陳文敏，丁 華，傅 叢

(1.煤炭科學(xué)研究總院，北京 100013；2.煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司 煤化工分院，北京 100013;3.煤炭資源高效開采與潔凈利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100013)

0 引 言

中國(guó)是世界產(chǎn)煤和耗煤第一大國(guó)[1-2]，原煤產(chǎn)量高峰的2013年曾達(dá)39.74億t。但自從2016年國(guó)家實(shí)施去產(chǎn)能以來，年產(chǎn)量又降至37億t以下，到2019年原煤產(chǎn)量又增至38.5億t[3]，比2018年的36.8億t增加了4.62%。從全國(guó)商品煤的消耗量分析，最高的消耗量2013年曾達(dá)42.44億t[4]，到2018年又降至38.9億t；自產(chǎn)不足部分則由進(jìn)口印度尼西亞等動(dòng)力煤、澳大利亞與蒙古國(guó)的煉焦煤以及俄羅斯等煤予以補(bǔ)充，如2019年全國(guó)進(jìn)口商品煤近3億t，比2018年增長(zhǎng)6.3%。

中國(guó)的煤炭?jī)?chǔ)量除低于美、俄兩國(guó)而居世界第三位[5]。根據(jù)歷時(shí)7年到2013年完成的類似于原全國(guó)煤炭資源第3次預(yù)測(cè)的“中國(guó)煤炭資源潛力評(píng)價(jià)”中研究結(jié)果表明[6]，全國(guó)探獲煤炭資源量20 244.73億t，另有預(yù)測(cè)資源量38 796.12億t，合計(jì)資源總量為59 040.85億t，比全國(guó)第3次預(yù)測(cè)資源量增加3.45萬億t以上。

另據(jù)地質(zhì)部門報(bào)導(dǎo)，到2017年底全國(guó)已探明的保有儲(chǔ)量約為1.67萬億t[7]，其中煉焦煤約占27%、動(dòng)力煤等占73%。由于中國(guó)的煤炭資源占一次能源的主導(dǎo)地位[8-9]，據(jù)有關(guān)權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2050年全國(guó)清潔煤炭消費(fèi)量仍將占50%左右。為此，在煤炭的脫硫、脫氮和降塵除霾等清潔利用技術(shù)水平方面均有待提高，以滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展的需要。

中國(guó)晚三疊世煤的儲(chǔ)量雖不多[10-15]，但其優(yōu)越性表現(xiàn)在產(chǎn)煤的種類多以氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤等優(yōu)質(zhì)煉焦煤為主，其成煤環(huán)境多為陸相沉積，故其硫分大多較低，原煤灰分也屬于中等偏高水平，但浮煤灰分多能降至10%以下，對(duì)于此種低硫的強(qiáng)黏結(jié)性優(yōu)質(zhì)煉焦煤是不可多得的稀缺資源。為此深入了解中國(guó)晚三疊世煤的資源分布、生產(chǎn)建設(shè)情況、煤質(zhì)特征及其利用途經(jīng)，對(duì)于目前尚未開發(fā)利用的此類煤田(井田)的積極籌資、建礦和開發(fā)利用具有一定的參考引導(dǎo)作用。

1 不同時(shí)代煤炭資源區(qū)域的分布特征

中國(guó)具有工業(yè)開發(fā)價(jià)值的煤炭資源開始沉積于距今約2.2億年前的晚古生代石炭紀(jì)煤系，緊接著生成的是早、晚二疊世煤系，最晚生成的是第三紀(jì)煤系，其中涵括褐煤、氣煤和長(zhǎng)焰煤。中國(guó)煤炭資源潛力評(píng)價(jià)報(bào)告的數(shù)據(jù)見表1。

表1 按時(shí)代劃分預(yù)測(cè)煤炭資源量

由表1數(shù)據(jù)可知，在石炭紀(jì)～二疊紀(jì)時(shí)期形成按煤類預(yù)測(cè)資源量(含早石炭世煤)達(dá)8 544億t，占全國(guó)預(yù)測(cè)資源總量的22.0%(主要指華北、華東、西北和東北等地)。另有二疊紀(jì)煤(主要指西南、中南等地區(qū)晚二疊世龍?zhí)睹合岛驮缍B世黔陽煤系以及晚二疊世吳家坪等煤系)預(yù)測(cè)資源量達(dá)3 379億t，占比總量的8.7%。

