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若必须缩分时,应按国家标准GB474-83《煤样制备方法》的规定进行,缩分出的煤样重量不得少于表1的规定,并应能满足各试验项目的粒度和重量要求。
表1
煤样的最大粒度(mm)
50
25
13
6
3
1
煤样的最小重量(kg)
100
60
15
7.5
3.75
2.6清除了泥皮等杂物,并去掉磨烧部分的干净煤芯,在空气干燥状态下所称得的重量,称为煤芯送样重量,以千克为单位,取小数点后一位。
煤芯送样重量是计算重量采取率的基础数据,是衡量煤样代表性的依据之一。
2.7按《煤田勘探钻孔工程质量标准》评定的取芯质量不合格的煤层,其煤芯不能代表全层的质量,一般不应采样。
2.8热稳定性、煤对二氧化碳反应性、结渣性、可磨性、煤尘爆炸性、燃点等几种试验用煤样,从煤芯煤样(或煤层煤样)中缩制。
缩制工作一般在实验室进行,也可在现场按规定破碎、缩分后单独送验。
试验样粒度和重量要求见表2。
表2
试验项目
粒度(mm)
最小重量(kg)
热稳定性试验
6~13
褐煤、长焰煤、不粘煤、贫煤1.4、无烟煤1.6
煤对CO2反应性试验
3~5
(褐煤4~6)
0.6
结渣性试验
3~6
5.0
可磨性试验
0.59~1.19
0.1
煤尘爆炸性试验
0.2~0.075
1.0(剔除所有夹矸)
煤的燃点试验
0.15
2.0(剔除所有夹矸,立即装入铁筒或玻璃瓶中密封)
2.9为保证获得足够数量的煤样,应合理选择取煤管,其内径一般不应小于46毫米。
3、可选性试验煤样
3.1可选性试验煤样包括筛分、浮沉试验煤样和简易可选性试验煤样(即简选样)两种。
3.2筛分、浮沉试验煤样须在生产矿井或勘探坑道中采取。
其重量(指按规定的井下拣矸制度拣除部分矸石并经空气干燥后的原煤)不少于10吨。
在生产矿井中采取煤样时,应符合GB481-87《生产煤样采取方法》的规定。
在勘探坑道(包括生产矿井中为采样专门开掘的坑道)中采样时应符合以下规定:
3.2.1采样点应布置在氧化带以下及煤层厚度、结构、煤质正常的地段。
当不能肯定是否穿过氧化带时,应先取煤层煤样测定氧化指标。
3.2.2采样点位置要用仪器测量并计算出经距、纬距、标高。
采样点附近要作详细的地质编录。
3.2.3用全巷法采样(即采取采样巷道中从煤层顶板至底板的全部煤炭)时,如采出煤炭数量太多,可用四分法缩取。
3.2.4应尽量使用打眼放炮法采取煤样,特别松散的煤层也可用手镐落煤。
3.2.5煤样中应包括开采的夹矸和自然混入的伪顶、伪底板矸石。
除设计部门要求分层采样者外,一般采取全层样。
3.2.6应在同一地点用刻槽法采取煤层煤样和简选样。
3.3简选样可在坑道中专门采取或从煤层煤样中缩取,煤样重量不少于40千克。
也可从钻孔中采取,煤样重量按煤层厚薄分别规定为:
薄煤层不少于5千克,中厚煤层应大于5-13千克,厚煤层13千克以上(计算煤样重量时均不包括厚度>
0.01米的夹矸和伪顶、底板岩石)。
薄煤层可用人工斜孔或加大孔径等措施增加煤样数量,有条件时也可用相邻两孔合并采样。
简选样的煤芯采取质量应达到《煤田勘探钻孔工程质量标准》规程优质级。
与煤层同时开采的厚度小于0.3米的夹矸,应与煤层合并进行简易筛分和浮沉试验。
