烟煤镜质组平均最大反射率与煤种之间的关系资料下载.pdf

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运用制定中国煤炭分类国家标准所依据的近600个烟煤煤层煤样实测数据,分析了中国不同煤种烟煤镜质组平均最大反射率的分布范围,探讨了烟煤镜质组平均最大反射率与中国煤分类系统之间的关系.研究表明:

镜质组反射率与煤种之间的关系较复杂,特别是在中低变质烟煤阶段,相同变质程度煤往往归属于不同煤种,受煤岩组成和还原程度的影响较大.但总的来说,烟煤镜质组反射率与煤种之间的关系规律性明显.关键词:

烟煤;

镜质组;

反射率;

煤种中图分类号:

TQ533文献标识码:

A收稿日期:

2005-10-24作者简介:

李文华（1961-）,男,吉林前郭人,研究员,博士生导师.Tel:

010-84262359,E-mail:

bricc1631comCorrespondencebetweenmeanmaximumreflectanceofvitriniteandclassificationofbituminouscoalsLIWen2hua1,2,BAIXiang2fei1,YANGJin2he1,CHENWen2min1,MAWei2wei1（11BeijingResearchInstituteofCoalChemistry,ChinaCoalResearchInstitute,Beijing100013,China;

21CoalChemistryCommittee,ChinaCoalSo2ciety,Beijing100013,China）Abstract:

Basedonanalysesofabout600coal2seamsamplesusedfor“ClassificationofChineseCoal”,therangeofmeanmaximumreflectanceofvitrinite（Romax,%）ofdifferentclassesofbituminouscoalwaspresentedandthecorrespondencebetweenthemwasdiscussed.Theresultsshowthatthereisdistinctrelationbetweenreflectanceofvitriniteandcoalclassification,thoughthiscorrespondenceisrelativelycomplex,especiallyinlow2mediummeta2morphicbituminousstagewherecoalswithsamesometimescanbedividedintodifferentclasses.Theregularityisobviousaboutthecorrespondencebetweenmeanmaximumreflectanceofvitriniteandclassificationofcoals.Keywords:

bituminouscoal;

vitrinite;

reflectance;

coalclassification按照国家标准GB/T5751-1986中国煤炭分类,中国烟煤分为12个类别1.烟煤分类采用的主要参数有两个:

一个是煤化程度,另一个是黏结性.由于挥发分产率测试简单易行,国标中采用干燥无灰基挥发分（Vdaf）表示煤化程度.实际上,煤的镜质组反射率被公认是表征煤化程度的最好指标,最常用的参数是在油浸镜下测得的镜质组平均最大反射率（以下简称镜质组反射率Romax）以及反射率分布直方图.实际上,镜质组反射率与挥发分产率之间存在良好的相关关系,随煤变质程度加深,镜质组反射率增高,挥发分产率降低,同时,挥发分产率、黏结指数等煤分类指标受煤岩组成和还原程度的影响也较大.目前镜质组反射率测试在焦化生产中已成为一项常规检测项目.要进行混煤鉴别、配煤炼焦等工作,离不开煤岩学参数2.但对于镜质组反射率与煤种之间的定量联系,缺乏系统研究.实践中根据镜质组第3期李文华等:

