鮑文廣，劉 騰，王雪瑩

(1.青海煤炭地質(zhì)勘查院，青海 西寧 810001；2.青海煤炭地質(zhì)局，青海 西寧 810001)

經(jīng)過多年的煤田地質(zhì)勘探，地質(zhì)工作者對柴北緣石門溝組含煤地層的沉積地層、聚煤規(guī)律等進行了系統(tǒng)研究，并取得了較為豐富的成果[1-3]。然而，由于綠草溝煤礦地質(zhì)構(gòu)造條件復(fù)雜，礦區(qū)的聚煤規(guī)律和控煤構(gòu)造研究程度較低[4-6]，特別是對礦區(qū)內(nèi)石門溝組主要可采煤層(G煤組)的煤巖煤質(zhì)特征研究比較薄弱。本文通過收集本區(qū)以往各類地質(zhì)勘查報告中的煤樣測試報告，并對本次采集的石門溝組G煤組煤巖煤樣進行了系統(tǒng)整理和詳細分析，全面

闡述了綠草溝煤礦石門溝組G煤組的煤巖、煤質(zhì)特征。

1 地質(zhì)背景

綠草溝煤礦位于青海省海西州境內(nèi)，柴北緣中段，行政隸屬大柴旦行委管轄。總體位于達肯大坂山前逆沖帶上，構(gòu)造形態(tài)為被數(shù)條逆沖斷層組成的疊瓦式逆沖斷層系統(tǒng)切割控制的北翼倒轉(zhuǎn)的不對稱向斜[6]。研究區(qū)東西長約7.46 km，南北寬約0.80 km，面積5.96 km2，見圖1。(據(jù)云啟成等2017年修編)。

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料與鉆孔揭露情況，研究區(qū)地層由老至新為下元古界、中生界侏羅系、古近系、新近系及第四系。其中，中生界中侏羅統(tǒng)為研究區(qū)主要含煤地層，可劃分2個組4個巖段，分別為中侏羅統(tǒng)大煤溝組含煤段(J2d2)，含可采的F煤組，揭露厚度45.30～153.95 m；中侏羅統(tǒng)石門溝組含煤段(J2s1)，含主要可采煤層G煤組，厚度175.98～377.06 m，與下伏中侏羅統(tǒng)大煤溝組為整合接觸，或直接不整合接觸于基底之上[4-6]。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡圖

2 采樣與分析

本次研究在各項工程實施過程中加強了對各類樣品的采集和測試工作。主要通過施工的鉆孔及槽探工程，采取煤樣80件，并收集以往在研究區(qū)預(yù)查和普查工作中采集的煤樣28件及3個鉆孔煤質(zhì)資料(ZK17～1、ZK21～1、ZK21～2)進行系統(tǒng)總結(jié)和分析研究。

采樣測試完全遵循《煤樣的制備方法》(GB/T 474-2008)、《煤炭資源勘查煤質(zhì)評價規(guī)范》(MT/T1090-2009)、《煤的工業(yè)分析方法》(GB/T 212-2008)、《煤中全硫的測定方法》(GB/T 214-2007)、《煤的鏡質(zhì)體反射率顯微鏡測定方法》(GB/T 6948-1998)等現(xiàn)行國家標(biāo)準進行。所有煤樣由具備青海省資質(zhì)認定證書、計量認定證書CMA資質(zhì)及司法鑒定許可證書的青海省煤炭產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站完成測試。檢測報告質(zhì)量合格，數(shù)據(jù)準確可靠。

3 煤的物理性質(zhì)

石門溝組G煤組為研究區(qū)主要可采煤層，由淺至深分為G3、G2上、G2下、G1等4層煤層，各煤層物理特征如下。

3.1 G3煤層

黑色，弱瀝青光澤，內(nèi)生裂隙不發(fā)育，條帶均一狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造為主，層狀構(gòu)造次之，參差狀斷口，條痕色為灰褐色，煤質(zhì)地較堅硬。

