瑞能煤業(yè)煤炭資源與煤質(zhì)特征研究

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)有限責任公司,陜西黃陵727307)摘要:通過(guò)對瑞能煤業(yè)煤炭資源儲量及煤質(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)濟產(chǎn)業(yè)結構的技術(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,依據該煤煤質(zhì)性質(zhì)可構建采煤、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(xiàn),以實(shí)現煤炭資源的高效利用及提升瑞能煤業(yè)的經(jīng)濟效益。關(guān)鍵詞:煤炭資源;煤質(zhì)特征;技術(shù)方案;煤質(zhì)評價(jià)中圖分類(lèi)號:TQ536文獻標志碼:B文章編號: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)有限責任公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)瑞能煤循環(huán)經(jīng)濟實(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,礦區位于國家重點(diǎn)建用和清潔生產(chǎn)技術(shù)為載體的經(jīng)濟模式,其核心和本設的黃隴侏羅紀媒田,始建于1987年,前身為蒼質(zhì)就是保護、合理開(kāi)發(fā)及利用自然資源。煤炭資源村煤礦一號斜井,井田面積15.48km2,探明地質(zhì)綜合利用在循環(huán)經(jīng)濟中體現為高效利用化和廢棄物儲量為2366.79萬(wàn)t。年生產(chǎn)能力達到60萬(wàn)t,采掘機械化程度均達到100%。礦區配套鐵路、公資源化,從而實(shí)現污染排放減量化、資源化和環(huán)境路,交通運輸便利。無(wú)害化目前煤炭行業(yè)黃金十年似已過(guò)去,隨著(zhù)新建礦多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)是循環(huán)經(jīng)濟的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展模式之井和大型機械化綜采設備的投入,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)濟效益、加,在國內經(jīng)濟和煤炭市場(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)的可持續發(fā)展帶來(lái)嚴峻挑戰。煤礦企業(yè)必須源、環(huán)境一體化集成技術(shù)系統,以達到高效、靈轉變發(fā)展方式,走產(chǎn)業(yè)升級和循環(huán)經(jīng)濟發(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)系統能夠從系統的高度出值和資源綜合利用的多元發(fā)展模式轉變,既可提升發(fā),結合各種生產(chǎn)技術(shù)路線(xiàn)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生產(chǎn)的原料,或部分循環(huán)補給,低市場(chǎng)風(fēng)險12。煤炭資源綜合利用是提高煤炭資實(shí)現互補,從而達到高利用效率、低能耗、低投資源利用效率的重要途徑,對建設節約型社會(huì )具有十和運行成本以及最少的污染物排放,是節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)應堅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統延安組2號煤層,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號煤層有弱黏煤、12中黏術(shù),對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。以下對瑞能煤業(yè)的煤質(zhì)進(jìn)行綜合分析和評價(jià),的現實(shí)意義。以下結合瑞能礦業(yè)煤炭的性質(zhì)和生產(chǎn)以期為后續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)濟理念,研究并提出瑞能礦業(yè)煤據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)濟效益及提升煤炭資源的綜合利用。2號煤層原煤的工業(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,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)量分數由元素分析儀直接測得數據,而O元素的質(zhì)量分數由差值計算所得。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%區東部中灰煤增加,中、低灰煤基本各占50%;釆區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)對以上數據的分析可發(fā)現,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%。結合地層分析,在整個(gè)采區內大部分為高,適合于進(jìn)行氣化,另外該煤的硫含量相對低,低、中灰煤,各占總儲量的49.4%及39.8%,特氣化后的中國煤化工的煤灰以SO2低灰煤占71%,高灰煤僅占3.9%;采區的平面和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,結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。