的意義。按照高效、清潔、充分利用的原有效途徑。凵中國(guó)煤化工則,開(kāi)展煤炭、煤矸石、煤泥、媒層氣、礦井水等煤炭資渡CNMHG術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)堅(jiān)持廢棄物以及與煤共伴生資源的綜合開(kāi)發(fā)利用,研究高效、清潔、充分利用的原則,開(kāi)展原煤、精煤31第5期煤質(zhì)技術(shù)2014年9月煤泥、煤矸石和礦井水等廢棄物以及與煤共伴生資地層為侏羅紀(jì)統(tǒng)延安組2號(hào)煤層,煤層厚度在源的綜合開(kāi)發(fā)與利用,研究煤炭資源綜合利用的技2.20m~3.20m。2號(hào)煤層有弱黏煤、12中黏術(shù),對(duì)提高煤炭資源綜合利用效益,研究煤炭資源煤、氣煤、13焦煤等煤種分布,其中以氣煤為綜合利用中的技術(shù)方法和實(shí)施的技術(shù)路徑具有重要主。以下對(duì)瑞能煤業(yè)的煤質(zhì)進(jìn)行綜合分析和評(píng)價(jià),的現(xiàn)實(shí)意義。以下結(jié)合瑞能礦業(yè)煤炭的性質(zhì)和生產(chǎn)以期為后續(xù)煤炭資源綜合利用提供可靠的理論依實(shí)際,按照循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念,研究并提出瑞能礦業(yè)煤據(jù)炭資源綜合利用的優(yōu)化技術(shù)方案,以提高該礦井的1.1原煤的基本性質(zhì)經(jīng)濟(jì)效益及提升煤炭資源的綜合利用。2號(hào)煤層原煤的工業(yè)分析和元素分析見(jiàn)表1,灰成分,形態(tài)硫及工藝性質(zhì)的分析分別詳見(jiàn)表2、1煤質(zhì)分析及評(píng)價(jià)表3及表4,鏡質(zhì)體反射率和顯微組分分析見(jiàn)瑞能煤業(yè)屬于陜西黃隴煤田東南部礦區(qū),含煤表5。表1原煤工業(yè)分析和元素分析工業(yè)分析元素分析Ndaf0.83~5.474.21~39.5730.37~43.0354.913.851.15注:表中C、H、N、S該4種元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由元素分析儀直接測(cè)得數(shù)據(jù),而O元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由差值計(jì)算所得。表2原煤灰成分分析%灰成分含量Alz O3K?oNazOP2 Os6.951.165.970.740.56表3原煤形態(tài)硫分析%區(qū)東部中灰煤增加,中、低灰煤基本各占50%;釆區(qū)北部則以中灰煤為主,低灰煤次之。原煤干燥0.050.640.30無(wú)灰基揮發(fā)分變化在30.37%~43.03%,平均36.06%。原煤全硫變化在0.16%~2.98%,平均表4原煤工藝性質(zhì)分析為0.69%。以特低硫煤為主,占52.9%;低硫煤次之,占33.0%;中硫煤及中高硫煤少量,分別發(fā)熱量Qnt.ar灰熔融性℃(Mykg)變形溫度(DT)軟化溫度(ST)流動(dòng)溫度(FT)占95%及4.6%,且零星分布。原煤各種硫中硫21.75~25.341180~13201230~13401280~1430酸鹽硫(S、d)在0.03%~0.11%,平均為0.063%;硫化鐵硫(Sn)在0.17%~2.10%,表5煤顯微組分分析平均075%;有機(jī)硫(S。d)在0.34%~1.13%,Rmx/%鏡質(zhì)組%惰質(zhì)組%礦物組%活情比平均0.57%。