开滦矿区炼焦煤资源分布及特性

第 3 期 煤 质 技 术 2 0 0 9 年 5 月 鬟 l纛蘑研究 鞫辨l疆 琦 ， c t 茸； “ | ； 女 苫 鼋 i 开滦矿 区炼焦煤 资源分布及 特性 王 会 文 ( 开滦 ( 集 团)有限责任公 司，河北 唐 山0 6 3 0 1 8 ) 摘 要 ：对开滦矿 区炼 焦煤资 源的分布情况及特性进行分析 ，主要从黏 结性及结 焦性 等方 面分析 了开滦 洗精煤的煤种优势。从实践可知，配入开滦炼焦煤，焦炭的冷热强度均有不同程度的提高和改善。 关 键词 ：开滦煤 炭 ；资源分 布 ；煤质 特 点 ；炼 焦适 用性 中图分 类号 ：TQ5 2 0 文 献标 识码 ：B 文 章编 号 ：1 0 0 7 7 6 7 7 ( 2 0 0 9 )0 3 0 0 0 1 0 3 Di s c u s s i o n o n d i s t r i b u t i o n a n d c ha r a c t e r i s t i c s o f c o ki n g c o a l r e s o u r c e i n Ka i l u a n mi n i ng a r e a W AN G H ui we n ( Kai l u a n Gr o u p Co r po r a t i o n Lt d 。Tan gs h an 0 6 3 01 8， Chi n a) Ab s t r a c t ：Th e d i s t r i b u t i o n a n d c h a r a c t e r i s t i c s o f c o k i n g c o a l r e s o u r c e i n Ka i l u a n mi n i n g a r e a we r e d i s c u s s e d I n v i e w o f t h e c a k i n g pr o pe r t y，a nd c ok i n g p r op e r t y，t h e a d va nt a g e s of Ka i l ua n c l e a n ed c o al q u al i t y we r e a na l yz edThe ex pe r i e nc e s s h owe d t h a t t h e c ol d s t r e ng t h a n d t h er ma l s t r e ngt h o f c o ke we r e i mp r o ve d i n d i f f e r e nt d eg r e e by bl e nd i n g wi t h Ka i l u a n c o ki ng c o a 1 Ke y wo r d s ：Ka i l u a n c o a l ；r e s o u r c e d i s t r i b u t i o n；c h a r a c t e r i s t i c s o f c o a l q u a l i t y；c o k i n g a p p l i c a b i l i t y 开滦矿区是我国的优质炼焦煤基地之 一，也是 国内肥煤产量最大的矿区。开滦矿区现有生产矿井 9对 ，炼焦煤选煤厂 6座 ，年产原煤 3 0 0 0多万 t ， 洗精煤 7 0 0多万 t 。其冶炼精煤的主要品种有肥煤 、 焦煤 、1 1 3焦煤等 ，主要用 户包括 ：宝 钢、鞍钢 、 本钢、首钢 、唐钢 、上焦 等 ，并 出口 日本 、韩 国、 印度 、巴西等国家。东欢坨矿 、荆各庄矿 、林南仓 矿等气煤资源作为动力煤供华北 、华东 、东北地区 的发 电和建材行业的工业锅炉和窑炉使用 。各炼焦 煤选煤厂的副产品洗 混煤多供天 津、秦皇 岛、 唐山等地区的电厂使用 1 , 2 3 。 