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        煤炭篩分資料與浮沉資料合并方法的研究

        2016-01-19 12:35:40楊劍波
        選煤技術(shù) 2016年3期
        關(guān)鍵詞:精煤粒級(jí)篩分

        楊劍波

        (貴州煤礦地質(zhì)工程咨詢與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心,貴州 貴陽(yáng) 550023)

        煤炭可選性是指通過(guò)分選改善煤質(zhì)的可處理性[1-2],通常通過(guò)篩分試驗(yàn)和浮沉試驗(yàn)研究其在分選加工時(shí),按照要求的質(zhì)量指標(biāo)分選出精煤產(chǎn)品的難易程度。可選性是一個(gè)概略的定性概念,它一方面反映的是煤炭本身固有特性(絕對(duì)性),是煤炭自身的屬性;另一方面其又具有相對(duì)性,是一個(gè)相對(duì)概念,同一原煤在要求精煤灰分不同時(shí),表現(xiàn)出不同的可選性[3-6]。

        DZ/T 0215—2002《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》[7]規(guī)定:煤芯煤樣可選性試驗(yàn)(簡(jiǎn)易可選性樣)的見(jiàn)煤點(diǎn)應(yīng)在10%~20%之間,勘探階段的先期開(kāi)采地段(第一水平)應(yīng)達(dá)到30%,露天礦拉溝地段應(yīng)在50%~100%之間。根據(jù)煤田地質(zhì)勘查設(shè)計(jì)要求,采取可采煤層的篩分和浮沉煤樣,在對(duì)其化驗(yàn)的基礎(chǔ)上分析每個(gè)樣品的指標(biāo),確定該采樣點(diǎn)煤炭在某一精煤灰分時(shí)的可選性等級(jí)。但每個(gè)煤層采取一個(gè)篩分、浮沉煤樣,只能說(shuō)明該點(diǎn)煤炭的可選性。為了全面了解勘查區(qū)煤炭的可選性,往往需要對(duì)同一煤層采取多組篩分、浮沉煤樣,并對(duì)其可選性進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)。

        結(jié)合煤樣的實(shí)際篩分、浮沉資料,介紹了多組煤樣篩分資料與浮沉資料分別合并的方法,并對(duì)合并前后的煤質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析,進(jìn)而評(píng)價(jià)勘查區(qū)煤炭在不同精煤灰分時(shí)的可選性等級(jí),這對(duì)煤田開(kāi)發(fā)、選煤廠設(shè)計(jì)、選煤效果預(yù)測(cè)、煤氣發(fā)生爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)估有一定的借鑒意義。

        1 采樣要求

        根據(jù)《煤炭資源勘探煤樣采取規(guī)程》((87)煤地字第656號(hào))和《<煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范>實(shí)施指導(dǎo)意見(jiàn)》及MT/T 1090—2009《煤炭資源勘查煤質(zhì)評(píng)價(jià)規(guī)范》[8]規(guī)定:簡(jiǎn)易可選性樣可在坑道中專(zhuān)門(mén)采取或從煤層煤樣中縮取,煤樣質(zhì)量不少于40 kg;其也可從鉆孔中采取,煤樣質(zhì)量根據(jù)煤層薄厚而定,其中薄煤層煤樣質(zhì)量不少于5 kg,當(dāng)薄煤層煤樣質(zhì)量不足時(shí),可在相鄰兩孔或多孔的同一煤層中合并采樣。

        2 合并方法

        在研究過(guò)程中,煤炭篩分資料、浮沉資料分別合并時(shí)采用算術(shù)平均法,該方法分為簡(jiǎn)單算術(shù)平均法和加權(quán)算術(shù)平均法兩種。簡(jiǎn)單算術(shù)平均法主要用于處理未分組的原始數(shù)據(jù),加權(quán)算術(shù)平均法主要用于處理經(jīng)過(guò)分組整理的數(shù)據(jù)[9],兩種方法的具體表達(dá)式為:

        (1)

        (2)