3.4小于0.5毫米煤粉的筛分、浮沉试验样,可从原煤筛分样缩取,重量为0.5-1.0千克。
3.5小于0.5毫米煤粉的浮选试验样,从原煤筛分样中缩取,重量为5千克(或按试验部门要求的重量送验)。
3.6简选样的煤粉不足筛分、浮沉和浮选试验用量时,可用同一煤层2-3件简选样的煤粉合并进行。
煤样存放时应密封包装。
3.7煤岩可选性鉴定样,由实验室从煤层煤样、煤芯煤样或可选性试验煤样中缩取,粒度小于1.5毫米,重量为10-30克。
3.8煤的泥化试验样,从可选性试验煤样或煤层煤样中制取,粒度为100-13毫米,重量为150千克。
试样应密封包装。
并将煤层夹矸及伪顶底板岩性、厚度填入送样说明书。
煤的泥化试验样,必须同时作煤岩组分鉴定。
3.9煤矸石的泥化试验样(指采煤时混入原煤的泥质岩伪顶、伪底及夹矸),可用下列方法采取:
3.9.1从筛分、浮沉试验3~6毫米自然级的沉矸中制取。
沉矸比重烟煤为+1.8,无烟煤为+2.0。
沉矸中的黄铁矿、非泥质岩和其他杂物应拣出。
3.9.2在坑道中用刻槽法采取。
3.9.3在岩芯中采取伪顶、伪底和夹矸。
样品粒度应为3~6毫米,重量0.5千克以上,均应密封包装。
3.10可选性试验煤样在运输和存放过程中,应避免日光和风雨影响,防止不正常的破碎、损失和杂质混入。
从采样到试验结束不得超过30天。
3.11散煤容重、静止角和摩擦角的测定,可用筛分前的原煤和筛分后各粒级产品分别进行,不需单独采样。
4、专门性试验煤样
4.1200千克焦炉炼焦试验煤样,一般从坑道内用刻槽法采取。
刻槽规格应根据煤层的可采厚度和送样重量确定,也可以从可选性试验煤样中缩取。
煤样重量根据试验方案确定。
进行单种煤试验时,需送精煤250千克,或相当于250千克精煤的原煤。
进行配煤试验时,其重量应根据配煤比和试验次数确定。
采样时应同时采取煤层煤样,以便测定一般项目。
4.2抗碎强度试验煤样,一般在坑道中采取。
根据煤层结构和煤岩类型,按比例选取粒度为60-100毫米的块煤的,其数量按测定方法确定。
用25千克的测定法,煤样重量约为50千克;
用10块法测定时应不少于20块。
4.3风氧化带煤样,一般在沿煤层倾向开掘的斜井中采取。
从露头开始沿坑道向深部每隔5-10米采样1个(煤层倾角小于25°
者用10米间距,倾角大于25°
者用5米间距),当接近氧化带下界时采样间距缩小为1-2米,达正常煤后再超前5-10米。
每个采样点均需测量距地表的垂深。
煤样用刻槽法采取,在较薄的煤层中可从顶到底取全层样,在厚煤层中,可只取某一个固定的层段(1米左右)。
送样重量3千克以上。
4.4体重煤样必须在坑道中采取。
选择构造正常,煤层厚度和结构有代表性的地点,先将煤壁表面受氧化的部分剥去,平整工作面,铺好防水布,从煤层顶板至底板刻取1米3左右的体积,样槽各壁必须平整,互相垂直,样槽宽度不得大于深度的两倍。
厚煤层可按煤的自然分层或人工分层分别采取,分层厚度一般不大于3.5米。
厚度大于0.05米的夹矸一律选除。
准确丈量样槽的12个边长,计算其体积。
用同一方法计算厚度大于0.05米的夹矸体积。
如夹矸形状不规则,可将夹矸浸入水中,测出其体积。
准确称出空气干燥状态的全部煤样重量。
也可在井下称出全部湿煤重量,从中缩取20千克左右运至室内风干后再称重(精确到0.1千克),求出风干前后重量的差值,即蒸发的水分。