1 开滦矿 区煤炭 资源分布简况 开 滦矿 区位 于河 北 省唐 山 市境 内 ，开采 的煤 田 为开 平煤 田和 蓟 玉煤 田。其 中开平 煤 田东 西 长 4 3 k m，南北平均宽 l 2 8 k m，最宽处 2 0 k m，含 煤面积约 6 7 0 k m ；蓟玉煤田的林南仓井 田东西长 约 7 k m，南北 宽 约 3 5 k m，含 煤 面 积 约 2 2 k m 。 矿 区含煤 地层 为石 炭 纪 、二叠 纪 ，下 部石 炭纪 煤 系 为海陆交互相沉积 ，上部二叠纪为陆相沉积。主要 可采煤层有五槽 、七槽 、八槽 、九槽 、十一槽 、十 二槽和十四槽 。 五 、七 、八 、九槽 煤为 陆相沉积 的山 西统 煤 系。其中，五槽煤平均厚度为 0 8 2 m，主要 由 唐山矿开采 ；七槽煤 以吕家坨 、范各庄和钱 家营 3个矿最厚 ，约 3 4 m；八槽煤局部可采 ，厚度在 0 4 4 m，其 中东 欢 坨 矿 和 唐 山矿 平 均 厚 度 在 3 m 以上 ；九槽煤有两个分层 ，各矿普遍可采。 十一 、十二 、十四槽煤均为海陆交互沉积的石 炭纪煤系。十一槽煤以林南仓和东欢坨 2个矿厚度 较大 ，平均 2 3 5 m；十二槽煤有 2个分层 ，上 分层厚度最 大，各矿普遍可采 ，钱 家营 、林南仓 、 范各庄等矿的平均厚度在 4 m以上 ，第二分层在矿 区东部厚度较大，赵各庄矿厚度 7 m，荆各庄矿厚 度约为 5 m；十四槽煤层在钱 家营 、东欢坨等矿可 采 ，厚度在 1 8 m左右 。 2开滦矿 区原煤煤质特 征 开滦矿区的七 、八 、十四槽煤 灰分较 高 ，A 在 2 6 3 0 左右 ，其它煤 层灰分变化较大 ，在 1 2 2 8 范围内波动；挥发分以林南仓、东欢坨 、 荆各庄 3个矿的气煤最高 ， 在 3 7 4 5 ，林 西和 吕家坨 2个矿最低 ， 为 2 0 2 7 ，其它 矿在 3 0 3 6 范 围波 动 ；各 煤 层 的 硫 分 相 差 较 大 ，海陆交互相沉积的十一 、十二 、十四槽煤层硫 分 ( S )在 2 3 8 左右 ，五 、七 、八 、九槽 煤层 的 硫分 在 0 5 1 5 左右 。 由于开滦矿区的煤灰成分 中 A l 0 。 普 遍较高 ， F e 。 0 。和 C a O较低 ，因此 ，煤灰熔融性温度 偏高 ， 软 化 温度( S T)达 1 5 0 0 o C以上 。 1 第3 期 煤 质 技 术 2 0 0 9年5月 从煤层煤样的镜质体平均最大反射率看 ，以林南 仓和荆各庄 2 个矿的气煤最低， 分别为 0 6 4 6 和 0 7 5 0 ，其余各矿在 0 9 1 2 。 3 矿 区的洗精煤特性 依据中国煤炭资源的储量和特点 ，中等变质程 度的烟煤 ，即 “ 炼焦用煤”的数量较少 ，只占总储 量的 2 7 左 右，而且 大多数 为气煤 和 1 3焦 煤 ， 肥煤 、焦煤 、瘦煤则较少 。开滦矿区是我国华北地 区的主要优质炼焦煤产区之一 ，其精煤以肥煤和焦 煤为主，仅唐山矿为 1 3焦煤 ，各主要炼焦煤矿井 的精煤质量指标见表 1 。 表 1 开滦精煤平均质量指标 3 1 开 滦精煤 质量 指标 分析 由表 1可看 出：所有精煤的灰分相对较高 ，属 于 1 0 1 2级精煤；硫分符合炼焦用煤要求 。钱家 营 、范各庄、赵各 庄 3个矿的煤的挥发分在 3 2 左 右 ，G 值均 大于 9 0 ， y值 大 于 2 5 mm，属 于 3 6 号肥煤 。唐 山矿煤的挥发分在 3 2 左右 ，G值大 于 8 5 ，但是 y值小于 2 5 mm，属于 1 3焦煤。吕 家坨矿煤属于典型的焦煤 。 3 。 2 炼 焦精 煤的 显微 组分特 性 表 2开滦 炼焦 煤的显微 组分分析 镜质体反射率与挥发分产率之问存在良好的相 关关系，随煤变质程度加深 ，镜质体反射率增高 ， 挥发分产率降低。从表 2的开滦炼焦煤的显微组分 分析可以看出 ：钱家营 、范各庄 2个矿煤的镜质组 含量为 6 4 左右 ，高于赵 各庄和唐 山矿，但是其 惰质组含量明显比赵各庄和唐山矿的煤低 ，前者为 1 8 左右 ，后者达到 了 2 9 以上 。