石炭二疊紀(jì)煤系廣泛分布于華北的山西、河北、蒙西以及東北的遼寧、吉林與華東地區(qū)的大部和西北地區(qū)除新疆以外的其他四省(區(qū))，其賦存的煤種包括長(zhǎng)焰煤、煉焦煤直至無煙煤。華南賦煤區(qū)的晚三疊世煤系預(yù)測(cè)資源量達(dá)167.44億t，占全國(guó)晚三疊世煤預(yù)測(cè)資源總量的89.54%，從而表明中國(guó)晚三疊世煤主要集中在西南和中南地區(qū)。中國(guó)預(yù)測(cè)資源量最多的是侏羅紀(jì)煤系，其預(yù)測(cè)煤炭資源量達(dá)25 090億t，占全國(guó)預(yù)測(cè)資源量的64.7%，其分布范圍更廣，包括西北的五省(自治區(qū))、華北、東北大部，而中南、西南地區(qū)儲(chǔ)量相對(duì)較少，華東地區(qū)分布最少。其中又以新疆的早、中侏羅世煤的資源最多，約占全國(guó)侏羅紀(jì)煤預(yù)測(cè)總資源量的75%，而新疆區(qū)域其他時(shí)代形成的煤炭資源占比小于1%。

在早、中侏羅世煤中多為低灰、低硫的優(yōu)質(zhì)不黏煤和長(zhǎng)焰煤，而新疆的艾維爾溝礦區(qū)則為優(yōu)質(zhì)的肥煤和焦煤，其下部煤層還有瘦煤，但在寧夏的汝箕溝礦區(qū)和北京京西礦區(qū)的早、中侏羅世煤則均為無煙煤，形成的主要原因在于其煤系的下部出現(xiàn)火成巖，從而加速了煤的變質(zhì)進(jìn)程而由煙煤變質(zhì)為無煙煤。陜北神府的早、中侏羅世煤田的總資源量達(dá)780億t，可采總厚平均達(dá)18 m左右，也是中國(guó)西部的主要?jiǎng)恿γ寒a(chǎn)地。如早在2008年，神華集團(tuán)的原煤產(chǎn)量已達(dá)28 161.34萬t，是國(guó)內(nèi)煤炭的首要生產(chǎn)企業(yè)。

與侏羅紀(jì)連接的白堊紀(jì)煤，其資源預(yù)測(cè)量?jī)H為1 364.8億t，占資源總量的3.5%。如蒙東賦存有勝利、白音華等不少儲(chǔ)量在150億t以上的早白堊世煤均為典型的褐煤，到新生代的第三紀(jì)煤其煤化程度更淺，如云南省小龍?zhí)?、先鋒(中新世)、昭通(上新世)等礦區(qū)都屬于厚度達(dá)100 m～200 m以上特高揮發(fā)分的晚第三紀(jì)褐煤。但成煤最晚的昭通為煤化程度最淺的土狀褐煤，而撫順早第三紀(jì)則為長(zhǎng)焰煤和氣煤。到進(jìn)入新生代的第四紀(jì)則由于距今沉積時(shí)間太短、埋藏太淺、上覆巖層壓力太小、地溫較低因而不具備成煤的必要條件，故僅能形成泥煤(泥炭)，但泥煤不屬于煤的范疇。

2 中生代晚三疊世煤的區(qū)域分布特征

中生代晚三疊世煤的延續(xù)成煤時(shí)間達(dá)2 200萬年，即距今約2.27億～2.05億年間陸續(xù)生成煤炭資源，其分布區(qū)域涵蓋南方及北方。其中華南賦煤區(qū)(包括川、渝、滇、閩、湘等省、市、區(qū))的預(yù)測(cè)資源量高達(dá)166.74億t,其余不足17億t的資源主要分布在陜北子長(zhǎng)和青海祁連等小型煤田，由此可見在南方的晚三疊世煤系發(fā)育較好，具有經(jīng)濟(jì)效益的可采煤層和儲(chǔ)量也最多，而上述地區(qū)的煤類多為氣煤、1/3焦煤、肥煤和焦煤，局部受火成巖影響的塊段則出現(xiàn)變質(zhì)程度更高的瘦煤、貧瘦煤、貧煤和無煙煤以及少量長(zhǎng)焰煤，產(chǎn)煤干基灰分以>25%～40%左右的較多，但也有干基灰分在15%以下的較低灰分煤。硫分的變化更大，其極值從0.20%至10%左右均有，但大多數(shù)煤田為陸相沉積，因而煤中硫分多在0.3%～2.0%左右，部分近海型的海陸交互相沉積的煤田干基全硫可達(dá)2%～5%以上。

