富锂煤层碎屑物源探讨——以平朔矿区安家岭煤矿太原组煤层为例

平朔矿区安家岭煤矿太原组煤层中Li, Al等有益元素的富集主要受陆源碎屑的影响,为明确其物源区,以煤层顶、底板和夹矸样品为研究对象,利用岩石薄片、ICP-OES、ICP-MS等方法对4,8,9和11号煤层的顶底板和夹矸的岩石学和地球化学特征进行分析,进而探讨了其物源属性。岩石学结果表明,研究区砂岩样品中碎屑成分以石英和岩屑为主,杂基含量低,胶结类型主要为钙质胶结。地球化学结果显示,研究区样品主要成分为SiO_2和Al_2O_3,其他元素的含量都比较低。微量元素Li在各个煤层顶底板和夹矸中的富集系数变化较大,其中11号煤层样品中Li富集程度最高,9号煤层样品中相对富集,8号煤层样品中表现为相对亏损,4号煤层3个样品中仅有夹矸样品富集,顶底板样品均不富集。其余微量元素表现为Th, Hf, Zr和Nb等相对富集,Co, Sc, Cr, Ni, V,Rb, Cs和Ga等元素相对亏损。根据元素质量分数比值等地球化学参数和SiO_2-TiO_2,Hf-La/Th,∑REE-La/Yb, Dickinson图解及DF_((A-P)MT)图解,结合区域地质背景,研究区富Li和不富Li的煤层顶底板和夹矸中碎屑物质主要来源于华北北缘的内蒙古隆起。这2类煤层顶底板和夹矸的源岩类型都是以长英质火成岩为主。相较于富Li煤层顶底板和夹矸,不富Li煤层样品的源岩中有更多沉积岩的加入。     

煤中稀土元素研究现状及展望

稀土作为战略资源广泛应用于国防工业和高科技领域,我国作为稀土生产和出口大国,传统稀土储量日益减少。因此扩大我国稀土资源储量具有重要的经济价值和战略意义。稀土元素在特定的地质条件下可以在煤中富集,甚至达到工业品位。近年来,煤地质学家对煤中稀土元素开展了大量研究工作,取得了丰硕的研究成果。实测了新疆、鄂尔多斯、青海木里、宁夏鸳鸯湖等地125个样品中稀土元素含量,并结合前人资料对煤中稀土元素分布特征、赋存状态、富集影响因素、燃烧过程中迁移规律以及粉煤灰中稀土元素赋存状态和分离提取方法进行总结,为煤和粉煤灰中稀土元素的资源化利用提供理论依据。我国煤中稀土元素含量远高于美国煤中稀土元素含量,二连盆地-海拉尔盆地和西南川滇桂地区是我国两大煤中稀土元素成矿带。稀土元素在煤中主要以稀土矿物、有机化合物以及离子吸附的形式存在。煤中稀土元素的富集可能是不同时期沉积物源、搬运介质、沉积环境、风化淋滤和岩浆活动相互叠加的结果。煤燃烧过程中,稀土元素作为非挥发性元素在飞灰和底灰中进一步富集。粉煤灰中稀土元素赋存在玻璃体、含稀土矿物和非晶碳中。不同类型和来源的粉煤灰可能适用于不同的物理分选和化学提取方法。我国作为...     

