0 前 言

《煤炭工业发展十三五规划》确定未来五年我国煤炭生产开发布局为“压缩东部、限制中部和东北、优化西部”，有序推进陕北、神东、黄陇、新疆大型煤炭基地建设[1]。巴彦高勒煤矿位于神东煤炭基地西南部的呼吉尔特矿区，煤炭资源埋藏比神东煤田其它地区的深度大。巴彦高勒煤矿的井田面积65.3 km2，地质储量913.2 Mt，设计生产能力400万t/a。随着呼吉尔特矿区总体规划获得国家发改委批复，矿区迎来了大规模开发时期。巴彦高勒煤矿3-1煤层的层位稳定，平均可采厚度达5.38 m，厚度变化小，为全区可采煤层。

以下详细分析巴彦高勒煤矿3-1煤层的煤岩煤质特征，研究煤质煤岩特征对加工转化途径的影响，并提出巴彦高勒煤矿合适的利用途径。

1 巴彦高勒煤矿3-1煤层的煤岩特征

鄂尔多斯盆地的含煤地层主要为中、下侏罗统延安组，为弱还原程度煤[2]。巴彦高勒煤的可达0.56%，变质程度接近神东煤田其他区域(神东煤田的平均为0.52%)；成煤过程中经受部分氧化，煤中的惰质组含量(约40%)相对较高。巴彦高勒3-1煤的煤岩特征见表1。

煤岩组分的挥发分产率存在差异，惰质组的挥发分产率低于相应的镜质组。巴彦高勒3-1煤层中不同区位样品的煤岩组分存在差异，导致煤的挥发分产率(Vdaf)在37.0%左右波动。按照中国煤炭分类，以挥发分产率(Vdaf)和黏结指数GR.I区分烟煤，巴彦高勒3-1煤总体上为不黏煤(BN31)，镜质组含量高的区块为长焰煤(CY41)。

让学生在自主学习的过程中学会和同学相互合作、学会分析问题，让所有学生都可以快乐的学习。但根据现阶段的学习模式而言，知识主要是靠教师和书本来传播的，效率低、方法单一，不利于学生的自主学习。将现代信息技术带到课堂，可以扩大学生的学习空间，使他们能高效快速地掌握更多的知识。例如，当教师在讲解“地球表面”一课时，教师可以带学生去机房，通过图片、视频等方式能使学生主动去接受这些知识，从而提高教学质量。

麻姑、钟馗、八仙是道教中的人物，同时在中国艺术体系中，这类题材具有更鲜明的世俗色彩和更广泛的民众基础，尤其明清时期此类题材的绘画创作更是反映了广阔的市民社会生活情态。

 

表1 巴彦高勒3-1煤的煤岩特征

  

煤岩组分含量/%镜质组惰质组壳质组矿物质镜质体反射率/%RomaxS57 937 90 43 80 560 055

1.1 有机显微组分

巴彦高勒煤的煤质优良，利用途径广泛，适合分级分质利用；区位优势明显，煤炭外运通道畅通，距离主要消费市场近，市场认可度高。

  

图1 巴彦高勒3-1煤的典型煤岩显微特征

巴彦高勒3-1煤中的基质镜质体主要以条带状或单独颗粒状产出，以胶结丝质体、半丝质体、微粒体、碎屑惰质体等惰质组分为主(图1a)。基质镜质体中也见少量的孢粉体、角质体、木栓质体等壳质组(图1b)。均质镜质体组成均一纯净，可见垂直层面的裂纹，含量较低。成煤过程中生物化学凝胶化作用较弱，植物的细胞结构保存较好，因而结构镜质体含量相对较高[3]。结构镜质体的细胞腔普遍被压扁呈线形，压缩后胞腔残痕呈平行短线，胞腔多被微粒体、黏土矿物等填充，也见胞腔为空。团块镜质体含量较低，主要以木栓质体胞腔填充物的形式出现。碎屑镜质体含量较低，主要与碎屑惰质组紧密结合。

由此可以看到，在城市软实力的各项要素中，文化作为关键组成部分，对软实力的质量和能级起着决定性的作用。如果想在激烈的城市竞争中居于不败之地，最大限度地提升城市软实力，对城市文化的营销是必不可少的。富有成效的城市文化营销，无疑是彰显城市精神特质、增强城市软实力的重要途径之一。

巴彦高勒3-1煤中的角质体主要以细长条带与结构镜质体、均质镜质体共生，含量较高。孢粉体主要以线条状、蠕虫状或扁环状分布在基质镜质体中。木栓质体含量相对较低，主要以叠瓦状或不规则块体出现，胞腔充填团块镜质体。