目前，晚三疊世煤田中產(chǎn)量較大的有四川攀枝花、廣旺與達(dá)竹、重慶的永榮、江西的萍鄉(xiāng)與花鼓山、湖南的資興三都、云南的一平浪和華坪臘石溝、陜西延安市子長(zhǎng)等煤田。

3 晚三疊世煤典型礦區(qū)資源分布與煤質(zhì)特征

由于中國(guó)中生代侏羅紀(jì)煤系緊密沉積在晚三疊世煤系之上，而地質(zhì)人員在地層對(duì)比時(shí)利用沉積在地層中的動(dòng)、植物化石判斷時(shí)代時(shí)易發(fā)生誤判從而導(dǎo)致將一些晚三疊世煤系當(dāng)作早侏羅世煤系，如重慶永榮煤田的晚三疊世大蕎地煤系就曾被誤認(rèn)為早侏羅世香溪煤系，此種情況常發(fā)生在建國(guó)前后的一段時(shí)期內(nèi)提供的一些煤田地質(zhì)勘探報(bào)告中。而同樣情況也曾發(fā)生在蒙東地區(qū)，即一些早白堊世煤系也曾被誤認(rèn)為晚侏羅世煤系。

3.1 四川攀枝花煤田

攀枝花煤田由攀枝花煤業(yè)集團(tuán)開發(fā)生產(chǎn)。因煤田位于四川渡口市西部，地處川、滇交界的金沙江畔，在勘探時(shí)曾被稱為渡口煤田。

3.1.1 煤田地理位置和交通運(yùn)輸情況

攀枝花煤田南距昆明市387 km,北距成都市770 km，其所屬礦井均與成昆鐵路和成昆公路相通，運(yùn)輸十分方便。此外，在四川境內(nèi)約41 km的攀枝花至云南大理的高速公路已于2020年12月6日通車，交通更加便利。

3.1.2 煤系、煤層、儲(chǔ)量和生產(chǎn)建設(shè)情況

礦區(qū)主要有花山、太平、大寶頂和小寶頂4對(duì)生產(chǎn)礦井，生產(chǎn)能力達(dá)345萬t/a，其中以花山礦的核定能力最大，可采儲(chǔ)量目前尚有5 000萬t左右，生產(chǎn)能力為120萬t/a，煤田含大箐和大蕎地2個(gè)煤系，均為陸相沉積，含可采煤層3～5層，可采層總厚在8m左右。全煤田探明的地質(zhì)儲(chǔ)量為4.63億t，另建有把關(guān)河和格里坪2座煉焦煤洗煤廠，入洗能力分別為200 t/a和160 t/a，主要入洗焦煤，其洗精煤的灰分(Ad)不大于9%，硫分(St,d)不大于0.50%。該洗精煤主要供昆鋼和攀鋼配煤煉焦使用。

3.1.3 攀枝花煤田可采煤層的煤質(zhì)分析結(jié)果

煤田內(nèi)各礦井的煤質(zhì)分析結(jié)果見表2。由表2可知，各礦井原煤灰分差異較大，從最低的Ad<10%至最高的30%以上均有。原煤硫分(St,d)則均在0.50%以下，為特低硫煉焦煤。各礦井煤的變質(zhì)程度也有一定差異，浮煤揮發(fā)分(Vdaf)從20%以下至30%以上均有，但黏結(jié)指數(shù)均在68～84，按GB/T 5751判別分別為焦煤及1/3焦煤，均為優(yōu)質(zhì)煉焦用煤，是煉焦企業(yè)配煤的主力煤種。

表2 攀枝花煤田各礦井的煤質(zhì)分析結(jié)果

此外，省內(nèi)廣旺礦區(qū)的9個(gè)礦井中共有揀銀巖、白水、唐家河等6個(gè)礦井為開采晚三疊世煤，其余3個(gè)開采侏羅紀(jì)煤，其中晚三疊世煤的探明地質(zhì)儲(chǔ)量約達(dá)5 000萬t，為低硫的焦煤及瘦煤，也是優(yōu)質(zhì)煉焦用煤。其中，焦煤Vdaf平均約為25%，y值16～25 mm，結(jié)焦性極強(qiáng)，瘦煤Vdaf為14%～17%，y值以5 mm為主，硫分平均僅為0.50%。

