瑞能煤业煤炭资源与煤质特征研究

第5期煤质技术2014年9月瑞能煤业煤炭资源与煤质特征研究吴涛,刘杰斐(陕西瑞能煤业有限责任公司,陕西黄陵727307)摘要:通过对瑞能煤业煤炭资源储量及煤质特征的分析,提岀适合其煤炭资源综合利用和循环经济产业结构的技术方案,指出瑞能煤业煤炭资源是优质的炼焦配煤原料,依据该煤煤质性质可构建采煤、煤焦化联合煤气化、煤矸石煤泥和原煤燃烧发电等煤炭资源综合利用技术路线,以实现煤炭资源的高效利用及提升瑞能煤业的经济效益。关键词:煤炭资源;煤质特征;技术方案;煤质评价中图分类号:TQ536文献标志码:B文章编号: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前言煤炭资源综合利用的技术路径,提高煤炭资源综合利用效益{3陕西瑞能煤业有限责任公司(以下简称瑞能煤循环经济实际上是以环境无害化、资源回收利业)位于陕西省黄陵县境内,矿区位于国家重点建用和清洁生产技术为载体的经济模式,其核心和本设的黄陇侏罗纪媒田,始建于1987年,前身为苍质就是保护、合理开发及利用自然资源。煤炭资源村煤矿一号斜井,井田面积15.48km2,探明地质综合利用在循环经济中体现为高效利用化和废弃物储量为2366.79万t。年生产能力达到60万t,采掘机械化程度均达到100%。矿区配套铁路、公资源化,从而实现污染排放减量化、资源化和环境路,交通运输便利。无害化目前煤炭行业黄金十年似已过去,随着新建矿多联产技术是循环经济的产业化发展模式之井和大型机械化综采设备的投入,煤炭产量大幅增,能够从整体最优角度及寻求最佳的经济效益、加,在国内经济和煤炭市场不景气的情况下,给煤社会效益和环境效益而提出的高度灵活的资源、能矿企业的可持续发展带来严峻挑战。煤矿企业必须源、环境一体化集成技术系统,以达到高效、灵转变发展方式,走产业升级和循环经济发展之路活、洁净的目的6。多联产的实质是多种产品生产从过去以煤为主的简单生产模式,向提高产品附加过程的优化耦合。多联产系统能够从系统的高度出值和资源综合利用的多元发展模式转变,既可提升发,结合各种生产技术路线的优越性,使前支产品技术含量及增加产品附加值,也可延伸产业链及降或副产品变为后续生产的原料,或部分循环补给,低市场风险12。煤炭资源综合利用是提高煤炭资实现互补,从而达到高利用效率、低能耗、低投资源利用效率的重要途径,对建设节约型社会具有十和运行成本以及最少的污染物排放,是节能减排的分重要的意义。按照高效、清洁、充分利用的原有效途径。凵中国煤化工则,开展煤炭、煤矸石、煤泥、媒层气、矿井水等煤炭资渡CNMHG术开发应坚持废弃物以及与煤共伴生资源的综合开发利用,研究高效、清洁、充分利用的原则,开展原煤、精煤31第5期煤质技术2014年9月煤泥、煤矸石和矿井水等废弃物以及与煤共伴生资地层为侏罗纪统延安组2号煤层,煤层厚度在源的综合开发与利用,研究煤炭资源综合利用的技2.20m~3.20m。2号煤层有弱黏煤、12中黏术,对提高煤炭资源综合利用效益,研究煤炭资源煤、气煤、13焦煤等煤种分布,其中以气煤为综合利用中的技术方法和实施的技术路径具有重要主。以下对瑞能煤业的煤质进行综合分析和评价,的现实意义。以下结合瑞能矿业煤炭的性质和生产以期为后续煤炭资源综合利用提供可靠的理论依实际,按照循环经济理念,研究并提出瑞能矿业煤据炭资源综合利用的优化技术方案,以提高该矿井的1.1原煤的基本性质经济效益及提升煤炭资源的综合利用。2号煤层原煤的工业分析和元素分析见表1,灰成分,形态硫及工艺性质的分析分别详见表2、1煤质分析及评价表3及表4,镜质体反射率和显微组分分析见瑞能煤业属于陕西黄陇煤田东南部矿区,含煤表5。表1原煤工业分析和元素分析工业分析元素分析Ndaf0.83~5.474.21~39.5730.37~43.0354.913.851.15注:表中C、H、N、S该4种元素的质量分数由元素分析仪直接测得数据,而O元素的质量分数由差值计算所得。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原煤形态硫分析%区东部中灰煤增加,中、低灰煤基本各占50%;釆区北部则以中灰煤为主,低灰煤次之。