杜芳鵬，雒 錚，喬軍偉，趙曉辰，譚富榮，李聰聰，范 琪

寧東煤田侏羅紀煤巖煤質(zhì)特征及清潔高效利用

杜芳鵬1,2，雒 錚3，喬軍偉1,2，趙曉辰1,2，譚富榮3，李聰聰3，范 琪3

(1. 西安科技大學 地質(zhì)與環(huán)境學院，陜西 西安 710054；2. 陜西省煤炭綠色開發(fā)地質(zhì)保障重點實驗室，陜西 西安 710054；3. 中國煤炭地質(zhì)總局航測遙感局，陜西 西安 710199)

寧東煤田侏羅紀煤炭資源量巨大，是當前寧夏回族自治區(qū)煤炭資源開發(fā)利用的主體。為保障煤炭資源的清潔高效利用，以煤田大量勘查資料為主要依據(jù)，分析了寧東煤田侏羅紀煤的煤巖、煤質(zhì)特征。結(jié)果顯示：寧東煤田侏羅紀煤具有特低–低灰、特低–低硫、低磷、低砷、低氟、高發(fā)熱量的特征，這些特征表明其為高清潔度動力用煤；同時還具有中高揮發(fā)分、較高氫碳原子比、焦油產(chǎn)率較低(普遍＜7%)及富惰質(zhì)組等特征表明不適于直接液化用或提取煤焦油。無黏結(jié)性、較低水分產(chǎn)率、較高的與二氧化碳反應(yīng)性(950℃)、煤灰熔融溫度，表明其適于氣化，且以水煤漿氣流床和干煤粉氣流床為宜。綜合認為研究區(qū)煤炭資源的清潔高效利用方式為動力用煤，氣化用煤及以氣化為基礎(chǔ)的間接液化用煤。

寧東煤田；煤炭清潔高效利用；煤巖；煤質(zhì)；侏羅紀煤

我國當前處于“煤炭革命”時期[1]，煤炭綠色概念逐漸形成[2]，煤炭的清潔高效利用，已成為當前形勢下的必然選擇[3-4]。提高清潔高效利用的舉措中，相關(guān)政策的制定、管理及相應(yīng)設(shè)備的改良是重要措施[5]，而根據(jù)煤炭資源自生的特性，優(yōu)化利用方式，提高資源利用率，增加產(chǎn)品附加值則是另一重要舉措。因此，煤炭清潔高效利用除了提高動力用煤的清潔度外，還應(yīng)包括煤中富集有益元素的回收[6-7]，液化[8-9]、煉焦、氣化[10]，富油煤中煤焦油的提取[11]等一系列方式。煤巖、煤質(zhì)是煤炭資源的基本特征，也是分析、評價其清潔潛勢及利用途徑的關(guān)鍵依據(jù)；同時，煤炭地質(zhì)勘探過程中，積累了豐富、全面的相關(guān)數(shù)據(jù)可供分析。寧東煤田位于寧夏回族自治區(qū)東部，煤炭資源儲量巨大，是寧夏回族自治區(qū)現(xiàn)今及未來煤炭資源開發(fā)利用的絕對主體；基于前人的研究基礎(chǔ)，筆者從清潔高效利用的角度出發(fā)，全面梳理，重新認識研究區(qū)煤炭資源的煤巖、煤質(zhì)特征，以期綜合分析其清潔利用方向。

1 地質(zhì)背景

寧東煤田位于鄂爾多斯盆地西緣逆沖帶(圖1a)，區(qū)內(nèi)斷裂較發(fā)育，局部地層傾角較大，煤層埋深變化較大。研究區(qū)內(nèi)分布3套含煤地層，分別為上石炭統(tǒng)—下二疊統(tǒng)太原組、下二疊統(tǒng)山西組和侏羅系延安組。延安組為一套陸相河流–三角洲相沉積，厚度達300余米，巖性主要為砂巖、粉砂巖、泥巖及煤層(圖1b)。根據(jù)巖性組合，延安組由下至上劃分為5個巖性段，發(fā)育煤層(煤線)近20層，其中主要可采煤層由上至下依次為2、4、6、10、16和18號煤層，這些煤層主要發(fā)育在各沉積旋回頂部。

