* ðộ ẩm phõn tớch (W pt): ðộ ẩm phõn tớch của than khu Bỡnh Minh biến ủổi từ 12,11 ủến 26,57%; trung bỡnh là 20,12%
* ðộ tro khụ (Ak): ðược xỏc ủịnh theo hai chỉ số
ðộ tro trung bỡnh cõn (Aktbc) và ủộ tro hàng húa, kể cả ủộ làm bẩn (AkHH); ủộ tro trung bỡnh cõn ủược tớnh toỏn ở những ủiểm vỉa cú trờn 2 mẫu phõn tớch Ak và tớnh theo công thức:
Aktbc = Ak1m1 + A2m2 + … + Ak nmn m1 +m2 + …+ m n
Trong ủú: Ak1… Akn là ủộ tro khụ tại cỏc mẫu 1,2…n m1, m2 ….mn là chiều dài các mẫu 1,2….n
Ở khu Bỡnh Minh ủộ tro trung bỡnh cõn của than biến ủổi từ 5,5-26,5% , trung bỡnh 12,12 %; riờng vỉa 3: Aktbc biến ủổi từ 5,00% + 16,74%, trung bỡnh 7,85%; vỉa 4:
Aktbc biến ủổi từ 5,30 – 23,41%, trung bỡnh 10,77.
+ ðộ tro hàng húa (AkHH): ủược xỏc ủịnh tại những ủiểm vỉa cú cấu trỳc phức tạp và ủược xỏc ủịnh theo cụng thức:
AkHH = Ak1 m1d1 + Ak2m2d2 + … + Aknmndn m1d1 + m2d2 + … + mndn Trong ủú:
- Ak1, Ak2, Ak3 … Akn là ủộ tro của than và ủỏ kẹp tại cỏc ủiểm 1, 2, … , n
- m1, m2 … mn là chiều dày của than và ủỏ kẹp tại cỏc ủiểm 1, 2,… n (chiều dày ủỏ kẹp lấy theo hướng dẫn của quy phạm 1970 của Tổng cục ủịa chất)
- d1, d2,……, dn là tỉ trọng của than và ủỏ kẹp tại cỏc ủiểm 1,2,…n (cỏc chỉ số phõn tớch mẫu ủỏ kẹp)
Ở khu Bỡnh Minh chỉ cú vỉa 3 và 4 ủược tớnh ủộ tro hàng húa, cũn cỏc vỉa khỏc ủược xỏc ủịnh theo ủọ tro trung bỡnh cõn.
Với vỉa 3: AkHH thay ủổi từ 7,68% - 22,58% trung bỡnh 15,11
Vỉa 4: AkHH thay ủổi từ 8,8% - 23,41%, trung bỡnh 12,78%; sự chờnh lệch giữa Aktbc và AkHH thường từ 2 – 4%.
So với quy ủịnh, than khu Bỡnh Minh núi chung và vỉa 3, 4 núi riờng thuộc loại than cú ủộ tro thấp ủến trung bỡnh (Ak < 16%) và sự chờnh lệch giữa ủộ tro trung bỡnh cõn và ủộ tro hàng húa khụng cao (thuộc loại than ớt bị làm bẩn)
* Nhiệt lượng: Nhiệt lượng khô(Qk) = 3961 +6831 kcal/kg, trung bình 5839 kcal/kg; nhiệt lượng của khối cháy Qch= 5311+ 7048 kcal/kg, trung bình 6585 kcal/kg.
Nhìn chung lượng nhiệt giữa các vỉa than ít chênh lệch nhau.
