許 婷 劉 坤

（1. 陜西省礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心，陜西 西安 710068；2. 陜西省地質(zhì)調(diào)查院，陜西 西安 710054）

1 地質(zhì)概況

石窯店煤礦位于神府礦區(qū)新民開采區(qū)的西部[1]。該區(qū)位于鄂爾多斯向斜東翼，區(qū)內(nèi)構(gòu)造簡(jiǎn)單，為一走向北西、傾向南西西—南西的單斜構(gòu)造，傾角1°～3°。區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)大的斷裂及褶皺，無(wú)巖漿活動(dòng)跡象。

2 煤層特征

3-2號(hào)煤層位于延安組第三段第二旋回的頂部。煤層厚度為1.24～2.91 m，平均2.26 m，標(biāo)準(zhǔn)差0.38，變異系數(shù)17.30%，屬穩(wěn)定型的薄-中厚煤層，主體部分屬中厚煤層。煤層結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，全區(qū)大部分可采。

5-2號(hào)煤層位于延安組第一段第二旋回的頂部。煤層厚度為1.26～5.17 m，平均3.12 m，標(biāo)準(zhǔn)差0.71，變異系數(shù)22.55%，整體屬薄-中厚煤層，以中厚煤層為主。5-2號(hào)煤層是區(qū)內(nèi)穩(wěn)定性最好的煤層，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，全區(qū)可采。

3 煤巖特征

3-2、5-2號(hào)煤層的宏觀煤巖組分以亮煤、暗煤為主，宏觀煤巖類型以半光亮型煤為主。如表1 所示，顯微煤巖組分以有機(jī)組分占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，含量達(dá)96%以上，3-2、5-2號(hào)煤層均以鏡質(zhì)組為主，惰質(zhì)組次之，殼質(zhì)組少量；無(wú)機(jī)顯微組分總體含量較低，平均含量分別為3.37%、3.40%，以粘土類為主，碳酸鹽類次之，硫化物少量。從煤的鏡質(zhì)組最大反射率結(jié)果看，3-2、5-2號(hào)煤層鏡質(zhì)組最大反射率分別為0.53%、0.57%，變質(zhì)程度為中煤級(jí)煤I 變質(zhì)階段，總體變質(zhì)程度較低，為低煤化度的煙煤。

表1 煤層煤巖鑒定成果表

4 煤質(zhì)特征

4.1 工業(yè)分析

通過(guò)工業(yè)分析對(duì)煤炭質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，可以初步了解煤炭的加工利用方式及工業(yè)用途[3]。

3-2號(hào)煤層原煤水分為7.39%～9.80%，平均值為8.74%；灰分產(chǎn)率為3.71%～14.36%，平均值為6.38%，主要為特低灰分煤；揮發(fā)分產(chǎn)率為34.12%～39.62%，平均值為37.92%，主要為高揮發(fā)分煤；全硫?yàn)?.16%～0.40%，平均值為0.30%，主要為特低硫煤（表2）。

5-2號(hào)煤層原煤水分為6.36%～8.42%，平均值為7.43%；灰分產(chǎn)率為4.07%～13.90%，平均值為8.94%，主要為特低灰分煤；揮發(fā)分產(chǎn)率為33.83%～39.57%，平均值為37.56%，主要為高揮發(fā)分煤；全硫?yàn)?.19%～0.37%，平均值為0.23%，主要為特低硫煤（表2）。

表2 煤層工業(yè)分析結(jié)果

4.2 有害元素

根據(jù)有害元素分析結(jié)果，3-2號(hào)煤層氯含量為0.009%～0.023%，平均值為0.017%，屬特低氯煤；氟含量為38.00～175.00 μg/g，平均值為109.20 μg/g，屬低氟煤；砷含量為1.00～9.00 μg/g，平均值為3.87 μg/g，屬特低砷煤；磷含量為0.001%～0.025%，平均值為0.012%，屬低磷煤。

5-2號(hào)煤層氯含量為0.004%～0.027%，平均值為0.012%，屬特低氯煤；氟含量為116.00～253.00 μg/g，平均值為195.67 μg/g，屬低氟煤；砷含量為1.00～6.00 μg/g，平均值為3.27 μg/g，屬特低砷煤；磷含量為0.035%～0.084%，平均值為0.048%，屬低磷煤。

4.3 工藝性能

通過(guò)煤的工藝性能分析，了解煤炭加工利用方向，對(duì)煤炭資源合理開發(fā)利用具有重要意義[4]。

（1）發(fā)熱量

3-2號(hào)煤層原煤干燥基低位發(fā)熱量為26.09～30.82 MJ/kg，平均值為29.43 MJ/kg；5-2 號(hào)煤層原煤干燥基低位發(fā)熱量為26.43～30.62 MJ/kg，平均值為28.59 MJ/kg，均屬高發(fā)熱量煤。

