張紅霞 趙玥　張春明

摘要：煤質(zhì)研究是煤炭資源勘查中重要的工作內(nèi)容。本文介紹了煤樣的采集、保管和送驗的方法、要求及注意事項，同時對如何審定和整理樣品分析結(jié)果進行了探討。

關鍵字：煤質(zhì)；煤樣；樣品分析結(jié)果

1. 引言

煤質(zhì)是煤炭質(zhì)量的總稱。煤質(zhì)研究工作是煤炭地質(zhì)勘查工作的一個重要組成部分，其任務就是通過取樣、化驗等手段，對煤的煤巖組成、物理性質(zhì)、化學性質(zhì)、工藝性能、有害元素及其變化規(guī)律等進行全面系統(tǒng)的研究，確定煤類，評價其工業(yè)用途，提出煤炭加工及其利用方向。煤質(zhì)工作是國家煤炭工業(yè)合理布局和合理開發(fā)利用煤炭資源重要依據(jù)。

2. 煤樣的采集、包裝、送驗、保管

2.1 煤樣采集

采樣的目的是通過對煤樣化驗和物理試驗所獲得的資料，確定勘查區(qū)可采煤層工業(yè)牌號、煤質(zhì)特征及其變化規(guī)律和煤的工藝性能等，以便正確評價煤炭質(zhì)量及其工業(yè)用途，為礦井建設、煤炭開采、運輸和加工提供依據(jù)。

在煤炭地質(zhì)勘查中，各類煤樣是否有代表性，是關系到能否正確評價勘查區(qū)煤質(zhì)及了解其變化規(guī)律的關鍵。為了保證煤樣的代表性，準確反映煤層的煤質(zhì)特征。

2.1.1 準確地選擇采樣地點

采樣地點選擇是否得當，直接影響著煤樣的代表性。不能在受到局部地質(zhì)作用造成局部煤質(zhì)變化地點進行采樣來作為評價煤質(zhì)總體特征的依據(jù)，因為這些煤樣失去了代表性。對于這些非正常煤樣，根據(jù)研究目的不同，要單獨采取、單獨處理（如風氧化帶、斷層帶煤樣）。

2.1.2 煤樣應能如實反映煤層的自然特征。

采樣時嚴格遵守操作規(guī)程，做到煤樣不污染，不人為地把煤層中的某一部分多采或少采。

① 煤心采取率

采集鉆芯煤樣時，煤芯采取率越高，煤樣的代表性就越強，如果采取率過低，煤樣代表性就會變差，其煤質(zhì)檢驗結(jié)果與礦井開采以后煤層的各種煤樣的檢測結(jié)果會有較大差別。例如煤的真相對密度、視相對密度對樣品采取率較為敏感，當樣品采取率較低時，代表性可能會很差，將會直接影響測定結(jié)果的準確性，從而導致計算其資源儲量時產(chǎn)生較大偏差。煤芯采取率達不到合格標準的煤芯不得送樣。

② 在鉆取煤樣過程中的煤層受到鉆頭的摩擦而發(fā)熱氧化甚至發(fā)生部分燃燒時，煤樣的代表性就會更差。例如，焦煤在采樣過程中如發(fā)生部分燃燒氧化，檢測后得出的牌號可能變?yōu)槭菝荷踔霖毭骸?/p>

③ 煤芯煤樣混入泥漿等雜質(zhì)時，灰分就會增高，為了消除泥漿的影響，把煤樣用水清洗則會影響其他煤質(zhì)指標的準確性，所以煤樣混入泥漿等雜質(zhì)時盡量不要用水洗，可用刷子輕輕刷去煤芯表面泥皮。如果煤芯完全破碎，可設法刮去明顯的泥漿。

④ 混入煤芯煤樣中的鐵砂、鋼屑等必須用強磁鐵吸盡，否則，不僅會影響灰分產(chǎn)率，而且還會影響煤灰成分和煤灰熔融性，對動力煤的煤質(zhì)及其利用評價產(chǎn)生很大偏差。

⑤ 在風氧化帶、斷裂帶、沖刷帶、自燃燒變帶、巖漿作用影響帶采取的煤芯煤樣時，由于局部煤質(zhì)發(fā)生了變化，不能代表整個勘查區(qū)的煤質(zhì)情況，這些非正常煤樣，因為其研究的目的不同，檢測結(jié)果只能作為確定風化帶、氧化帶和計算其腐植酸產(chǎn)率，不能作為正常煤芯煤樣利用。