然后按比例减去湿样的水分,即为风干煤重量。
这份煤样作工业分析用。
以样槽体积(不包括厚度大于0.05米夹矸的体积)除以风干煤重量,即为煤的体重值,单位:
吨/米3(t/m3)。
同一采样点应取两份规格相近的体重样,其测值之差不得大于0.05吨/米3。
超过时应再采第三份样。
符合允许差的规定后,取其(两分样或三份样)平均值。
4.5全水分煤样应在坑道中选择无淋水、温度正常的新鲜煤面,按GB482-79《煤层煤样采取方法》采取,或利用筛分浮沉煤样、生产煤样按四分法缩取。
粒度小于13毫米,样重不少于2千克,装入磨口样瓶中(装样量不得超过煤样瓶容积的3/4)。
煤样缩分、装瓶必须在采样地点尽快完成,并立即用黑胶布缠封,运至室内再加蜡封。
擦净容器表面,准确称重(称重用托盘天平,感重0.1克),瓶上贴好标签(表3),5天内送交实验室。
表3
煤样编号
采样地点
(矿名、开采水平、巷道编号)
勘探区
样重(kg)
(瓶重、净重、总重)
煤层号
采送日期
采样年月日
送样
采样人
采样单位
5、煤岩煤样
5.1反映正常煤质情况的煤岩煤样,其采样点应避开断裂带、风氧化带、岩浆岩接触带、自然烘烤变质带等非正常地带。
仅作显微组分定量的煤样可以在氧化带内采取。
有特殊研究目的的煤岩煤样,需在特定地点专门采取。
5.2采样时,要对采样点的煤层结构、煤的物理性质、宏观煤岩类型和顶底板岩性及附近的构造特征等进行详细描述。
5.3煤岩煤样可分为混合煤样、柱状煤样和块状煤样。
混合煤样可从煤层煤样、煤芯煤样和可选性煤样中缩制。
柱状煤样可从探槽及坑道中采取,其方法是:
先清理煤壁使之平整,从顶板到底板画两条间隔10厘米左右的垂线,挖掉两条垂线外侧的煤,深5-10厘米,使其成为具有三个自由面的煤柱体,套上三面木箱,将煤柱体打下。
煤层厚度很大时,可分段采取。
夹石处理原则同煤芯煤样。
结构完好的柱状煤芯,可作为柱状煤岩样。
当煤质坚硬时,可用连续块状煤样代替柱状煤样。
如果煤芯及坑道内煤层不适宜采柱状煤样,可拣取不连续块煤作煤岩煤样。
煤块规格一般不小于10×
5×
5厘米。
各煤块需注明上下方向,并顺序编号。
煤块数量根据煤层厚度、煤岩类型确定。
6、孢粉煤样
6.1确定地质时代的孢粉煤样,可利用煤层煤样、煤芯煤样或在煤层露头处垂深1米以下采取的煤样。
6.2用于对比煤层的孢粉样,除在煤层中采取外,还要在煤层的顶底板距煤层1米的范围内,各采岩样1-2块。
为了研究煤层的分岔、合并、尖灭等变化情况,可在煤层中采取块段煤样。
当煤厚小于1.3米时,可等距离采取2-3块;
煤厚为1.3-3.5米时,每间隔0.5米采一块;
煤厚大于3.5米时,每间隔1米采一块。
6.3孢粉样采样点应避开断裂带、风化带、岩浆岩接触带、自燃烘烤变质带等非正常地带。
6.4样品应自上而下依次编号,严防次序颠倒。
样品不得混装,应一样一袋,且应密封包装,以防止不同层位的煤末、岩粉、现代花粉及其他杂质混入。
6.5孢粉样的重量和块度规格:
粉煤样重量不少于100克。
坑道采取的块段煤样为5×
5厘米;
煤芯中采取的块段样,一般垂直层理厚度为5厘米。
顶底板岩样,在坑道采样的刻槽规格为5×
5厘米,岩芯中采样取其垂直层理厚度为10厘米。
7、煤样的包装、保存和煤样说明书