3.2 重慶市永榮煤田

3.2.1 地理位置及交通運(yùn)輸情況

煤田地跨重慶市永川、榮昌和隆昌三縣，成渝鐵路和成渝公路均穿過煤田，交通運(yùn)輸十分方便。

3.2.2 煤系、煤層、儲(chǔ)量及生產(chǎn)建設(shè)情況

礦區(qū)含煤地層為中生代晚三疊世須家河煤系，煤系平均厚度為529 m，含可采煤2～5層，單層煤厚僅0.4 m～0.7 m左右，為極薄煤層。探明地質(zhì)儲(chǔ)量1.02億t，含煤面積約200 km2,由永榮礦業(yè)公司開發(fā)生產(chǎn)，設(shè)有曾家山、榮昌等5個(gè)礦井，核定生產(chǎn)總能力200萬t/a，另建有永川和榮昌2座煉焦煤洗煤廠，核定入洗能力分別為90萬t/a和60萬t/a，均入選1/3焦煤。洗精煤干基灰分約為10%，全水分為9%～10%，硫分(St,d)為0.50%～0.80%左右，Vdaf約為31%～35%，y值為 10 mm～12 mm。類別以1/3焦煤為主，洗精煤主要供重鋼配煤煉焦使用。

3.2.3 永榮煤田可采煤層的煤質(zhì)分析結(jié)果

永榮煤田各礦井的煤質(zhì)分析結(jié)果見表3。

表3 永榮煤田各礦井的煤質(zhì)分析結(jié)果

由表3可知，煤層原煤灰分(Ad)除雙河礦平均高達(dá)35%以上，其余四礦煤的Ad變化較小，均在10%～18%左右，硫分(St,d)為0.61%～0.80%，煤灰熔融性溫度(ST)均在1 450 ℃以上，表明其煤灰成分的酸性組分(SiO2+Al2O3)較高，堿性組分較少，在精煤煉焦時(shí)有利于降低焦炭的反應(yīng)性以及提高冶金焦的熱強(qiáng)度，其浮煤灰分(Ad)均在9%以下；Vdaf變化很小，均在31%～35%左右；硫分(St,d)變化也較小，一般在0.50%～0.86%；y值也均在9 mm～11.5 mm，但隆昌礦煤的黏結(jié)指數(shù)最低，GR.I僅為19，屬于弱黏煤。其余四礦煤的GR.I在66～74，均為典型的1/3焦煤。其洗精煤為低硫、低灰煤，是良好的煉焦配煤原料。

由于煤田內(nèi)有若干條逆斷層，落差在50 m～60 m不等，其對(duì)煤的灰分和變質(zhì)程度均有不同程度的影響，因而有的礦井就出現(xiàn)了黏結(jié)性較弱的弱黏煤。但該弱黏煤根據(jù)需要也可少量配入永川煤中入洗，其精煤可供配煤煉焦使用。

3.3 云南省一平浪煤田

3.3.1 地理位置及交通情況

一平浪煤田在楚雄州祿豐縣境內(nèi)，位于昆明市125 km以西，距成昆鐵路一平浪車站13 km,有礦區(qū)鐵路專線與成昆鐵路和成昆公路相通，煤炭外運(yùn)方便。

3.3.2 煤系、煤層、儲(chǔ)量與生產(chǎn)建設(shè)情況

煤田成煤時(shí)代為中生代晚三疊世一平浪煤系。含煤面積約10 km2,主要可采煤層自上而下為K5、K1b、K1a3層，其中K5煤層為最主要的可采煤層，另有K4、K3、K2煤層為局部可采煤層，煤層平均厚度為1.74 m，已探明儲(chǔ)量1 535萬t，建有抗八井和大河等幾個(gè)小型礦井，其中抗八井平峒為主力礦井，設(shè)計(jì)能力30萬t/a，為云南境內(nèi)生產(chǎn)肥煤的唯一礦井。另還建有1座星宿江煉焦煤洗煤廠，洗后精煤供昆鋼配煤煉焦使用。精煤的Ad為11.77%、Mt為13.6%、St,d為1.2%～1.5%。

3.3.3 一平浪煤礦各可采煤層的煤質(zhì)情況

一平浪煤礦的煤質(zhì)分析結(jié)果詳見表4。

表4 一平浪煤礦的煤質(zhì)分析結(jié)果

一平浪煤礦的原煤干基灰分較高，在28%～49%以上；干基硫分在1.46%～1.96%；灰熔融性軟化溫度(ST)較高，均在1 370 ℃以上，表明其灰成分中的酸性組成較高、堿性組成較少，對(duì)提高焦炭質(zhì)量有利。