任家庄井田晚古生代煤系战略性金属元素富集特征

煤系是战略性金属矿产增储的重要来源。宁东煤田煤炭资源丰富,部分地区煤中富集战略性金属。以宁东煤田任家庄井田煤系为研究对象,系统采集主煤层剖面煤样、夹矸及顶(底)板样,采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)、X-射线荧光光谱(XRF)和X射线衍射(XRD)进行了系统的矿物学和地球化学测试分析,查明常量元素和微量元素分布及富集情况,讨论战略性金属元素富集成因并进行物源分析。结果表明,任家庄井田石炭-二叠纪煤系富集战略性金属矿产,太原组和山西组煤中战略性金属元素整体含量水平较高,以Li-Ga-Zr(Hf)-Nb(Ta)-Th(U)-Pb及REY共富集为特征,且顶底板及夹矸更为富集。其中：5号煤层Li、Ba高度富集,Rb、Zr富集;9号煤层Li高度富集,Zr、Hf、Th富集;9^上煤层微量元素含量整体相对较低,Cr富集。5号煤层和9号煤层战略性金属元素富集程度较9^上煤层更好。5号煤层和9号煤层灰基Li、Ga均达到了开发利用品位,5号煤层灰基REY也达到了开发利用品位,具有良好开发利用前景。基于元素赋存特征、沉积环境、构造演化的综合分析,认为任家庄井...     

河南省焦作煤田煤中锂元素含量赋存情况初步探讨

在焦作煤田的部分矿井、勘查区采取了煤炭、煤层顶底板及夹矸样品,获得了样品中锂元素的含量数据。对焦作煤田主采煤层、顶底板及夹矸中锂元素的含量情况做出了初步评价,为日后煤中锂元素的赋存状态、形成机理的深入研究奠定基础,为焦作煤田煤炭资源的综合利用提供依据。     

鄂尔多斯盆地晚古生代煤中铀和钍的含量与逐级化学提取

运用仪器中子活化分析(INAA)、高分辨率电离耦合等离子体质谱(HR ICP-MS)和逐级化学提取(SCEP)对鄂尔多斯盆地晚古生代煤、顶板、底板、夹矸和黄铁矿结核中U和Th含量及其分布规律进行了研究．发现鄂尔多斯盆地晚古生代煤中没有明显富集U和Th．煤中的U主要赋存于硅铝化合物和有机质结合态中，Th主要赋存在硅铝化合物结合态中．煤层顶板中的U和Th主要分布在硅铝化合物结合态中，并且顶板中的有机质对U的赋存状态起重要作用．无论是煤层或顶、底板，U和Th以可溶态、离子交换态、硫化物和碳酸盐结合态存在的很少．山西组中的煤层顶、底板和太原组黄铁矿结核中的Th/U值大于4．8，相对富集Th；而山西组煤层和夹矸、太原组顶、底板、夹矸和煤层的Th/U小于4．8，相对富集U．     

百色盆地古近纪煤中战略性金属铯富集的控制因素

在特定的地质条件下,煤中可以富集战略性金属元素并形成煤系战略性金属矿床。煤系战略性金属矿产的研究已成为当前煤地质学研究的主要方向之一。沉积源区物质的输入是影响煤中战略性金属元素富集的主要影响因素之一。运用X射线衍射分析(XRD)、带能谱的扫描电镜(SEM-EDS)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、X射线荧光光谱(XRF)等技术对广西百色盆地那读组下百岗段主采煤层样品进行了矿物学和元素地球化学研究,并探讨了物源区供给对该煤田煤中战略性金属铯富集的控制作用。结果表明：百色盆地古近纪煤中的矿物以伊利石、高岭石和石英为主,主要来源于盆地周缘三叠系碎屑岩风化产物;盆地西部煤层与东部煤层相比,具有相对高的黏土矿物含量;仅在盆地东部的州景4号和5号煤层中检测到了碳酸盐矿物方解石。与世界低煤阶煤均值相比,百色盆地古近纪煤中富集元素铷(Rb)、锑(Sb)和铯(Cs);但盆地西部的煤层中较为富集元素Rb和Cs,盆地东部的煤层较为富集元素Sb, Cs和U,并且Cs的富集不仅存在于煤中,也存在于顶底板和夹矸中,且顶底板和夹矸中Cs的含量要远高于煤中的,通过相关性分析Cs主要与黏土矿物相关,通过扫描电镜观...     