1.2 矿物质

巴彦高勒煤中的矿物含量较低，主要矿物类别为黏土矿物、方解石和黄铁矿，其他矿物含量低。黏土矿物在油浸物镜下反射色为黑色，少数颗粒表面呈不均匀的杂光反射色，以金黄色为主，此为颗粒中含较多的杂质元素所致[6]。此类黏土矿物是西北早中侏罗世煤中典型的伊利石型黏土矿物，硅含量高而铝含量较低[7]。方解石主要呈充填裂隙状产出(图1d)。煤中的黄铁矿主要呈细粒浸染状分布于镜质体中，或以一定大小、形状不规则的颗粒状密集分布于基质镜质体中。

出台《嘉善县工业投资项目准入评价实施细则（试行）》，制定了产业准入负面清单，建立项目联合审查专项小组，坚持以“规划引领、产业导向、产业集群、用地集约、资源节约、生态环保、科技创新、人才创新”为原则，开展投资项目准入评价， 综合评价得分在80分及以上的项目原则上允许准入，以此加强投资项目源头管理，高效利用资源要素，提高投资项目质量，推进项目高质量发展。

2 巴彦高勒煤矿3-1煤层的煤质特征

2.1 基本煤质特征

巴彦高勒煤矿3-1煤层的主要煤质特征详见表2。其煤质优良，灰分低、发热量高。煤中有害微量元素含量整体偏低，整体上为特低磷、特低氯、特低砷、特低氟煤。

水泥、玻璃、陶瓷等建材行业的各种工业窑炉对煤炭品种和质量也有一定要求，主要对发热量有要求(Qnet,ar>21.0 MJ/kg)。巴彦高勒煤是优良的工业窑炉用煤。

此外，人体各部位中小腿和脚离心脏相对较远，不仅血液流经的路程长，还汇集了全身的经脉，所以“脚冷，则冷全身”。如果在寒冷的季节里不注意腿部保暖，尤其是人过中年，产热能力降低，若不及时穿上秋裤，经年累月就会造成腰腿痛、坐骨神经痛、膝关节痛等。

巴彦高勒煤矿3-1煤的全硫(St,d)含量波动较大，平均在0.90%左右，为低硫煤。井田范围内硫分分布不均，大范围为低硫煤，在局部位点存在低-中硫区块。成分硫以黄铁矿硫和有机硫为主，但有机硫含量的绝对值高，洗选脱除性较差，在生产及加工利用过程中应加强控制措施。巴彦高勒煤的脱硫效果比较详见表3。

 

表2 巴彦高勒煤矿3-1煤层的主要煤质特征

  

Mar/%工业分析/%MadAdVdafFCd元素分析/%CdafHdafNdafOdafQgr，d/(MJ·kg-1)13 24 537 4837 4559 7483 694 861 149 8932 23St，d/%成分硫/%Sp，dSs，dSo，dCld/%Fd/(μg·g-1)Asd/(μg·g-1)Pd/%Hgd/(μg·g-1)Qnet，ar/(MJ·kg-1)0 880 4900 390 0255040 0080 07426 84

 

表3 巴彦高勒3-1煤的脱硫效果比较

  

密度级/(g·cm-3)产率/%St，d/%累计浮物产率/%硫分/%沉物产率/%硫分/%分选密度±0 1密度/(g·cm-3)产率/%<1 363 671 1463 671 14100 001 241 388 511 3～1 424 841 3688 511 2036 331 431 429 621 4～1 54 781 2793 291 2111 491 571 56 591 5～1 61 811 6995 101 216 711 791 62 281 6～1 70 951 4896 051 224 901 831 70 95>1 73 951 91100 001 243 951 911 8合计100 001 24

本研究中除躯体疼痛、精力和社会功能 3 个维度外，其余维度 Cronbach’s α 系数均＞0.7。既往研究显示社会功能和精力维度的内部一致性信度普遍较差（王山等[4] 研究中为 0.41 和 0.65，李鲁等[10] 研究中为 0.39 和 0.66，于影等[11]研究中为0.27 和 0.55），与本研究结果类似。本研究集合效度定标试验成功率为 100.0%，区分效度定标试验成功率为 98.37%，量表集合效度和区分效度均很好，高于既往研究报道[4,10]。说明 SF-36 量表应用于海勤人员健康生命质量评价具有较好的信度和良好的效度。

