煤炭转化
主办单位:太原理工大学
国际刊号:1004-4248
国内刊号:14-1163/TQ
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煤田勘探煤层取样探讨

 【摘要】取样是指从煤层中采取其一小部分,作为化验或试验样品的这一工作过程。通煤层取样可以研究煤的物质成分、性质、技术加工特性和它们的变化规律,以及其在工业上的利用价值,所以说煤样的采取悬勘探时期研究煤质的基础工作,是对工作区工业评价的重要依据,同时,也为研究煤的沉积环境、煤层对比以及环境保护提供必要的资料。本文就煤田勘探煤层取样进行论述。
中国论文网 http://www.xzbu.com/8/view-3563723.htm
  【关键词】煤田;勘探;煤层取样
  1.煤层取样的种类
  1.1化学取样
  化学取样是运用化学分析或试验的方法,确定煤的物质成分和特征,借以判断和坪价煤的工艺性质与用途,研究爆的成因和确定煤炭的分类,为此币采取的煤样称化学取样,如煤芯煤祥和煤层爆样。
  1.2工艺取样
  工艺取样的目的在于用实验室设舍、半工业或工业设备来研究煤的可选性、炼焦性、燃烧和气化等技术加工特性,如筛分、浮沉试验煤样、简易可选性钵验煤样等。
  1.3煤岩——孢粉取样
  煤岩取样的目的是用煤的岩石学特征,研究煤质、成煤条件与环境,以及研究煤的变质程度等。孢粉取样,主要解决煤层对比和确定煤层形成的年代,如煤岩煤样,孢粉煤样。
  1.4技术取样
  技术取样的目的是研究煤的视密度(原称容重);煤的瓦斯成分与含量、煤型爆炸性、煤的抗碎强度,以及其它特殊试验煤样等,如视密度煤样、瓦斯煤样等。
  2.煤层取样方法
  在各种煤层取样中,除腐殖酸煤样可在煤层露头上采取外,其它煤样都是从钻孔中或巷道内采取的。
  钻探可分为千般性的取样钻(探煤孔)和专门的取样孔。后者又可分为大口钻孔和群孔。巷道内取样,可在勘探施工的各种山地工程中,或在勘探区内及其附近的生产矿井与小窖的各的巷道中取样。在巷道内采煤样的方法有刻槽会、金巷法,剥层法和拣块降。
  2.1刻槽法
  刻槽法系指从巷道壁上将整个煤层或一个煤分层,由顶到底垂直层面,按一定的规格刻凿槽子采取煤样的方法,槽样的断面规格(宽×深)主要决定于煤层(或分层)的厚度、结构、煤样重量及煤的物理性质(硬度、脆度及松散性)。一般规格有25×25cm,15×15cm,10×10cm三种。
  2.2全巷法
  全巷法系指在巷道内沿煤层掘进一段所采出的全部煤作为样品,这样的样品称全巷采样。如果煤厚大于巷道高度或宽度;则可开掘辅助巷道揭露煤层全厚再采煤样。一般采样重量达几顿或几十顿。
  2.3剥层法
  剥层法系指在煤层工作面上剥取一层一定深度的煤样,称剥层法取样,一般深度不得小于25cm。此法比全巷法经济,比刻槽法精确。
  2.4拣块法
  拣块法系指在工作面前的煤堆上布置一定方形绳网,在每个网格中心取出一份等量样品,合在一起作为一个煤样,称拣块法煤样。
  3.煤样的制备、包装和送验
  3.1煤样的制备
  原始煤样的重量往往较大,需要经过煤样的制备,使其重量和粒度符合化验室的要求才能送验。制备后的煤样必须保持原始煤样的代表性,所以煤样的制备应按GB47483(煤样制备方法》国标进行。煤样的制备可分为破碎、过筛、掺合、缩分四个步骤进行。其中,破碎可用机械或人工方法,过筛后的煤样要掺合三次,掺合方法是用平板铁铲一铲一铲地将煤样堆成圆锥形,每铲都要从圆锥顶端均匀流下,掺合均匀的煤样经压平成偏平体,再用十字形分样板,采取四分法进行缩分,煤样直至达到要求的粒度和重量,这样即可将缩分好的煤样装袋送交化验室化验。每次缩分留样重量与粒度的关系,见表1所示。
  表1 缩分煤样满足各试验项目的粒度和重量要求
  煤芯煤样一般不缩制,全部送化验室化验。若必须缩分时,仍应按国家标GB474—83《煤样制备方法》的规定执行。
  3.2煤样的包装和送验
