全国煤资源潜力评价要求.ppt

煤质特征与煤变质作用 唐跃刚教授中国矿业大学 北京 地球科学与测绘工程学院tyg tyg 86 10 62339302 要求 煤作为一种固体有机岩 对温度 压力等地质环境因素特别敏感 地质历史演化过程中的各种构造 热事件必然导致煤发生一系列物理 化学 结构和构造变化 包括由煤变质作用类型和变质程度造成的煤类差异 成煤物质和古环境因素造成的煤组分和元素构成差异 上述因素在很大程度上决定了煤炭资源的利用途径和利用价值 因此 要从构造 热史 埋藏史 流体活动史等角度 研究煤的变质作用类型和强度 从泥炭沼泽类型 成煤物质和古地理环境等角度探讨煤炭物质组分 元素 有害元素 和煤利用可选洁净特性的分布状况 确定影响煤质特性的主要因素并对煤类煤质分布做出预测 煤类分布图 1 50万 100万 煤质资料汇总表 任务 1 收集汇总基础数据全面收集整理各煤田和生产矿井历年积累的煤质资料 以及相关专题研究成果 填报 煤质数据汇总表 编制 煤类分布图 等专题图件 以阐明煤炭资源的 质量 特征 2 煤变质作用类型划分方案煤的变质作用划分为四种基本类型 即 深成变质作用 岩浆热变质作用 包括区域岩浆热变质作用和接触变质作用 热水 气水热液 变质作用 动力变质作用 各省 区 可根据实际情况和研究基础有所侧重和发展 3 煤质特征的控制因素研究不同聚煤模式的煤岩 煤质变化规律 进行主采煤层的煤岩学研究 有条件的省 区 市 应建立煤相模式 研究在高分辨率层序地层格架下成煤泥炭沼泽的水介质条件的变化及演化及其对泥炭及煤的煤岩 煤质 煤的地球化学 有害元素 和煤利用可选洁净特性的控制 4 提交基础数据煤质数据原则上按 组 统计 根据实际情况可适当合并 具体要求见第七章 5 主要图件 1 煤类分布图 具体要求见第七章 2 根据收集数据情况和研究基础 编制主要煤层的煤岩 煤质主要参数专题图 如 Rmax 或挥发份 等值线图 硫分等值线图 灰分等值线图 重金属和煤利用可选洁净等级区域图等 为研究煤质时空分布规律提供依据 图件比例尺不作统一要求 潜在资源量的统计 1 按深度统计 2 按级别 类别分别统计 3 按煤类和原煤全硫 灰分分别统计 4 煤类划分依据 附表及其编制的基本要求 1 煤质资料汇总表 省 组煤的显微组分及Roran参数统计表 附表及其编制的基本要求 1 煤质资料汇总表 省 组煤的显微组分及Romax参数统计表 省 组煤的工业分析参数统计表 附表及其编制的基本要求 1 煤质资料汇总表 省 组煤的显微组分及Romax参数统计表 省 组 煤层煤的微量元素分析参数统计表 g g 采用相关标准 1 煤质资料汇总表 省 组煤的显微组分及Romax参数统计表 烟煤显微组分分类 GB15588 1995 GB15588 2001烟煤宏观类型划分与描述 MT263 91煤层煤样采样方法 GB482 1995中国煤炭分类 GB5751 86中国煤炭编码系统 GB T16772 1997中国煤炭煤分类 GB T17607 1998煤炭质量分级 灰分 硫分 发热量 GB T15224 1 94 GB T15224 2 94 GB T15224 3 94煤炭质量分级 灰分 硫分 发热量 GB T15224 1 2004 GB T15224 