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柬埔寨王國磅士卑省KS盆地磅士卑勘查區(qū)褐煤煤質(zhì)特征
KS盆地磅士卑勘查區(qū)是位于柬埔寨西南部磅士卑省豆蔻山脈東麓,距離金邊西南87km處。該區(qū)含煤地 層為新近系中新統(tǒng),具有煤層厚,埋藏淺,開采條件簡單的特點,根據(jù)區(qū)內(nèi)可采煤層S10、20化驗資料,認為S10煤 層屬中灰、低硫、中發(fā)熱量褐煤;S20煤層高灰、中硫、低發(fā)熱量褐煤。具有易自燃、燃點低、易排渣等特點,可廣泛應(yīng) 用于熱力發(fā)電、煤化工等方面。
柬埔寨的地質(zhì)工作到還是比較落后,目前只 在磅士卑省豆蔻山脈東麓的KS盆地及奧多棉吉 省安隆汶縣蝙蝠山煤礦找到可以開采利用的煤炭 資源。中國的礦產(chǎn)調(diào)查組為尋找適合冶金用途的 煉焦用煤,在1958 —1960年期間,對上丁省Talat 村、上丁省Voeune Nhung、戈公省磅遜、貢布省貢 布-杜密(Tuk Meas)地區(qū)、棺井省Puck村(Pum- puck)、柏威夏省羅文真地區(qū)進行現(xiàn)場調(diào)查,在上 丁盆地的侏羅系中發(fā)現(xiàn)27處煤線,大多數(shù)為薄煤 層。在其它的省也發(fā)現(xiàn)了多層褐煤線。煤線從石 炭-二疊系、三疊-侏羅系、新近系都有發(fā)現(xiàn)。由 于沒有發(fā)現(xiàn)大型優(yōu)質(zhì)的煤炭資源導(dǎo)致以煤炭為燃 料的火力發(fā)電量嚴重不足,使得柬埔寨工業(yè)發(fā)展 緩慢,特別在重工業(yè)領(lǐng)域相對薄弱。近年來,國外企業(yè)在柬埔寨投資金額的不斷增長,2016年柬埔 寨吸引外來直接投資(FDI) 21.55億美元,其中中 國對柬埔寨投資額5. 11億美元,成為柬埔寨最大 外資來源國。外資投入的增加導(dǎo)致電力的需求量 大增,柬埔寨政府將電力發(fā)展列為其經(jīng)濟戰(zhàn)略的 優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域。因此對KS盆地褐煤的煤質(zhì)特征 進行分析研究,查明其變化規(guī)律,對該區(qū)煤炭資源 綜合開發(fā)利用有十分重要的意義。
1.礦區(qū)概況
勘查區(qū)所在的磅士卑KS褐煤盆地為被第四 系覆蓋的山間斷陷型的小型新近系含煤盆地。預(yù) 測盆地面積60 ~ 80km2,深度達1 500m,其中含煤 面積30 ~50km2,呈軸向NNE的不對稱向斜構(gòu)造, 西側(cè)地層傾角20° ~ 30°,東側(cè)地層平緩,傾角僅5° ~6°。盆地基底斷層較多,EW向和NNE向斷層 均有發(fā)育。
磅士卑KS褐煤盆地處于歐亞板塊與印度洋板 塊和西太平洋板塊三大板塊碰撞接觸形成的南亞隆起帶的西南部,東部是著名的金邊平原,西部是南亞 隆起形成的呈NNW向的豆蔻山脈。在印支運動的 中、晚期,豆蔻山脈及附近地區(qū)受印支運動影響而下 沉,侏羅紀接受主要呈紅色的陸相沉積物,其上為白 堊系。新生代早期開始的喜山運動使得西部豆蔻沉 積區(qū)抬升,沉積間斷并隆起形成豆蔻山脈,最高高程1 210m。
本區(qū)以東局部出露的奧陶系和三迭系沉積巖為 較低矮的山丘,說明該處在印支運動的中晚期已開 始抬升而沉積間斷和遭受剝蝕,而花崗巖侵入體的 發(fā)現(xiàn)表示期間曾有酸性巖漿巖在本區(qū)侵入。由于受 到東西兩方向先后抬升隆起不均勻的擠壓力而形成 不對稱的山間斷陷型的小型盆地。該型盆地特點是 面積較小而基底斷層發(fā)育,部分斷裂構(gòu)造在喜山運 動期仍有活動,故可在與其基底不整合的新生界中 得到延續(xù)。
2.含煤地層
KS盆地在古近系的始新世和新近系的中新世 至上新世先后接受了兩次湖泊沼澤相含煤沉積物, 形成下部始新統(tǒng)(E2)和上部中新統(tǒng)(N2)兩個含煤 建造般含煤面積20 ~50km2,厚度分別達60 ~ 100m及以上,含煤3 ~5層或更多,煤質(zhì)一般大多為 福煤。
第四系沉積物多為沒有膠結(jié)的黏土和沙土,厚 度0 ~25m多不等,與下伏新近系呈不整合接觸。