Bảng 4.7. Các thông số chất lượng cơ bản của than Kết quả
Số TT
Chỉ tiêu
Từ-ủến Trung bỡnh
Ghi chú 1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Wpt(%) Ak(%) Vk(%) Vch(%) Qk(kcal/kg) Qch(kcal/kg) Sch(%) P(%)
Tỷ trọng(g/cm3) Thể trọng(t.m3) T1
T2
8,93-28,5 2,48-35,35 31,22-48,31 39,55-56,86 3961-7150 5311-7338 0,25-2,80 0,00-0,09 1,21-1,5
17,68 11,84 42,86 48,48 6022 6641 0,53 0,07 1,34-1,25
1220 1260 1345
* Chất bốc (V):
- Chất bốc khô Vk = 35,40 +48,23 %; trung bình 43,20 %
- Chất bốc của khối cháy Vch = 42,66 – 51,74 %; trung bình 48,54%; và có xu hướng giảm dần từ vỉa 14 ủến vỉa 2, trung bỡnh giảm từ 50% xuống 47%.
* Lưu huỳnh (S):
Cỏc mẫu than ở ủõy chỉ phõn tớch ủược chỉ số lưu huỳnh chung(Schg) kết quả Schg = 0,12 + 2,8%, trung bình 0,56%; riêng với vỉa 3 và 4, Schg = 0,34-0,40%. Theo quy ủịnh của khu Bỡnh Minh thuộc nhúm ớt lưu huỳnh (<10%)
* Phốt pho (P): ðược xỏc ủịnh chủ yếu ở vỉa 3, 4; kết quả cho P= 0 – 0,07%, trung bình 0,01%.
* Tỷ trọng: Hầu hết cỏc mẫu húa than ủều ủược phõn tớch tỉ trọng (d) và ủược tính theo công thức:
Dn = aA + B Với a = n∑AiDi - ∑Ai∑Di n∑Ai2 - (∑Ai)2 b= ∑Ai2∑Di - ∑Ai∑AiDi ∑Ai2 – (∑Ai)2
Bảng 4.8. ðộ tro trung bỡnh cõn và ủộ tro hàng húa tất cả cỏc lỗ khoan.
Số
TT Vỉa
Tên
LK ðộ tro Chênh lệch
Số TT
Tên vỉa
Tên
LK ðộ tro Chênh lệch
Aktbc AkHH Aktbc AkHH
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 35 26 27 28 29
V.3
V.3 60 61 62 69 64 80 65 70 54 55 44 56 28 72 46 26 59 21 82 19 73 9 76 12 77 13 84 20 71b
6,07 6,27 7,00 6,07 7,08 5,10 15,74 9,77 7,06 7,31 5,45 9,11 6,07 4,00 5,01 8,60 6,49 8,13 9,17 6,13 10,03 8,59 5,66 7,57 4,66 9,67 9,34 10,08
11,21 9,45
10,54
7,20 10,33
7,68 11,33 10,47 16,05 14,39
12,80 9,23 11,83 10,10
0,97 2,37
0,77
1,75 1,22
1,67 2,73 3,98 7,92 4,22
4,21 3,57 4,26 5,44
30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58
V.4
V.4 74 33 34 60 69 79T 58 64 80 65 70 55 44 28 57 72 46 26 59 21 82 73 9 76 12 77 13 84 71b
7,24 7,55 5,30 11,36 6,04 19,84 9,92 9,69 6.09 10,29 5,72 14,52 6,47 6,14 5,52 7,70 6,83 12,93 14,51 5,58 7,16 12,21 17,47 21,29 23,41 9,25 7,72 6,79 10,14
17,62 17,78 22,58
9,38
14,63 18,06
23,93
9,46
10,27 8,66 5,68
3,66
1,70 3,55
2,74
1,74
Bảng số 4.9. Thể trọng trung bình của than mỏ Bình Minh
Số Tên Số hiệu AKi (AKi)2 Dn AKi.Dn1 Ghi chú