圖1 寧東煤田區(qū)域位置及延安組地層柱狀

寧東煤田以侏羅系延安組為含煤地層的礦區(qū)包括鴛鴦湖礦區(qū)、靈武礦區(qū)、馬家灘礦區(qū)、積家井礦區(qū)和萌城礦區(qū)，其中，鴛鴦湖礦區(qū)和靈武礦區(qū)目前開發(fā)程度較高，其余礦區(qū)開發(fā)程度仍較低。

2 煤巖特征

寧東煤田各煤層宏觀煤巖類型主要為半暗—半亮型，部分煤層為暗淡型，少量為光亮型。富惰質(zhì)組是寧東煤田延安組各煤層顯微煤巖組分最鮮明的特征，惰質(zhì)組體積分數(shù)平均值達到51.8%(含礦物基)，是典型的“富惰質(zhì)組煤”；鏡質(zhì)組體積分數(shù)明顯低于惰質(zhì)組，占39.7%，殼質(zhì)組和礦物含量較低，平均分別為1.8%和6.7%。

垂向上，各煤層顯微組分的平均含量具有一定變化，尤其是鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組，根據(jù)其在垂向上的變化規(guī)律，大致可劃分為18煤—15煤、15煤—4煤以及4煤—2煤等3個沉積旋回，在每個旋回中，鏡質(zhì)組含量先升高再降低，惰質(zhì)組含量相應(yīng)地先減少后增大?？傮w上，寧東煤田各煤層顯微組分表現(xiàn)為延安組上部和下部煤層惰質(zhì)組含量高，中部煤層惰質(zhì)組含量相對較低的特征(表1)。

2、4、6、18煤的亞顯微組分鑒定結(jié)果顯示，寧東煤田侏羅紀煤中鏡質(zhì)組包括基質(zhì)鏡質(zhì)體(圖2g)、均質(zhì)鏡質(zhì)體(圖2i)、結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體(圖2h)和少量團塊鏡質(zhì)體，其中基質(zhì)鏡質(zhì)體含量最高，膠結(jié)了惰質(zhì)組、殼質(zhì)組和礦物；結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體多表現(xiàn)出胞腔變形，近乎閉合的特征。惰質(zhì)組包括火焚絲質(zhì)體(圖2a)、氧化絲質(zhì)體(圖2b，圖2c)、半絲質(zhì)體(圖2e)、粗粒體(圖2d)、微粒體、碎屑惰質(zhì)體等，其中半絲質(zhì)體含量最高，氧化絲質(zhì)體和碎屑惰質(zhì)體含量次之。殼質(zhì)組主要為小孢子體(圖2j，圖2l)、角質(zhì)體(圖2j)和樹脂體(圖2k)。

3 煤質(zhì)特征

鄂爾多斯盆地侏羅紀煤普遍具有低灰、低硫的特征，寧東煤田也不例外。煤田內(nèi)各煤層原煤灰分質(zhì)量分數(shù)普遍低于16.0%，各礦區(qū)原煤灰分質(zhì)量分數(shù)平均值介于9.5%~11.7%，為特低灰–低灰煤(圖3a)；全硫質(zhì)量分數(shù)普遍低于1.0%，各礦區(qū)全硫質(zhì)量分數(shù)平均值介于0.58%~0.82%，主要為特低硫–低硫煤(圖3d)。平面上，局部區(qū)域存在中灰、中–高硫煤區(qū)域，如2煤在鴛鴦湖礦區(qū)北部部分區(qū)域灰分質(zhì)量分數(shù)超過16.0%，全硫普遍超過1.5%，零星區(qū)域甚至達到3.0%；3煤在積家井礦區(qū)中部同樣存在中灰、中硫煤的區(qū)域。形態(tài)硫分析數(shù)據(jù)顯示，低硫煤中有機硫和硫化鐵硫為主要組成，而中、高硫煤中硫化鐵硫占主體。

表1 寧東煤田侏羅系各煤層及其他煤田顯微煤巖組分平均值統(tǒng)計[11-17]

圖2 寧東煤田侏羅紀煤煤巖顯微組分(圖3j為藍色熒光照射下拍攝，其他均為油浸反射光)