0.69-0.7656.93.2煤的灰熔融溫度變化在1230℃~1340℃,平均為1294℃。以中等軟化溫度灰為主,占通過(guò)對(duì)以上數(shù)據(jù)的分析可發(fā)現(xiàn),原煤的水分在47.7%;次為較低軟化溫度灰,占30.3%;較高0.83%~5.47%之間變化,平均為2.41%。采集軟化溫度灰少量,占21.1%。以上媒的灰分性質(zhì)的煤芯煤樣灰分為4.21%~39.57%,平均灰分的分析表明,該煤的灰熔融溫度不高,發(fā)熱量較15.95%。結(jié)合地層分析,在整個(gè)采區(qū)內(nèi)大部分為高,適合于進(jìn)行氣化,另外該煤的硫含量相對(duì)低,低、中灰煤,各占總儲(chǔ)量的49.4%及39.8%,特氣化后的中國(guó)煤化工的煤灰以SO2低灰煤占71%,高灰煤僅占3.9%;采區(qū)的平面和CNMHG和Pe2O,其它分布上,中、西部以低灰煤為主,中灰煤次之;采均為少量。其中SO2含量變化在19.25%第5期煤質(zhì)技術(shù)2014年9月65.70%,平均為47.37%。Al2O3含量變化在煤實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明該煤具有較高的可洗選性,精煤5.21%~30.95%之間,平均為20.85%。CaO含的回收率高達(dá)65.70%~73.56%,洗選精煤的干量變化在0.16%~42.92%,平均為燥無(wú)灰基揮發(fā)分變化在中高揮發(fā)分煤范圍內(nèi)。13.69%。SO3含量變化在1.03%~14.23%,平1.3洗精煤的基本性質(zhì)均為6.29%Fe2O3含量變化在1.67%洗精煤的工業(yè)分析和元素分析見(jiàn)表6。該煤經(jīng)21.49%,平均為5.96%。綜上所述,該煤灰屬于過(guò)洗選后,灰分大幅降低,為8.56%以下;洗精高硅鋁型”煤灰。煤的揮發(fā)分降低,在26.88%~40.98%,平均為1.2原煤的洗選性分析35.40%;全硫在0.38%~0.84%,平均0.53%通過(guò)以上對(duì)煤質(zhì)信息的了解,該煤礦煤層煤灰其中硫酸鹽硫(S、d)在0.02%~0.03%;硫化鐵分相對(duì)低,主要以SiO2和Al2O3為主,次為硫(Sd)在0.05%~0.06%;有機(jī)硫(S。)在CaO、SO3和Fe2O3。同時(shí)對(duì)每種形態(tài)硫的分析表0.36%~0.44%,平均0.40%。洗選后精煤的發(fā)明,硫化鐵的含量較高,主要分布在礦物質(zhì)中,而熱量大幅提高,Qn在31.60Mkg~32.77MU有機(jī)硫含量相對(duì)較低,其主要存在于煤的有機(jī)質(zhì)kg,平均3200MJkg;通過(guò)洗選后精煤的質(zhì)量得中。為了全面了解該煤的洗選性質(zhì),對(duì)原煤進(jìn)行選到大幅改善。精煤的工藝性質(zhì)分析見(jiàn)表7、表8。表6洗精煤的工業(yè)分析及元素分析%工業(yè)分析元素分析MFC1.29-5.723.22-8.5626.88-40.9857.449.211.0.38-0.84表7洗精煤工藝性質(zhì)分析I黏結(jié)指數(shù)奧亞膨脹度膠質(zhì)層指數(shù)a/%b%曲線型52-65359375441僅收縮45.011.0平滑下降表8洗精煤工藝性質(zhì)分析Ⅱ葛金干餾試驗(yàn)發(fā)熱量Qne焦型%%氣體%(My kg)C、D5.5-14.03.0-7.871.3-82.21.5-6.531.60-32.77注:表中T,ad為焦油產(chǎn)率,W,d為干餾含水量,CR,sd干餾固定碳含量,氣體為氣體產(chǎn)率。