铜川矿区韩古庄-演池勘探区含煤岩系中镓分布特征

为了评价韩古庄-演池煤田勘探区含煤岩系中镓的资源潜力,统计了该勘探区的煤田地质资料与试验结果数据,对该勘探区石炭-二叠纪含煤岩系中镓的分布特征、影响因素及地质成因进行了分析。结果表明:该勘探区煤层、顶底板及夹矸中的镓富集明显,下部煤层及顶底板、夹矸中镓含量的加权平均值均超过了镓的边界品位,镓含量在垂向上随着煤层层位的降低而递增,且同一煤层底板中镓的含量较顶板和煤中高,平面上东部较西北部高。太原组底部的铝土质泥岩为镓的主要物质来源,石炭-二叠纪期间的成煤环境决定了镓的富集,构造运动为镓的富集创造了有利的沉积环境条件。     

江西省丰城矿区曲江井田煤质特征

总结了江西省丰城矿区曲江井田的煤质特征，研究了煤层，夹矸及顶底板中镓含量的分布规律和富集原因，并对该区今后找煤工作提出了一些看法。     

西山煤田马兰矿区8号煤及其夹矸的微量与稀土元素地球化学特征

运用X射线衍射分析(XRD)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)及常规化学分析方法对马兰8号煤顶板、煤样、夹矸及黄铁矿结核中的矿物组成、微量与稀土元素及常量元素等地球化学特征进行了分析。结果表明,与美国大部分煤、中国大部分煤及华北石炭二叠纪煤对比：煤样中富集Li、Zn、Ga、Sr、Hf、U、Zr、W、Sn和REEs等元素;顶板样品中富集V、Cr、Zn、Rb、Cs、Sr、Hf、U、Zr、W、Tl、Pb、Ni和REEs等元素;夹矸中富集Li、V、Cu、Ga、Sr、Ba、Hf、Th、U、Zr、Sn、W、Pb和REEs等元素;黄铁矿结核中富集Cr、Cu、As、Se、Cd、Sb、W、Tl和Pb等元素,其中有害微量元素V、Cr、Ni、Cu、Zn、As、Se、Ba、Th、Cd、Sn、Sb、Tl和Pb主要分布在黄铁矿结核、顶板及夹矸中。稀土元素分布模式表明,煤层稀土元素主要来源于陆源碎屑,同时受海水的影响,不同分层受海水影响程度不同。稀土元素含量与灰分产率的相关性分析,以及与Al和Si等造岩元素含量的聚类分析表明,马兰8号煤层稀土元素主要赋存于黏土矿物之中。     

大同煤田8号原煤及风化煤中常量元素和稀土元素地球化学特征

运用电感耦合等离子质谱、XRD、XRF等技术手段测试了大同煤田太原组8号原煤及风化煤中常量元素和稀土元素含量,分析了常量元素和稀土元素在原煤及风化煤中的地球化学特性、赋存特征和指相意义。结果表明,太原组8号煤风化后,Fe2O3受后生黄铁矿影响含量明显增高;煤层风化过程中释放的部分Si离子以及大量不稳定物质的流失造成SiO2含量相对增大;Ca,Mg离子则被迁移至夹矸和顶底板中导致含量明显降低;除个别分层中出现明显镧系收缩效应,稀土元素含量明显增高;稀土元素赋存状态由碳酸盐及有机结合态转为铝硅酸盐矿物结合态、水合磷酸盐结合态和硫化物结合态,重稀土在煤层风化前后始终表现出与碳酸盐矿物的强烈亲和性;稀土元素与铝硅酸盐矿物的相关性可能与矿物的种类有关;常量元素灰成分参数和铈异常参数值在煤层风化后对原始沉积环境的指相意义不再明确;铕异常参数值不易受风化作用影响,仍可反映煤层的原始沉积环境。     

湘中煤层气井水力压裂改造效果初评

选择湘中涟源凹陷洪山殿矿区,实施煤层气"参数井+试采井"钻探,并采用电缆输送桥塞+射孔压裂联作工艺对该井4个煤层进行针对性改造。结合钻孔揭示煤系层结构及区域构造煤特点,选择尽量避开煤层主体,针对主力煤层顶底板、夹矸进行射孔,并制定合理的压裂方案。数据显示,煤层气井4层煤的压裂施工基本按照方案执行,达到了设计要求;结合区域资料及微地震监测数据分析,认为构造煤的"顶底板+夹矸"压裂效果存在一定差异,底板压裂优于顶板压裂效果。通过该煤层气井近5个月排采实践,初步证实湖南构造煤顶底板压裂效果明显,达到预期目标。     