揮發(fā)分產(chǎn)率和氫含量受煤熱演化程度影響較大，寧東煤田侏羅紀煤鏡質(zhì)體最大反射率max平均值介于0.52%~0.57%，為低變質(zhì)煙煤。寧東煤田各礦區(qū)延安組煤層的浮煤揮發(fā)分產(chǎn)率平均值介于30.4%~33.7%，為中高揮發(fā)分煤(圖3b)，平面分布穩(wěn)定；就延安組所處的變質(zhì)階段而言，其揮發(fā)分產(chǎn)率偏低。與之相呼應(yīng)，煤中氫含量同樣偏低，各煤層原煤氫碳原子比(H/C)主要分布在0.60~0.75(圖3c)，各礦區(qū)H/C值平均值介于0.56~0.67。顯然，這與侏羅紀煤富惰質(zhì)組的顯微煤巖特征一致[18]。

此外，寧東煤田侏羅紀煤黏結(jié)指數(shù)為0，無黏結(jié)性；具有較高的對二氧化碳反應(yīng)性()，950°C溫度下主要分布在60~90(圖3j)，平均69；哈氏可磨指數(shù)(HGI)主要分布在50~80(圖3k)，平均68.3；煤灰熔融性較高，軟化溫度(ST)平均值為1 202℃，流動溫度(FD)平均值為1 224℃(圖3l)。

圖3 寧東煤田延安組煤質(zhì)指標頻率直方圖

4 清潔利用方向探討

首先，寧東煤田侏羅紀煤是優(yōu)質(zhì)的動力用煤，除具有低灰、低硫等優(yōu)點外，還具有低有害元素的特征。寧東煤田延安組煤中砷(As)含量普遍低于4 μg/g(圖3f)，為一級含砷煤；磷(P)質(zhì)量分數(shù)絕大部分小于0.05%(圖3e)，為特低磷–低磷煤；氟含量變化較大，主要為特低–低氟煤(圖3g)。根據(jù)唐書恒等[19](2006)潔凈煤潛勢的評價方法，研究區(qū)煤可達高清潔潛勢的動力用煤指標要求，這是寧東煤田與同處鄂爾多斯盆地的陜北侏羅紀煤田、東勝煤田等普遍具有的優(yōu)良特性，也是其作為“優(yōu)質(zhì)煤”的主要依據(jù)，明顯區(qū)別于華北石炭–二疊紀煤、華南二疊紀煤以及東北地區(qū)白堊紀煤。此外，寧東煤田侏羅紀煤為高發(fā)熱量煤(圖3h)，平均高位發(fā)熱量(gr,d)達27.61 MJ/kg。高清潔潛勢與高發(fā)熱量雙重特性確定其為優(yōu)質(zhì)的清潔動力用煤，因此，作為動力用煤是重要的利用途徑。針對全硫含量超過3.0%的區(qū)域不予開采；1.5%~3.0%的區(qū)域，煤炭開采后通過洗選去除硫化鐵硫后進行開采利用。

煤中有益金屬元素的回收利用是其高效利用的方式之一，這方面工作也是當前煤炭地質(zhì)工作的熱點之一[7-8]。2煤、4煤、6煤和18煤中微量元素分析結(jié)果表明，寧東煤田侏羅系煤中微量元素的富集程度普遍為虧損或正常，未發(fā)現(xiàn)有益金屬元素富集[20]。因此，寧東煤田侏羅紀煤基本不具回收稀有金屬資源的前景。

富油煤的研究和利用逐漸成為低階煤清潔利用的重要方向之一，所關(guān)注重點是煤焦油的產(chǎn)率[9]。低溫干餾實驗數(shù)據(jù)分析顯示，寧東煤田侏羅紀煤的焦油產(chǎn)率(ar,d)普遍低于7%(圖3i)；根據(jù)《礦產(chǎn)資源工業(yè)要求手冊(2014修訂版)》煤炭焦油產(chǎn)率分級，寧東煤田侏羅紀煤達不到富油煤指標，為含油煤，因此，寧東煤田煤焦油提取的前景小。同時，寧東煤田侏羅紀煤的煤類為不黏煤，熱演化程度較低，也不適合煉焦。