浮煤干基灰分均低于9%，表明煤中的次生礦物(外來灰分)比例較大，故洗選后能大幅度降低精煤灰分。但浮煤的硫分相對(duì)較高，St,d達(dá)1.22%～1.86%，但其中以主采煤層K5的硫分處于下限，平均低于1.50%。由于其結(jié)焦性好，y值達(dá)31 mm，Vdaf<28%。對(duì)此種強(qiáng)黏結(jié)性的肥煤，根據(jù)GB/T 15224.2中煉焦精煤硫分分級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)可知，凡St,d在1.26%～1.75%的煉焦煤為中高硫煤，在配煤煉焦中即可將其作為配煤煉焦使用。因此在昆鋼配煤煉焦時(shí)可以多配入硫分較低、結(jié)焦性稍差的氣煤和1/3焦煤，即使St,d為1.76%～2.50%的高硫精煤也可用于配煤煉焦，在配煤中仍有可能使硫分降低至1%或0.80%以下，煉制的焦炭強(qiáng)度和硫分等均能滿足大型高爐煉鐵的需要。

經(jīng)加權(quán)平均統(tǒng)計(jì)，該礦原煤的平均Ad為28.45%，Vdaf為27.40%，焦渣特征CRC為7，Qgr,d為25.09 MJ/kg,ST為1 414 ℃，HGI為87，表明其灰熔融性軟化溫度較高且可磨性好，有利于其洗選后的中煤(洗混煤)作為煤粉電廠的燃料。

此外，云南省還有探明儲(chǔ)量3 447.4萬t、礦井設(shè)計(jì)能力60萬t/a的華坪縣臘石溝煤礦，其浮煤St,d平均小于0.60%、Ad<6%，也是低硫低灰、Vdaf在24%～35%的優(yōu)質(zhì)焦煤和1/3焦煤，y值平均在11 mm～18 mm，其洗精煤是昆鋼的主力煉焦用煤。

3.4 西藏土門格拉井田

3.4.1 地理位置及交通情況

土門格拉井田位于那曲地區(qū)安多縣境內(nèi)，青藏公路111和110道班約63 km處，有公路與井田相通，運(yùn)輸條件尚可。

3.4.2 煤系、煤層、儲(chǔ)量、生產(chǎn)建設(shè)及煤質(zhì)概況

該井田含煤地層屬中生代晚三疊世煤系，為海陸交互相(近海型)沉積，分為3個(gè)勘探區(qū)，含可采煤6～8層，其中主采層為47號(hào)和48號(hào)煤層，受火成巖影響程度不同，其不同塊段間煤的類別變化較大。從貧煤、瘦煤到焦煤和肥煤等均有，但主要可采層多為焦煤。因受海水侵入，導(dǎo)致煤層硫分和灰分均較高。有探明地質(zhì)儲(chǔ)量220萬t，可建生產(chǎn)能力(3～5)萬t/a以下的小井。

煤層原煤灰分(Ad)為24.8%～32%，St,d約為2.8%～3.8%，Vdaf為24%～34%。浮煤Ad可降至11.7%～15%，St,d為2.28%～3.84%(平均約3%)，Vdaf平均約29%，y值15 mm,屬較強(qiáng)結(jié)焦的焦煤和1/3焦煤。由于儲(chǔ)量少、煤質(zhì)較差，洗后硫分仍在2%～2.8%以上，表明其原煤的硫分中有較多的有機(jī)硫，故產(chǎn)煤只能作為附近地區(qū)的民用煤或小型鍋爐和窯爐使用，但燃前還應(yīng)添加石灰石作為固硫劑以減少對(duì)爐、窯的腐蝕，同時(shí)可減排其煙氣中的二氧化硫，有利于改善大氣的質(zhì)量。

3.5 江西省萍鄉(xiāng)煤田

3.5.1 地理位置及交通情況

萍鄉(xiāng)煤田位于江西省西部，北邊緊鄰浙贛鐵路，煤田內(nèi)各生產(chǎn)礦井均有運(yùn)煤專線與浙贛鐵路相接。公路也四通八達(dá)，交通運(yùn)輸十分方便。

3.5.2 煤系、煤層、儲(chǔ)量及生產(chǎn)建設(shè)情況

萍鄉(xiāng)煤田含煤系形成于中生代晚三疊世煤系安源煤組，煤田中不同井田的可采煤層數(shù)不同，如高坑井田的可采煤 5 層，均賦存于下煤組，其中主采煤為硯子槽、大槽和掃邊槽 3 層。安源煤礦主采煤為大槽和硯子槽，有 3 號(hào)、4 號(hào)和 9 號(hào) 3 層煤，青山煤礦含可采煤 2 層。全煤田已探明的地質(zhì)儲(chǔ)量為1.53 億t，到 2005年末煤田剩余可采儲(chǔ)量4 315 萬t。