浅埋深中硬厚煤层大采高综放开采实践

 放顶煤开采易受煤层埋深、硬度系数、节理裂隙发育程度、夹矸、顶底板条件等因素的制约和影响。柳塔矿12煤层属于浅埋深的侏罗纪煤层,节理裂隙不发育,硬度偏高,通过合理设备配套,优化回采工艺等措施成功解决了放顶煤开采回收率低及大块煤多的问题,该实践经验对于在浅埋深的中硬煤层中推广应用放顶煤开采技术,具有指导意义。     

上榆泉煤矿综放开采可行性研究

实验测试了上榆泉煤矿10号煤围岩物理力学特性．并对该煤顶底板岩性进行了岩性分析,从而研究确定了顶煤的冒放指数。研究结果表明：该煤层综放面顶煤冒放性较好;采高3m煤层中含有较厚夹矸,应选用大功率双滚筒采煤机进行割煤;该煤底板强度中硬,适合液压支架的运行。得出该煤适合采用综放开采的初步结论。     

沁水盆地晚古生代煤中稀土元素地球化学特征

摘要：研究煤中稀土元素对分析成煤环境具有重要意义。运用电感耦合等离子质谱、X射线荧光光谱、X射线衍射等方法分析了沁水盆地晚古生代煤及其顶底板炭质泥岩、粉砂岩、灰岩和黄铁矿脉中稀土元素的地球化学特征,探讨了煤中稀土元素的赋存特征及富集成因。结果表明,沁水盆地晚古生代煤中稀土元素含量整体较低,剖面上太原组煤中稀土元素的含量大于山西组,平面上具有南高北低的分布特征。煤中稀土元素主要赋存在粘土矿物和黄铁矿中,碳酸盐矿物和氧化物中稀土元素含量较低,相当部分的稀土元素赋存在有机质中。相关分析表明,稀土元素与Si、Al关系密切。研究认为,沁水盆地煤中稀土元素的富集受控于聚煤古环境,煤层及其顶底板岩石中稀土元素的来源具有一致性,成煤时期海水对泥炭沼泽的影响导致太原组煤中相对富集重稀土,但没有导致Ce的亏损。     

煤及燃煤产物中稀土元素的分布赋存特征研究进展

稀土元素因其特殊的性质被广泛用于永磁、冶金、储氢材料等领域,消费量逐年递增。我国是稀土元素储量大国,至2020年我国稀土元素矿产量在世界占比逐年下降,近几年有所回升,但仍需要寻找和开发其他可作为稀土元素供应源的材料。煤作为一种有机矿产,形成过程中可富集稀土元素。深入认识煤中稀土元素含量及赋存状态对后续研究其燃烧产物中稀土元素赋存和提取回收具有重要意义。国内外学者分时代、地区、煤级研究煤中稀土元素含量,对煤及其燃烧产物中的稀土元素赋存状态研究进行总结,并初步认识到我国煤及其燃烧产物中的稀土元素分布赋存特征。目前研究表明,中国煤中的平均稀土元素含量是世界煤中的平均稀土元素含量的两倍;晚二叠世时期煤中稀土元素相对富集;煤中稀土元素主要以硅酸盐态存在。稀土元素性质稳定,经过燃烧后可在燃煤产物中明显富集,主要富集在非磁性的细飞灰颗粒中。对于煤中稀土元素含量的统计应综合考虑样品来源矿区的覆盖率、样品处理方式、微量元素测试方式等因素,以提高统计数据的代表性和准确性。综合直接观测、表征测试方法、逐级化学提取法及数理统计方法以推测得到较为可靠的赋存状态。我国煤炭消费量可观,能源供应以火力发电为主,燃煤产...     