2.2 煤樣包裝

2.2.1 煤樣應用結(jié)實潔凈的塑料袋包裝密封，認真填寫采樣卡片，并將采樣卡片依次放入煤樣箱內(nèi)。為防止煤樣氧化，煤樣可用體積適宜的密閉防銹鐵筒，以膠布纏口、蠟封或焊封等方法密封包裝。專門性試驗煤樣一般應用潔凈麻袋或木箱（內(nèi)襯塑料布）包裝。抗碎強度試驗煤樣應在木箱或鐵筒內(nèi)墊以清潔軟紙，以防煤塊破碎。

2.2.2 煤樣包裝箱應用鐵釘釘牢或包裝袋捆扎結(jié)實，并將煤樣編號標簽貼在煤樣箱上，注明“共*箱 第*箱”等字樣。數(shù)量較多的樣品如可選性試驗大樣、煉焦試驗煤樣等可直接用汽車運送到實驗室。

2.3 煤樣送驗

2.3.1 煤芯煤樣、煤層煤樣從采樣到送達實驗單位的時間：褐煤不超過5天，煙煤不超過10天，無煙煤不超過15天。

2.3.2 送樣單位應按照規(guī)定內(nèi)容逐項認真填寫送樣說明書，由煤質(zhì)負責人審查、簽字。送樣說明書一式三份，一份用塑料袋包裝好放入煤樣袋內(nèi)，一份交測試單位，一份由送樣單位保存。

2.3.3 試驗項目按勘查設計要求和煤樣實際狀況填寫，煤樣編號應系統(tǒng)、簡單、不重復，按鉆孔從上而下順序編號，分層樣號應有所區(qū)別，“煤樣狀況”欄中注明煤芯結(jié)構(gòu)是否清楚、污染程度、磨燒情況及處理辦法。篩分、浮沉試驗煤樣應說明采樣方法，偽頂、偽底及夾矸的巖性、厚度，矸石混入情況及井下是否人工揀矸等。

2.4 煤樣保管與處理

2.4.1 勘查單位送樣時，應與測試單位的樣品接收人清點、核對樣品數(shù)量，并辦理相關手續(xù)。若煤樣說明書與煤樣編號標簽不符，應找出原因，現(xiàn)場解決，確認無誤后，測試單位對所送的煤樣依次分類、編號，并按相應的技術規(guī)范及時對樣品進行預處理、縮分、制樣，然后交由測試人員進行室內(nèi)測試。

2.4.2 勘查單位一般不保存留樣。煤層煤樣、煤芯煤樣、煤巖煤樣、孢粉煤樣等，由測試單位保存分析樣（或煤片），測試單位應采取一定措施，防止煤樣氧化。保存時間自報出試驗結(jié)果之日起，一般為半年，即至該樣涉及的試驗項目質(zhì)量審查結(jié)束后為止，保存時間有約定的按約定執(zhí)行。

2.5 測試項目的選定級測試

2.5.1 測試項目的選定

煤心煤樣測試項目的合理選定，對煤炭資源勘查中的煤質(zhì)評價及了解勘查區(qū)煤質(zhì)沿水平和垂直方向的變化情況都極為重要?；烅椖窟^少，就不能對煤質(zhì)做出確切的評價。化驗項目過多，又會造成人力、物力和時間的浪費。因此要按照《煤炭資源勘查煤質(zhì)憑借規(guī)范》（MT/T1090-2008）的規(guī)定恰當?shù)靥岢龌烅椖俊?/p>

2.5.2 煤樣的測試

① 測試人員首先要核對樣品密碼，再按相應測試規(guī)范進行測試，操作過程嚴密規(guī)范，原始記錄真實可靠，測試報告科學真實。如因送樣的數(shù)量和質(zhì)量、測試環(huán)境及其他因素造成測試結(jié)果偏離者，在測試報告中備注說明。

② 煤樣測試是一項規(guī)范性很強的技術工作，我國已對煤的工業(yè)分析等50余項常用煤質(zhì)指標的分析方法制定了國家標準，各種樣品的測試儀器、工作環(huán)境、試驗方法、試驗步驟、數(shù)據(jù)處理等均做出了明確的規(guī)定。煤樣測試由具有相應資質(zhì)的實驗室完成