“煤制油”是以煤為化工原料煉制油品，是煤炭資源清潔化利用的途徑之一，分為直接液化和間接液化兩種技術(shù)方式。煤的直接液化是指將煤研磨后混合于溶劑中，在加溫、加壓、加氫(或不加)、加催化劑的情況下，使部分煤分子發(fā)生裂解，形成溶于溶劑的液態(tài)產(chǎn)品；煤的間接液化是基于煤的氣化，然后再形成液態(tài)烴類產(chǎn)品[21-22]。直接液化要求原料煤具有較高的化學活性，而相同變質(zhì)程度下煤巖組分的活性“殼質(zhì)組＞鏡質(zhì)組＞惰質(zhì)組”[23]，因此，直接液化用煤要求原料煤具有低惰質(zhì)組含量，高揮發(fā)分產(chǎn)率和氫含量。基于這一共識，不同學者給出了相似的適于直接液化的煤巖煤質(zhì)指標[24-27]，然而，寧東煤田侏羅紀煤是典型的富惰質(zhì)組煤，氫碳原子比普遍低于0.7，揮發(fā)分產(chǎn)率普遍低于35%，不是理想的直接液化用煤。

煤的間接液化建立在“氣化”的基礎(chǔ)上，此外，煤制甲醇、煤制烯烴等均以煤的氣化為基礎(chǔ)。煤的氣化工藝較多，包括常壓固定床、流化床、水煤漿氣流床、干煤粉氣流床等。不同工藝流程對煤質(zhì)的要求也不同，根據(jù)喬軍偉等[10]提出的平均指標，對照相應(yīng)煤質(zhì)數(shù)據(jù)，寧東煤田侏羅紀煤滿足常壓固定床、流化床、水煤漿氣流床和干煤粉氣流床等氣化工藝的基本煤質(zhì)要求，其中，部分煤層水煤漿氣流床和干煤粉氣流床可達到一級指標要求(圖4)。

綜上所述，基于煤巖、煤質(zhì)資料分析結(jié)果表明，寧東煤田侏羅紀煤的主要利用途徑為動力用煤、氣化用煤及以氣化為基礎(chǔ)的間接液化用煤。事實上，寧東煤田侏羅紀煤炭資源現(xiàn)今利用方式及規(guī)劃與這一分析結(jié)果相當契合。寧東能源化工基地以寧東煤田煤炭資源為主要依托，發(fā)展成為集煤炭生產(chǎn)、火電、煤化工為一體的大型基地，“截至2017年底，煤炭產(chǎn)能達到9 140萬t、火電裝機容量1 325萬kW、外送電規(guī)模1 200萬kW、煤化工產(chǎn)能2 225萬t，是全國最大的煤制油和煤基烯烴生產(chǎn)加工基地”[28]。侏羅紀煤炭資源是其最主要的煤炭產(chǎn)能、火力發(fā)電動力用煤及煤制油(間接液化)、煤基烯烴原料用煤。

5 結(jié)論

a. 寧東煤田侏羅紀煤為特低–低灰、特低–低硫、低磷、低有害元素、高發(fā)熱量的富惰質(zhì)組低階煙煤。同時還具有無黏結(jié)性、低有益金屬元素、相對較低水分和焦油產(chǎn)率、與二氧化碳較高反應(yīng)性、可磨性和灰熔融溫度等特征。

b. 煤質(zhì)特征決定寧東煤田侏羅紀煤不適宜提取煤焦油、直接液化及回收有益金屬元素，煤炭清潔高效利用途徑主要為優(yōu)質(zhì)的清潔動力用煤、氣化用煤，及以氣化為基礎(chǔ)的間接液化制油、制甲醇、制烯烴等。氣化工藝建議采用為水煤漿氣流床或干煤粉氣流床。

圖4 寧東煤田鴛鴦湖礦區(qū)各煤層煤質(zhì)指標及化工用途

請聽作者語音介紹創(chuàng)新技術(shù)成果等信息，歡迎與作者進行交流

[1] 王雙明，段中會，馬麗，等. 西部煤炭綠色開發(fā)地質(zhì)保障技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 煤炭科學技術(shù)，2019，47(2)：1–6. WANG Shuangming，DUAN Zhonghui，MA Li，et al. Research status and future trends of geological assurance technology for coal green development in western China[J].Coal Science and Technology，2019，47(2)：1–6.