  煤样制备完毕后,应立即包装,并送指定化验单位试验。为了保证煤样不爱损失、破坏和风化,煤样的包装方法应根据煤的性质、试验要求和运送距离等因素来确定,煤芯煤样、煤层煤样和简易可选性煤样,从采样到达试验单位的时间,不超过规定的天数(如褐煤5d,烟煤10d,无烟煤l5d)这样可用结实心、洁净的塑料包装袋包装;如超过上述天数,必须用密封防锈铁筒包装。可选性试验煤样从筛分结束到送达实验室的时间在10d似内的,可用洁净塑料袋包装,超过10d,须采用密封包装。炼焦和炼油半工业性试验煤样,时间不得超过10d,煤样可用洁净麻袋或木箱包装(内衬塑料布)。强度试验煤祥和视密度样(块样)在包装时应在送样木箱或铁筒内垫清洁软纸,以防煤块破碎。煤岩煤样一般采用木箱包装,并保持原有层序,不得颠倒混乱。由于地质勘探队一般不保存留样,所以各种煤样包装后须将所送煤样编号以标签形式贴在煤样筒、袋、箱上,并注明“共X筒(袋)”字样。为了保证煤样化验结果的可靠性,并检查产生误差的原因,在煤样送验时要有一定数量的检查煤样,以便进行内部(化验室内)检查和外部(样品送交具有较高分析水平的化验单位)检查。
  煤样说明书应按规定的格式填写,并一式三份。一份用防潮塑料纸包好装入煤样筒(袋)内,一份寄交化验单位,一份由送样单位留存。煤样说明书填写表格应字迹清晰,数据准确,并应由煤质负责人审查、签字,煤样编号要系统、简单、不重复,按钻孔从上而下顺序编号,分层样号应有所区别。
  此外,地质勘探队还应将送样情况和分析结果填入采样记录傅中,并汇总成册,以便备查和使用。
  4.取样方案
  在煤田普查与勘探过程中,采样工作是与勘探程序相一致,且不同的勘探阶段取样要求不同。因此在每个阶段取样时,都要按预先制定的取样方案进行。取样方案的制定是与勘探区的煤类、煤质的变化程度和煤层的数目卢度等有关。在工作中应根据实际的情况,制定正确合理的取样方案。取样方案主要包括取样种类、采样方法,采样点的布置、各种样品的数量,以及样品试验项目等内容。
  一般在普查阶段,为了对煤的原始物质、煤的成因类型、主要煤质特征和煤类等作出初步了解,必须全面地研究煤质。对于可采厚度及临界厚度的煤层点,均应取样化验。对每一个煤样都要做工业分析,发热量测定,还要做部分元素分析等。初步确定为粘结煤的全部煤样,都要做胶质层厚度、硫和磷含量的测定:对风化煤、褐煤要全测总腐植酸含量。此外,也可取煤岩煤样,了解煤岩类型。
  详查阶段煤质工作的重点是全面研究区内可采煤层的煤质特征及其变化规律,研究煤的变质因素和煤类分布规律?,并对煤的综合利用方向作出评价,以选择最有利的地区进行梢查,在这样的情况下,取样的种类和研究煤质的项目比较明确,可决定取什么样和化验哪些项目。
  精查阶段的煤质工作,应根据详查阶段所确定的煤的可能用途或拟定的用途来研究和确定煤样的试验项目和数量,在查明可采煤层煤质特征及其变化规律的同时,应着重分析研究煤的可选性和工艺性能,评价煤的各种可能用途,评价煤矸石、煤灰渣的综合利用方向。精查阶段的煤质化验项目应有所侧重,不必进行全套的工业分析。只有当精查阶段发现新的煤层或煤层出现新的煤类时,应对煤样进行全面的工业分析。
  5.结语
  煤层取样工作始终贯穿于各勘探阶段的全过程,不同阶段对煤质研究的任务有所不同,取样工作的要求也不相同。在编制各勘探阶段设计时,应同时作好取样设计。此外,对采样点的布置和取样方法,以及在样品的采集、制备、包装与送验过程中,应按《煤炭资源勘探煤样采取规程》及其它有关规定执行。 [科]
  【参考文献】
  [1]赵隆业.煤田勘探进程和勘探模式问题[J].中国地质,2003,(09).
  [2]焦东鹏,侯甫.东胜煤田矿井设计若干问题的探讨[J].内蒙古煤炭经济,2000,(06).
  [3]牛兴堂,王瀛洲.河北煤田勘查与煤矿开发失调的原因[J].中国煤田地质,2002,(03).

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