鄂尔多斯盆地北缘—晋北地区

1.有关采样点煤炭资源洁净潜势

由于缺乏F的实测数据，故F不参与本次评价。17个采点煤样的综合指数计算结果及洁净潜势等级划分结果见表10-10。

表10-10 鄂尔多斯盆地北缘-晋北地区各采点样品中评价因子的含量（w_B/10^-6）及评价结果

注：S含量的单位为%。

（1）矿井采样点煤样洁净等级

汝箕沟原煤、白芨沟块煤的综合污染指数I为0.466，0.432，洁净潜势为Ⅱ级，属于较洁净煤等级。其中，只有极个别评价因子的浓度靠近或略大于允许浓度限值。其他各采点的原煤样，如马家塔2-2煤、忻州窑9煤、安太堡11煤、石嘴山一矿5煤、石炭井一矿及石炭井小煤窑的煤样，几乎都为较不洁净煤或不洁净煤，原煤中有害元素含量或多或少都超过最高允许浓度限值。

（2）选煤厂煤样洁净等级

从表10-10看出，只有太西选煤厂精煤（精末、精小粒、精大粒、汝箕沟精中粒）的污染综合指数I≤0.258，洁净潜势属于Ⅰ级，为洁净煤。精大粒中Pb含量较高，接近允许浓度限值，故其综合指数比其他粒级精煤要高。但从精末、精小粒到精中粒，污染程度综合指数逐渐减小，反映出较大粒级精煤相对洁净，这与第六章得出的结论基本一致。

太西、安太堡、大武口选煤厂煤泥的综合指数I＞0.748，洁净潜势为Ⅳ级，属于不洁净煤。前已述及，洗选过程中有害元素向中煤、特别是向煤泥中富集，与本章定量评价的结果高度一致。

安太堡精煤与大武口精煤虽不属于洁净煤，但其综合指数却比原煤小得多，由于其灰分产率、硫分均大于允许浓度限值，故被评价为较洁净煤。公乌素精煤的综合指数比原煤还高，究其原因，是部分有害元素（如Cl和Pb元素）可能呈有机态赋存，导致Cl的含量超过了最高浓度限值，故属于不洁净煤。由此说明，传统意义上的精煤并不等同于洁净煤。

（3）电厂原煤样洁净等级

石嘴山、上湾电厂原煤样均属不洁净煤，神头、大柳塔、海勃湾电厂原煤样为极不洁净煤。这些原煤都作为炉前煤直接燃烧，必然会对大气造成一定程度的污染。这五座电厂原煤样的洁净潜势等级，在一定程度上反映出我国电厂燃煤洗选率的实际。我国火电厂用煤普遍存在高硫、高灰的情况，劣质原煤和选煤厂中煤通常都被用于电厂发电，由此产生的环境问题应引起足够的重视。

2.有关井田煤炭资源洁净潜势

根据10个评价因子的评价结果，安太堡11煤和忻州窑9煤属于不洁净煤，如果进一步考虑其他有害元素，则其直接利用所产生的污染将会非常严重。但进一步分析，认为这两个煤层还是有洁净的潜势。

（1）安太堡井田11煤层

安太堡11煤层中有害元素的洁净潜势分析如下：

1）就所测的43种元素而言，含量相对较高或在煤中相对富集的有害元素有Sb，Ba，Se，Hf，Mo，Pb，Cd，Br，Hg和S，其他有害元素含量水平正常或较低，在加工利用过程中基本上对环境没有危害。安太堡11煤层被评价为极不洁净煤，就是由于其中的灰分产率及元素Hg，Se的含量超过最高浓度限值，硫与Pb含量大于允许浓度限值。

2）有害元素Sb，Ba，Se，Hf，Mo，Pb，Cd，Hg在煤中的赋存状态主要为无机态，与硫化物、粘土矿物、碳酸盐等有关，通过物理洗选绝大部分可以得到脱除。Br具体的赋存状态尚不明了（没有直接测定），一般认为与有机质有关（本次研究也是由间接方法推知），其环境效应有待进一步探究。

3）11煤层全硫加权平均含量为1.62%，属于中硫分煤。其中，有机硫加权平均含量为0.98%，占全硫的60%。因此，在煤炭洗选过程中至少有60%的硫分采用物理脱硫方法无法脱除，在利用过程中存在环境危害的潜势。采用煤中有效脱除有机硫或在利用过程中脱除硫分的方法，是降低11煤环境危害的可行途径。

4）有害元素U，As，Cr，Co，Br，Sb，P，Be，Pb，Mn，Zn和稀土元素的含量在接近顶底板分层中趋于增加，此外不同煤分层中有机硫的绝对含量和相对含量有所不同。第一、第三、第五及第六分层中有机硫都超过1.2%，因此，为了降低不同分层中有害元素及有机硫的含量，采用不同的脱硫与洗选方法，可考虑采用分层开采方式对11煤进行开采。