[2] 曹代勇，魏迎春，寧樹正. 綠色煤炭基礎(chǔ)地質(zhì)工作框架芻議[J]. 煤田地質(zhì)與勘探，2018，46(3)：1–5． CAO Daiyong，WEI Yingchun，NING Shuzheng. The framework of basic geological works for green coal[J]. Coal Geology & Exploration，2018，46(3)：1–5．

[3] 吳立新. 煤炭清潔發(fā)展是解決我國能源問題的重要途徑[J]. 煤炭經(jīng)濟研究，2017，37(12)：1. WU Lixin. Clean development of coal：An important way to solve the energy problem in China[J]. Coal Economic Research，2017，37(12)：1.

[4] 程蕾. 新時代中國能源安全分析及政策建議[J]. 中國能源，2018，40(2)：10–15．CHENG Lei. Analysis of China’s energy security and policy suggestions in the new era[J]. Energy of China，2018，40(2)：10–15.

[5] 李小炯. 我國煤炭資源清潔高效利用現(xiàn)狀及對策建議[J]. 煤炭經(jīng)濟研究，2019，39(1)：71–75． LI Xiaojiong. Status and countermeasures of clean and efficient utilization of coal resources in China[J]. Coal Economic Research，2019，39(1)：71–75.

[6] DAI Shifeng，F(xiàn)INKLEMAN R B. Coal as a promising source of critical elements：Progress and future prospects[J]. International Journal of Coal Geology，2017，6：1–36.

[7] 孫玉壯，趙存良，李彥恒，等. 煤中某些伴生金屬元素的綜合利用指標探討[J]. 煤炭學報，2014，39(4)：744–748. SUN Yuzhuang，ZHAO Cunliang，LI Yanheng，et al. Minimum mining grade of the selected trace elements in Chinese coal[J]. Journal of China Coal Society，2014，39(4)：744–748.

[8] 吳春來. 煤炭液化在中國的發(fā)展前景[J]. 地學前緣，2005，12(3)：309–313. WU Chunlai. Development perspective of coal liquefaction in China[J]. Earth Science Frontiers，2005，12(3)：309–313.

[9] 杜芳鵬，李聰聰，喬軍偉，等. 陜北府谷礦區(qū)煤炭資源清潔利用潛勢及方式探討[J]. 煤田地質(zhì)與勘探，2018，46(3)：11–14. DU Fangpeng，LI Congcong，QIAO Junwei，et al. Discussion on the potential and way of clean utilization of coal resources in Fugu mining area，northern Shaanxi[J]. Coal Geology & Exploration，2018，46(3)：11–14.

[10] 喬軍偉，寧樹正，秦云虎，等. 特殊用煤研究進展及工作前景[J]. 煤田地質(zhì)與勘探，2019，47(1)：49–55． QIAO Junwei，NING Shuzheng，QIN Yunhu，et al. The research progress and work prospect of special purpose coal[J]. Coal Geology & Exploration，2019，47(1)：49–55.

[11] 孫曄偉，唐躍剛，李正越，等. 中國特高揮發(fā)分特高油產(chǎn)率煤的分布及其特征[J]. 煤田地質(zhì)與勘探，2017，45(5)：6–12． SUN Yewei，TANG Yuegang，LI Zhengyue，et al. Occurrence of super high volatile and tar yield coal in China[J]. Coal Geology & Exploration，2017，45(5)：6–12．

[12] 馮希文，孫軍強，郭天輝，等. 寧夏回族自治區(qū)寧東煤田鴛鴦湖礦區(qū)石槽村井田煤炭勘探報告[R]. 銀川：神華寧夏煤業(yè)集團有限責任公司2011. FENG Xiwen，SUN Junqiang，GUO Tianhui，et al. Coal exploration report of Shicaocun mine in Yuanyanghu mining area，Ningdong coalfield，Ningxia Hui Autonomous Region[R]. Yinchuan：Shenhua Ningxia Coal Industry Group Co. Ltd.，2011.

[13] 徐明珍，王文卿，梁永平，等. 寧夏回族自治區(qū)寧東煤田鴛鴦湖礦區(qū)紅柳井田煤炭勘探報告[R]. 銀川：神華寧夏煤業(yè)集團有限責任公司，2011.XU Mingzhen，WANG Wenqing，LIANG Yongping，et al. Coal exploration report of Hongliu mine in Yuanyanghu mining area，Ningdong coalfield，Ningxia Hui Autonomous Region[R]. Yinchuan：Shenhua Ningxia Coal Industry Group Co. Ltd.，2011.