7.1煤样的包装方法、保存时间,应根据煤的性质、试验要求和运送距离等因素确定。
一般要求如下:
7.1.1煤芯煤样应用结实洁净的塑料袋包装,然后依次放入塑料煤样箱或铁筒内待运。
煤芯煤样从采样到送达实验单位的时间应不超过下列规定:
褐煤5天
烟煤10天
无烟煤15天
用体积适宜的密闭防锈铁筒,以胶布缠口、蜡封或焊封等方法密封包装的煤样,放置时间可稍延长。
7.1.2可选性试验煤样(筛分样、浮沉样和总样),从筛分结束到送达实验室在10天以内者,可用结实洁净的塑料袋包装并外套木箱;
如10天内不能送达实验室,则必须用铁筒密封包装。
7.1.3专门性试验煤样,一般应用洁净麻袋或木箱(内衬塑料布)包装。
抗碎强度试验煤样应在木箱或铁筒内垫以清洁软纸,以防煤块破碎。
从采样到送达实验室的时间不得超过10天。
7.1.4煤样包装好后,须立即将煤样编号标签贴在煤样箱(袋)上,注明“共×
箱第×
箱”等字样。
7.2勘探队一般不保存留样。
煤芯煤样、煤层煤样、煤岩煤样、孢粉煤样等,由实验单位保存分析样(或煤片)。
保存时间自报出试验结果之日起,一般为半年,即至该样所有试验项目质量审查合格为止。
7.3煤样说明书应按规定内容逐项认真填写,一式三份。
一份用塑料纸包好放入煤样袋内,一份寄交实验室单位,一份由送样单位保存。
要求字迹清晰,数据准确,并应由煤质负责人审查、签字。
填写煤样说明书(表4)应注意以下几点:
7.3.1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。
7.3.2煤样粒度,未缩分写“自然粒度”,缩分后写“小于×
毫米”或“×
-×
毫米”。
7.3.3煤样重量指送样重量。
7.3.4采样方法指取煤管(型号)、单岩芯管(内径)、井壁刮煤、放炮取芯及刻槽法、拣块法等。
7.3.5煤样状况指煤心结构是否清楚,污染程度,磨烧情况及处理办法。
7.3.6试验项目应按勘探设计要求和煤样实际状况填写。
7.3.7筛分、浮沉试验煤样应说明采样方法(全巷法、抽车法、胶带输送机上截取等)、采煤方法、伪顶伪底及夹矸的岩性、厚度,矸石混入情况及井下是否人工拣矸等。
7.3.8煤层柱状图应包括从顶至底的全层厚度(指钻探厚度),注明采样位置及样品编号。
附录煤的肉眼描述
一、煤层结构
1、结构简单:
一般为没有夹矸的单一煤层,或偶有1-2层夹矸,层位固定,厚度稳定,岩性变化不大,一般容易对比。
2、结构中等:
一般有2-3层夹矸,层位较固定,厚度较稳定,岩性无大变化,对比较容易。
3、结构复杂:
一般有3层或者更多的夹矸、层位、厚度及岩性有变化。
层位对比困难。
二、煤层与顶底板的接触关系
1、明显接触
2、过渡接触
3、冲刷拉触
三、煤岩组分和煤岩类型
1、煤岩组分
镜煤:
镜煤是煤中光泽最强,颜色最深的部分,质地均匀如玻璃,断口呈贝壳状。
内生裂隙发育,性最脆,易破碎成棱角状碎块。
镜煤与其他煤岩组分的界线分明。
亮煤:
亮煤的光泽强度、内生裂隙发育程度、质地均一性、脆性等方面都亚于镜煤。
亮煤内部隐约可见微细纹理,常呈不规则的条带状分布。
暗煤:
暗煤主要特点是光泽暗淡,比重大,内生裂隙不发育,坚硬,韧性强,不易破碎。
为均一结构或粒状结构,一般无微细纹理。
多呈不规则的厚薄不等的条带状分布。
丝炭:
丝炭具有明显的纤维状结构和丝绢光泽,外表象木炭,易染手。