3. 樣品測試結(jié)果整理

3.1 煤樣測試結(jié)果審查

勘查單位收到實驗室送來的化驗報告后，應對化驗結(jié)果進行系統(tǒng)的整理，并對化驗結(jié)果的正確性和代表性進行審查。

審查化驗結(jié)果應首先根據(jù)鉆孔分布位置，將重要的煤質(zhì)檢測項目，如灰分、硫分、浮煤揮發(fā)分、粘結(jié)指數(shù)、膠質(zhì)層厚度等指標，分煤層在各鉆孔旁標出，然后按走向和傾向分析各指標的變化規(guī)律，并對檢查的結(jié)果和認識形成文字記錄，做出等值線圖。

當發(fā)現(xiàn)某些煤樣部分項目化驗結(jié)果異常時，就要先檢查煤樣的代表性。比如發(fā)現(xiàn)灰分產(chǎn)率過高，應該分析原因，是煤樣中混入了泥漿，還是鉆孔位置正好處在斷層帶、巖漿巖侵入嚴重地段或是煤層變薄、分叉附近，是否送樣單寫錯了樣號等情況。如果經(jīng)全面檢查、分析不存在上述原因，就要考慮化驗工作是否有差錯，必要時可要求化驗單位進行復查、復測。

3.2 煤樣測試異常值的確定與處理

3.2.1 異常值的確定

煤質(zhì)測試異常值是指與勘查區(qū)煤質(zhì)指標一般規(guī)律不相符的分析試驗數(shù)據(jù)。生產(chǎn)實踐中，一般可以通過以下方法確定異常值。

① 從大量分析測試結(jié)果中，通過數(shù)據(jù)整理、統(tǒng)計，直觀地判斷出異常值。例如在焦煤中出現(xiàn)無煙煤樣點，在普遍屬于低硫的煤層中出現(xiàn)高硫煤樣點，在低灰煤層中出現(xiàn)高灰煤樣點，在特低強度煤中出現(xiàn)高強度樣點，在易磨煤中出現(xiàn)難磨煤樣點，在易選煤中出現(xiàn)極難選煤樣點等。

② 從煤質(zhì)指標間顯著相關關系中發(fā)現(xiàn)異常值。如肉眼鑒定和鏡下鑒定煤中硫分以黃鐵礦硫（無機硫）為主，但可選性試驗結(jié)果除硫效果很差；某煤樣以有機硫為主而除硫效果卻很好等。

③ 從一個采樣點或一個塊段的角度發(fā)現(xiàn)異常。如某一煤層個別點主要指標與附近采樣點煤質(zhì)指標明顯差異，同一采樣點的分層煤樣指標有顯著差異等。

3.2.2 異常值的處理

對發(fā)現(xiàn)的異常值，首先應從取樣原始記錄中查找原因，取樣方法、樣品編號、取樣位置無誤后，再找化驗方面的原因。如果取樣、化驗都沒有疑點，就需要從煤樣采集地點的地質(zhì)情況去分析，是否有侵入巖體與煤層接觸，煤層或煤系底部是否有隱伏巖體，采樣點是否處于斷裂、滑坡、陷落柱、沖刷帶等位置，煤樣是否在風氧化帶，煤層中是否有特殊夾層，煤樣是否處于自燃區(qū)及其邊緣地帶，煤巖組分是否有很大差異，無機組分中是否有某種礦物含量特高或特低現(xiàn)象，是否有不常見的礦物質(zhì)出現(xiàn)等等。具體的處理辦法如下。

① 凡屬于取樣、化驗的錯誤或因煤樣代表性太差所產(chǎn)生的異常值，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)應立即糾正。如樣品代表性差，為不合格煤樣，應將該樣全部數(shù)據(jù)作廢；屬于化驗方面的問題，要求測試單位復查或復測，必要時重新取樣測定。

② 取樣、化驗均未發(fā)現(xiàn)錯誤，純屬地質(zhì)或煤質(zhì)等自然因素造成的異常值，應留待報告編制時全面分析后再做處理。報告中保留全部測試成果，并詳細論述。

③ 取樣、化驗、地質(zhì)、煤質(zhì)等方面暫時無法找出原因的，異常點煤樣測值不參與全層煤質(zhì)評價，報告中應保留并單獨統(tǒng)計，并在存在問題中詳細說明，存入原始資料歸檔，以便下一步勘查中再作研究。