烟煤镜质组平均最大反射率与煤种之间的关系反射率的测试结果判别煤种混配情况时常会遇到一些困惑,尤其对于中变质程度混煤的鉴别,更是如此.本文根据制定中国煤炭分类过程中所实测的中国不同煤田和矿区近600个烟煤煤层煤样分析数据3,统计了中国不同煤种煤镜质组平均最大反射率的分布范围,并结合笔者近年来工作中积累的部分数据4,运用相关煤质学理论,探讨了烟煤镜质组反射率与中国煤分类系统之间的关系.1不同烟煤镜质组反射率的分布特征本文共统计了中国68个长焰煤、42个不黏煤、34个弱黏煤、7个1/2中黏煤、12个气肥煤、63个气煤、82个1/3焦煤、56个肥煤、97个焦煤、39个瘦煤、40个贫瘦煤、45个贫煤煤样镜质组平均最大反射率（Romax）和煤岩组成及挥发分产率（Vdaf）的分布范围.由图1可见,镜质组反射率与煤种之间没有绝对的对应关系,正如不能单凭挥发分产率确定煤质牌号一样,但不同煤种镜质组反射率分布有明显规律.图1镜质组平均最大反射率和挥发分产率的分布Fig11Thedistributionofmeanmaximumreflectanceofvitriniteandvolatileyield111低变质烟煤镜质组反射率的分布对于低变质烟煤（长焰煤、不黏煤、弱黏煤、1/2中黏煤以及大部分气煤、气肥煤）来说,其镜质组反射率变化较小,但挥发分分布较分散.一般地,长焰煤、不黏煤、弱黏煤镜质组平均最大反射率分别在014%016%,015%017%,017%019%之间波动,气煤和气肥煤镜质组反射率主要在017%018%343煤炭学报2006年第31卷之间变化,1/2中黏煤镜质组反射率介于019%111%之间.从长焰煤到气煤,代表着变质程度加深的方向.可以认为不黏煤、弱黏煤、1/2中黏煤、气肥煤是几种“特殊煤种”.大多数不黏煤变质程度接近于长焰煤,而弱黏煤和气肥煤变质程度接近基本上相当于气煤,1/2中黏煤变质程度相当于气煤或1/3焦煤.这几种煤性质上的特殊性主要是由于煤岩组成或还原程度不同造成的.表1中国不同类别烟煤平均煤岩组成和挥发分产率Table1ThemeanmaceralcompositionandreflectanceofvitriniteandvolatileyieldofdifferentclassesofbituminouscoalsinChina煤种煤岩组成（体积比）/%镜质组惰质组壳质组Romax/%Vdaf/%样品数/个长焰煤8511811188219401544215068不黏煤5414343147211001643119942弱黏煤62156341303114018432124341/2中黏煤621233214851290196311177气肥煤64126121052316901754515712气煤69126201469182017738190631/3焦煤7018924138416801993213782肥煤7716019171216911122919756焦煤7517723130019411392219397瘦煤7514424148012411671718239贫瘦煤7518323184010311821518740贫煤7910821101010121001313245由表1可见,不黏煤、弱黏煤分别比长焰煤、气煤含更多的惰质组,因此其挥发分产率较低,且分布较分散,随惰质组含量而异.气肥煤主要分布于华北晚石炭-早二叠世聚煤区南部鲁西、苏北矿区及华南晚二叠世煤田,其成煤环境还原程度较强,煤中壳质组及富氢镜质体含量较高,导致其挥发分产率和黏结指数较高5,6.总之,从长焰煤到气煤,变质程度增加的幅度不大,相应地,煤镜质组反射率变化较小,但由于不同煤田煤岩相组成、还原程度差异较大,导致煤挥发分产率变化幅度大,黏结指数差异显著,形成了多个煤种.112中变质烟煤镜质组反射率分布1/3焦煤、肥煤、焦煤为中等变质程度的烟煤,属常规炼焦用煤.这几个煤种的共同特点是镜质组反射率和挥发分产率变化范围均较宽（图1）,表明其变质程度分布较宽,同时形成环境和煤岩组成较复杂,各种组分之间性质差异显著.中国煤分类系统中,这几个煤种,包括部分气煤相互之间常直接过渡.例如,镜质组反射率同为0190%0195%的鸡西煤、枣庄煤和湖南煤炭坝煤,由于黏结性之间差异,其煤种分别为1/3焦煤、肥煤和气煤.由图1还可看出,1/3焦煤和肥煤镜质组反射率重叠部分较多,尤其在镜质组反射率为110%左右,根据Romax值很难区分这两种煤,表明有较多的1/3焦煤和肥煤变质程度很接近.但总体来说,1/3焦煤镜质组反射率略低于肥煤.一般地,Romax介于019%110%之间的煤大多为1/3焦煤,反射率在此范围内的肥煤主要分布于山西霍西煤田灵石、汾西、孝义等矿区,山东枣庄矿区以及南方部分矿区.这些煤为低变质强黏结性煤,主要形成于晚石炭世及晚二叠世,全硫含量普遍较高,还原程度较强.肥煤Romax主要介于110%111%之间,但这一反射率区间仍有较多1/3焦煤,其中肥煤主要产出于华北晚石炭世太原组煤层,而1/3焦煤主要为华北早二叠世山西组煤层和东北晚侏罗-早白垩世煤层.笔者认为,这些煤层煤种归属不同的主要原因在于煤层沉积环境还原程度的差异.各类烟煤中,焦煤是结焦性最好的一种炼焦用煤.镜质组平均最大反射率为112%116%（特别是在113%115%）的煤大多为焦煤.Romax值小于112%及大于116%的焦煤较少,主要为还原程度较强的晚石炭世和华南晚二叠世煤.113高变质烟煤镜质组反射率分布瘦煤、贫瘦煤、贫煤为较高变质程度烟煤.此阶段,煤挥发分产率较低,因此,挥发分分布范围较窄.由图1可见,瘦煤挥发分产率（Vdaf）一般在20%15%之间波动,贫瘦煤挥发分产率（Vdaf）在15%左右,而大多数贫煤挥发分产率（Vdaf）在15%10%之间.与挥发分产率变化相对应,瘦煤和贫瘦443第3期李文华等:

