VOL.5 No.3本欄目由湖南省土地開發(fā)整理儲(chǔ)備中心協(xié)辦工 作探討煤中空的作，用! 38李昭容肖金成、 彭喬林(湖南省煤田地質(zhì)局第一-勘探隊(duì)湖南耒陽(yáng)421800)摘要: 煤中的硫通常呈有機(jī)硫和無(wú)機(jī)硫的方式存在，煤中含量極少,經(jīng)風(fēng)化后硫鐵礦硫可被氧化生成硫酸鹽硫。筆者利用理論方法.化學(xué)反應(yīng)方程式.計(jì)算公式和實(shí)例闡述2研究煤中硫含量的意義了煤中硫的存在方式與含量對(duì)評(píng)價(jià)煤的工業(yè)用途、計(jì)算煤的2.1 確定煤的沉積環(huán)境發(fā)熱量、分析煤的沉積環(huán)境等方面的指導(dǎo)作用。海相型煤，囚泥炭沼澤受海水的影響,煤中硫含量高,成關(guān)鍵詞:煤;硫;研究意義;沉積環(huán)境;發(fā)熱量;危害煤植物以咸水植物為主,它常從海水中汲取大量的硫，故煤中有機(jī)硫含量較高。如桑植縣木峽礦區(qū)的辰溪煤系就是典型的煤炭是我國(guó)的第一能源， 占- -次性能源 消費(fèi)比例的75%。海相成煤體系,煤的全硫(St)含量高達(dá)5. 88%,煤中有機(jī)硫目前，全國(guó)75%的.T.業(yè)燃料和動(dòng)力、65%的化工原料、85%的城(So)占全硫含量的81%(見圖1).圖1是湖南省幾個(gè)礦區(qū)的二市民用燃料都是由煤炭提供的，而且這種格局在今后相當(dāng)一疊紀(jì)煤系煤中各種硫含量的直方圖，它不僅載示海陸交互相段時(shí)期內(nèi)不會(huì)發(fā)生根本性的改變,可見煤炭在我國(guó)的能源結(jié)的煤因成煤沼澤受海水的間歇影響,故硫含量一-般較高; 而且構(gòu)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著舉足輕重的作用。但煤中或多或少地存還顯示陸相的煤硫含量較低。另有低硫煤中多為有機(jī)硫(So)，在著硫分,煤中硫不僅影響煤的質(zhì)最及工業(yè)用途，而且還污在中硫煤及中高硫煤中則以硫化鐵硫(Sp)為主,成煤沼澤為染環(huán)境,不過(guò)它又具有某些積極的因素,如利用煤中的硫含閉塞水流盆地。量計(jì)算煤的高位發(fā)熱量，研究煤的沉積環(huán)境等。同時(shí)，煤中的2.2計(jì)算煤的發(fā)熱量硫也是一種資源，可以回收利用,可見研究煤中硫含量具有煤在氧彈中燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱最(彈簡(jiǎn)發(fā)熱量)包括了煤中非常重要的意義。硫形成硫酸和煤中氨形成硝酸時(shí)所放出的熱量，它比煤在空1煤中硫的存在形態(tài)氣中燃燒時(shí)所產(chǎn)生的熱量要高,是煤的最高發(fā)熱量。而煤的高煤中的硫(St)以兩種形態(tài)存在。-為有機(jī)硫(So) ,指與位發(fā)熱量則是彈筒發(fā)熱量減去硫酸和硝酸的生成熱后的熱煤的有機(jī)質(zhì)相結(jié)合的硫:二為無(wú)機(jī)硫,它是煤中礦”物質(zhì)內(nèi)的值。于是當(dāng)知道了煤的彈筒發(fā)熱量和全硫后就可以計(jì)算出煤硫化物硫(Sp)、硫酸鹽硫(Ss)及以游離狀態(tài)賦存于煤中的元的高位發(fā)熱量。素硫。大部分有機(jī)硫化物、無(wú)機(jī)碗化物及元素硫?qū)倏扇剂?