3.3 煤樣測試結(jié)果統(tǒng)計

3.3.1 《煤炭資源勘查煤質(zhì)評價規(guī)范》（MT/T 1090—2008）規(guī)定的采樣數(shù)量是指采樣點數(shù)量。采樣點是指每一獨立煤層采取煤樣的地點，包括鉆孔、坑道、煤礦井、探槽及自然露頭等。一個采樣點可能有一個至數(shù)個樣品。統(tǒng)計時不能把采樣點數(shù)和樣品數(shù)量相混。

3.3.2 同時測試原、浮煤指標的項目，目的是用來比較原、浮煤的關系，評價洗選效果，或在盡量排除礦物質(zhì)干擾后，研究煤中有機質(zhì)的性質(zhì)，所以原、浮煤應分別統(tǒng)計。

3.3.3 采樣點用分層煤樣加權(quán)平均法統(tǒng)計，全層用采樣點的算術平均法統(tǒng)計。分煤類估算資源儲量時，分煤類統(tǒng)計。

3.3.4 各類測試數(shù)據(jù)均應統(tǒng)計出兩極值、一般值、平均值，以便合理地開展煤質(zhì)評價工作。

3.3.5 樣品質(zhì)量不合格的采樣點不得統(tǒng)計在內(nèi)。

4. 煤質(zhì)評價

煤質(zhì)評價是煤炭資源勘查中的重要環(huán)節(jié)，在一份地質(zhì)報告中，除了對地質(zhì)工作總結(jié)、估算煤炭資源儲量、進行各技術評價等工作外，還要對一系列的煤質(zhì)指標進行分析研究，正確評價煤炭質(zhì)量及其工業(yè)利用方向。

4.1 動力用煤的煤質(zhì)評價

從煤炭資源評價角度出發(fā)，綜合考慮各種煤質(zhì)指標對用煤動力設備的影響并參考相關國家標準，動力用煤的煤質(zhì)評價指標主要為水分、發(fā)熱量、揮發(fā)分、灰分、硫分、灰熔融性和結(jié)渣性、粘結(jié)指數(shù)和結(jié)焦性、可磨性和粒度、煤中微量元素。

4.2 煉焦用煤的煤質(zhì)評價

煉焦用煤煤質(zhì)評價主要是針對未分選原煤的具體特點和現(xiàn)有煤質(zhì)資料中煤質(zhì)測試指標的具體情況來確定，煉焦用煤的煤質(zhì)評價指標主要為鏡質(zhì)體最大反射率、揮發(fā)分、硫分、灰分、粘結(jié)性和結(jié)焦性、顯微煤巖組分、全水分、磷、灰成分、灰熔融性、煤炭可選性。

4.3 氣化用煤的煤質(zhì)評價

煤質(zhì)是選擇氣化方法的根據(jù)，是影響氣化過程技術經(jīng)濟指標及能否順利操作的關鍵。一種氣化方法只有選用合適的煤種才能充分發(fā)揮出效率。氣化用煤的煤質(zhì)評價指標主要為水分、灰分、揮發(fā)分、硫分、固定碳、全水分、發(fā)熱量、灰熔融性、膠質(zhì)層最大厚度、限下率、含矸率、粘結(jié)性、煤對二氧化碳化學反應性、熱穩(wěn)定性、抗碎強度、粒度、有害元素含量。

4.4 液化用煤的煤質(zhì)評價

選擇具有良好液化性能的煤不僅可以得到高的轉(zhuǎn)化率和油收率，而且可以降低操作費用、降低生產(chǎn)成本。液化用煤的煤質(zhì)評價指標為揮發(fā)分、鏡質(zhì)體最大反射率、氫碳比、煤中鏡質(zhì)組和殼質(zhì)組的含量（即活性組分含量）、碳含量、硫分、灰分、氮含量、氧碳比。

5. 結(jié)語

煤炭地質(zhì)勘查中的煤質(zhì)工作是十分重要的環(huán)節(jié)。煤樣的采集、保管、測試項目的選定以及化驗、樣品分析結(jié)果的審定每個環(huán)節(jié)都至關重要，這就需要從事煤質(zhì)工作的技術人員認真地做好煤質(zhì)工作，達到去粗取精、去偽存真，并探索其內(nèi)在的規(guī)律性，做出確切的結(jié)論，以便對煤炭資源的質(zhì)量和用途做出正確的評價。

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