西山煤田古交矿区8号煤层煤中锂的赋存规律

为了研究西山煤田古交矿区8号煤层煤中锂的赋存规律,从古交矿区镇城底、屯兰、马兰、西曲、东曲、嘉乐泉等6座煤矿8号煤层采取37个刻槽煤样,通过光学显微镜、扫描电镜、X射线粉末衍射和电感耦合等离子体质谱等技术对这些样品进行分析。结果表明:8号煤层锂含量在7.5~282.0×10~(-6),平均79.5×10~(-6),其中马兰煤矿8号煤中锂的平均含量为151.7×10~(-6),达到了煤中锂的综合利用品位(120×10~(-6));煤中锂含量与灰分高度正相关,垂向分布上,在煤层夹矸或靠近夹矸、顶底板的样品中含量相对较高;煤中锂元素主要赋存在无机组分中,且与镓、钍元素高度正相关。     

保德煤矿松软厚煤层开采方法适用性评价

神东矿区在厚煤层开采时主要采用大采高一次采全高与放顶煤开采两种回采工艺,因其回采工艺的不同,对煤层的适应性也不同。本文以神东煤炭集团保德煤矿8^#煤层为工程背景,在已经开采结束的多个工作面在采用大采高一次采全高与放顶煤开采期间,着重对矿压进行统计,结合类似矿井的矿压情况,分析得出大采高开采矿压大、易出现强矿压现象。对保德煤矿8^#煤层未开采区,从煤层、构造、顶底板、回收率等多角度进行综合评价。研究结果表明：该煤层较厚度,煤厚变化明显,平均倾角9°,裂隙发育且煤质与顶板板软,这些条件有利于采用放顶煤开采;煤层中含夹矸层数多,但夹矸主要为泥岩,据以往经验,夹矸对放煤影响不大。同时,对两种开采方法进行经济比较,若采用大采高开采,投入要远大于收益。因此,综合对比技术和经济方面,8^#煤层未采工作面适宜采用放顶煤开采。     

涟邵煤田北段煤层构造夹矸的成因及特征

涟邵煤田北段测水煤系的主要可采煤层为5煤(或3煤),煤层构造夹矸主要有椭球状、透镜状、不规则状三种.通过对煤层构造夹矸的各种类型特征描述,对煤层构造夹矸的形成机制进行了探讨,认为煤层构造夹矸主要由顺层滑动构造形成,主要成因模式有顶板嵌入型、底板嵌入型和构造分异重组型.构造夹矸一般不具对比意义,对煤质及煤层开采有一定影响.     

鹿台山矿煤层瓦斯抽采难题与对策分析

文章以典型瓦斯矿井——鹿台山矿为工程背景,以现场实测、实验室试验和理论分析为主要研究手段,对该矿煤层瓦斯的放散特性、抽采问题进行了较系统的分析研究。结果表明:鹿台山矿煤层的瓦斯放散性能较好;煤层内含有的丰富微结构有利于煤层的透气性发展,而其内含有的夹矸层则不利于煤层的透气性发展;煤层内含有的较大尺度微结构内富集的瓦斯、夹矸层与煤层顶底板形成的封闭结构内富集的瓦斯均是可能导致矿井发生疑似动力现象的"源";进行瓦斯抽采时若增加钻孔直径、减小钻孔间距将会增加瓦斯抽采的效率,而增加钻孔长度所取得的抽采效果提升则可能不明显。     

急倾斜煤层顶煤可放性评价模型及应用

急倾斜煤层巷道放顶煤开采顶煤可放性受到煤层强度、开采深度、煤层厚度、倾角、顶底板条件、夹矸、其它开采条件等因素的综合影响。在巷道放顶煤工业性试验及开采实践的经验和统计数据分析的基础上，构造了顶煤可放性影响因素的评价函数，建立了灰色－模糊评价模型。实际应用表明，该模型准确、简便，对于急倾斜煤层巷道放顶煤开采设计与生产管理具有重要的指导作用。