2 2004 GB T15224 3 2004煤中汞含量分级 MT T963 2005 铅 MT 2005 5 分布规律与研究热点a 资源背景b 煤中硫c 煤中元素d 煤的洁净等级e 煤 变 质区域分布 中国煤炭资源特点全国保有储量和资源量按成煤时代划分 南方二叠纪煤7 5 石炭二叠纪煤38 1 三叠纪煤仅占0 4 侏罗纪煤占39 6 白垩纪煤占12 1 第三纪煤占2 3 1 1煤炭资源 表1 2全国煤炭保有储量和资源量 亿t 全国预测煤炭资源量 亿t 中国煤质有如下四大特征 我国华北石炭二叠煤系存在着反希尔特定律现象 太原组煤比山西组煤挥发分 氢含量和Y等指标高 我国中生代和晚古生代煤 在煤化程度相近 煤岩组成相近 其煤的热工艺性显著地不同 即古生代煤的Y或GRI明显地比中生代煤高 华南晚二叠煤系煤与华北二叠系煤比较 前者更富氢高挥发分 煤的工艺性更近于华北的晚石炭系煤 我国富和高有机硫煤往往分布于粘结性好的肥煤 煤炭资源 中国煤炭的煤岩学有如下特征 华北石炭二叠纪煤以腐植煤为主 镜质组50 80 惰质组15 35 壳质组 10 华北东南部向北部边缘 惰质组含量逐渐增高 太原组煤镜质组含量最高 多位富氢 荧光 镜质体 硫铁矿较多 华南晚二叠煤 以富含树皮体著称 西南地区由西向东 V I 硫铁矿含量逐渐增高 惰质组 壳质组 矿物与石英含量逐渐降低 镜质组降解程度有增高趋势 侏罗纪煤普遍出现惰质组含量较高或很高的煤层 一般为35 50 最高可达80 如东胜和碎石井等矿区 西南晚三叠世煤中半镜质组和惰质组含量相对较高 尤以粗粒体和碎屑惰质体比例甚高 煤炭资源 中国煤中杂质 环境因素 煤炭资源 中国煤中杂质 环境因素 煤炭资源 中国煤中杂质 环境因素 各时代煤中硫分较高的有南方晚二叠世煤 华北晚石炭世太原组煤以及储量不多的华南早石炭世寺头组煤 煤炭资源 煤炭利用对环境的影响我国的煤炭绝大部分是直接或间接地用于燃烧 煤炭资源 背景与作用 表中国煤的消费比例 1 2煤中硫的分布 时代 南方晚二叠世 龙潭组 吴家萍组 乐平组早石炭世 寺门煤系北方晚石炭世 太原组 地区 自北向南 自西向东 煤中硫含量逐渐增高 华北以太原 济南为界 北部低硫 陆相南部富硫高硫 太原组 沉积环境 陆相 1 5 近海 海陆交互 浅海St 2 10 低S So为主 高S Sp为主 煤中硫的组成特点 C P中高硫煤 一般以Sp为主 约占全硫的2 3 So占1 3 Sp随St增高而增加 但少数高有机硫煤 即使St 8 10 Sp也多不大于2 合山 贵定 安县 高So煤 炼焦性好 煤中矿物与灰分 硫分 低温灰化高温灰化 煤中矿物与灰分 硫分 低温灰化高温灰化 有机硫与煤岩和成煤环境 显微组分与有机硫 1 3煤中微量元素 储量权重系数 储量权值富集系数 煤中元素含量和地壳克拉克值的比值元素的有机和无机亲和性 煤中微量元素在选煤过程中的迁移性 代世峰 2005 脱除率R 100 C P C许琪 1988 洗净率 100 1 密度小于1 79g cm3煤中元素累计含量 各密度级累计总含量 肖达先 1989 KAs S As 104 S 煤中同沉积黄铁矿其值为0 7 2 5陈儒庆等 1997 K Al2O3 Na2O K2O CaO 王文峰 秦勇 2006 