3.2 G2上煤層

黑色，弱瀝青光澤，條痕色為黑褐色，內(nèi)生裂隙不發(fā)育，條帶狀結(jié)構(gòu)，粉末狀-碎塊狀，階梯狀斷口，松軟易破碎，易染指。

3.3 G2下煤層

黑色，瀝青光澤，粉末狀-塊狀，條痕色為黑褐色，內(nèi)生裂隙不發(fā)育，條帶狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，階梯狀斷口，結(jié)構(gòu)均一，性脆，易染指。

3.4 G1煤層

黑色，瀝青光澤，粉末-碎粒狀，表面見有少量黃鐵礦晶粒，性脆、松軟易破碎。該煤層含1～5層夾矸。

4 宏觀煤巖類型

研究區(qū)內(nèi)各煤層宏觀煤巖組成以亮煤為主，暗煤次之，其宏觀煤巖類型為半亮型煤。其中：G3煤層以亮煤為主，暗煤次之，為半暗型煤；G2上煤層以亮煤為主，含少量暗煤，為半亮型煤；G2下煤層以亮煤為主，暗煤次之，為半亮型煤；G1煤層以亮煤為主，為半亮型煤。

5 煤質(zhì)特征及變化規(guī)律

研究區(qū)原煤、浮煤的灰分按(GB/T 15224.1-2018)進行評價，揮發(fā)分按《中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準》(MT/T 849-2000)進行評價，硫分按(GB/T15224.2-2010)進行評價。

5.1 化學(xué)組成

G3煤層：原煤灰分值(Ad)變化范圍為5.05%～23.36%，平均為13.28%，屬低灰煤；浮煤揮發(fā)分(Vdaf)變化范圍為37.38%～44.61%，平均為41.42%，屬于高揮發(fā)分煤；原煤全硫(St.d)為0.18%～2.61%，平均為0.93%，屬低硫煤。

G2上煤層：原煤灰分值(Ad)變化范圍為2.24%～27.48%，平均為14.19%，屬低灰煤；浮煤揮發(fā)分(Vdaf)變化范圍為35.49%～45.47%，平均為39.92%，屬于高揮發(fā)分煤；原煤全硫(St.d)為0.26%～3.55%，平均為1.01%，屬中硫煤。

G2下煤層：原煤灰分值(Ad)變化范圍為2.79%～26.88%，平均為14.17%，為低灰煤；浮煤揮發(fā)分(Vdaf)變化范圍為25.50%～51.72%，平均為39.14%，屬于高揮發(fā)分煤；原煤硫分值(St.d)變化范圍在0.13%～2.98%，平均0.77%，屬低硫煤。

G1煤層：原煤灰分值(Ad)變化范圍為6.64%～27.16%，平均為14.73%，屬低灰煤；浮煤揮發(fā)分(Vdaf)變化范圍為32.77%～57.72%，平均為40.38%，屬于高揮發(fā)分煤；原煤全硫(St.d)變化范圍在0.12%～1.42%，平均為0.59%，屬低硫煤。

總體G煤組的各煤層化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)變化不大，其中G1煤層原煤灰分(Ad)較其他各煤層偏高，原煤揮發(fā)分(Vdaf)較其他各煤層偏低，見表1。從G煤組各煤層硫分值變化范圍，看各煤層原煤以低硫煤為主，僅G2上煤層原煤全硫(St.d)為0.26%～3.55%，平均為1.01%，屬中硫煤[7-10]。

表1 煤質(zhì)分析成果

5.2 發(fā)熱量

發(fā)熱量是評價煤炭的重要工業(yè)指標(biāo)，據(jù)煤炭發(fā)熱量標(biāo)準(GB/T 15224.3-2010)，本次對采集的煤樣發(fā)熱量測試結(jié)果進行了系統(tǒng)分析，結(jié)合收集并換算的以往部分見煤點發(fā)熱量成果數(shù)據(jù)，對研究區(qū)G煤組的各煤層分述如下，見表2。

