李鵬然 忻州市煤田地質(zhì)勘探隊(duì)

忻州市煤炭賦存特征及其研究意義

李鵬然 忻州市煤田地質(zhì)勘探隊(duì)

根據(jù)地質(zhì)勘探資料和多年的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)忻州市含煤地層、地質(zhì)構(gòu)造、主要可采煤層及其分布特征進(jìn)行了綜合分析和研究，對(duì)忻州市煤炭資源的開(kāi)發(fā)利用起到積極的指導(dǎo)作用。

忻州市；煤炭賦存特征；煤礦建設(shè)；應(yīng)用

Xinzhou city; Coal occurrence characteristics; Coal mine construction; application.

概述

隨著煤礦企業(yè)兼并重組工作的進(jìn)行，建設(shè)集團(tuán)化、標(biāo)準(zhǔn)化、現(xiàn)代化的礦井是當(dāng)前煤礦兼并重組的主要任務(wù)，由于煤炭資源的賦存條件直接制約著礦井的建設(shè)規(guī)模，所以在礦井建設(shè)初期就有必要弄清楚煤層地質(zhì)構(gòu)造及其賦存情況。

忻州市煤炭資源主要賦存于寧武、河?xùn)|兩大煤田及五臺(tái)、繁峙兩個(gè)煤產(chǎn)地，分布在寧武、原平、靜樂(lè)、神池、保德、河曲、偏關(guān)、五臺(tái)、繁峙9個(gè)縣市。寧武煤田整個(gè)區(qū)域內(nèi)主要由兩個(gè)向斜和一個(gè)背斜構(gòu)成，因受呂梁徑向構(gòu)造控制，石炭二疊系與侏羅系含煤地層并存，煤種以氣煤、肥煤及1/3焦煤為主；河?xùn)|煤田主要由一個(gè)單斜構(gòu)造構(gòu)成，石炭系太原組為主要含煤地層，煤種以氣煤、長(zhǎng)焰煤為主；五臺(tái)煤產(chǎn)地主要由兩個(gè)獨(dú)立的向斜構(gòu)成，石炭系太原組和二疊系山西組為主要含為地層，煤種以氣煤為主；繁峙煤產(chǎn)地主要有泥炭和褐煤兩個(gè)煤種，含碳量低，都是變質(zhì)程度最低的煤。

1 寧武煤田

在忻州市境內(nèi)，寧武煤田北起寧武縣的陽(yáng)方口鎮(zhèn)，南至靜樂(lè)縣的赤泥窊，分布在寧武縣全境、神池縣東南、原平市西北山區(qū)、靜樂(lè)縣中北部，煤田呈南北走向，寧武煤田受區(qū)內(nèi)壓性斷裂和橫向斷裂的影響，形成以汾河、恢河為軸，貫穿于寧武－靜樂(lè)的邊坡底寬的向斜構(gòu)造，向斜軸NE30°～40°，兩翼陡峻，其傾角由北至南逐漸變大，其變化范圍5°～70°，向斜軸部?jī)A角變緩，寧武煤田又因受呂梁徑向構(gòu)造控制，石炭、二疊系與侏羅系含煤地層并存，以石炭、二疊紀(jì)含煤巖系為主，煤炭?jī)?chǔ)量豐富；侏羅紀(jì)煤層分布在寧（武）—靜（樂(lè)）向斜的軸部。寧武煤田煤種以氣煤、肥煤、1/ 3焦煤為主。

1.1 主要含煤地層

寧武煤田區(qū)內(nèi)主要含煤地層為古生代石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組以及中生代侏羅系中統(tǒng)大同組。在石炭系中統(tǒng)本溪組和二疊系下統(tǒng)下石盒子組底部也有煤層分布，一般呈線狀賦存，皆不穩(wěn)定也不可采。太原組和山西組含煤地層共含煤6層，從上至下編號(hào)為1～6號(hào)，其中1號(hào)賦存于山西組，2～6號(hào)賦存于太原組。2、5號(hào)煤層為全區(qū)穩(wěn)定可采煤層，3、6號(hào)煤層為局部可采煤層，其他煤層為零星可采或不可采煤層。侏羅系中統(tǒng)大同組主要含2、3號(hào)可采煤層。

1.2 構(gòu)造

寧武煤田整個(gè)區(qū)域內(nèi)主要由兩個(gè)向斜和一個(gè)背斜構(gòu)成，呈平行斜列展布，三個(gè)褶曲構(gòu)造為寧武—靜樂(lè)向斜，盤(pán)道梁—化北屯向斜，春景洼—馬侖背斜。