钱 家营矿的煤 半镜质组含量最高 。各矿煤的壳质组含量都不高。 吕家坨的煤平均镜质体反射率最高，钱家营的煤反 射率最低 ，为 0 9 0 。吕家坨为变质程 度较 高的 2 焦煤 ，其 R 为 1 4 2 ，而赵 各庄 、钱家营 2个 矿的煤属于变质程度相对较浅的肥煤 。范各庄矿的 煤居 中。 3 3 开滦 炼 焦精煤 的黏 结性 对于黏 结性 来说 ：吕家坨 矿 的焦煤 G 值为 9 0 ，y值为 1 8 mm， b值 为 7 7 ，是 黏 结 性 很 好 的焦煤。唐 山矿煤的黏结指数 G值为 9 0 ，y值为 1 9 mm，b值为 9 6 ，属黏结性很好的 1 3焦煤。 钱家营 、范各庄和 赵各庄 3个矿煤的黏结指数较 高 ，均为肥煤 。 3 4开滦炼 焦精 煤 的炼焦 特性 焦炭强度的 M 。 、M 。 转鼓指数都是焦炭的冷 态特性 ，而焦炭在高炉中恰恰是在高达 1 0 0 0几百 摄氏度 以上 的热态 下使 用。M 、C R I 为 3 4 3 ， C S R、M 。 转 鼓指 数 好 的焦 炭 在 高 炉 内不 见 得 就 表 现出很好的冶金性能。因此 ，人们更看重的是焦炭 在冶炼 热态 下的 “ 高温 强 度” ，即为焦 炭反 应性 ( C R I )及 反应 后强 度 ( C S R)的测 定 。开滦 精煤 炼 焦试验 结果 见表 3 。 表 3焦炭强度和反应性 从焦炭强度和反应性来看 ，吕家坨的煤炼出的焦 第 3 期 煤 质 技 术 2 0 0 9 年 5 月 炭机械强度最高，M 。 大于 8 0 ，C R I 为 3 4 3 ， C S R为 4 4 5 ，焦炭大块率也 高，大于 8 0 mm 的 焦炭产率为 3 5 8 ，是 结焦性最好 的焦煤 。钱 家 营煤炼出的焦炭机械强度偏低 ，M 。 小于 7 0 。范 各庄 、赵各庄 2个矿 的精煤是 焦炭强度较 高的肥 煤，M4 o 为 7 5 6 和 7 3 8 ，C R I为 3 0 7 和 3 0 2 ，C S R 超 过 了 5 0 。唐 山 矿 精 煤 的 焦 炭 M4 o 为 7 3 5 ，M1 o为 8 0 ，C R I为 3 4 5 ， C S R为 4 6 8 ，是结焦性很好的 1 3焦煤 。 开滦精煤的焦炭 灰成分( 见 表 4 ) 以 S i O 和 A I 2 0 3为 主 ，其 含 量 分 别 为 5 5 6 5 5 9 8 2 、 2 8 7 7 3 2 3 4 ，C a O、Mg O、F e 2 0 3含 量 在 正 常范围，其焦炭灰成分 中的碱 金属 ( K O+Na O) 含量低于 1 0 ，有利于降低高炉料碱金属负荷 。 表 4焦炭灰 成分分析 4 开滦炼焦煤在本 钢的使用情况 分析 本钢焦化厂是开滦的重点用户之一 ，该厂每年 需要消耗炼焦精煤 3 0 0万 t ，现将本 钢所用各煤种 炼焦的实验数据列于表 5 。 表 5 本钢所 用各 煤种炼焦实验数 据分析 通过本钢使用开滦煤的炼焦实验可以得出 ： ( 1 )开滦赵各庄 、范各庄及钱家营矿煤均是黏 结性强、结焦性 好的肥煤 ；吕家坨矿 是 中等挥 发 分 、结焦很好的优质焦煤 ；唐山矿是黏结性较强的 1 3焦 煤 。 ( 2 )配入唐 山矿 的 a 3焦煤 ，焦炭 的 M 。 和 C S R可分别提高 5 1 和 5 6 ，M 。 和 C R I可改 善 1 2 和 3 8 。 ( 3 )配 入 吕 家坨 矿焦 煤 ，焦 炭 的 M 。 提 高 4 0 。 ( 4 )配入赵 各 庄矿肥 煤 ，焦 炭 的 M 。 和 C S R 分别提高 5 5 和 6 2 ，C R I 可改善 4 8 。 5 结 语 开滦矿区是我国黏结性最强 、结焦性最好 、产 量最大的优质 炼焦煤产 区之一 ，配入开滦 精煤炼 焦 ，焦 炭 冷热 强 度 均 会 将