原煤干燥0.050.640.30无灰基挥发分变化在30.37%~43.03%,平均36.06%。原煤全硫变化在0.16%~2.98%,平均表4原煤工艺性质分析为0.69%。以特低硫煤为主,占52.9%;低硫煤次之,占33.0%;中硫煤及中高硫煤少量,分别发热量Qnt.ar灰熔融性℃(Mykg)变形温度(DT)软化温度(ST)流动温度(FT)占95%及4.6%,且零星分布。原煤各种硫中硫21.75~25.341180~13201230~13401280~1430酸盐硫(S、d)在0.03%~0.11%,平均为0.063%;硫化铁硫(Sn)在0.17%~2.10%,表5煤显微组分分析平均075%;有机硫(S。d)在0.34%~1.13%,Rmx/%镜质组%惰质组%矿物组%活情比平均0.57%。0.69-0.7656.93.2煤的灰熔融温度变化在1230℃~1340℃,平均为1294℃。以中等软化温度灰为主,占通过对以上数据的分析可发现,原煤的水分在47.7%;次为较低软化温度灰,占30.3%;较高0.83%~5.47%之间变化,平均为2.41%。采集软化温度灰少量,占21.1%。以上媒的灰分性质的煤芯煤样灰分为4.21%~39.57%,平均灰分的分析表明,该煤的灰熔融温度不高,发热量较15.95%。结合地层分析,在整个采区内大部分为高,适合于进行气化,另外该煤的硫含量相对低,低、中灰煤,各占总储量的49.4%及39.8%,特气化后的中国煤化工的煤灰以SO2低灰煤占71%,高灰煤仅占3.9%;采区的平面和CNMHG和Pe2O,其它分布上,中、西部以低灰煤为主,中灰煤次之;采均为少量。其中SO2含量变化在19.25%第5期煤质技术2014年9月65.70%,平均为47.37%。Al2O3含量变化在煤实验,结果表明该煤具有较高的可洗选性,精煤5.21%~30.95%之间,平均为20.85%。CaO含的回收率高达65.70%~73.56%,洗选精煤的干量变化在0.16%~42.92%,平均为燥无灰基挥发分变化在中高挥发分煤范围内。13.69%。SO3含量变化在1.03%~14.23%,平1.3洗精煤的基本性质均为6.29%Fe2O3含量变化在1.67%洗精煤的工业分析和元素分析见表6。该煤经21.49%,平均为5.96%。综上所述,该煤灰属于过洗选后,灰分大幅降低,为8.56%以下;洗精高硅铝型”煤灰。煤的挥发分降低,在26.88%~40.98%,平均为1.2原煤的洗选性分析35.40%;全硫在0.38%~0.84%,平均0.53%通过以上对煤质信息的了解,该煤矿煤层煤灰其中硫酸盐硫(S、d)在0.02%~0.03%;硫化铁分相对低,主要以SiO2和Al2O3为主,次为硫(Sd)在0.05%~0.06%;有机硫(S。)在CaO、SO3和Fe2O3。同时对每种形态硫的分析表0.36%~0.44%,平均0.40%。洗选后精煤的发明,硫化铁的含量较高,主要分布在矿物质中,而热量大幅提高,Qn在31.60Mkg~32.77MU有机硫含量相对较低,其主要存在于煤的有机质kg,平均3200MJkg;通过洗选后精煤的质量得中。为了全面了解该煤的洗选性质,对原煤进行选到大幅改善。精煤的工艺性质分析见表7、表8。表6洗精煤的工业分析及元素分析%工业分析元素分析MFC1.29-5.723.22-8.5626.88-40.9857.449.211.0.38-0.84表7洗精煤工艺性质分析I黏结指数奥亚膨胀度胶质层指数a/%b%曲线型52-65359375441仅收缩45.011.0平滑下降表8洗精煤工艺性质分析Ⅱ葛金干馏试验发热量Qne焦型%%气体%(My kg)C、D5.5-14.03.0-7.871.3-82.21.5-6.531.60-32.77注:表中T,ad为焦油产率,W,d为干馏含水量,CR,sd干馏固定碳含量,气体为气体产率。