TT lỗ khoan mẫu (%) (%)
1 2 3 4 5 6 7 8
1 LK.58 H.333 7,49 56,10 1,22 9,14
2 LK.80 H.627 19,84 393,62 1,33 26,38
3 H.628 5,86 34,34 1,30 1,62
11 LK.46 H.232 7,03 49,42 1,24 8,72
12 H.233 6,85 46,92 1,25 8,56
13 234 6,25 39,06 1,25 7,81
14 236 13,67 186,87 1,24 16,95
15 238 6,51 42,38 1,24 8,07
16 242 5,22 27,25 1,23 6,42
17 LK.59 H.354 15,71 246,80 1,35 21,02
18 356 4,14 16,14 1,30 5,38
19 358 14,66 214,92 1,26 18,47
20 359 5,50 30,25 1,29 7,09
21 363 5,17 26,73 1,21 6,26
22 365 4,23 17,89 1,24 5,25
23 LK.9 H. 73 6,32 39,94 1,22 7,71
24 98 15,17 230,13 1,25 18,96
25 99 9,03 81,54 1,27 11,47
26 100 3,65 13,32 1,24 4,53
27 LK.9 H.105 4,91 24,11 1,24 6,09
28 LK.12 H.185 8,80 77,44 1,34 11,79
29 Lk.13 H.216 12,35 152,52 1,21 14,94
30 LK.13 217 11,56 133,63 1,25 14,45
31 LK.74 H.561 10,14 102,82 1,28 12,98
32 562 6,40 40,96 1,22 7,01
33 563 5,76 33,18 1,24 7,14
34 564 5,10 26,01 1,25 6,38
ΣΣΣΣ 607,34 6331,30 94,30 767,79
Ai, Di là ủộ tro và tỷ trọng của từng cặp chỉ số phõn tớch, n là số lượng mẫu phõn tích Ak và Dn
Kết quả phân tích 34 mẫu tỷ trọng ở 8 lỗ khoan tại các vỉa 3 và 4 cho thấy:
Dn = 0,0026 + 1,23; tỷ trọng của than ủược xỏc ủịnh là Dn= 1,25
* Thành phần các nguyên tố tạo than:
Chủ yếu ủược phõn tớch ở vỉa 3 và 4; kết quả như sau:
- Cacbon (C) : Ck = 44,95 + 68,55 trung bình 58,30%
C ch = 46,66 + 74,97% trung bình 63,73%
- Hydro (H) : Hk = 1,86 + 5,40% trung bình 3,24%
H ch = 2,10 + 6,05% trung bình 3,56%
- Nitơ (N) : Nk = 0,36 + 2,30% trung bình 0,92%
Nch = 0,43 + 2,33% trung bình 1,03%
- Oxi (O) : Ok = 19,54 + 42,84% trung bình 28,05%
Och = 21,34 + 48,91% trung bình 31,55%
- Chỉ số C/H = 11+19 - O + N = 22,7 + 50,2
* Các nguyên tố khác:
- Trong than có một số nguyên tố hiếm có hàm lượng trung bình vượt trị số Clark nhiều lần như Gecmani, Galium, Vanadi.
- Acithumic(mựn cõy): trờn cơ sở xỏc ủịnh 42 mẫu than ở vựng Bỡnh Minh dưới tỏc dụng của KOH và HNO3 thấy rằng: than tại cỏc vỉa 11, 12, 13, 14 ủều cú phản ứng dương (bột than chuyển thành dạng huyền phù màu vàng nâu) với HNO3, KOH (10%) ngay cả trường hợp khụng phải ủốt núng (trong thời gian 1 phỳt) với vỉa 3 và 4 thỡ chỉ xảy ra phản ứng dương khi ủốt núng; ủiều ủú cho thấy than chứa nhiều axit mựn cõy, nghĩa là than ủang cũn ở giai ủoạn than nõu.