硫含量閶含量闖酸鹽硫?qū)俨豢扇剂颉?.1有機(jī)硫808C有機(jī)硫主要來(lái)源于成煤植物中的蛋白質(zhì)。有機(jī)硫的組成60國(guó)Sp成分多為硫醚或硫化物、二硫化物、硫醇或羧基化合物,次為40Ss 40|口SsOSo20噻吩類雜環(huán)硫化物和硫醌化合物,這些化合物結(jié)合在煤的大分子結(jié)構(gòu)中或其側(cè)鏈中,比較均勻地分布在煤中。0St-0.74病(S) oxSt=1. 88硫(S)陸相牧縣黃豐橋礦區(qū)(P1)海陸交互相酬陵白兔潭礦區(qū)01)1.2無(wú)機(jī)硫無(wú)機(jī)硫主要由硫化物硫組成,硫酸鹽硫微量,元素硫更少。含量閻硫化物硫絕大部分是以硫化鐵(黃鐵礦及少量白鐵礦,分10%量閣子式都是FeS)的形態(tài)存在,偶爾可見閃鋅礦(ZnS)、方鉛礦81%0% F(PbS)、黃銅礦(FeSs.CuS)和砷黃鐵礦(FeS,+FeAs).因此,人sp|們通常把硫化物硫稱為硫鐵礦硫或黃鐵礦硫。硫鐵礦硫的來(lái)8SpaSa源主要有兩種:一是來(lái)源于成煤植物及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物,二是來(lái)中國(guó)煤化工18aSs源于環(huán)境水中,即水中硫酸鹽類還原生成。HCNMHG_5t-5.8L-J硫(S)硫酸鹽硫的主要存在方式是石膏(CaSO.+2H20),另有少量海陸相邵陽(yáng)矩敲橋礦區(qū)印1)海相桑植木峻礦區(qū)中四)綠礬(FeS0," 7H0) .重晶石(BaSO)等硫酸鹽礦物。在新開采的圖1不同沉積相中各種硫含量35《<2008年第3期Land & Resources Herald高位發(fā)熱量的計(jì)算公式為:2.4研究硫與灰分的關(guān)系Qe.FQ.- (22. 5Ss.u+a Qe)(Kcal/kg) (1)煤中全硫含量高，灰分產(chǎn)率也高。這是因?yàn)槊喝紵?非..0..-(94. ISua.Qm.n) (MJ/kg)2)可燃硫只散失結(jié)晶水,其余部分殘留在煤灰中:可燃硫僅少部式中:Q分析煤樣的高位發(fā)熱量:Qow分析煤樣的彈簡(jiǎn)分呈揮發(fā)物逸出，絕大部分以三氧化二鐵殘存于煤渣中。煤發(fā)熱量;So由彈筒洗液測(cè)得的煤中硫含量(%);當(dāng)煤中全硫燃燒時(shí)非可燃硫、可燃硫發(fā)生變化的化學(xué)反應(yīng)式為:(S.) <4%或煤的彈簡(jiǎn)發(fā)熱量(.)>16.7 MJ/kg(或> 3500①非i可燃硫石膏失去結(jié)晶水:CaS0,.2H0≌CaS0.+2H20↑Kcal/kg) 時(shí),可用全硫或可燃硫代替S.:. 22.5.94.1煤中硫②可燃硫黃鐵礦、白鐵礦燃燒時(shí)生成二氧化硫和三氧化含量的校正值: a硝酸校正系數(shù)。二鐵:(1)式按煤類確定,貧煤、無(wú)煙煤、天然焦和石煤取0.0010,4FeS+110,=2Fe202+8S02↑其它煤取0.0015。(2) 式按彈簡(jiǎn)發(fā)熱量確定，即Q0w≤16.7③S2與煤中的碳酸鈣和氧作用即生成硫酸鈣:MJ/kg時(shí), a =0.001;當(dāng)25. 1≤>16.7 MJ/kg時(shí)，a =0.0012;2CaC0.+2S02+O2→2CaS0,+2C02 ↑當(dāng).>25.1 MJ/kg時(shí), a =0.0016。