由表7、表8可知,精煤的黏結(jié)指數(shù)(GRn)在52~65,平均54,具有煉焦配煤的潛力;膠質(zhì)層指數(shù)在0mm~18.5mm,平均為10.4mm,體積曲線以“平滑下降”型為主,“微波型一波型”次之;對(duì)該煤的葛金干餾試驗(yàn)結(jié)合奧亞膨脹度的分析表明,該煤在熱解過(guò)程中揮發(fā)大,產(chǎn)焦油多,焦炭只收縮。對(duì)采區(qū)煤炭綜合分析發(fā)現(xiàn),中等黏結(jié)性圖1氣煤中的主要顯微結(jié)構(gòu)圖煤占54%,弱黏結(jié)性煤占46%。對(duì)葛金干餾試驗(yàn)富含油,可用于煉焦配煤以及提取焦油,屬于應(yīng)用焦塊在900℃熱處理后的顯微結(jié)構(gòu)分析表明,單獨(dú)價(jià)值較高的煤咨源:公到田好對(duì)提升瑞能煤業(yè)成焦的焦炭主要以各向同性、絲質(zhì)和碎片狀結(jié)構(gòu)為煤炭資源的中國(guó)煤化工濟(jì)效益和實(shí)現(xiàn)主,氣煤中的主要顯微結(jié)構(gòu)如圖1所示資源綜合利CNMHG綜上所述,2號(hào)煤層煤為高揮發(fā)分年輕氣煤,(下轉(zhuǎn)第44頁(yè))第5期煤質(zhì)技術(shù)2014年9月小車卸料。半地下儲(chǔ)煤倉(cāng)一般應(yīng)在有利地形條件時(shí)表5封閉儲(chǔ)煤設(shè)施的綜合對(duì)比使用,以減少土方工程量和混凝土用量,由于出煤項(xiàng)目筒倉(cāng)地上儲(chǔ)煤棚半地下儲(chǔ)煤倉(cāng)口在地下,屬于密閉空間,故需采用除塵、通風(fēng)和環(huán)保性能防爆措施。因使用葉輪給煤機(jī),倉(cāng)口采用了開(kāi)放式初期投資高設(shè)計(jì),應(yīng)考慮入倉(cāng)煤炭的水分,過(guò)高的水分會(huì)使倉(cāng)基礎(chǔ)工程量較大好低膠易較高大口煤炭產(chǎn)生流動(dòng)性,造成煤炭溢出倉(cāng)口,存在安全制作加工難易較難隱患。半地下儲(chǔ)煤倉(cāng)用于火車卸煤倉(cāng)或汽車卸煤倉(cāng)施工冬鋼筋混凝土倉(cāng)鋼結(jié)構(gòu)部分影響大,鋼板鋼結(jié)構(gòu)部時(shí),由于其僅作為緩沖倉(cāng)使用,占地面積較小,其季影響倉(cāng)影響小不受影響分不受影響出料口可設(shè)置多個(gè)漏斗,漏斗下設(shè)置給煤機(jī),倉(cāng)上鋼筋混凝土倉(cāng)鋼結(jié)構(gòu)施工周部鋼結(jié)構(gòu)也可采用門(mén)式鋼架結(jié)構(gòu)。施工周期周期長(zhǎng),鋼板期短,膜結(jié)構(gòu)較長(zhǎng)倉(cāng)周期短周期更短幾種封閉存儲(chǔ)設(shè)施對(duì)比維護(hù)費(fèi)用低高較高運(yùn)行費(fèi)用較高封閉儲(chǔ)煤設(shè)施型類較多,鋼筋混凝土倉(cāng)、鋼保溫性能較好較好倉(cāng)、球形網(wǎng)架儲(chǔ)煤棚和充氣膜儲(chǔ)煤棚各有特點(diǎn),應(yīng)安全性有瓦斯積聚,風(fēng)性能好,根據(jù)儲(chǔ)煤的地理?xiàng)l件、投資、使用維護(hù)能力、工藝需采取措施,基本無(wú)瓦斯積地下部分有需求等方面進(jìn)行考慮,對(duì)比論證,擇優(yōu)選用。其中占地面積小大較小鋼板倉(cāng)和充氣膜結(jié)構(gòu)儲(chǔ)煤棚與傳統(tǒng)儲(chǔ)煤形式有較大鋼筋混凝土倉(cāng)鋼結(jié)構(gòu)約50鋼結(jié)構(gòu)部分差別,在煤炭行業(yè)運(yùn)用較少,但在其他行業(yè)使用已使用年限大于50a,鋼a,膜結(jié)構(gòu)25約50a,鋼較為成熟,具有投資低、施工難度較低等特點(diǎn),引倉(cāng)25筋混凝土部分大于50a入設(shè)計(jì)時(shí)需考慮日常生產(chǎn)管理、維護(hù)等因素。