        式中:A為簡(jiǎn)單算術(shù)平均數(shù);M為加權(quán)算術(shù)平均數(shù);a1、a2、a3…an為各組數(shù)據(jù);n為數(shù)據(jù)個(gè)數(shù);N為變量值;f為次數(shù)。

        2.1 篩分資料的合并

        2.1.1 合并方法

        在獲取簡(jiǎn)易篩分試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上,采用如下方法合并相關(guān)煤質(zhì)指標(biāo):煤樣質(zhì)量、損失量、不同粒級(jí)質(zhì)量、總樣化驗(yàn)結(jié)果(Mad、Ad、St,d)采用簡(jiǎn)單算術(shù)平均法計(jì)算;不同粒級(jí)的Mad、Ad、St,d采用加權(quán)算術(shù)平均法計(jì)算。另外,篩分誤差為煤樣質(zhì)量與損失量之比,灰分誤差(絕對(duì))為總樣化驗(yàn)灰分與篩分煤樣灰分之差的絕對(duì)值。

        2.1.2 合并過(guò)程與結(jié)果分析

        根據(jù)煤樣采制化的相關(guān)要求,在清鎮(zhèn)市明錦煤礦10號(hào)煤層采取兩組煤樣,分別命名為樣1和樣2。樣1的質(zhì)量為8 515 g,損失量為15 g,篩分誤差為0.18 %,灰分誤差為0.46 %,Mad為2.34%,Ad為28.98 %,St,d為0.34 %;樣2的質(zhì)量為11 965 g,損失量為5 g,篩分誤差為0.04 %,灰分誤差為0.44 %,Mad為2.70%,Ad為25.96 %,St,d為0.45 %。兩組煤樣的簡(jiǎn)易篩分試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

        表1 兩組煤樣的簡(jiǎn)易篩分試驗(yàn)結(jié)果

        合并樣1和樣2的篩分資料后可得:合并煤樣的總質(zhì)量為10 240 g,損失量為10 g,篩分誤差為0.10 %,灰分誤差為0.01%,Mad為2.52%,Ad為27.47 %,St,d為0.40 %。合并煤樣的簡(jiǎn)易篩分試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

        表2 合并煤樣的簡(jiǎn)易篩分試驗(yàn)成果

        由表1、表2可知:合并后的煤樣篩分資料能反映出合并前的基本信息,在篩分資料合并前后,13~6 mm粒級(jí)產(chǎn)率都最高,其次是3~0.5 mm粒級(jí)和6~3 mm粒級(jí),<0.5 mm粒級(jí)產(chǎn)率最低;各粒級(jí)均為特低硫煤,6~3 mm粒級(jí)和3~0.5 mm粒級(jí)為中灰煤,13~6 mm粒級(jí)以中灰煤為主,<0.5 mm粒級(jí)以中高灰煤為主。由此可見(jiàn),篩分資料合并前后,煤樣的煤質(zhì)指標(biāo)基本一致。

        2.2 浮沉資料的合并

        2.2.1 合并方法

        對(duì)于13~0.5 mm粒級(jí)煤炭的簡(jiǎn)易浮沉試驗(yàn)結(jié)果,采用如下方法合并相關(guān)指標(biāo):不同密度級(jí)的產(chǎn)率和δ±0.1含量的產(chǎn)率采用簡(jiǎn)單算術(shù)平均法計(jì)算,不同密度級(jí)的灰分采用加權(quán)算術(shù)平均法計(jì)算。

        2.2.2 合并過(guò)程與結(jié)果分析

        依據(jù)煤樣采制化的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),在該煤礦10號(hào)煤層采取兩組煤樣,分別命名為樣3和樣4,然后對(duì)其進(jìn)行化驗(yàn),兩組煤樣的13~0.5 mm粒級(jí)簡(jiǎn)易浮沉試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3,合并煤樣的簡(jiǎn)易浮沉試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