（1）褶皺

寧?kù)o向斜是區(qū)內(nèi)規(guī)模較大的褶皺構(gòu)造，軸向呈NNE—SSW向展布，軸兩端仰起與盆地形態(tài)相吻合。南北長(zhǎng)60多公里，東西寬30公里左右。兩翼地層相對(duì)傾斜，其北西翼地層傾向SE，傾角15°～70°；南東翼地層傾向NW，傾角16°～68°，兩翼邊部因受斷裂構(gòu)造影響，地層傾角突然變陡。總之呈一兩翼較為對(duì)稱的開(kāi)闊向斜構(gòu)造。伴隨主向斜構(gòu)造，亦有小規(guī)模的開(kāi)闊的短軸褶皺構(gòu)造及波狀起伏現(xiàn)象。

（2）斷層

寧武煤田內(nèi)斷層十分發(fā)育，尤其是軒崗礦區(qū)及其周邊地區(qū)是斷裂構(gòu)造、陷落柱密集發(fā)育的地區(qū)。縱觀全煤田，有兩種類型：其一是與煤盆地構(gòu)造一致的逆掩斷層；其二是與煤盆地構(gòu)造一致的北東向的正斷層。正斷層呈現(xiàn)出相間排列的地塹和地壘構(gòu)造。斷層的斷距多在幾米到750m之間，延展長(zhǎng)度有的達(dá)數(shù)十公里。大致可以分為三級(jí)：

Ⅰ級(jí)斷裂構(gòu)造的斷距在數(shù)百米以上，延展長(zhǎng)度達(dá)數(shù)十公里，主要有：西馬坊逆斷層、馬尾溝逆斷層、摩天嶺逆斷層、東寨－春景洼逆斷層。另一組正斷層幾乎都是縱向或走向正斷層。主要有：河西正斷層、杜家村正斷層。

Ⅱ級(jí)斷裂構(gòu)造的斷層斷距一般為數(shù)十米，延展長(zhǎng)度為十余公里，其數(shù)量比Ⅰ級(jí)斷裂構(gòu)造的斷層更多，各礦區(qū)（井田）都有，如軒崗的羅林山、后口、姬家山、長(zhǎng)梁溝斷層等就屬于這一級(jí)斷層。

Ⅲ級(jí)斷裂構(gòu)造的斷距一般在二十米以下，延展長(zhǎng)度小，再次一級(jí)的伴生小斷層鱗次櫛比，嚴(yán)重地影響著煤田開(kāi)發(fā)和煤層開(kāi)采。

2 河?xùn)|煤田

河?xùn)|煤田位于山西省西部的黃河?xùn)|岸，忻州市的偏關(guān)、河曲、保德三縣煤田屬河?xùn)|煤田北段的北部，煤田呈南北走向，單斜構(gòu)造，在河曲沙坪一帶煤層埋藏較淺，宜小露天礦開(kāi)采。屬石炭、二疊紀(jì)含煤巖系，河?xùn)|煤田煤的種類以低變質(zhì)程度的長(zhǎng)焰煤和氣煤為主，浮煤的揮發(fā)份一般都在37%以上，南北差異不大。但北部河曲、偏關(guān)一帶煤的黏結(jié)指數(shù)一般都小于35，以長(zhǎng)焰煤為主，南部保德境內(nèi)煤的黏結(jié)指數(shù)一般都大于35，多數(shù)屬氣煤類。

2.1 含煤地層

境內(nèi)煤系地層為石炭系上統(tǒng)太原組（C 3t）和二疊系下統(tǒng)山西組（P 1s）。

太原組含6～8層煤，由上而下編號(hào)為9、10、11、12、13、14、15、16號(hào)煤層，其中11號(hào)、13號(hào)煤層為本煤田穩(wěn)定可采煤層，10、12號(hào)煤層為局部可采煤層，其余為不可采煤層或零星可采煤層。山西組含煤4～5層，其中8號(hào)煤層為穩(wěn)定可采煤層，其他煤層均為不可采煤層。

2.2 構(gòu)造

河?xùn)|煤田北部位于呂梁背斜西翼，走向近南北或北東，傾向西或北西的單斜構(gòu)造，傾角一般為5°～10°之間，局部發(fā)育寬緩的褶曲，斷層稀少，構(gòu)造簡(jiǎn)單。

2.3 主要可采煤層

區(qū)內(nèi)賦存7、8、9、10、11、12、13、14、15號(hào)9層煤層，其中8、11、13號(hào)煤層為本區(qū)穩(wěn)定可采煤層，其余為局部可采煤層或不可采煤層。

8 號(hào)煤層位于山西組中下部，厚度2.61～4.28m，平均厚3.44m，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含夾矸0～2層，頂板巖性為砂質(zhì)泥巖，平均厚度4.60m，底板巖性為砂質(zhì)泥巖，平均厚度3. 38m。11號(hào)煤層位于太原組中部，上距8號(hào)煤層平均33m，厚度1.60～2.20m，平均厚1. 80m，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不含夾矸。頂板巖性為砂質(zhì)泥巖，平均厚度為4.45m，底板巖性為泥巖，平均厚度1.85m。13號(hào)煤層位于太原組中下部，上距11號(hào)煤層6.5m，煤層厚度5.40～19.50m，平均厚度15.54m，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，含夾矸3～5層，夾矸最大厚度0.60m。頂板巖性為泥巖，平均厚度2.40m，底板巖性為砂質(zhì)泥巖，平均厚度2.80m。

