煤田地质与勘探

作者：齐争辉, 孙凡星, 王文龙, 黄春慧, 梁开华, 黄杨杨, 邵龙义,

关键词：高钠煤, 吐哈盆地, 大南湖矿区, 西山窑组, 富集机理, 脱钠,

背景大南湖矿区煤炭资源丰富，是新疆重要的煤电基地，但矿区煤中含量极高的钠元素，在煤炭燃烧时会造成沾污结渣现象，严重影响区内煤炭资源清洁高效利用。方法和结果以矿区各主采煤层为主要研究对象，进行工业分析和灰成分分析，发现矿区煤样具有低灰、低硫、高挥发分特征，灰成分中SiO2含量最高，其次为CaO、Al2O3和Fe2O3，其中Na2O平均质量分数为4.83%，是典型的高钠煤。区内煤灰中Na含量呈现显著的垂向分异规律，具有明显的随煤层深度增加而减少的趋势。根据研究区煤样工业分析与灰成分相关性分析，认为研究区煤中Na以有机钠为主，其次为水溶钠。结合成煤期沼泽环境和植物类型、成煤后地层演化规律以及地下水特征分析影响Na富集的地质因素。分析得出，区域内高盐度的地下水是矿区内煤中Na的主要来源，地下水条件决定矿区煤中Na的含量分布。结论对煤中Na的富集机理进一步研究，认为其来自矿区周缘岩浆岩体，经风化淋滤产出，随地表径流及降水进入凹陷内部，并从岩石裂隙进入地下水中，最终进入煤层中。矿区地下水因Na的进入而导致矿化度升高，高矿化度的地下水与煤层长期接触，煤中有机质官能团不断与水中的Na+结合形成有机钠，水溶钠则赋存在煤中丰富的孔隙结构中。适合矿区实际的脱钠方法主要有脱钠剂水洗和添加剂掺烧两种方法。采用低浓度有机酸和低浓度铵盐溶液作为脱钠剂，可以对煤中的有机钠和水溶钠进行精准脱除；合适比例的低钠煤掺烧和固钠剂添加也可以有效减轻或消除煤燃烧过程中的结渣问题。

来源：2025年第12期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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