丝炭疏松多孔隙、易碎。
如果其空腔被矿物质充填,称为矿化丝炭。
矿化丝炭坚硬,比重大。
丝炭多呈透镜状夹层分布,厚数毫米,1厘米以上的丝炭层少见。
2、煤岩类型
在同一煤层煤柱中,根据煤的平均光泽强度,煤岩成分的含量和组合情况划分出四种宏观煤岩类型,作为肉眼观察煤的单位。
光亮型煤:
光泽最强,主要由亮煤和镜煤组成,可夹有暗煤和丝炭的透镜体或薄层。
一般条带结构不明显,近似均一结构,内生裂隙发育,脆度较大,常具贝壳状和眼球状断口。
半亮型煤:
光泽较强,主要为亮煤与夹于其中的镜煤、暗煤、丝炭等薄层或透镜体交互而成。
条带状结构明显,常具棱角状或参差状断口,性脆。
半暗型煤:
光泽较弱,主要为暗煤。
亮煤、丝炭呈条带或透镜体互层,有时比较均匀,只夹一些镜煤的细线理。
比较坚硬,断口呈参差状,条带状结构明显,内生裂隙不发育。
暗淡型煤:
光泽暗淡,主要由暗煤构成,偶夹镜煤和丝炭的透镜体或线理状夹层。
常呈粒状、均一状、线理状结构,多为块状构造。
坚硬、韧性大,内生裂隙不发育,常为棱角状或参差状断口。
四、结构和构造
1、结构
条带状结构:
煤的组成部分相互交替成条带状,向一个方向延伸。
多见于中变质的烟煤,褐煤中不明显。
按条带宽窄又分为:
宽条带状大于5毫米
中条带状3-5毫米
细条带状1-3毫米
线理状小于1毫米
均一状结构:
煤的组成部分较单纯、均匀。
多见于腐泥煤、腐植腐泥煤和腐植煤的光亮型煤。
木质结构:
煤的外表具有木质组织的结构。
褐煤中常见,有时也见于低变质烟煤中。
纤维状结构:
为丝炭所特有的结构,似细长的纤维束向一个方面延长。
粒状结构:
煤表面粗糙,由大量稳定组分或矿物质所造成。
常见于半暗型或暗淡型煤。
叶片状结构:
煤的断面表现为许多薄片。
多见于某些残植煤,如角质残植煤。
透镜状结构:
镜煤、丝炭或粘土矿物、黄铁矿等呈透镜体薄层夹于半暗型煤、暗淡型煤中。
2、构造
层状构造:
层理是煤层的主要构造标志。
凡具有水平层理、水平波状层理和斜波状层理的称层状构造。
块状构造:
煤的外表致密均一,不显层理的称块状构造。
多见于腐泥煤和腐植腐泥煤,某些暗淡型煤也具有块状构造。
煤在各种方式的应力作用下,受破坏而形成构造煤。
它可为煤层的一部分,也可为全煤层。
构造煤发育有密集的近于平行的劈理和强烈的层间揉皱构造,大多数失去原生结构,而具有碎裂状、砂糖状、土状、鳞片状、并有揉皱镜面等特殊结构特点。
构造煤一般松散易碎,手捻即可成煤粉。
构造煤按其破碎程度可分为三种:
碎裂煤:
与上下分层整合接触,煤被密集的相互交叉的裂隙切割成碎块,碎块保持尖棱角状,互相之间没有大的位移,仅在剪性裂隙表面煤被磨成细粉。
煤岩类型界线清晰,原生条带结构断续可见。
碎粒煤:
煤已破碎成粒状,大部分颗粒已磨去棱角并重新压紧。
光泽暗淡,构造镜面发育。
为统一描述起见,规定其主要粒级在1毫米以上,与上下分层呈构造不整合接触。
糜棱煤:
这种煤是在强烈形变和发生塑性流动下造成的。
已破碎成细粒状并重新压紧。
肉眼常可见流动构造,如长条状颗粒的定向排列等。
糜棱煤光泽暗淡,构造揉皱镜面发育。
规定主要粒度在1毫米以下。
与上下分层呈构造不整合接触。
构造煤按其受构造变动所产生的形态特征有下列几种:
揉皱煤:
由煤的条带状结构形成强烈的小褶皱称为揉皱煤。
鳞片煤:
煤受破碎再压紧形成片理,貌似鱼鳞,其颗粒可是碎粒状或糜棱状。