表2 發(fā)熱量測試綜合成果

G3煤層原煤干燥基高位發(fā)熱量(Qgr,d)為19.22～28.10 MJ/kg，平均為24.88 MJ/kg，屬中高發(fā)熱量煤。

G2上煤層原煤干燥基高位發(fā)熱量(Qgr,d)為21.92～28.73 MJ/kg，平均為25.83 MJ/kg，屬中高發(fā)熱量煤。

G2下煤層原煤干燥基高位發(fā)熱量(Qgr,d)為19.85～31.27 MJ/kg，平均為25.57 MJ/kg，屬中高發(fā)熱量煤。

G1煤層原煤干燥基高位發(fā)熱量(Qgr,d)為17.90～29.04 MJ/kg，平均為24.95 MJ/kg，屬中高發(fā)熱量煤。

5.3 粘結(jié)性

本次對研究區(qū)內(nèi)G煤組38件煤樣進行了粘結(jié)指數(shù)測試，各煤層的焦渣特征均在2～4之間，粘結(jié)指數(shù)均為0，均屬不粘結(jié)煤。

6 煤 類

參照現(xiàn)行《中國煤炭分類》方案中的浮煤干燥無灰基揮發(fā)分、焦渣特征、粘結(jié)指數(shù)等煤類劃分指標(biāo)，結(jié)合本次煤樣化驗測試成果，將綠草溝煤礦G煤組各煤層煤類做如下劃分：

G3煤層浮煤干燥無灰基揮發(fā)分(Vdaf)為37.38%～44.61%，粘結(jié)指數(shù)平均為0，屬長焰煤。

G2上煤層浮煤干燥無灰基揮發(fā)分(Vdaf)為35.49%～45.47%，平均值39.92%，粘結(jié)指數(shù)平均為0，屬長焰煤。

G2下煤層浮煤干燥無灰基揮發(fā)分(Vdaf)25.50%～51.72%，平均值為39.19%，粘結(jié)指數(shù)平均為0，屬長焰煤，局部不粘煤。

G1煤層浮煤干燥無灰基揮發(fā)分(Vdaf)32.77%～57.72%，平均值為40.38%，粘結(jié)指數(shù)平均為0，屬長焰煤，局部不粘煤。

7 結(jié) 語

1) 根據(jù)可采煤層煤質(zhì)指標(biāo)確定，綠草溝煤礦G煤組各煤層宏觀煤巖類型以半亮型煤為主(G2上、G2下、G1煤層)，顯微煤巖組分以惰質(zhì)組為主，屬于低-中鏡質(zhì)組、低階煙煤，G3煤層為半暗型煤。從G煤組各煤層硫分值變化范圍看各煤層原煤以低硫煤為主，僅G2上煤層原煤全硫(St.d)為0.26%～3.55%，平均為1.01%，屬中硫煤。

2) G3煤層為低灰(5.05%～23.36%)、高揮發(fā)分(37.38%～44.61%)、低硫分(0.18%～2.61%)的中高發(fā)熱量(19.22～28.10 MJ/kg)長焰煤；G2上煤層為低灰(2.24%～27.48%)、高揮發(fā)分(35.49%～45.47%)、中硫分(0.26%～3.55%)的中高發(fā)熱量(21.92～28.73 MJ/kg)長焰煤；G2下煤層為低灰(2.79%～26.88%)、高揮發(fā)分(25.50%～51.72%)、低硫分(0.13%～2.98%)的中高發(fā)熱量(19.85～31.27 MJ/kg)長焰煤、不粘煤；G1煤層為低灰(6.64%～27.16%)、高揮發(fā)分(32.77%～57.72%)、低硫分(0.12%～1.42%)的中高發(fā)熱量(17.90～29.04 MJ/kg)長焰煤、不粘煤。