煤田內(nèi)先后建有高坑、安源、巨源、白源和青山5個(gè)礦井，除青山和巨源分別為無煙煤和貧瘦煤外，其他三礦均為低硫的1/3焦煤和焦煤，還分別建有入洗原煤能力90萬t/a、90萬t/a和45萬t/a的煉焦煤洗煤廠，所產(chǎn)洗精煤供萍(鄉(xiāng))鋼和新(余)鋼配煤煉焦用。但因入選原煤灰分較高，故其精煤干基灰分有時(shí)高達(dá)10%以上，但St,d均低于1%，Mt也均低于15%。

3.5.3 萍鄉(xiāng)煤田可采煤層的煤質(zhì)特征

因萍鄉(xiāng)煤田系陸相沉積形成，同時(shí)或還受火成巖熱液變質(zhì)的影響，故其不同礦井之間的煤類變化較大，既有Vdaf大于30%的1/3焦煤，又有Vdaf<10%的無煙煤(WY3),同時(shí)原煤干基灰分普遍較高，有的達(dá)35%以上。但其硫分較低，無論是原煤或浮煤的干基全硫均小于1%。煤田的煤質(zhì)分析結(jié)果詳見表5。

表5 萍鄉(xiāng)煤田的煤質(zhì)分析結(jié)果

從表5中煉焦煤的結(jié)焦性可知，以白源礦的主焦煤最佳，但高坑和安源兩礦的1/3焦煤也具有較強(qiáng)的黏結(jié)性，GR.I均在80以上，同時(shí)Vdaf又不太高，故其在配煤煉焦時(shí)有助于提高焦炭的強(qiáng)度，是江西省內(nèi)較好的低硫煉焦用煤。

3.6 陜西省延安市子長(zhǎng)煤田

3.6.1 地理位置及交通情況

子長(zhǎng)煤田位于延安市北部，南距延安市95 km,北距榆林市208 km,西(安)包(頭)鐵路距子長(zhǎng)縣城84 km,距煤田20 km左右。煤田附近公路也四通八達(dá)，運(yùn)煤也較方便。隨著銀(川)西(安)高鐵于2020年12月26日的正式開通運(yùn)行，對(duì)陜北晚三疊世煤的生產(chǎn)、運(yùn)輸提供了更大的便利。

3.6.2 煤系、煤層、儲(chǔ)量、生產(chǎn)建設(shè)及煤質(zhì)概況

煤田含煤地層為陸相沉積的晚三疊世延安群瓦窯堡煤組，含煤面積548 km2,包括馮家屯、灤家坪和寺灣鄉(xiāng)等地段。含煤7～15層，主要可采層為上部5號(hào)煤層，平均厚度約2 m。3號(hào)煤層局部可采，煤厚僅0.6 m。累計(jì)探明地質(zhì)儲(chǔ)量8.19億t，分為許多井田，其中貫屯井田3 388.4萬t，礦井設(shè)計(jì)能力30萬t/a，其5號(hào)煤層原煤平均灰分(Ad)19.0%,Vdaf為39.5%，St,d為0.40%；浮煤水分(Mad) 2.55%，Ad為5.95%,Vdaf為39.1%，St,d為0.43%，y值16 mm，相當(dāng)于44號(hào)、45號(hào)之間的強(qiáng)黏結(jié)性氣煤。3號(hào)煤層原煤灰分(Ad)為12.2%；浮煤灰分(Ad)為5.30%,Vdaf為39.7%，St,d為0.57%，y值17 mm，也是強(qiáng)黏結(jié)性氣煤。子長(zhǎng)煤田總體煤質(zhì)特征為中灰、低硫、強(qiáng)黏結(jié)性的高揮發(fā)分氣煤，其焦油產(chǎn)率(Tar,ad)可達(dá)8%以上。