基底為中生界侏羅系、白堊系陸相碎屑巖沉積 物。上覆地層為新近系,呈不整合接觸。其上為連 續(xù)沉積的新新近系,其中新統(tǒng)和上新統(tǒng)地層,為假整 合接觸。期間始新統(tǒng)及中新統(tǒng)至上新統(tǒng)有含煤沉 積。第四系沖積層5 ~ 25m,為山前沖積平原,與下 伏地層不整合接觸。
勘查區(qū)位于磅士卑KS褐煤盆地的東北側(cè),南 部邊界為KS褐煤盆地中部的EW向平移斷層,東部 和北部以主采煤層S10的隱伏露頭為界,西部從 S10的隱伏露頭向深部煤層尖滅為界。
勘查區(qū)所揭露地層從老到新為中新統(tǒng)及上新 統(tǒng)。中新統(tǒng)為含煤地層,底部為砂質(zhì)泥巖,向上含砂 量減少為泥巖、頁巖;中上部以煤層為主,含煤2層, 其中上煤層厚達5m左右,為本區(qū)主要可采煤層。 各層間有厚度不等的泥巖和炭質(zhì)泥巖,中新統(tǒng)厚度 可達0~ 100m;上新統(tǒng)主要為泥巖、砂泥巖層,顏色 為紅到橘紅色,厚度0~23m,與下伏地層呈假整合。 第四系沖積層,主要是黏土、亞黏土及沙土,厚度2 ~ 26m,與下伏地層呈不整合接觸。
3.煤層
勘探區(qū)塊內(nèi)煤層走向長度8km,煤層最厚可達 5m,傾角6°。礦田其余大部分區(qū)域未經(jīng)勘探。礦田 淺部已知確認煤層2層,礦田中部和深部還有其它 煤層。已識別的兩個煤層中上部煤層厚度2 ~6m, 下部煤層厚度1.00~12. 00m。
施工的18個鉆孔均為直孔,其中13個鉆孔見 S10煤,8個鉆孔見S20煤。煤層深度、結(jié)構(gòu)、厚度米 用測井數(shù)據(jù)。S10煤層最小厚度1.80m,最大厚度 6. 25m,平均厚度4. 19m。S20煤層最小厚度 2. 65m,最大厚度4. 00m,平均厚度3. 09m。S10煤 層厚度變化較大,在勘查區(qū)深部尖滅,大部分含夾矸 1層。S20煤層在勘查區(qū)內(nèi)僅為局部零星可米,含夾 矸1?4層。
4.煤層物理性質(zhì)及宏觀煤巖特征
該區(qū)煤層為暗淡型煤,煤層為褐色或灰黑色,條 痕為褐色,土狀光澤,裂隙發(fā)育,斷口呈參差狀,中- 細條帶狀結(jié)構(gòu),層狀構(gòu)造,質(zhì)軟,易碎,樣品潮濕。
腐植組以碎屑腐植體為主,其次為結(jié)構(gòu)腐植體, 再次為無結(jié)構(gòu)腐植體;穩(wěn)定組中瀝青質(zhì)體、樹脂體和 碎屑穩(wěn)定體稍多,小孢子體、木栓質(zhì)體和藻類體較 少;惰質(zhì)組以半絲質(zhì)體為主,含少量碎屑惰質(zhì)體和菌 類體。無機物見團塊狀、條帶狀、充填胞腔狀黏土及 小顆粒狀黃鐵礦、結(jié)核狀菱鐵礦,未見氧化物。煤層 易風(fēng)化,風(fēng)化后常成片狀或塊體。
S10煤層的相對視密度為1.28 ~1.37t/m3,平 均為1.33t/m3; S20煤層的相對視密度為1.47 ~ 1. 72t/m3,平均為 1. 61t/m3。
5.煤質(zhì)特征
5.1工業(yè)分析
①水分(Mad ) S10煤原煤空氣干燥基水分為
82% ~ 10. 98% ,平均為8.83% ,浮煤空氣干燥基 水分為6. 52% ~ 11. 96%,平均為8. 59% ; S20煤原 煤空氣干燥基水分為4.70% ~ 8. 42%,平均為 6.62%,浮煤空氣干燥基水分為8.52% -11. 94% , 平均為 10. 47%
②灰分(Ad) S10煤原煤空氣干燥基灰分為 10.08% -36.51%,平均為19. 11%,浮煤空氣干燥 基灰分為8.05% - 17. 27% ,平均為11.38% ,屬低 灰至中高灰煤,平均為中灰煤;S20煤原煤空氣干燥 基灰分為34. 48% - 49. 58% ,平均為47. 86%,浮煤 空氣干燥基灰分為7. 91% - 24. 45%,平均為 16. 24% ,屬中高至高灰煤,平均為高灰煤。
③揮發(fā)份產(chǎn)率(Vdaf )。S10、S20煤原煤、浮煤 干燥無水無灰基揮發(fā)份產(chǎn)率平均值大于50. 00% , 屬高揮發(fā)份煤。S10煤層原煤揮發(fā)份產(chǎn)率為53. 59% -60. 27%,平均為57.86%,浮煤揮發(fā)份產(chǎn)率為 54. 47% -60. 67%,平均為57. 30%。S20煤層原煤揮 發(fā)份產(chǎn)率為55. 66% -70. 94%,平均為61. 75%,浮煤 揮發(fā)份產(chǎn)率為50. 02% -55. 71%,平均為52. 92%。