烟煤镜质组平均最大反射率与煤种之间的关系煤镜质组反射率变化较小.大多数瘦煤镜质组平均最大反射率在116%118%,而贫瘦煤镜质组反射率大多在117%119%.到贫煤阶段,挥发分较集中,但镜质组反射率变化显著.其主要原因是随煤大分子结构芳构化程度提高,贫煤阶段镜质组反射率有较大幅度的增加,从118%左右一直上升至将近215%,但挥发分产率较低,接近10%（烟煤与无烟煤分界）,已没有足够的减小“空间”.2根据镜质组反射率初步判断煤种归属从上面的论述可以看出,不同煤种镜质组平均最大反射率值重叠现象较普遍,但总的来说,镜质组反射率变化与煤分类之间有良好的相关性,二者之间存在内在联系.根据对制定中国煤炭分类所测试的近600个煤样原始数据和笔者近年来工作中对全国不同矿区委托检测样品实测数据的统计,按出现频率的大小,得出表2所示结果.这一统计结果对于按照镜质组反射率测试结果初步判断煤种及其混配情况应该有较大参考价值.表2镜质组平均最大反射率与煤分类之间的关系Table2ThecorrespondencebetweenmeanmaximumreflectanceofvitriniteandcoalclassesRomax/%可能煤种（按出现频率排列）Romax/%可能煤种（按出现频率排列）015016长焰煤、不黏煤、气煤113114焦煤、肥煤016017气煤、长焰煤、不黏煤、气肥煤114115焦煤017018气煤、气肥煤、弱黏煤、不黏煤、1/2中黏煤115116焦煤、瘦煤、贫瘦煤0180191/3焦煤、气煤、弱黏煤、不黏煤、肥煤、气肥煤116117瘦煤、焦煤、贫瘦煤0191101/3焦煤、肥煤、气煤、1/2中黏煤、气肥煤117118瘦煤、贫瘦煤、焦煤、贫煤110111肥煤、1/3焦煤118119贫瘦煤、瘦煤、贫煤111112肥煤、1/3焦煤、焦煤119210贫瘦煤、贫煤、瘦煤112113焦煤、肥煤、1/3焦煤210215贫煤3结论

（1）低变质烟煤（长焰煤、不黏煤、弱黏煤、1/2中黏煤以及大部分气煤、气肥煤）镜质组平均最大反射率变化较小,但挥发分分布较分散;

中变质烟煤（1/3焦煤、肥煤、焦煤）镜质组反射率和挥发分产率变化范围均较宽;

瘦煤、贫瘦煤镜质组反射率和挥发分变化范围都较小,而贫煤镜质组反射率波动范围较大.

（2）理解烟煤镜质组反射率与煤种之间的关系,以及相同变质程度煤之所以属于不同煤种的内在原因,有助于运用镜质组反射率分布直方图和煤岩组成等指标深入把握煤质,客观地判别煤种及确定混煤中不同煤种的配合情况,但不能简单机械地仅凭反射率测定结果确定煤种归属.参考文献:

1杨金和,陈文敏,段云龙.煤炭化验手册M.北京:

煤炭工业出版社,2004.759767.2周师庸,赵俊国.炼焦煤性质与高炉焦炭质量M.北京:

冶金工业出版社,2005.221223.3陈鹏.中国煤炭性质、分类和利用M.北京:

化学工业出版社,2001.431460.4李文华.东胜-神府煤的煤质特征与转化特性（兼论中国动力煤的岩相特征）D.北京:

煤炭科学研究总院,2001.104133.5戴和武,孙达三.华东太原统和山西统煤层的煤质特征及化学介质的影响J.地质论评,1964,23

（1）:

2327.6赵师庆.实用煤岩学M.北京:

地质出版社,1991.6890.543