鳞片方向往往斜穿层理。
镜面和揉皱镜面:
由于塑性流动的结果,常使大量镜面状的擦光面发生揉皱。
反映塑性流动的流层以磨光镜面相隔,流层方向常与层理斜交。
镜面可同时产生在煤层伪顶、底板,及夹矸、包裹体、结核等的接触面上。
五、颜色
褐色、深褐色、黑褐色;
黑色、深黑色、灰黑色;
深灰色。
六、条痕色
浅褐色、黄褐色、褐黑色;
灰色。
七、光泽
弱沥青光泽、沥青光泽、强沥青光泽;
弱玻璃光泽、玻璃光泽、强玻璃光泽;
金刚光泽;
似金属光泽。
八、硬度和坚硬程度
1、硬度
指用标准矿物刻划煤所测定的相对硬度。
在各种煤岩组分中,暗煤比亮煤和镜煤硬。
煤化程度低的褐煤和焦煤的硬度最小,约2-2.5,无烟煤的硬度最大,接近4。
2、坚硬程度
指煤抗外力敲击的强度。
可分为三级:
坚硬:
用地质锤敲击,煤块一般不破碎。
半坚硬:
用地质锤敲击,煤可破碎成小块。
松软:
用手捻即可使煤块变形或成煤粉。
九、断口:
贝壳状断口:
形如贝壳。
在腐泥煤、光亮煤和无烟煤中常见。
是均匀煤的特征。
眼球状断口:
煤的断裂面上呈圆形或椭圆形似眼球状的表面,常见于均一且脆度较大的镜煤中。
阶梯状断口:
由两组以上的裂隙面相交而成,形似阶梯,在条带状烟煤中常见。
参差状断口:
煤表面凹凸不平。
棱角状断口:
由几个破碎面相交而成,呈棱角状。
在不均一的亮煤中常见。
平坦状断口:
断面平整光滑。
十、裂隙
1、内生裂隙
主要出现在较均匀致密的煤分层中,垂直或大致垂直层理面。
裂隙面平坦,常伴有眼球状断口,有时为矿物薄膜充填。
裂隙面常成相互垂直或斜交的两组,一组较密,一组较稀。
2、外生裂隙
可出现在煤层任何部位,并同时穿过几个分层,可以不同角度斜交层理面。
裂隙面上有各种波纹状、羽毛状滑动痕迹,可以为次生矿物或煤屑充填。
外生裂隙有时沿着内生裂隙发生,使之深化。
主要外生裂隙组的方向常与附近断层方向一致。
煤沿裂隙发生破裂,常构成板状、柱状、立方体状、平行六面体状等几何形态。
描述裂隙时,用X/5cm来表示在5厘米的长度内裂隙的条数。
十一、包裹体
包裹体是指泥炭层在堆积过程中,由于水流的搬运。
而混入的泥质岩、粉砂岩、炭质泥岩或石英岩、花岗岩等的碎块。
例如漂砾即是。
应记录包裹体的岩性和长短轴大小。
十二、结核
煤层中常见有黄铁矿质、白铁矿质、方解石质、白云石质、菱铁矿质及硅质等不同矿物成分的结核。
结核外形有透镜状、球状、瘤状、豆状、鲕状等等。
记录其岩性、长短轴大小、以及与层理面的关系(平行、垂直或斜交)。
“煤核”系指煤层或煤层底板中经矿化的植物遗体,一般保存有十分完整的植物组织结构。
十三、动植物化石
记录植物化石的根、茎、叶部及不完整动物化石的所属部位,化石所在层位。
动物化石要求鉴定到“类”,完整植物化石鉴定到“属”。
十四、绘制煤层柱状图
柱状图比例尺一般为1:
50或1:
100。
图中应包括孔号、煤层号、孔深、煤层结构,分层厚度、宏观煤岩类型及其厚度、构造煤夹层(如全层均为构造煤则不再划分煤岩类型)、包裹体、结核、动植物化石所在部位等。
几种图例规定如下:
《煤炭资源勘探煤样采取规程
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- 关 键 词:
- 煤炭资源 勘探 采取 规程 87