由表7、表8可知,精煤的黏结指数(GRn)在52~65,平均54,具有炼焦配煤的潜力;胶质层指数在0mm~18.5mm,平均为10.4mm,体积曲线以“平滑下降”型为主,“微波型一波型”次之;对该煤的葛金干馏试验结合奥亚膨胀度的分析表明,该煤在热解过程中挥发大,产焦油多,焦炭只收缩。对采区煤炭综合分析发现,中等黏结性图1气煤中的主要显微结构图煤占54%,弱黏结性煤占46%。对葛金干馏试验富含油,可用于炼焦配煤以及提取焦油,属于应用焦块在900℃热处理后的显微结构分析表明,单独价值较高的煤咨源:公到田好对提升瑞能煤业成焦的焦炭主要以各向同性、丝质和碎片状结构为煤炭资源的中国煤化工济效益和实现主,气煤中的主要显微结构如图1所示资源综合利CNMHG综上所述,2号煤层煤为高挥发分年轻气煤,(下转第44页)第5期煤质技术2014年9月小车卸料。半地下储煤仓一般应在有利地形条件时表5封闭储煤设施的综合对比使用,以减少土方工程量和混凝土用量,由于出煤项目筒仓地上储煤棚半地下储煤仓口在地下,属于密闭空间,故需采用除尘、通风和环保性能防爆措施。因使用叶轮给煤机,仓口采用了开放式初期投资高设计,应考虑入仓煤炭的水分,过高的水分会使仓基础工程量较大好低胶易较高大口煤炭产生流动性,造成煤炭溢出仓口,存在安全制作加工难易较难隐患。半地下储煤仓用于火车卸煤仓或汽车卸煤仓施工冬钢筋混凝土仓钢结构部分影响大,钢板钢结构部时,由于其仅作为缓冲仓使用,占地面积较小,其季影响仓影响小不受影响分不受影响出料口可设置多个漏斗,漏斗下设置给煤机,仓上钢筋混凝土仓钢结构施工周部钢结构也可采用门式钢架结构。施工周期周期长,钢板期短,膜结构较长仓周期短周期更短几种封闭存储设施对比维护费用低高较高运行费用较高封闭储煤设施型类较多,钢筋混凝土仓、钢保温性能较好较好仓、球形网架储煤棚和充气膜储煤棚各有特点,应安全性有瓦斯积聚,风性能好,根据储煤的地理条件、投资、使用维护能力、工艺需采取措施,基本无瓦斯积地下部分有需求等方面进行考虑,对比论证,择优选用。其中占地面积小大较小钢板仓和充气膜结构储煤棚与传统储煤形式有较大钢筋混凝土仓钢结构约50钢结构部分差别,在煤炭行业运用较少,但在其他行业使用已使用年限大于50a,钢a,膜结构25约50a,钢较为成熟,具有投资低、施工难度较低等特点,引仓25筋混凝土部分大于50a入设计时需考虑日常生产管理、维护等因素。各种封闭储煤设施的综合对比详见表5。通过技术经济论证、实际可行性比较,因地制宜地5结语选择合适的储煤方式。为减少煤炭储存过程中对环境的污染,满足日作者简介:许建军(1984-),男,安徽肥东人,工程师,目前益严格的环保要求,封闭式储煤设施在煤炭生产和在唐山国华科技国际工程有限公司工作。使用企业中使用越来越广。筒仓、地上储煤棚、半地下储煤仓3种储煤方式各有优缺点,在选择中应(收稿日期:2014-05-13)(上接第33页)参考文献:2结语[1]崔丽琼.我国煤炭资源综合利用现状及对策思考冂].煤炭经济研究,2013,33(8)通过对瑞能煤业煤炭资源的详细分析和研究表[2]凌涛,赵国浩,宗颖聪,山西煤炭資源综合利用对策研究[门].能源技术与管理,2011(3)明,瑞能煤业煤炭资源是优质的化工炼焦用原料,[3]赵国浩.煤炭资源综合开发利用对策研究[J].能依据该煤的性质,可构建以采煤、煤焦化联合煤气源技术与管理,2007(5)化、煤矸石煤泥和原煤燃烧发电,电力供应生产[4]丁日佳,朱亚平,矿区循环经济理论与技术[M]徐州:中国矿业大学出版社,2008电厂粉煤灰生产建筑材料,矿井水和生产废水回收[5]肖云汉,张士杰.煤炭多联产技术和氩能技术[冂]循环利用的闭路循环经济发展模式,实现水、固、华北电力大学学报,2004,31(6).[6]吴欣,蒋同昌.黄陇侏罗纪煤田煤质特征分析气和能源资源的高效循环利用。该模式的建立对今冂].陕西煤炭,2012(2)后瑞能煤业煤炭产业的发展和转型升级提供了指导,对进一步利用好瑞能煤业煤炭资源、提升瑞能作者简介春(1967)里西还阳人,工程师,目前在陕西瑞能煤中国煤化工术警理工作煤业煤炭资源附加值和企业经济效益具有重要作CNMHG用(收稿日期:2014-04-02)