        表3 兩組煤樣的13~0.5 mm粒級(jí)簡(jiǎn)易浮沉試驗(yàn)結(jié)果

        表4 煤層煤樣的13~0.5 mm粒級(jí)簡(jiǎn)易浮沉試驗(yàn)結(jié)果

        由表3、表4可知:合并后的浮沉資料也能反映出合并前的基本信息,合并前后1.40~1.50 g/cm3密度級(jí)產(chǎn)率都最高,其次是1.50~1.70 g/cm3密度級(jí),1.70~2.00 g/cm3密度級(jí)產(chǎn)率較低,<1.40 g/cm3密度級(jí)產(chǎn)率最低;煤樣灰分隨密度的增大而增高,<1.50 g/cm3為特低灰煤,1.50~1.60 g/cm3為低中灰煤,1.60~1.70 g/cm3為中高灰煤,1.70~1.80 g/cm3為中高/高灰煤,>1.80 g/cm3的灰分在50%以上,幾乎全部為石煤;浮物累計(jì)產(chǎn)率和灰分隨密度的增大而增高,沉物累計(jì)產(chǎn)率和灰分隨密度的增大而降低,δ±0.1含量的產(chǎn)率隨密度的增大而降低。

        3 煤炭的可選性評(píng)價(jià)

        根據(jù)GB/T 16417—2011《煤炭可選性評(píng)定方法》[10]對(duì)10號(hào)煤層煤炭的簡(jiǎn)易可選性進(jìn)行評(píng)價(jià),該煤層煤炭的簡(jiǎn)易可選性曲線如圖1所示。

        由圖1可知:當(dāng)要求灰分為10.00%時(shí),精煤理論分選密度為1.51 g/cm3,扣除沉矸后的δ±0.1含量為69.00%,說(shuō)明其為極難選煤。當(dāng)要求灰分為13.00%時(shí),精煤理論分選密度為1.59 g/cm3,扣除沉矸后的δ±0.1含量為43.90%,說(shuō)明其也為極難選煤。

        圖1 10號(hào)煤層煤炭的簡(jiǎn)易可選性曲線

        4 結(jié)論

        (1)合并后的煤樣篩分資料和浮沉資料均能反映出合并前的基本信息,兩種資料分別合并前后,煤樣的煤質(zhì)指標(biāo)基本一致。

        (2)在要求精煤灰分為10.00%、13.00%時(shí),扣除沉矸后的δ±0.1含量在40%以上,說(shuō)明10號(hào)煤層煤炭的簡(jiǎn)易可選性等級(jí)為極難選。

        (3)對(duì)于同一煤層采取的多組篩分煤樣和浮沉煤樣,采用算術(shù)平均法對(duì)不同資料分別合并,進(jìn)而分析評(píng)價(jià)該煤層煤炭在不同精煤灰分時(shí)的可選性等級(jí),這對(duì)勘查區(qū)煤炭的可選性評(píng)價(jià)有一定的指導(dǎo)意義。

        [1] 李生盛.煤炭可選性的控制因素及其評(píng)價(jià)[J].選煤技術(shù), 2003(3):11-13.

        [2] 武樂(lè)鵬,楊立忠,解國(guó)輝.選煤技術(shù)的發(fā)展[J].科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì),2009,19(14):121-122.

        [3] 盧權(quán)盛,任書(shū)堂,黃憲平,等.煤炭可選性評(píng)定方法的探討[J].選煤技術(shù), 2002(2):44-46.

        [4] 裴賢豐.青海煤可選性的分析與評(píng)價(jià)[J].潔凈煤技術(shù),2010,16(5):39-42.

        [5] 王成師.我國(guó)選煤技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].選煤技術(shù),2006(6):55-59.

        [6] 汪紅生,惠大強(qiáng).選煤現(xiàn)狀及技術(shù)分析[J].現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息,2009(17):258.

        [7] 中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部.煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范:DZ/T 0215—2002[S].北京:地質(zhì)出版社,2002.

        [8] 中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì).煤炭資源勘查煤質(zhì)評(píng)價(jià)規(guī)范:MT/T 1090—2009[S].北京:煤炭工業(yè)出版社,2009.

        [9] 李玉琪.中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)與實(shí)踐研究[M].北京:高等教育出版社,2001.

        [10] 中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì).煤炭可選性評(píng)定方法:GB/T 16417—2011[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2011.

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