* ðặc ủiểm tro than: Trờn cơ sở phõn tớch ủộ tro của 51 mẫu than tại 19 lỗ khoan mà chủ yếu ở các vỉa 3 và 4, kết quả cho thấy:
Hàm lượng Al2O3 biến ủổi từ 1,87 – 28,77%
SiO2 5,30 – 62,56%
Fe2O3 3,48 – 14,76%
CaO 1,29 – 35,10%
MgO 0,64 – 24,39%
MnO 0 – 0,38%
TiO2 0,22 – 4,50%
Nhiệt ủộ núng chảy của tro than ủược tớnh theo cụng thức:
TO C = 100K +1200; K = A B Trong ủú:
A (Nhóm oxit khó nóng chảy)= OSi O2
OAl2O3
B (Nhóm oxit dễ nóng chảy) = OAl2O3
OFe2O3+OCao+OMgO+OMnO+OTiO2
Kết quả thực nghiệm cho thấy khi K=1 thỡ nhiệt ủộ núng chảy của tro than tương ủương với 1300OC, khi K=2 thỡ T= 1400OC, K=3 thỡ T=1500OC; như vậy nhiệt ủộ núng chảy của tro than khu Bỡnh Minh tập trung trong khoảng 1300OC ủến 1500OC, thuộc loại nóng chảy trung bình– cao. Ngoài ra trên cơ sở phân tích quang phổ cho thấy than vùng Bình Minh nghèo nguyên tố xạ hiếm(tuy nhiên một số mẫu lại có hàm lượng gecmani, coban khá cao: 5.10-3)
Bảng 4.10. Nhiệt ủộ núng chảy tro than tại vỉa 3, 4 (toc) Số TT Tên lỗ
khoan
Vỉa 3 Vỉa 4 Ghi chú
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
LK58 64 80 54 70 26 59 21 13 32 74 23 34
1471 1469 1297 1543 1424 1438 1666 1314 1540 1504 1396 1347 17409
12
1374 1270
1389 1497 1305 1375 1271 9481
7
Cỏc ủiểm cú trị số K>= 5 tức To>= 1700o C ủều ủó
loại bỏ vỡ khụng ủỳng thực tế do phân tích sai.
4.2.2. Vấn ủề biến chất than: Việc xỏc ủịnh mức ủộ biến chất than (nhón than) ở vựng Bỡnh Minh ủược căn cứ vào những cơ sở sau:
- Tớnh chất vật lý của than, khả năng phỏt xạ, vi ủộ cứng chiết suất, phõn tớch nhiệt.
- Tớnh chất húa học của than chủ yếu là cỏc chỉ số về ủộ ẩm (Wpt), chất bốc (Vch), nhiệt lượng (Qch), hàm lượng cacbon (C), các chỉ số O + N.
Dựa theo tiêu chuẩn phân loại của V:V.Stanov (1957); O.A. Mixenko(1958); I.I.
Ammoxov(1961); Teichmuke và Ratteiski(1960) thấy rằng:
Vch thường từ 50% - 52%
Rmax thường từ 6,5 – 6 d.v Wpt thường từ 20 – 16%
Bột than khú tỏc dụng với KOH, HNO3 (10% lạnh), sự thay ủổi ủú thường theo tớnh quy luật, cứ xuống sõu 100m(gradient) ủộ ẩm (Wpt) giảm 0,7 – 1,4%; chất bốc (Vch) tăng 0,7 – 1,3%; Khả năng phản xạ(R) tăng 0,4 – 0,7 d.v
Bảng số 4.11. Bảng tớnh ủộ tro kể cả ủộ làm bẩn vỉa số 3 và 4 Số
TT
Số hiệu
LK
Chiều sâu trụ
vỉa
ðộ tro
Ghi chú
Số TT
Số hiệu LK
Chiều sâu trụ vỉa
ðộ tro
Ghi chú
1 58 177,9 11,21 15 84 265,6 16,52
2 64 164,0 9,45 16 20 368,5 14,26
3 56 195,1 10,33 17 74 305,4 17,6
4 46 371,8 7,68 18 47 417,0 16,12
5 26 281,3 11,33 19 32 324,3 11,06
6 59 247,4 10,47 20 33 311,0 17,08
7 21 240,4 16,05 21 34 306,2 22,82
8 82 258,2 14,39 22 44 194,9 7,2
9 70 202,2 10,54 23 28 160,8 9,38
10 9 413,9 12,8 24 82 237,7 14,63
11 76 298,5 9,23 25 73 250,3 18,06
12 12 273,1 11,83 26 13 264,3 23,93
13 77 278,2 10,1 27 47 394,65 9,46
14 13 290,6 11,79
Dựa vào bảng phõn loại của Liờn Xụ cũ, ủõy là loại than nõu – lửa dài(từ Б1- Б3) khỏ cứng và bền vững, mức ủộ than hoỏ cao, khả năng ủúng bỏnh thấp.