2.2 发热量

发热量是评价动力用煤质量的重要指标，在煤炭贸易及工业应用中，常用的发热量指标为干燥基高位发热量(Qgr,d)或收到基低位发热量(Qnet,ar)。收到基低位发热量(Qnet,ar)为动力煤按热值计价的主要技术依据和计价基础，而浮煤的干燥无灰基高位发热量(Qgr,daf)则是研究煤的煤化程度的重要参数。

我感到一股热血呼呼地冲上了头顶，把我的头胀得大了一圈儿。里面山呼海啸巨浪滔天。我觉得自己应该毫不犹豫地冲过去，啪啪啪啪，朝李老黑的脸上一阵耳刮子，把那张黑脸揍个七歪八扭皮开肉绽。或者飞起一脚把李老黑踹倒，再扑过去一顿拳打脚踢，乒乒乓乓，然后在李老黑痛苦的呻吟声里扬长而去。

由巴彦高勒煤矿3-1煤层钻孔煤样测试数据中干基灰分(Ad)、全水分(Mt)分别拟合干基高位发热量(Qgr,d)及收到基低位发热量(Qnet,ar)的回归公式，见式(1)和式(2)。

Qgr,d=33.97-0.400Ad R2=0.879

(1)

Qnet,ar=31.93-0.308Mt-0.300Ad

R2=0.987

(2)

巴彦高勒煤矿3-1煤层钻孔煤样的干基发热量(Qgr,d)及收到基低位发热量(Qnet,ar)与干基灰分(Ad)、全水分(Mt)的关系分别如图2和图3所示。各回归公式的相关系数均较高，对预测巴彦高勒煤的发热量具有较高的利用价值。由回归公式(2)可知，灰分和全水分对低位发热量的影响程度相当。

  

图2 巴彦高勒煤矿3-1煤层干基高位发热量(Qgr,d)与灰分(Ad)关系图

  

图3 巴彦高勒煤矿3-1煤层收到基低位发热量(Qnet,ar)与灰分(Ad)、全水分(Mt)关系图

由图2可见，Qgr,d与Ad之间近似为一元线性关系，各钻孔煤样的灰分波动较小，干基高位发热量分布较为集中。由图3可知，煤层煤的Qnet,ar较高，分布较为集中，以上对巴彦高勒煤的利用十分有利。

此外还需注意，巴彦高勒煤中的全水分含量略高于同等变质程度煤。此为煤中的惰质组含量较高、吸附水凝聚在胞腔中所致，此亦为我国西北广大侏罗纪低阶煤的共同特征[9]。

2.3 煤灰特性

巴彦高勒煤矿3-1煤的煤灰成分以SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3为主，此与煤中的矿物成分密切相关。煤中的黏土矿物为SiO2/Al2O3比高的伊利石矿物，方解石和黄铁矿含量高导致煤灰成分中CaO和Fe2O3含量高。由于煤灰成分中碱性氧化物含量高，因而煤灰熔融温度相对较低，ST仅1 250 ℃左右，FT为1 280 ℃左右。

煤灰高温黏度特性是煤灰在一定高温条件下呈熔融状态时的高温流动特性，反映了煤灰熔体在降温过程中黏度与温度之间的关系。煤灰的黏温特性可以表征煤灰结渣的严重程度，也是液态排渣气化炉操作温度选择的重要依据。巴彦高勒煤矿3-1煤的黏温特性如图4所示。

  

图4 巴彦高勒3-1煤的黏温特性

由图4可知，巴彦高勒煤适宜黏度区间的操作温度较宽，对巴彦高勒煤的利用十分有利。此外，巴彦高勒煤中碱金属(钾、钠)含量低，为特低碱煤(SLAM)[10]，对巴彦高勒煤用作高炉喷吹亦十分有利。

（4）当喷雾到设计高度时，应及时清洗管道，不要留下残留物，为防止堵塞，通常将浆料注入水中进行连续冲洗，直到有清澈的水在管道中流出。

2.4 工艺特性

巴彦高勒煤矿3-1煤的主要工艺特性见表4。巴彦高勒煤的转化特性优良，具有反应活性高、热稳定性高、抗碎强度高、成浆浓度高、焦油产率高、结渣率低等优点。

 

表4 巴彦高勒煤矿3-1煤的主要工艺特性

  