煤中硫化鐵含量高，煤灰中三氧化二鐵含量也高，煤灰呈2.3 確定硫?qū)γ旱睦糜绊懗潭壬罴t色,煤灰熔融溫度一般較低(煤灰熔融溫度與三氧化二鐵煤的全硫含量是評(píng)價(jià)煤質(zhì)的一-項(xiàng)重要指標(biāo)，煤中1%的硫的含量呈反比),煤灰結(jié)渣率高,防礙固態(tài)排渣鍋爐和氣化爐分危害性,相當(dāng)于8%的灰分。的清爐:降低煤的燃燒效率和氣化效率。2.3.1煤的貯存2.5計(jì)算煤中礦質(zhì)含量任何用煤?jiǎn)挝粚?duì)煤的貯存量都有一-定的要求，都需要-在地質(zhì)勘查工作中,可以根據(jù)--些學(xué)者的研究成果,利用定的應(yīng)急貯存量，煤中的硫含量特別是黃鐵礦多的煤易堆自煤的灰分和硫分含量計(jì)算煤中礦物質(zhì)含量.燃,無(wú)形中對(duì)煤的貯存提出了更高更嚴(yán)的要求,增大了貯存成克雷姆提的公式M=1. 10A+0. 5Sp本派爾提出的公式Mo=1. 10A+0. 1St2.3.2燃料用煤式中:M煤中礦物質(zhì)含量(%);A煤的灰分產(chǎn)率(%);Sp煤動(dòng)力用煤占我國(guó)當(dāng)前煤炭總消費(fèi)量的90%以上。可燃硫中硫鐵礦含量(%):St煤中全硫含量(%)。產(chǎn)生的SO2氣體不僅會(huì)(接腐蝕鍋爐等金屬設(shè)備，而且還污表1是鏡下鑒定的煤層物質(zhì)含量與利用公式計(jì)算得出染大氣,甚至形成酸雨,危及生態(tài)環(huán)境，威脅人體健康。倫敦、的礦物質(zhì)含最的兩個(gè)實(shí)例,結(jié)果顯示兩種不同方法得出的煤馬斯河谷、多諾拉等可怕的煙霧公害事件就是例證。層礦物質(zhì)含量大體接近。SO,+H0-H2SO,SO2+H20 +HISO3 HSO.[0]-H.S0,表1煤層礦物質(zhì)含量比較式中[0]為各種氧化劑,如0;1H202、H20、SO2,主要由煤燃燒產(chǎn)生。區(qū)樣品地點(diǎn)Md St,d 愛探時(shí)鏡下簍定 利用藏克公式計(jì)算你質(zhì)皮果($)礦物質(zhì)含量(5)煤燃燒可燃硫產(chǎn)生二氧化硫氣體:903孔13.37 0.4516.714.8渣渡(利北)4Pes2+1102=2Fe20.+8SO2↑新源煤礦17.26 0.618.019.1二氧化硫氣體進(jìn)入雨中形成酸雨:SO2↑+[0]→S032.6制訂相應(yīng)的環(huán)保措施2.3.3造氣用煤煤在氣化過(guò)程中,煤中硫生成的氣態(tài)硫化物,既會(huì)污染環(huán)黃鐵礦含量較高的煤及矸石，在太陽(yáng)暴曬下容易氧化放境，腐蝕設(shè)備，又會(huì)使生產(chǎn)中的氣化劑中毒失效,直接影響原.熱引起矸石或煤層自燃，針對(duì)自燃的矸石堆可采用灌漿的方法進(jìn)行處理:硫含量高的日坑排放的井下廢水，宜先用生石灰料氣的凈化,增大操作難度,降低產(chǎn)品質(zhì)量。在氣化過(guò)程中煤中硫生成硫化氫和二氧化硫的化學(xué)反應(yīng)對(duì)其進(jìn)行中和或其它特種處理，讓水質(zhì)達(dá)標(biāo)后方可排放:對(duì)于工業(yè)用煤,硫含量高的煤在使用之前必須進(jìn)行脫硫使之達(dá)標(biāo)。式:2.7了解煤的脫硫方法2FesS+O+3Hl0≌FeD:+3HS+SO2↑黃鐵礦含量高的煤，黃鐵礦常結(jié)晶粒狀及結(jié)核狀，比重硫化氫和二氧化硫使氣化劑中毒:大,容易洗選,采用物理方法即可使精煤全硫降低很大幅度;HS t +20,=HSO,SO2↑+HL0+ (0) H,SO,，有機(jī)硫主要來(lái)源于成煤物質(zhì)，它以各種功能團(tuán)形式存在于煤2.3.4煉焦用煤在煉焦過(guò)程中,有機(jī)硫含量高的煤，結(jié)焦塊一般較好。