全国煤资源潜力评价要求 (2).ppt

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1、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 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

2、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

3、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

4、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

5、： GB482-1995 中国煤炭分类：GB 5751-86 中国煤炭编码系统：GB/T 16772-1997 中国煤炭煤分类：GB/T 17607-1998 煤炭质量分级（灰分、硫分、发热量）：GB/T152241-94、GB/T152242-94、GB/T152243-94 煤炭质量分级（灰分、硫分、发热量）：GB/T152241-2004、GB/T152242-2004、GB/T152243-2004 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

6、 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

7、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5080，惰质组1535，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3550、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

8、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-S

9、o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

10、（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0.72.5 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

11、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

12、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

13、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

14、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

15、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

16、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

17、,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

18、，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）

19、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,第六章 煤质特征与煤变质作用,

20、四、煤的变质规律及影响煤质的因素 （一）煤变质 山西省煤变质类型主要有深成变质、岩浆热变质和接触变质三种类型。深成变质是基础，也是山西省最重要的变质类型。岩浆热变质主要是燕山期岩浆活动叠加于深成变质的基础上造成的，在某些地区（比如沁水煤田南北两端北纬35和38带附近，河东煤田北纬38带离石、柳林、吴堡一线，西山煤田东南部等）成为煤变质的主要因素。接触变质只是局部的（如河东煤田西南部紫金山、西山煤田的狐偃山以及霍西煤田的塔尔山、二峰山附近，由于燕山期岩体与煤系的直接接触，出现一些煤级相对较高的变质带及天然焦），对区域性的变质影响甚微。 （二）影响煤质的因素 山西省煤的煤质影响因素主要有以下几点：

21、成煤植物对煤质的影响；沉积环境对煤质的影响；古构造和古气候对煤质的影响；煤化作用对煤质的影响；风(氧)化作用对煤质的影响。,第六章 煤质特征与煤变质作用,五、优质煤评价,根据最新国家标准和煤炭行业标准，提出了煤炭资源质量等级6级划分方案。品质煤等级评价结果显示，太原组煤以、级煤为主，两种煤总共占63%；、级煤所占比例相当，分别为18%和17%；级好品质煤所占比例为2%，没有级特好品质煤分布。,太原组煤品质等级图,第六章 煤质特征与煤变质作用,山西组煤以级较好品质煤为主，其比列为49%。、级合起来占到总数的80%多，、级煤分别为8%和7%，、级煤所占比列很小。总体上山西组煤的品质程度好于太原组。,山西组煤品质等级图,谢 谢 ！,