有害元素脱除率 原煤中元素j的含量 精煤中元素j的含量 原煤中元素j的含量有害元素富集率 中煤 煤泥中元素j的含量 精煤中元素j的含量 原煤中元素j的含量 王文峰 秦勇 2006 有害元素脱除率 原煤中元素j的含量 精煤中元素j的含量 原煤中元素j的含量有害元素富集率 中煤 煤泥中元素j的含量 精煤中元素j的含量 原煤中元素j的含量 煤中微量元素在燃烧中的迁移性 相对富集系数ER Meji 1994 ER 微量元素在煤灰中含量X灰分 微量元素在煤中含量100 煤中微量元素在燃烧中的迁移性 表9 1煤中有害微量元素含量分级 g g 1 4煤炭资源洁净等级划分 中国煤炭地质总局 2004 分五级 I级 洁净潜势好 以特低硫和特低灰煤为主 可有部分低灰煤 有害微量元素的含量不超过其分级的最高界限 II级 洁净潜势较好 以低硫和低灰煤为主 可有部分特低灰煤或中灰煤 有害微量元素的含量不超过其分级的最高界限 III级 洁净潜势中等 以中硫分和中灰煤为主 可有部分低 特低灰分煤和较高灰分煤 有害微量元素的含量不超过其分级的最高界限 IV级 洁净潜势较差 以较高硫分和较高灰分煤为主 可有部分低 中灰分煤 有害微量元素的含量不超过其分级的最高界限 V级 洁净潜势差 煤中硫分含量大于3 高硫分煤 或者灰分产率大于40 高灰分煤 或者某种有害微量元素的含量大于其分级的最高界限 表9 1煤中有害微量元素含量分级 g g 加权标度指数法 表9 1煤中有害微量元素含量分级 g g 表评价因子的4级浓度限值 g g 及其指数计算结果 背景值 浓度限值 分指数 浓度限值 分指数 浓度限值 分指数 外推浓度 表9 1煤中有害微量元素含量分级 g g 表评价因子的4级浓度限值 g g 及其指数计算结果 背景值 浓度限值 分指数 浓度限值 分指数 浓度限值 分指数 外推浓度 表9 1煤中有害微量元素含量分级 g g 表开滦矿区煤炭资源洁净等级评价结结果 5 5煤 变 质的区域分布 低温灰化高温灰化 煤中矿物与灰分 硫分 低温灰化高温灰化 煤中矿物与灰分 硫分 低温灰化高温灰化 煤中矿物与灰分 硫分 低温灰化高温灰化 华北聚煤盆地山西组主煤层中As分布图 华北聚煤盆地山西组主煤层镜质组含量分布图 东北地区早白垩世煤类分带 北方侏罗纪煤类分布带 华北石炭 二叠纪煤类分布 华南二叠纪煤类分布带 问题 可选性洁净潜势 山西省煤炭资源潜力评价报告 山西省煤炭地质勘查研究院2011 03 12 汇报提纲 第一章绪论第二章区域地质第三章含煤地层与煤层第四章沉积环境与聚煤规律第五章煤盆地构造演化和煤田构造第六章煤质特征与煤变质作用第七章煤炭资源现状分析第八章煤炭资源潜力预测第九章煤炭资源保障程度及勘查开发建议第十章结论 第六章煤质特征与煤变质作用 一 煤岩学特征这一部分我们在总结山西省煤的煤岩学特征规律的基础上开展的主要新工作是绘制了山西省太原组和山西组煤级分布及反射率图 太原组煤反射率整体上呈北低南高 西低东高的趋势 煤级基本上也呈现这样的趋势 从中煤级煤 到高煤级煤 都有赋存 见右图 太原组煤级分布及反射率图 第六章煤质特征与煤变质作用 山西组煤反射率整体上也是呈现北低南高 西低东高的趋势 煤级基本上也呈现这样的趋势 从中煤级煤 到高煤级煤 都有赋存 见右图 