[14] 陸學文，王貝，王建華，等. 寧夏回族自治區(qū)寧東煤田鴛鴦湖礦區(qū)麥垛山井田煤炭勘探報告[R]. 銀川：神華寧夏煤業(yè)集團有限責任公司，2011.LU Xuewen，WANG Bei，WANG Jianhua，et al. Coal exploration report of Maiduoshan mine in Yuanyanghu mining area，Ningdong coalfield，Ningxia Hui Autonomous Region[R]. Yinchuan：Shenhua Ningxia Coal Industry Group Co. Ltd.，2011.

[15] 郭天鵬，張輝，火有德，等. 寧夏回族自治區(qū)寧東煤田金家渠井田煤炭勘探報告[R]. 銀川：寧夏煤炭勘察工程公司，2010. GUO Tianpeng，ZHANG Hui，HUO Youde，et al. Coal exploration report of Jinjiaqu mine in Ningdong coalfield，Ningxia Hui Autonomous Region[R]. Yinchuan：Ningxia Coal Exploration Engineering Co. Ltd.，2011.

[16] 王建華，郭天輝，張鵬，等. 寧夏回族自治區(qū)寧東煤田積家井礦區(qū)銀星二號井田煤炭勘探報告[R]. 銀川：寧夏煤炭勘察工程公司，2010. WANG Jianhua，GUO Tianhui，ZHANG Peng，et al. Coal exploration report of Yinxing No.2 mine in Jijiajing mining area，Ningdong coalfield，Ningxia Hui Autonomous Region[R]. Yinchuan：Ningxia Coal Exploration Engineering Co. Ltd.，2011.

[17] 王建華，郭天輝，張鵬，等. 寧夏回族自治區(qū)寧東煤田積家井礦區(qū)月兒灣井田煤炭勘探報告[R]. 銀川：寧夏煤炭勘察工程公司，2012. WANG Jianhua，GUO Tianhui，ZHANG Peng，et al. Coal exploration report of Yueerwan mine in Jijiajing mining area，Ningdong coalfield，Ningxia Hui Autonomous Region[R]. Yinchuan：Ningxia Coal Exploration Engineering Co. Ltd.，2012.

[18] 杜芳鵬. 鄂爾多斯盆地延安組煤巖學及煤元素地球化學特征[D]. 西安：西北大學，2019. DU Fangpeng. Petrological and element geochemical characteristics of the Yan’an coals in Ordos basin[D]. Xi’an：Northwest University，2019.

[19] 唐書恒，秦勇，姜堯發(fā)，等. 中國潔凈煤地質(zhì)研究[M]. 北京：地質(zhì)出版社，2006. TANG Shuheng，QIN Yong，JIANG Yaofa，et al. Research of geology of clean coal in China[M]. Beijing：Geological Publishing House，2006.

[20] DU Fangpeng，NING Shuzheng，LIU Chiyang，et al. Petrographical and geochemical characterization of the inertinite-rich coal from the Ningdong Coalfield，Northwest Ordos Basin，China[J]. Arabian Journal of Geosciences，2019，12(2)：36.

[21] 陳鵬. 中國煤炭性質(zhì)、分類和利用[M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2007. CHEN Peng. Properties，classification and utilization of coal in China[M].Beijing：Chemical Industry Press，2007.

[22] 韓克明. 神華煤顯微組分加氫液化性能研究[D]. 大連：大連理工大學，2014. HAN Keming. Direct liquefaction behaviors of Shenhua coal and its macerals[D]. Dalian：Dalian University of Technology，2014.

[23] 劉大永. 中國典型含煤盆地鏡質(zhì)組結(jié)構(gòu)特征及生烴、同位素動力學研究[D]. 廣州：中國科學院廣州地球化學研究所，2004. LIU Dayong. Vitrinites in typical coal-bearing basins of China：The molecular characterization and their kinetic studies on the hydrocarbon generation and carbon isotope fractionation[D]. Guangzhou：Guangzhou Institute of Geochemistry，Chinese Academy of Sciences，2004.

[24] 趙仕華，宋宜諾，鄭衡. 神華煤液化蒸餾殘渣加氫液化動力學研究[J]. 化工文摘，2009(3)：26–28. ZHAO Shihua，SONG Yinuo，ZHENG Heng. Study on the hydrogenation kinetics of shenhua coal liquefaction distillation residue[J]. China Chemicals，2009(3)：26–28.