（2）忻州窑井田9煤层

忻州窑9煤层中有害元素的洁净潜势分析如下：

1）就所测的43种元素而言，除了有害元素As，Sb，Se，Co，Pb，Ni，Be，Cd，Hg及Br等以外，其他有害元素含量水平正常或较低，在煤炭的加工利用过程中基本上对环境没有危害。忻州窑9煤层被评价为污染性煤，也是由于其中的硫分及元素Hg，As的含量超过最高浓度限值造成的。

2）有害元素As，Sb，Se，Co，Pb，Ni，Be，Cd与Hg在9煤中含量相对较高或相对富集，主要是与后期成因的黄铁矿有关。Finkelman（1994）认为，后期成因的黄铁矿通过物理洗选绝大部分可以脱除。

3）9煤层全硫加权平均含量为3.37%，属于高硫分煤。其中，有机硫加权平均含量0.74%，占全硫的22%。由于无机硫对全硫的贡献较大，故大部分的硫可用物理方法脱除。但第一煤分层厚度占全层厚度的一半，其中有机硫的绝对含量高达1.09%，存在环境危害的潜势，可考虑在煤的利用过程中脱除硫分。

4）第一、三分层中黄铁矿硫占全硫的71%、67%，且灰分产率分别为15.74%、25.76%；而第二、四分层中黄铁矿硫仅占全硫的33%、13%，灰分产率分别为4.61%、5.42%；说明黄铁矿不但对全硫的贡献较大，也导致灰分产率的增高，这与显微镜下观察矿物主要为黄铁矿是一致的。因而，对煤中黄铁矿的深度破碎脱除，不但可以脱除硫分（无机硫），还可降低灰分产率。

3.区域煤炭资源洁净潜势

为了尽可能合理地评价研究区煤炭资源的洁净潜势，应对具体问题进行具体分析。安太堡煤做过模拟洗选实验，对其的评价应使用模拟实验的脱除率数据（第六章表6-6）。忻州窑9煤中参与评价的有害元素S，As，Hg，Cd，Se及Pb主要以后生成因的黄铁矿为载体，黄铁矿在洗选中绝大部分被脱除，因而在评价中对于硫应参考研究区黄铁矿硫的平均脱除率；As，Hg，Cd，Se及Pb则参考研究区煤中相应元素的最大脱除率（第六章表6-6），其他有害指标则参考有害元素洁净力预测数据（第九章表9-29）。

其他原煤样未作具体分析，评价时应依据有害元素的前述洁净力预测数据，即灰分产率，硫分，As，Hg，Cr，Cd，Se，Pb，Cl 及 Mn 的平均脱除率分别为60%，35%，63%，51%，55%，35%，30%，50%，15%及75%（第九章表9-29）。考虑到研究区煤中Hg基本上以无机态赋存，平均洗选脱除率较高（72.1%），故对Hg的评价应以此作为依据。

基于以上考虑，对研究区中被评价为较不洁净或不洁净煤等级的原煤及各电厂原煤进行洁净潜势预测，结果见表10-11。

表10-11 鄂尔多斯盆地北缘-晋北地区非洁净原煤洁净潜势预测及评价结果　（w_B/10^-6）

注：S含量的单位为%。

表10-11显示，属于较不洁净煤或不洁净煤等级的电厂原煤样和自然采点原煤样，在进行洁净潜势预测后的污染程度综合指数明显小于原煤的综合指数，不存在不洁净煤的等级。较洁净煤与较不洁净煤的数量比为8：3，仅有神头电厂、海勃湾电厂原煤以及马家塔2-2煤层为较不洁净煤。由于预测后的神头电厂原煤中Se及马家塔2-2煤中Hg的含量略高于最高浓度限值，海勃湾电厂原煤中Se和Cl略大于允许浓度限值，所以它们仍为较不洁净煤，但其综合指数已较接近于较洁净煤的浓度限值。预测后的另三个电厂原煤及其他自然采点的原煤样，均为较洁净煤，表明经过洗选之后，原煤的污染潜势都有大幅度下降，基本上达到了洁净的要求。

安太堡11煤原煤为不洁净煤，预测其洗选后的洁净等级为较洁净煤，这与上述安太堡精煤的洁净潜势等级一致，说明至少就研究区来看，对上述各有害元素洁净力的预测是较为准确的。

综上所述，研究区中部分原煤（煤层）虽被评价为较不洁净煤或不洁净煤，但经过洗选之后，基本上都有可能达到较洁净煤以上的洁净等级。