（2）煤灰熔融性

3-2號(hào)煤層煤灰熔融性軟化溫度（ST）為1090～1350 ℃，平均值為1173 ℃，總體上以較低軟化溫度灰為主。煤灰熔融性流動(dòng)溫度（FT）為1150～1380 ℃，平均值為1227 ℃，以較低流動(dòng)溫度灰為主，少量中等流動(dòng)溫度灰。

5-2號(hào)煤層煤灰熔融性軟化溫度（ST）為1050～1400 ℃，平均值為1128 ℃，總體上以較低軟化溫度灰為主。煤灰熔融性流動(dòng)溫度（FT）為1080～1430 ℃，平均值為1166 ℃，以較低流動(dòng)溫度灰為主，少量中等～較高流動(dòng)溫度灰。

（3）黏結(jié)指數(shù)

3-2、5-2號(hào)煤層黏結(jié)性指數(shù)測(cè)定絕大多數(shù)為0，極個(gè)別為1～2，主要為無(wú)黏結(jié)煤。

（4）哈式可磨性指數(shù)

3-2號(hào)煤層哈氏可磨性指數(shù)在53～57 之間，平均值為54；5-2號(hào)煤層哈氏可磨性指數(shù)在55～63 之間，平均值為57。按照煤的哈氏可磨性指數(shù)煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，3-2、5-2號(hào)煤層均屬較難磨煤。

（5）熱穩(wěn)定性

3-2號(hào)煤層熱穩(wěn)定性指標(biāo)（TS+6的值）為71.10%～71.50%，平均值為71.30%；5-2號(hào)煤層熱穩(wěn)定性指標(biāo)（TS+6的值）為71.90%～82.40%，平均值為77.70%。均屬中高熱穩(wěn)定性煤。

（6）煤對(duì)二氧化碳的反應(yīng)性

3-2號(hào)煤層在950 ℃時(shí)，對(duì)二氧化碳的反應(yīng) 性 為60.80%～81.00%， 平 均 值 為69.63%；5-2號(hào)煤層在950 ℃時(shí)，對(duì)二氧化碳的反應(yīng)性為69.70%～73.40%，平均值為70.68%。總體上煤對(duì)二氧化碳具有較強(qiáng)的反應(yīng)性。

（7）焦油產(chǎn)率

3-2號(hào)煤層原煤的焦油產(chǎn)率為6.81%～13.63%，平均值為10.16%；5-2號(hào)煤層原煤的焦油產(chǎn)率為6.59%～15.07%，平均值為10.05%。根據(jù)《礦產(chǎn)資源工業(yè)要求手冊(cè)（2014 修訂版）》[5]煤炭焦油產(chǎn)率分級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，3-2、5-2號(hào)煤層主要為富油煤，部分達(dá)高油煤，總體焦油產(chǎn)率較高，具有較大的煤焦油提取前景。

5 工業(yè)利用方向

本區(qū)煤類為不粘煤及長(zhǎng)焰煤，煤質(zhì)具有特低灰、特低硫、較低有害元素的特點(diǎn)，同時(shí)具有較高的發(fā)熱量，表明其是良好的動(dòng)力用煤；煤變質(zhì)程度低，化學(xué)活性好，無(wú)黏結(jié)性，較低煤灰熔融性，穩(wěn)定性好，最適宜于作為氣化用煤；焦油產(chǎn)率較高，主要為富油煤，是良好的低溫干餾用煤，可用來(lái)提煉焦油。

6 結(jié)論

石窯店煤礦3-2、5-2號(hào)煤層宏觀煤巖組分以亮煤、暗煤為主，宏觀煤巖類型以半光亮型煤為主；有機(jī)顯微組分中鏡質(zhì)組含量最高，其次為惰質(zhì)組，殼質(zhì)組含量較低；煤的變質(zhì)程度較低，主要為中煤級(jí)煤I 變質(zhì)階段。

3-2、5-2號(hào)煤層煤質(zhì)特征相似，總體為特低灰、高揮發(fā)分、特低硫、低有害元素、高發(fā)熱量、無(wú)黏結(jié)性、較難磨、中高熱穩(wěn)定性的富油煤。煤質(zhì)分析結(jié)果表明，本區(qū)煤的煤質(zhì)優(yōu)良，可作為良好的動(dòng)力用煤、氣化用煤、低溫干餾用煤等。