Качество углей и его технологические свойства
Метаморфизм, петрографический и марочный состав углей
Петрографический состав углей однороден, преобладающими типами являются блестящие и полублестящие. Блестящий и полублестящий типы являются пластообразующими. Они нередко почти нацело слагают отдельные пласты угля. Такие угли обладают стеклянным блеском, неровным изломом, большой хрупкостью.
Структура угля неяснополсчатая, реже полосчатая, иногда штриховатая. Наблюдается глазковая отдельность с кальцитом и зернами пирита.
По микроструктуре уголь представляет собой кларен,плавно переходящий в ультракларен. Встречается так же кларен с включениями полос витрена. Основная масса неоднородная. Ферменные элементы – микроспоры, тонкие элементы кутикулы, мелкие обрезки фюзенизированных тканей, а так же редкие линзы фюзена.
Главной петрографической составляющей является витринит. Содержание его колеблется от 82,2 % (пл. 34) в пересчете на беззольный уголь. Содержание инертинита колеблется от 7,6% (пл.26а), до 12,5 % (пл. 37а). Установлена закономерность изменения петрографических показателей в стратиграфическом разрезе. Содержание витринита с глубиной возрастает, в то время , как содержание инетртинита падает.
Высокое содержание компонентов группы витринита обуславливает хорошую спекаемость углей. Содержание семивитринита колеблется от 1,0 до 2,0 % (33. пл), а содержание липтинита- 1,2% до 2,6%. (табл.1) Из минеральных примесей присутствуют зерна карбонатов, пирит, глина, содержание их достигает до 9%.
Четких закономерных изменений петрографического состава углей по площади поля шахты в связи с изменением мощности пластов или их расщеплением, не установлено.
Марочный состав угля зависит от регионального метаморфизма, поскольку петрографический состав углей однороден. За стандартный показатель метаморфизма принята отражательная способность витринита, которая увеличивается от верхних стратиграфических горизонтов к нижним. Об изменении степени метаморфизма со стратиграфической глубиной можно судить и по изменению таких показателей, как выход летучих веществ, толщина пластического слоя, содержание углерода, водорода, теплота сгорания угля. Содержание углерода изменяется от 81,4% до 84,9%, увеличиваясь от стратиграфических верхних горизонтов к нижним. Содержание водорода изменяется от 5,3 % до 5,7 %. Нарастание его с увеличением метаморфизма происходит менее интенсивно, чем содержание углерода. Содержание кислорода и азота в ряду метаморфизма уменьшается от 12,9% до 8,3%. Закономерных изменений элементного состава по площади не установлено.
Толщина пластического слоя, содержание углерода, водорода и теплотворная способность углей со стратиграфической глубиной возрастают, а выход летучих веществ уменьшается.
В границах участка II очереди отмечается уменьшение метаморфизма к выходу пласта, особенно четко вино на примере пласта 26а по показателю толщины пластического слоя. К центральной части толщина пластического слоя от 30 мм до 43 мм, от периферии она падает о 25 мм.
Главными показателями, определяющими марочную принадлежность углей, согласно ГОСТ 8162-79, являются выход летучих веществ и толщина пластического слоя.
В пределах района распространяются угли с выходом летучих от 36,2 (пл. 34) до 38,4 (пл.37) и толщиной пластического слоя от 13 мм до 29 мм (средние показатели), соотвествуют марки угля Г, ГЖ, Ж. К газовым группы Г6 относятся угли пластов 37, 33, 30, к газовым группы Г17 относятся пласт 29а, к газово-жирным пласты 34, 32, 31, к жирным -26а пласт.
Таблица 3.Микропетрографическая характеристика углей
| Наименование пласта | Содержание групп мацералов, % | Показатель отражения витринита в иммерсионном масле R0, % | Стадия метаморфизмапо ГОСТ 21489-76 по средним показателям | |||
| Витринит (Vt) | Семивитринит (Sv) | Инертинит (I) | Липтинит (L) | |||
| 79,4-80,4 82,2 (5) | 1,0-1,1 1,1 (5) | 13,1-16,5 14,5 (5) | 1,0-3,1 2,1 (5) | 0,75-0,84 0,80 (5) | II | |
| 78,4-86,0 84,0(5) | 1,0-3,1 2,0 (5) | 10,0-15,5 12,3 (5) | 1,0-4,1 1,8 (5) | 0,75-0,84 0,60 (5) | II | |
| 76,8-90 85 (13) | 0-3,0 2,0 (13) | 10-25,5 12,3 (13) | 1,0-2,1 1,5 (13) | 0,75-0,85 0,80 (13) | II | |
| 80-84 86 (11) | 0-3,0 1 (11) | 5,8-10 2,1 (11) | 1-4 2 (11) | 0,77-0,84 0,7 (11) | II | |
| 74,7-89,8 84,1 (15) | 1-1,3 1,4 (15) | 7,2-20,3 12,5 (15) | 1,0-1,3 2 (15) | 0,76-0,84 0,81 (15) | II | |
| 29а | 72,4-91 86,2 (22) | 0-6,1 1,6 (22) | 7,0-20,2 11,7 (22) | 1-4,1 10 (22) | 0,80-0,82 0,82 (22) | II |
| 26а | 80-98 89 (28) | 0-3,0 1,0 (28) | 1-13,0 7,4 (28) | 1-4,1 2,1 (28) | 0,84-0,85 0,84 (28) | II |
Содержание в углях вредных примесей
К вредными примесям относятся: сера, мышьяк, ртуть, бериллий,
фтор, для коксующих углей – фосфор.
Содержание серы изучено по многочисленным пробам.
Среднее ее содержание по большинству проб углей менее 1%, за исключение пласта 37, содержание серы составляет 1%. Повышенное содержание связано с серой органической. Но в целом угли малосернистые , не представляют никакой опасности.
Содержания в углях элементов – мышьяк, бериллий и фтор ниже предельно допустимых концентраций (ПДК). Содержание ртути по многим пробам выше ПДК. Содержание ртути было изучено по 47 пробам, из них 11 проб не имеют ртути, 18 проб имеют содержание меньше 1 г/т, а остальные 18 проб выше 1 г/т.
Содержание ртути, мышьяка и фтора возрастает с увеличением метаморфизма. По пластам 37, 36 содержание ртути и мышьяка максимальное. Установлено, что это связанно с содержанием серы. Выявлена тесная зависимость содержание ртути с серой. Кроме того, выявлена тесная связь ртути и мышьяка между собой.
Для коксующих углей к вредным примесям относят фосфор. Содержание фосфора в углях поля шахты Антоновской колеблется от 0,002 % до 0,184%.