由上述引自陜西省地方煤礦重點(diǎn)產(chǎn)煤縣簡(jiǎn)介的數(shù)據(jù)表明，該區(qū)煤經(jīng)洗選后是低灰、特低硫、強(qiáng)黏結(jié)性的高揮發(fā)分氣煤，其較理想的用途是供焦化企業(yè)生產(chǎn)冶金焦時(shí)可大致將其配入30%左右的比例，將有助于降低焦炭的灰分和硫分、提高焦炭強(qiáng)度、增加焦油等化產(chǎn)及焦?fàn)t煤氣的產(chǎn)量。其次也可與陜西省渭北煤田的銅川和澄合等礦區(qū)的高有機(jī)硫焦煤和瘦煤配煤生產(chǎn)鐵合金焦或氣化焦使用。但在生產(chǎn)過程中要加強(qiáng)煙氣或煤氣的脫硫、脫硝措施。此外，該礦區(qū)煤也可少量配入陜西省內(nèi)侏羅紀(jì)的不黏煤或長(zhǎng)焰煤以生產(chǎn)蘭炭，有助于提高其低溫焦油產(chǎn)率和煤氣的熱值。此種強(qiáng)黏結(jié)性氣煤的焦油產(chǎn)率有不少可達(dá)10%以上，但不適宜于單獨(dú)生產(chǎn)蘭炭或通過低溫干餾生產(chǎn)半焦、焦油，其洗混煤也是良好的發(fā)電用煤。

3.7 陜西省富縣煤田

3.7.1 地理位置及交通情況

富縣煤田位于陜西省延安地區(qū)富縣城區(qū)北東18 km處，距西(安)延(安)鐵路延安站較近，另有公路于史家坪與咸(陽)榆(林)公路相接。全長(zhǎng)617 km的銀(川)西(安)高鐵的開通、對(duì)陜北地區(qū)如黃陵等侏羅紀(jì)煤田和三疊紀(jì)煤田的煤炭外運(yùn)提供了更大的便利。

3.7.2 煤系、煤層、儲(chǔ)量和生產(chǎn)建設(shè)情況

富縣煤田含煤地層屬中生代晚三疊世煤系，含可采煤1層，俗稱尺八煤，厚0.3 m～0.7 m，一般厚為0.5 m ～0.6 m，為極薄煤層，探明地質(zhì)儲(chǔ)量1 745萬t。礦井設(shè)計(jì)能力可達(dá)10萬t/a左右，可建為地方國(guó)營(yíng)縣級(jí)煤礦。

3.7.3 富縣煤田可采煤層煤質(zhì)特征

富縣煤田的原煤水分(Mad)平均為1.80%，Ad為25.4%,Vdaf為39.5%，焦渣特征為4～5；硫分含量變化較大，St,d介于0.83%～4.90%，平均2.08%；浮煤Mad平均為2.40%，Ad為9.4%,Vdaf為38.3%，St,d介于1.18%～2.61%(平均1.58%)，y值15 mm,煤類約為44號(hào)氣煤。

鑒于富縣礦區(qū)煤的儲(chǔ)量和產(chǎn)量均小，故其合適的最佳用途為經(jīng)洗選后脫硫以供電廠和工業(yè)鍋爐與窯爐使用，使用時(shí)應(yīng)加入碳酸鈣作為固硫劑，也可供生產(chǎn)蜂窩煤民用。如供焦化廠配煤煉焦，因硫含量高而只能配入少量的比例，也可將其少量配入不黏煤中生產(chǎn)蘭炭。

3.8 青海省門源縣多洛煤礦

3.8.1 地理位置及交通情況

多洛煤礦位于青海省海北藏族自治州門源回族自治縣境內(nèi)。(西)寧張(掖)公路于煤礦東緣通過，礦區(qū)與寧張公路有專用支線相通。

3.8.2 煤系、煤層、儲(chǔ)量、生產(chǎn)建設(shè)及煤質(zhì)概況

多洛礦區(qū)含煤系為中生代晚三疊世煤系，含可采煤4～5層，其中4號(hào)和6號(hào)為主采煤層。已探明地質(zhì)儲(chǔ)量984萬t,多洛煤礦在此建有設(shè)計(jì)能力10萬t/a的礦井。煤礦分為一井和二井開采。

據(jù)1978年煤科總院北京煤化所編制的《中國(guó)主要煉焦煤礦區(qū)煤質(zhì)手冊(cè)》可知，多洛礦區(qū)煤層原煤水分(Mad)平均為0.80%，Ad為21.70%,Vdaf為31.05%，St,d為0.67%。浮煤水分(Mad)為0.75%，Ad為9.70%,Vdaf為29.10%，y值為27 mm,St,d為0.80%,由此可判斷多洛煤礦煤為強(qiáng)黏結(jié)的低硫肥煤。