灰成分/%SiO2Al2O3TiO2Fe2O3CaOMgOK2ONa2OMnO2SO3P2O530 2911 540 7516 8818 741 020 630 710 2815 010 16灰熔融性/℃DTSTHTFT煤对二氧化碳的反应性/%800℃850℃900℃950℃1000℃1050℃1100℃11501180120012205 611 120 635 749 265 581 1格-金Waterad/%CRd/%Tard/%焦型热稳定性/%TS+6TS6-3TS-3结渣性/%0 1m/s0 2m/s0 3m/sHGI8 874 014 2C85 510 34 217 521 323 156GR I自燃倾向性吸氧量/(cm3·g-1)等级着火温度/℃氧化原样爆炸性火焰长度/mm加岩粉量/%爆炸性抗碎强度/%MHC/%碱金属含量/%41 07Ⅰ(容易自燃)295332>40080有96 59 120 05

巴彦高勒矿煤的焦油产率(Tard)可达14.0%左右，为高油煤，对于用作低温干馏制备液体燃料十分有利。抗碎强度SS大于90%，此与煤本身的硬度较高有关。热稳定性(TS+6)高达85.5%，对块煤用作固定床气化和燃烧十分有利，成浆性浓度高达67.5%，对巴彦高勒煤作为水煤浆气化用煤极为有利。

尤其1983年家庭联产承包责任制全面实施，极大地提高了农民农业生产的积极性，农业的发展带动了农药消费，从而极大促进了农药发展，由1978年的10多万吨达到1983年的33万吨。进入上世纪90年代，我国农药使用量和年产量继续保持增长，1995年年产量34.9万吨，1997年达到39.45万吨，1999年又达到42.6万吨。

3 巴彦高勒煤的利用途径分析

巴彦高勒3-1煤中有机显微组分以镜质组和惰质组为主，壳质组含量较低。镜质组以基质镜质体和结构镜质体为主，碎屑镜质体含量低，均质镜质体、胶质镜质体、团块镜质体含量极低。惰质组主要以细胞结构保存较好的丝质体、半丝质体为主，也见较多的氧化半丝质体、粗粒体和微粒体，分泌体和碎屑惰质体含量较低。壳质组主要以孢粉体、角质体和木栓质体为主，其他显微组分少见。巴彦高勒3-1煤的典型煤岩显微特征如图1所示。

巴彦高勒煤的哈氏可磨性指数(HGI)仅为56，为中等可磨性煤。此外煤的吸氧量为1.07 cm3/g，为Ⅰ级自燃倾向性煤，此与煤中内表面积较大有关。煤的着火温度低，爆炸性较高，返回火焰长度>400 mm，在用作高炉喷吹时应加以注意，可作为配煤喷吹使用。

巴彦高勒煤是比较优质的发电煤粉锅炉用煤。动力煤的价格主要是以发热量计价，巴彦高勒原煤的发热量高，商品煤的发热量可达25.00 MJ/kg以上。目前发电企业对硫排放较为关注，若煤中全硫含量相对较高则其为罚扣项。此外，巴彦高勒煤作为燃料，其用作电站锅炉或一般工业锅炉用煤时还存在炉内结渣问题(煤灰成分中氧化钙、三氧化二铁含量高所导致)，配入5%～20%左右的石炭二叠纪煤即可有效解决。

中小型煤粉工业锅炉是目前我国大气污染防治重点推广的工业锅炉的升级换代产品。目前我国中小型煤粉工业锅炉的设计煤种为神东煤，而巴彦高勒煤的灰分、发热量均优于该煤种，故其为优良的中小型煤粉锅炉用煤。

巴彦高勒3-1煤中的丝质体、半丝质体中植物细胞结构保存较好，呈筛网状结构，也见破碎成星状和弧状结构(图1c)；有些丝质体中细胞间隙也能清晰可见。煤中也有较多氧化半丝质体，胞壁膨胀，有时可见胞壁发育楔形氧化裂纹。粗粒体主要以单独或多个排列的浑圆状颗粒出现，可能由于微生物代谢作用产物受到较强氧化和干燥作用所形成[4]；也见少量以无定形基质状存在的粗粒体，与氧化半丝质体较难区分。微粒体含量相对较高，主要为充填结构镜质体胞腔以及富集成薄层状或以细分散状与基质镜质体共生。由于成煤环境为弱还原性，细菌、真菌等微生物活动较弱，菌类体含量极低[5]。此外，煤中可见少量具有短平直裂纹的氧化树脂体。碎屑惰质体含量较低，主要与碎屑镜质体紧密结合以及分布在基质镜质体中。由于丝质体、半丝质体极易破碎，也见丝质体、半丝质体破碎碎屑，归为碎屑惰质体。