* ðặc ủiểm biến chất của than:
- Than cú ủộ biến chất thấp và cú xu hướng tăng dần theo chiều sõu.
+ Từ vỉa 1 ủến vỉa 9 than ỏnh.
+ Từ vỉa 10 ủến vỉa 14 than ỏnh mỡ.
- Theo bảng phõn loại của Mỹ thỡ than ở ủõy thuộc loại Subbituminous (nhúm C,B,A) và 1 phần thuộc loại Bituminous(nhóm C).
- Kết quả phân tích quang phổ các mẫu than cho thấy hàm lượng các nguyên tố hiếm rất thấp.
4.2.3. Nguồn gốc và ủiều kiện thành tạo than.
Nguồn gốc của thực vật tạo than rất phong phỳ, trong ủú chủ yếu là thực vật bậc cao, thõn gỗ giàu chất nhựa, sinh trưởng trong ủiều kiện khớ hậu nhiệt ủới núng ẩm; ủặc ủiểm này ủược phản ỏnh rất rừ về sự phong phỳ thể nhựa trong than, húa thạch của những cá thể dạng Fuzinit, Semifuzinit, Fagceae(Di), Lauraceae(long não), Diospyros(thị), Quercus(sồi), Moraceae(dâu tằm), Ficus(thông).
Ngoài ra cũn tỡm thấy hoỏ thạch ủộng vật nhưng rất hiếm, hiện mới chỉ phỏt hiện 1 ủiểm hoỏ thạch ở LK47; trong lớp sột kết ủó gặp hoỏ thạch ủộng vật thõn mềm Anodenta sp. sinh sống ở môi trường nước lợ và nước ngọt.
Như vậy than mỏ Bỡnh Minh ủược thành tạo từ thực vật cú nguồn gốc tại chỗ trong ủiều kiện ủầm lầy nước ngọt và nước lợ, cú chế ủộ nước tương ủối ủầy ủủ và yờn tĩnh, mụi trường khử mạnh thuận lợi cho quỏ trỡnh keo hoỏ; ủến cuối thời kỳ chế ủộ ủầm lầy cú sự thay ủổi trở thành khụ cạn hoặc bị chuyển chế ủộ nước yờn tĩnh trở thành cú dòng chảy, thuận lợi hơn cho quá trình Fuzen hoá phát triển.
đánh giá chung về chất lượng than khu mỏ
1. Than khu mỏ Bỡnh Minh là loại than nõu(Б1- Б3) khỏ ủồng nhất về thành phần vật chất cũng như các tính chất hoá học, công nghệ;
2. Là loại than giàu thành phần vật chất vitrinit(khoảng 80%);
3. Than cú hàm lượng chất bốc cao, ớt lưu huỳnh, ủộ tro thấp, nhiệt lượng cao(so với cựng loại), khú bốc núng bốc chỏy, ủộ gắn kết tốt ; ủõy là những tớnh chất rất cú lợi trong cụng nghệ hoỏ học, chế biến, làm nhiờn liệu cho cỏc nhà mỏy nhiệt ủiện, xi măng.
4. Than của khu mỏ mặc dù tính chất luyện cốc không cao, nhưng cũng có thể sử làm chất phối liệu trong luyện cốc.
Với cỏc ủặc tớnh kĩ thuật và mức ủộ biến chất nờu trờn, than khu mỏ Bỡnh minh cú thể sử dụng làm năng lượng ủể vận hành cỏc nhà mỏy nhiệt ủiện là ưu thế, hoặc cú thể sử dụng làm phối liệu luyện cốc. Ngoài ra do than cú hàm lượng chất bốc, ủộ ẩm cao, mức ủộ biến chất thấp nờn thuận lợi cho cụng nghệ khớ húa than trong ủú cú cụng nghệ khớ húa than ngầm dưới lũng ủất (UCG).