山西组煤级分布及反射率图 第六章煤质特征与煤变质作用 二 煤化学特征 工艺性能及其综合利用途径该节我们在总结分析山西省煤化学特征及工艺性能的基础上概括总结了山西省太原组和山西组煤的灰分 挥发分 黏结指数及发热量的省域分布规律 并绘制了相应的图件 山西省太原组和山西组灰分等级图 挥发分等值线图 硫分等级图 黏结指数等值线图 热值分布图 最后总结归纳了山西省煤的主要用途及相应分布区域 第六章煤质特征与煤变质作用 1 灰分太原组煤灰分平面上北部富灰 南部中灰 垂向自上而下有高 低 高变化 山组煤灰分总体变化趋势与太原组类似 见右图 山西组煤的灰分等级图 太原组煤的灰分等级图 太原组煤挥发分存在一个变化带和一个挥发分高值中心 山西组总体上呈北高南低 西高东低的特点 山西组煤挥发分等值线图 太原组煤挥发分等值线图 太原组硫分平面上由北向南 主煤层全硫含量从特低硫至高硫变化 具有明显的分带性 山西组各煤层的全硫含量普遍较低 大部分为低硫区 见右图 山西组煤硫分等级图 太原组煤硫分等级图 太原组煤的黏结指数呈北高南低 西高东低的趋势 山西组煤的的黏结指数总体变化趋势和太原组类似 见右图 山西组煤黏结指数等值线图 太原组煤黏结指数等值线图 太原组煤发热量介于16 53 39 24MJ kg 平均为27 3MJ kg 山西组介于14 91 37 64MJ kg 平均为27 93MJ kg 山西组煤热值分布图 太原组煤热值分布图 第六章煤质特征与煤变质作用 煤的工业用途及综合利用山西煤的主要用途及分布见表1 关于扩大和改善山西煤综合利用前景可归纳为以下几点 1 推广应用炼焦 脱硫新技术 2 改善用煤方法 提高热效率 3 加强脱硫方法研究 及早应用推广 4 加大原煤入选率 推广应用型煤技术 5 提高一些劣质煤的利用率 研究其新的使用途径 如风氧化煤 6 保护好优质炼焦用煤 优质无烟块煤资源 合理配置煤炭生产 山西煤的主要用途及分布表 第六章煤质特征与煤变质作用 三 煤类分布太原组 大同煤田 5号煤 以气煤为主 宁武煤田 9号煤 北部从北向南依次分布有气煤 长焰煤和弱黏煤 中南部中心为瘦煤带 由此中心向四周依次分布有焦煤 肥煤 1 3焦煤 河东煤田 9 10号煤 北部以肥煤和焦煤为主 中南部由西往东依次分布有无烟煤 贫煤 贫瘦煤 瘦煤 焦煤 肥煤和1 3焦煤 西山煤田 8号煤 以贫煤和无烟煤为主 霍西煤田 9 10 11号煤 北部以肥煤 焦煤和瘦煤为主 中部以1 3焦煤和肥煤为主 南部由东南向西北方向依次分布有无烟煤 贫煤 贫瘦煤 瘦煤和焦煤 沁水煤田 9 10 15号煤 以无烟煤为主 见右图 太原组煤类分布图 山西组 大同煤田 山4号煤 以气煤为主 宁武煤田 4号煤 北部从北向南依次分布有气煤 长焰煤和弱黏煤 中南部中心为瘦煤带 由此中心向四周依次分布有焦煤 肥煤 1 3焦煤和气煤 河东煤田 2 4号煤 北部以肥煤和焦煤为主 中南部由西往东依次分布有无烟煤 贫煤 贫瘦煤 瘦煤 焦煤 肥煤和1 3焦煤 西山煤田 2号煤 以瘦煤和焦煤为主 霍西煤田 2号煤 北部以肥煤和焦煤为主 中部以1 3焦煤和肥煤为主 南部由东南向西北方向依次分布有无烟煤 贫煤 贫瘦煤 瘦煤和焦煤 沁水煤田 2 3号煤 以无烟煤为主 见右图 山西组煤类分布图 第六