巴彦高勒煤矿3-1煤层为湖泊三角洲平原沉积，沉积物带有明显的曲流河特点，沉积形式以分流河道和泛滥盆地为主[8]，因灰分和硫分分布不均匀。煤的灰分(Ad)一般在15%以下，平均在8.0%左右，为特低灰煤。

过采样有3种不同的策略[2～3]:①“SAFE”策略：在“少数类”样本S高占比区域进行过采样。虽然“安全”但新生成的样本可能不容易体现“真实”样本的分布情况。②“NOISE”策略：在纯“多数类”样本L区域进行过采样。容易生成大量的“脏数据”。③“DANGER”策略：在“多数类”样本L高占比区域进行过采样。在产生“真实”分布的数据的同时，减少“脏数据”的引入。

巴彦高勒的商品块煤抗碎强度高、热稳定性高、发热量高，是优良的固定床气化用煤。固定床气化炉上部有干燥段，对煤的全水分要求不高，此外配备硫回收装置，不仅避免了巴彦高勒煤硫含量高的劣势，且还可回收硫资源。巴彦高勒煤的灰熔融温度偏低，在应用时最好进行配煤使用。

巴彦高勒煤矿的末精煤适合于气流床气化，水煤浆进料及干煤粉进料均可。巴彦高勒煤的成浆浓度高达67.5%，灰分含量低、可磨性中等、煤灰熔融特性合适，是比较理想的水煤浆原料。巴彦高勒煤的全水分含量略高，但内水含量并不算高，可磨性中等、煤灰熔融特性合适，是较为理想的干煤粉气化原料。气流床气化配备硫回收装置，不仅避免了巴彦高勒煤硫含量高的劣势，且还可回收硫资源。

巴彦高勒煤用作化工用煤时面临煤质均质化的问题。巴彦高勒煤的灰分低，裂隙方解石和黄铁矿的存在会导致煤灰成分中CaO和Fe2O3波动较大，造成煤灰熔融温度出现较大变化。因而，对商品煤产品，尤其是块煤产品，应加强煤质调控措施。

巴彦高勒煤的灰分含量低、发热量高、碱金属(钾、钠)含量低、磷含量低、燃烧性和反应性较佳，是较好的高炉喷吹用煤。

4 结 论

(1)巴彦高勒煤矿3-1煤的变质程度与神东煤田其他区域接近，煤岩组分中惰质组含量可达40%；矿物含量较低，主要是黏土矿物、方解石和黄铁矿。

(2)煤质特性优良，为特低灰、低硫、高发热量、特低磷、特低氯、特低砷、特低氟煤；成分硫以有机硫为主，洗选脱除性差。

(3)矿物的组成和含量对煤灰特性影响较大，煤中碱性氧化物含量高导致煤灰熔融温度相对较低；裂隙方解石和黄铁矿对煤灰成分变化带来较大影响，应加强煤质均质化。

(4)巴彦高勒煤的转化特性优良，具有反应活性高、热稳定性高、抗碎强度高、成浆浓度高、焦油产率高、结渣率低等优点，是比较理想的动力煤、化工煤及喷吹煤。

参考文献:

[1] 国家发改委，国家能源局.煤炭工业发展“十三五”规划[R].2016.12.

[2] 白向飞，李文华，陈文敏，等.我国西部弱还原程度煤分布及煤质特征研究[J].煤炭学报，2005,30(4):502-506.

[3] 李增学.煤地质学[M].北京:地质出版社，2009:25-38.

[4] 韩德馨.中国煤岩学[M].徐州:中国矿业大学出版社，1996:69-73.

[5] Stach E.,Mackowsky M.Th.,Teichmuller M.,et al.Stach’s Textbook of Coal Petrology[M].Gebruder Borntraeger,Berlin,1982:271-283.

[6] 白向飞.中国煤中微量元素分布赋存特征及其迁移规律试验研究[D].北京:煤炭科学研究总院，2003:49-57.

[7] Bai Xiangfei,Wang Yue,Li Wenhua.Distribution and occurrence of trace elements in the No.14 coal from the Huolinhe mine[M].International Journal of Coal Science & Technology,2017,4(3):199-213.

[8] 王双明.鄂尔多斯盆地聚煤规律及煤炭资源评价[M].煤炭工业出版社，北京，1996:208-220.

[9] 陈亚飞，姜 英，陈文敏.煤炭化验结果的审核与计算[M].煤炭工业出版社，北京:2003:51-59.

[10] 全国煤炭标准化技术委员会.煤中碱金属(钾、钠)含量分级:MT/T 1074-2008[S].北京:煤炭工业出版社，2009:01.