各種封閉儲(chǔ)煤設(shè)施的綜合對(duì)比詳見(jiàn)表5。通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證、實(shí)際可行性比較,因地制宜地5結(jié)語(yǔ)選擇合適的儲(chǔ)煤方式。為減少煤炭?jī)?chǔ)存過(guò)程中對(duì)環(huán)境的污染,滿足日作者簡(jiǎn)介:許建軍(1984-),男,安徽肥東人,工程師,目前益嚴(yán)格的環(huán)保要求,封閉式儲(chǔ)煤設(shè)施在煤炭生產(chǎn)和在唐山國(guó)華科技國(guó)際工程有限公司工作。使用企業(yè)中使用越來(lái)越廣。筒倉(cāng)、地上儲(chǔ)煤棚、半地下儲(chǔ)煤倉(cāng)3種儲(chǔ)煤方式各有優(yōu)缺點(diǎn),在選擇中應(yīng)(收稿日期:2014-05-13)(上接第33頁(yè))參考文獻(xiàn):2結(jié)語(yǔ)[1]崔麗瓊.我國(guó)煤炭資源綜合利用現(xiàn)狀及對(duì)策思考冂].煤炭經(jīng)濟(jì)研究,2013,33(8)通過(guò)對(duì)瑞能煤業(yè)煤炭資源的詳細(xì)分析和研究表[2]凌濤,趙國(guó)浩,宗穎聰,山西煤炭資源綜合利用對(duì)策研究[門(mén)].能源技術(shù)與管理,2011(3)明,瑞能煤業(yè)煤炭資源是優(yōu)質(zhì)的化工煉焦用原料,[3]趙國(guó)浩.煤炭資源綜合開(kāi)發(fā)利用對(duì)策研究[J].能依據(jù)該煤的性質(zhì),可構(gòu)建以采煤、煤焦化聯(lián)合煤氣源技術(shù)與管理,2007(5)化、煤矸石煤泥和原煤燃燒發(fā)電,電力供應(yīng)生產(chǎn)[4]丁日佳,朱亞平,礦區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論與技術(shù)[M]徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2008電廠粉煤灰生產(chǎn)建筑材料,礦井水和生產(chǎn)廢水回收[5]肖云漢,張士杰.煤炭多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)和氬能技術(shù)[冂]循環(huán)利用的閉路循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,實(shí)現(xiàn)水、固、華北電力大學(xué)學(xué)報(bào),2004,31(6).[6]吳欣,蔣同昌.黃隴侏羅紀(jì)煤田煤質(zhì)特征分析氣和能源資源的高效循環(huán)利用。該模式的建立對(duì)今冂].陜西煤炭,2012(2)后瑞能煤業(yè)煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了指導(dǎo),對(duì)進(jìn)一步利用好瑞能煤業(yè)煤炭資源、提升瑞能作者簡(jiǎn)介春(1967)里西還陽(yáng)人,工程師,目前在陜西瑞能煤中國(guó)煤化工術(shù)警理工作煤業(yè)煤炭資源附加值和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益具有重要作CNMHG用(收稿日期:2014-04-02)