[25] 王生維. 液化煤的煤巖學研究進展及液化煤資源的評價和預(yù)測[J]. 地質(zhì)科技情報，1986，5(3)：140–148. WANG Shengwei. Advance of coal pertrology and the resources assessment for the liquefaction coal[J]. Geological Science and Technology Information，1986，5(3)：140–148

[26] 戴和武，馬治邦. 適合直接液化的煙煤特性研究[J]. 煤炭學報，1988，13(2)：80–87.DAI Hewu，MA Zhibang. Study on characteristics of bituminous coal suitable for direct liquefaction[J]. Journal of China Coal Society，1988，13(2)：80–87.

[27] 秦云虎，王彥君，胡榮華，等. 直接液化用煤指標體系分級探討及應(yīng)用評價，2017，29(9)：7–10.QIN Yunhu，WANG Yanjun，HU Ronghua，et al. Discussion on index system classification of coal for direct liquefaction and application assessment[J]. Coal Geology of China，2017，29(9)：7–10.

[28] 中國寧夏寧東能源化工基地管理委員會基地簡介[EB/OL]. (2019-11-19)[2020-02-11]. http://ningdong.nx.gov.cn/zcms/ww-wroot/2014zgnxndnyhgjd/jdgk/jdjj/index.shtml. Brief introduction of Ningxia Ningdong Energy and Chemical Base Management Committee Base[EB/OL]. (2019-11-19) [2020-02-11]. http://ningdong.nx.gov.cn/zcms/wwwroot/2014-zgnxndnyhgjd/jdgk/jdjj/index.shtml

Petrographic, quality characteristics and clean & efficient use of Jurassic coal in Ningdong coalfield

DU Fangpeng1,2, LUO Zheng3, QIAO Junwei1,2, ZHAO Xiaochen1,2, TAN Furong3, LI Congcong3, FAN Qi3

(1. College of Geology and Environment, Xi’an University of Science and Technology, Xi’an 710054, China; 2. Shaanxi Provincial Key Laboratory of Geological Support for Coal Green Exploitation, Xi’an 710054, China; 3. Aerophoto Grammetry & Remote Sensing Bureau, China National Administration of Coal Geology, Xi’an 710199, China)

Jurassic coal resources in Ningdong coalfield are huge, also play important role in coal resource development and utilization in Ningxia. For the purpose of clean and efficient use of Jurassic coal in Ningdong coalfield, coal quality and petrographic characteristics were analyzed based on coalfield exploration data. The results show that Jurassic coal in Ningdong coalfield is characterized by very low to low ash, very low to low sulfur content, low phosphorus, low arsenic, low fluorine and high heating value, these characters indicate that Jurassic coal is clean power coal. Besides that, it has medium to high volatile, higher H/C, lower tar yield and abundant inertinite, these characters determined that the coal is neither suitable for direct liquidation nor for extraction of coal tar. The others characteristics like no caking, lower moisture, relatively higher(950℃) and ash melting temperature indicate its suitability for gasification mainly through entrained-flow bed of water slurry and dry feed entrained flow bed. We suggest that Jurassic coal in Ningdong coalfield should be used as power coal and gasification coal, as well as indirect liquefactions based on gasification.

Ningdong coalfield; clean & efficient use of coal; coal petrography; coal quality; Jurassic coal

P62；TD984

A

10.3969/j.issn.1001-1986.2020.02.012

1001-1986(2020)02-0071-07

2019-11-11；

2020-01-15

中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查二級項目(DD20160187)；國家自然科學基金項目(41702144)

Geological Survey Project of China Geological Survey(DD20160187)；National Natural Science Foundation of China(41702144)

杜芳鵬，1990年生，男，陜西志丹人，博士后，從事能源地質(zhì)研究工作. E-mail：mrdo0911@163.com

杜芳鵬，雒錚，喬軍偉，等. 寧東煤田侏羅紀煤巖煤質(zhì)特征及清潔高效利用[J]. 煤田地質(zhì)與勘探，2020，48(2)：71–77.

DU Fangpeng，LUO Zheng，QIAO Junwei，et al.Petrographic，quality characteristics and clean & efficient use of Jurassic coal in Ningdong coalfield[J]. Coal Geology & Exploration，2020，48(2)：71–77.

(責任編輯 范章群)