上述數(shù)據(jù)表明，多洛煤礦為低硫中等灰分的肥煤。經(jīng)洗選后的精肥煤主要供焦化企業(yè)作為配煤煉焦使用，利用該煤在配煤煉焦時(shí)可多配硫分較高的黏結(jié)性中等的氣煤和瘦煤或1/3焦煤，或可不配入價(jià)格最高的主焦煤而采用搗固焦?fàn)t煉制出生產(chǎn)成本較低的優(yōu)質(zhì)冶金焦。

3.9 原國(guó)有煤礦晚三疊世煤的灰成分和灰熔融性

無論是煤的焦化、氣化、直接液化等煤化工用煤和發(fā)電、工業(yè)鍋爐、窯爐等用煤均需參考煤的礦物組成(以煤灰成分表示)或煤灰的熔融性溫度。晚三疊世煤多以煉焦煤為主，因此用戶最希望獲得洗精煤的煤灰成分結(jié)果，但鑒于煤炭洗選后的灰成分大致與原煤的接近。因此焦化廠也多參考煉焦原煤的灰成分中以K2O、Na2O為主的堿性組分高低，即堿性組分越少，焦炭的反應(yīng)性就低，熱強(qiáng)度就高；對(duì)大型高爐來說，焦炭熱強(qiáng)度越高，焦炭的功效就更好。中國(guó)原國(guó)有煤礦的煤灰成分和煤灰熔融性見表6。由表6可知，原國(guó)有煤礦煤灰成分中酸性組分的含量普遍在80%以上，K2O+Na2O含量均在4%以下，表明中國(guó)晚三疊世煉焦煤在煉焦時(shí)對(duì)焦炭的質(zhì)量和強(qiáng)度不會(huì)產(chǎn)生不利的影響。煤灰熔融性軟化溫度除攀枝花礦區(qū)的稍低(約為1 240 ℃)以外，其余四礦的ST均在1 350 ℃以上，對(duì)其洗選后的副產(chǎn)品洗中煤在固態(tài)排渣的電廠鍋爐中也不會(huì)受到影響。

表6 中國(guó)原國(guó)有煤礦的煤灰成分和煤灰熔融性

4 結(jié) 論

(1)按成煤時(shí)代劃分，中國(guó)煤炭資源的分布以中生代侏羅紀(jì)煤最多，占全國(guó)預(yù)測(cè)煤炭資源總量的64.7%。其次為晚古生代的石炭紀(jì)～二疊紀(jì)煤，占全國(guó)預(yù)測(cè)資源總量的21.5%(另有早石炭世煤占0.5%)。南方早、晚二疊世煤居第三位，占預(yù)測(cè)資源總量的8.7%。其他時(shí)代煤的占比小于5%，其中晚三疊世煤占0.5%。

(2)晚三疊世煤的資源量雖少，但煤種多以低硫的煉焦用煤為主，從氣煤、肥煤、1/3焦煤、焦煤和瘦煤以及優(yōu)質(zhì)長(zhǎng)焰煤均有，少數(shù)受火成巖熱液變質(zhì)影響的地區(qū)也出現(xiàn)貧瘦煤、貧煤和無煙煤。

(3)晚三疊世的煤系沉積環(huán)境多為陸相沉積，部分地區(qū)為近海型的海陸交互相沉積，因而煤中硫分含量變化較大，St,d從0.5%以下至5%以上均有，如在西藏地區(qū)煤中硫分(St,d)可達(dá)2.8%～3.8%以上，但總體上以St,d<2%的煤為主。

(4)中生代晚三疊世煤的煤層灰分變化較大，Ad從<15%～40%以上均有，但總的趨勢(shì)以Ad在25%～35%左右的中高灰分煤為主。

(5)中生代晚三疊世煤的地區(qū)分布較為廣泛，涵括川、渝、滇、閩、藏和中南地區(qū)以及陜西、青海等地。但單一煤田的探明儲(chǔ)量普遍低于10 億t，一般從幾十萬噸到幾百萬噸和幾千萬噸均有。

(6)原國(guó)有煤礦探明儲(chǔ)量較大的有攀枝花、萍鄉(xiāng)和永榮等煤田，分別為4.63 億t、1.53 億t和1.02 億t。在北方的陜西子長(zhǎng)煤田的探明地質(zhì)儲(chǔ)量較多，達(dá)8億t以上。

(7)原國(guó)有煤礦中晚三疊世煤的灰成分以酸性組分為主，以K2O+Na2O為代表的堿性成分甚少，在煉焦時(shí)或不會(huì)影響焦炭的熱強(qiáng)度，其灰熔融性的ST溫度普遍較高，也不會(huì)產(chǎn)生洗中煤作為對(duì)固態(tài)排渣鍋爐燃料的不利影響。