5.2硫、磷、氯、砷、氟有害元素
①全硫(St,d)。S10煤原煤干燥基全硫為 0. 33% -2.81% ,平均為1.00% ,浮煤干燥基全硫 為0.21% - 1. 06% ,平均為0.62% ,屬特低至中高 硫分煤,平均為低硫煤;S20煤原煤干燥基全硫為 0. 42% -1.91% ,平均為1.36% ,浮煤干燥基全硫 為0.08% -1.91% ,平均為1.20% ,屬特低至中硫 分煤,平均為中硫煤。
②磷分(Pd)。S10煤層原煤磷分為0. 002% - 0. 009% ,平均為0. 004% ,浮煤磷分為0. 001% - 0. 002% ,平均為0. 001%,為特低磷煤;S20煤層原 煤磷分為0. 007% - 0. 015% ,平均為0. 011%,浮煤 磷分為0. 007% - 0. 007% ,平均為0. 007% ,為特 低一低磷煤。
③氯(CZd)。S10煤層中氯的含量為0.016% - 0. 053% ,平均為0. 036%,為特低至低氯煤;S20煤 層中氯的最高含量為0.028% -0.075%,平均為 0. 041% ,為低氯煤。
④砷(Asd,ug/g)。S10砷含量一般在(8-27) x10-4,屬三至四級含砷煤;S20砷含量一般在(22 -36) x10-4,屬四級含砷煤。
⑤氟(&, ug/g) S10煤層中的含量為(63 - 215),為特低至低氟;S20煤層中的含量為(194 - 418),為中至高氟。
5.3鍺、鎵、釩微量元素
S10、10煤層的微量元素鍺含量一般為1 ~ 3ug/g,礬含量一般,6 -24ug/g,鎵含量一般為31 - 138ug/g,均未達到工業(yè)利用品位。
5. 4元素分析
S10、20煤層元素成分變化不大,原、浮煤干燥 無灰基碳(Cdaf)含量平均為67.00% -69.65% ;氫 (Hdaf)含量平均為5. 17% -6. 06% ,氮(Ndaf)含量平 均為 1.52% -1.71% (見表 1)。
5.5煤的工藝性能
①發(fā)熱量S10煤層原煤干燥基高位發(fā)熱量 (Qgr.d)為 16. 44 - 27. 04MJ/kg,平均為 23. 24MJ/ kg,收到基低位發(fā)熱量(Qnet,d)為15. 54 -25. 79MJ/ kg,平均為22. 12MJ/kg,屬中低至中高發(fā)熱量褐煤, 平均為中發(fā)熱量褐煤;S20煤層原煤干燥基高位發(fā) 熱量(t.d)為 8.05 ~ 17.42MJ/kg,平均為 12.66MJ/kg,收到基低位發(fā)熱量(Qnet,d)為7.42? 16. 54MJ/kg,平均為11.90MJ/kg,屬特低至中低熱 值褐煤,平均為低熱值褐煤。
②低溫干餾:S10煤層平均焦油產(chǎn)率(r?,d)為 12. 80% ,屬高油煤。S20煤層平均焦油產(chǎn)率為 5. 60% ,屬含油煤(表2)。
③腐植酸。S10煤層原煤總腐植酸平均值為 19. 20為低腐植酸煤,S20煤層原煤總腐植酸平均值 為11.6為低腐植酸煤(表2)。
④苯萃取物。S10煤層原煤苯萃取物為2.05% -16. 60% ,平均為5. 07% ,褐煤臘等級為中至高等;S20煤層原煤苯萃取物為0.14% - 19. 70% ,平 均為3. 72% ,褐煤臘等級為低至高等(表2)。
6.煤類
按中國煤炭分類標準《GB5751 - 2009 ?,采用浮 煤揮發(fā)分(Vdaf, %)、透光率(PM,%)及恒溫?zé)o灰基 高位發(fā)熱量(Qgr,maf)三個指標進行判斷,確定S10、 S20煤層煤炭類別為褐煤二號(HM2)(表3 )。
7.結(jié)論
磅士卑勘查區(qū)S10煤層屬中灰、低硫、中發(fā)熱量褐煤;S20煤層高灰、中硫、低發(fā)熱量褐煤。S10、S20 煤煤層較厚、埋藏淺、煤質(zhì)較好,是可以用于坑口電 站燃燒發(fā)電的環(huán)保型能源,可以緩解柬埔寨以煤炭 為燃料的火力發(fā)電量嚴重不足問題。
褐煤是煤炭資源中變質(zhì)程度最低、最年輕,介于 泥炭和煙煤之間的低級煤。具有易自燃、燃點低、易 排渣等特點,可廣泛應(yīng)用于熱力發(fā)電、煤化工等方面。 目前已具有較成熟的褐煤脫水技術(shù),經(jīng)過脫水的褐 煤,較好的解決了褐煤發(fā)熱量少、容易自燃的缺點。