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%;硫化鐵分相對低,主要以SiO2和Al2O3為主,次為硫(Sd)在0.05%~0.06%;有機硫(S。)在CaO、SO3和Fe2O3。同時(shí)對每種形態(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有機硫含量相對較低,其主要存在于煤的有機質(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黏結指數奧亞膨脹度膠質(zhì)層指數a/%b%曲線(xiàn)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,精煤的黏結指數(GRn)在52~65,平均54,具有煉焦配煤的潛力;膠質(zhì)層指數在0mm~18.5mm,平均為10.4mm,體積曲線(xiàn)以“平滑下降”型為主,“微波型一波型”次之;對該煤的葛金干餾試驗結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。對采區煤炭綜合分析發(fā)現,中等黏結性圖1氣煤中的主要顯微結構圖煤占54%,弱黏結性煤占46%。對葛金干餾試驗富含油,可用于煉焦配煤以及提取焦油,屬于應用焦塊在900℃熱處理后的顯微結構分析表明,單獨價(jià)值較高的煤咨源:公到田好對提升瑞能煤業(yè)成焦的焦炭主要以各向同性、絲質(zhì)和碎片狀結構為煤炭資源的中國煤化工濟效益和實(shí)現主,氣煤中的主要顯微結構如圖1所示資源綜合利CNMHG綜上所述,2號煤層煤為高揮發(fā)分年輕氣煤,(下轉第44頁(yè))第5期煤質(zhì)技術(shù)2014年9月小車(chē)卸料。半地下儲煤倉一般應在有利地形條件時(shí)表5封閉儲煤設施的綜合對比使用,以減少土方工程量和混凝土用量,由于出煤項目筒倉地上儲煤棚半地下儲煤倉口在地下,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,倉口采用了開(kāi)放式初期投資高設計,應考慮入倉煤炭的水分,過(guò)高的水分會(huì )使倉基礎工程量較大好低膠易較高大口煤炭產(chǎn)生流動(dòng)性,造成煤炭溢出倉口,存在安全制作加工難易較難隱患。半地下儲煤倉用于火車(chē)卸煤倉或汽車(chē)卸煤倉施工冬鋼筋混凝土倉鋼結構部分影響大,鋼板鋼結構部時(shí),由于其僅作為緩沖倉使用,占地面積較小,其季影響倉影響小不受影響分不受影響出料口可設置多個(gè)漏斗,漏斗下設置給煤機,倉上鋼筋混凝土倉鋼結構施工周部鋼結構也可采用門(mén)式鋼架結構。施工周期周期長(cháng),鋼板期短,膜結構較長(cháng)倉周期短周期更短幾種封閉存儲設施對比維護費用低高較高運行費用較高封閉儲煤設施型類(lèi)較多,鋼筋混凝土倉、鋼保溫性能較好較好倉、球形網(wǎng)架儲煤棚和充氣膜儲煤棚各有特點(diǎn),應安全性有瓦斯積聚,風(fēng)性能好,根據儲煤的地理條件、投資、使用維護能力、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,對比論證,擇優(yōu)選用。其中占地面積小大較小鋼板倉和充氣膜結構儲煤棚與傳統儲煤形式有較大鋼筋混凝土倉鋼結構約50鋼結構部分差別,在煤炭行業(yè)運用較少,但在其他行業(yè)使用已使用年限大于50a,鋼a,膜結構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25筋混凝土部分大于50a入設計時(shí)需考慮日常生產(chǎn)管理、維護等因素。各種封閉儲煤設施的綜合對比詳見(jiàn)表5。通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟論證、實(shí)際可行性比較,因地制宜地5結語(yǔ)選擇合適的儲煤方式。為減少煤炭?jì)Υ孢^(guò)程中對環(huán)境的污染,滿(mǎn)足日作者簡(jiǎn)介:許建軍(1984-),男,安徽肥東人,工程師,目前益嚴格的環(huán)保要求,封閉式儲煤設施在煤炭生產(chǎn)和在唐山國華科技國際工程有限公司工作。使用企業(yè)中使用越來(lái)越廣。筒倉、地上儲煤棚、半地下儲煤倉3種儲煤方式各有優(yōu)缺點(diǎn),在選擇中應(收稿日期:2014-05-13)(上接第33頁(yè))參考文獻:2結語(yǔ)[1]崔麗瓊.我國煤炭資源綜合利用現狀及對策思考冂].煤炭經(jīng)濟研究,2013,33(8)通過(guò)對瑞能煤業(yè)煤炭資源的詳細分析和研究表[2]凌濤,趙國浩,宗穎聰,山西煤炭資源綜合利用對策研究[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]趙國浩.煤炭資源綜合開(kāi)發(fā)利用對策研究[J].能依據該煤的性質(zhì),可構建以采煤、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,電力供應生產(chǎn)[4]丁日佳,朱亞平,礦區循環(huán)經(jīng)濟理論與技術(shù)[M]徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2008電廠(chǎng)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)濟發(fā)展模式,實(shí)現水、固、華北電力大學(xué)學(xué)報,2004,31(6).[6]吳欣,蔣同昌.黃隴侏羅紀煤田煤質(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)展和轉型升級提供了指導,對進(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)濟效益具有重要作CNMHG用(收稿日期:2014-04-02)