分子的側(cè)鏈上或雜環(huán)中,不容易洗選，只有采用化學(xué)脫硫法或但煤中約80%的硫轉(zhuǎn)入焦炭,直接影響焦炭的質(zhì)量。冶金焦微生物法。硫酸鹽較容易洗選脫除，無(wú)機(jī)硫除了采用物理脫硫每增加0.1%的硫，高爐生產(chǎn)能力就降低2%~2.5%,焦比提法外，也可采用化學(xué)脫硫法或物理與化學(xué)相結(jié)合的方法。高1. 5%,石灰石用量增加2%~3. 7%。同時(shí)煉焦時(shí)產(chǎn)生的硫中國(guó)煤化工化物氣體對(duì)設(shè)備腐蝕厲害.半焦和焦炭中的含硫量可用下CNMH(在此環(huán)境下煤中的黃式推算:鐵礦:YH爾接觸后,經(jīng)過(guò)一系列半焦:St,d=煤St,dX0.8+0.3的氧化、水解等反應(yīng)，生成硫酸和褐色氫氧化鐵。焦炭:St,d=煤S,dX0.8+0.8①黃鐵礦氧化生成游離硫酸和硫酸亞鐵[下轉(zhuǎn)第37頁(yè)]>36VOL.5 No.3本欄目由湖南省土地開發(fā)整理儲(chǔ)備中心協(xié)辦工 作探討同隨月手三期基坊南重方自記培變形原困的深討(廣州市城市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院巖土研究所 廣東廣州510060)摘要:重力式擋土墻在基坑支護(hù)中經(jīng)常被運(yùn)用,由于各測(cè)單位向業(yè)主下達(dá)第三次報(bào)警函。針對(duì)上述狀況,業(yè)主決定.地的情況不同，其變形的程度也各不相同。重力式擋土墻的在擋土墻底部再增加一道錨索，并堆沙包反壓，力圖從根本變形可以由多種原因造成。如果按程序把工作做得更細(xì)致一上解決重力式擋土墻的不穩(wěn)定問(wèn)題。點(diǎn)考慮問(wèn)題更全面一點(diǎn)，處理問(wèn)題更及時(shí)果斷一點(diǎn)險(xiǎn)情是第二道錨索加固10天后下了-場(chǎng)暴雨，重力式擋土墻可以避免的。中東部又以每天5m的速率向坑內(nèi)移動(dòng),累計(jì)位移超過(guò)底部關(guān)鍵詞:基坑支護(hù);重力式擋土墻;變形錨索加固后重新設(shè)定的報(bào)警值?；幽蟼?cè)地面又出現(xiàn)多條5~ 10mm寬的橫向和縱向裂縫,基坑南側(cè)支護(hù)面上部和基坑一、變形及處理過(guò)程南側(cè)的兩層樓宿含外墻中部也出現(xiàn)了明顯橫向裂縫,監(jiān)測(cè)單荷塘月色三期工程位于廣州市黃石東路南側(cè)，基坑開挖位立即向業(yè)主下達(dá)第四次報(bào)警函。此時(shí)業(yè)主根據(jù)有關(guān)部門和.面積13278m ,開挖深度6. 3m?；拥谋?、東、西三側(cè)采用放坡專家的建議，組織人員在擋土墻頂?shù)牧芽p中灌注水泥漿,并支護(hù)，南側(cè)采用重力式擋土墻支護(hù)。2006年12月基坑南側(cè)開在擋土墻中部及底部開了3個(gè)導(dǎo)水孔，疏導(dǎo)擋土墻內(nèi)地下挖不久,經(jīng)加密監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)重力式擋土墻南西側(cè)項(xiàng)部水平位移水，同時(shí)加快坑底的挖樁速度，且在樁內(nèi)不間斷抽水以降低速率較大并接近報(bào)警值，擋土墻后的地面出現(xiàn)明顯橫向裂地下水位,阻止擋土墻的繼續(xù)位移。