3 五臺(tái)煤產(chǎn)地

五臺(tái)煤產(chǎn)地位于五臺(tái)縣境內(nèi)，主要分布在五臺(tái)縣的天和與白家莊兩個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。含煤面積約19.12km2，占全縣總面積的0.67%。區(qū)內(nèi)主要煤種為氣煤，少數(shù)為1/3焦煤和肥煤。氣煤主要用作動(dòng)力用煤，如一般工業(yè)鍋爐用煤及火力發(fā)電用煤，亦可作為煉焦配煤和民用煤。焦煤和肥煤主要用于煉焦。

3.1 主要含煤地層

主要含煤地層為石炭系上統(tǒng)太原組(C3t)及二疊系下統(tǒng)山西組(P1s)。

山西組含煤8層，由上向下依次為1、2上、2下、3、4、5、6、6下號(hào)。其中5、6號(hào)煤層為礦田內(nèi)富煤區(qū)穩(wěn)定可采煤層， 4號(hào)煤層為礦田內(nèi)富煤區(qū)局部可采煤層；其余煤層均為不可采煤層。太原組共含煤8層，由上向下依次為7、7下、8、9、 10、11上、11下、12號(hào)。其中9、10、12號(hào)煤層均為礦田內(nèi)富煤區(qū)穩(wěn)定可采煤層；其余煤層均為不可采煤層。

3.2 構(gòu)造

五臺(tái)煤產(chǎn)地位于西天和-娑婆寺復(fù)式向斜的西南端，軸向NE～SW向，兩翼地層產(chǎn)狀較為平緩，地層傾角一般為6°～15°。區(qū)內(nèi)所見(jiàn)斷層多為小斷層，斷距小，一般5～15m左右，往往是上層煤斷到下一層煤上，對(duì)煤層開(kāi)采不至于造成大的困難,走向延伸長(zhǎng)度50～140m，斷層走向多為北東向延伸，傾向東南、北西者居多，傾角一般48°～70°，斷層性質(zhì)均為正斷層。

3.3 主要可采煤層

煤田內(nèi)主要可采煤層有6層，即山西組的4、5和6號(hào)煤層及太原組9、10、12號(hào)煤層。

4 繁峙煤產(chǎn)地

繁峙煤產(chǎn)地位于繁峙縣境內(nèi)，范圍是下茹越以北、后河以東的一小塊預(yù)測(cè)含煤區(qū)。有泥炭和褐煤兩個(gè)煤種，含碳量低，都是變質(zhì)程度最低的煤,煤質(zhì)差，也沒(méi)有開(kāi)采記載。

5 結(jié)論

從忻州市煤炭資源分布特征來(lái)看，寧武煤田含煤構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜，在原平軒崗、段家堡、神池縣斷層發(fā)育，而且寧?kù)o向斜的兩翼煤層傾角由北至南變化較大，由緩斜煤層漸變?yōu)榧眱A斜煤層，在進(jìn)行機(jī)械化開(kāi)采時(shí)，應(yīng)綜合考慮地質(zhì)構(gòu)造，一般選擇中小型開(kāi)采規(guī)模和合適的開(kāi)采方法；在向斜軸部地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，產(chǎn)狀平緩，適合大中型機(jī)械化開(kāi)采；河?xùn)|煤田構(gòu)造簡(jiǎn)單，主要由一個(gè)單斜構(gòu)造構(gòu)成，而且煤層傾角小，煤層厚度大，適合大規(guī)模機(jī)械化開(kāi)采，建設(shè)大型礦井。五臺(tái)煤產(chǎn)地由于開(kāi)采年代久遠(yuǎn)，形成采空區(qū)面積較大，而且煤層埋藏較淺，所以適宜露天開(kāi)采。繁峙煤產(chǎn)地由于煤質(zhì)原因，適于建設(shè)煤化工項(xiàng)目。

[1]211隊(duì).山西省寧武煤田寧武縣化北屯煤礦礦區(qū)詳查地質(zhì)報(bào)告.1986年

[2]忻州市煤炭資源發(fā)展與研究.忻州市煤炭工業(yè)局.2003年

[3]忻州煤炭產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展.山西人民出版社.2009年

[4]山西省區(qū)域地質(zhì)志.地質(zhì)出版社.1989年

According to the geological exploration materials and years of experience, the xinzhou city coal-bearing strata, geological structure, main recognize baselevel cycle and distribution characteristics in the comprehensive analysis and research on the development and utilization of coal resources xinzhou city will

exert positive guidance.

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.11.100

李鵬然，女，漢族，1968年3月出生，河北吳橋人，工程師，現(xiàn)為忻州市煤田地質(zhì)勘探隊(duì)地質(zhì)公司經(jīng)理。