縫,監(jiān)測(cè)單位立即向業(yè)主下達(dá)報(bào)警函。考慮到擋土墻南西側(cè)由于投入基坑施工的人力、物力不夠,南部基坑工程進(jìn)距基坑邊線約15m為高層住宅樓，業(yè)主決定在擋土墻中部增展緩慢。初夏的兒場(chǎng)大雨又使擋土墻發(fā)生了較大的位移并超加一道錨索，以增強(qiáng)擋七墻的穩(wěn)定性。過(guò)重新設(shè)i計(jì)的控制值,監(jiān)測(cè)單位立即向業(yè)主下達(dá)第五次報(bào)警重力式擋土墻加固后，進(jìn)行了第二次開挖。開挖當(dāng)天擋函。經(jīng)過(guò)不問(wèn)斷疏導(dǎo)滲入的地下水，擋土墻才逐漸穩(wěn)定,整個(gè)土墻項(xiàng)部的最大水平位移達(dá)10m,大大超過(guò)規(guī)范要求和設(shè)計(jì)建筑工程的下一步工作得以正常進(jìn)行(見圖1)。標(biāo)定的累計(jì)水平位移控制值。地面出現(xiàn)多條橫向裂縫外還出現(xiàn)多條明顯的縱向裂縫，監(jiān)測(cè)單位立即向業(yè)主下達(dá)第二次報(bào)警函。鑒于第二次開挖擋土墻的變形速率依然過(guò)大,業(yè)主決定在擋土墻底部用混凝土鋪墊加固并拉排水溝導(dǎo)水,以控制擋土墻的水平位移。因時(shí)值春節(jié)，用混凝土鋪墊加固重力式擋土墻底部的措國(guó)施未得到落實(shí)。春節(jié)期間擋土墻南東側(cè)頂部再次出現(xiàn)大的水平位移，春節(jié)過(guò)后累計(jì)水平位移已超過(guò)重新制定的控制值,基坑南側(cè)地面出現(xiàn)多條橫向和縱向裂縫，且基坑南側(cè)距基坑邊沿最近的廠房出現(xiàn)明顯沉降，內(nèi)外墻體出現(xiàn)較大的裂縫,監(jiān)圖1“荷塘月色三期 ”基坑南側(cè)累計(jì)水平位移曲線圖[上接第36頁(yè)]2FeS+70.+2H.0- - 2HS0.+2FeS0,溶蝕;處于次風(fēng)化帶下部的煤,因遭受風(fēng)化、氧化帶的作②硫酸亞鐵在游離氧的作用下轉(zhuǎn)化為硫酸鐵用較微弱，煤的物理性質(zhì)與正常煤基本相似，僅在煤的裂4FeS0,+2H2S0,+O2→2Fe(SO) s+2H.0隙中能見到少量的暈彩狀氫氧化鐵:有時(shí)也可發(fā)現(xiàn)未經(jīng)③硫酸鐵在弱酸性水中發(fā)生水解而產(chǎn)生褐色氫氧化鐵和氧化的黃鐵礦晶體或薄膜,以及新鮮的碳酸鹽薄膜。游離硫酸2.9煤中硫也是一種資源Fe2(S0) s+6H20→2Fe (OH) s+3H2SO,我國(guó)是一個(gè)產(chǎn)煤用煤大國(guó),年產(chǎn)煤以億噸計(jì),煤中由于煤的埋藏深度不一，煤中黃鐵礦的氧化程度也不-硫含中國(guó)煤化工萬(wàn)噸的硫,生產(chǎn)中樣。風(fēng)化帶煤,手捻即成粉狀，光澤很暗淡,裂院內(nèi)有許多泥可以CNMH煙道氣中的二氧質(zhì)風(fēng)化產(chǎn)物;處于次風(fēng)化帶或氧化帶中上部的煤，其特征標(biāo)賢源又保護(hù)了環(huán)境志是裂際中充填有大量的褪色氫氧化鐵，或在煤的裂腺面上的一舉多得的工程。國(guó)附著大量呈暈彩狀的氫氧化鐵，煤中所含的碳酸鹽薄膜全被37<《