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        淺析寧武縣梨園河煤礦井田地質(zhì)及煤炭資源特征

        2021-09-27 15:53:20胡瑞杰
        西部探礦工程 2021年9期
        關(guān)鍵詞:富油發(fā)熱量結(jié)焦

        胡瑞杰

        (山西省地質(zhì)勘查局二一一地質(zhì)隊(duì),山西忻州034000)

        本區(qū)位于區(qū)域向斜北端呂梁—太行斷塊之寧武—靜樂塊坳的北段。寧武—靜樂塊坳北東起自雁門關(guān),西南至婁煩縣,北西以春景洼—西馬坊逆沖斷層為界,南東以蘆家莊—婁煩逆沖斷層為界,長約160km,寬約30km。本區(qū)區(qū)域上呈復(fù)向斜的掀起端,發(fā)育有大量的北東向正斷層,向斜槽部地層為二疊、三疊系,兩翼地層基本相同。

        1 井田地質(zhì)特征

        1.1 地層

        井田位于寧武煤田北端,井田內(nèi)地層由老到新分別為:下古生界上馬家溝組(O2s),上古生界本溪組(C2b)、太原組(C3t),山西組(P1s)、下石盒子組(P1x)、上石盒子組(P2s)、石千峰組(P2sh),中生界劉家溝組(T1l)、和尚溝組(T1h)及新生界Q3、Q4等。

        1.2 構(gòu)造

        井田內(nèi)明顯的向斜構(gòu)造位于車道坡斷層與赤泥泉斷層之間,位于本區(qū)東南部。其北西翼地層走向近東西,傾向南,地層傾角8°~14°,南東翼地層走向北東,傾向北西,地層傾角8°~10°,呈不對稱狀。另在車道坡斷層以北,鉆孔L3、L5以南地層傾角變陡,在剖面上表現(xiàn)為復(fù)向斜。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育,斷層情況見表1。

        表1 井田內(nèi)斷層情況一覽表

        綜上所述:井田內(nèi)北部及南部因斷層較發(fā)育,使煤巖層發(fā)生錯斷產(chǎn)生顯著位移,破壞了煤層的連續(xù)完整性,改變了煤層埋藏條件。井田構(gòu)造復(fù)雜程度為中等。

        1.3 巖漿巖

        井田內(nèi)無巖漿巖出露。

        2 井田煤層賦存特征

        井田含煤地層為太原組和山西組。其中太原組是本區(qū)主要含煤地層,含煤6層,總厚63.74~113.48m,平均91.61m,煤層編 號 為2、3、4、5、6、7,煤層總厚18.09m。其中2、5號煤層為主要可采煤層,3、6號煤層為次要可采煤層,7號煤層為局部零星可采煤層,4號煤層為不可采煤層;山西組含煤地層僅在個(gè)別鉆孔中見有1~2條煤線,該組地層總厚17.56~62.35m,平均34.25m,含煤1~2層,含煤系數(shù)為1.56%,均為不可采煤層。

        3 井田煤質(zhì)特征

        3.1 煤巖特征

        井田內(nèi)各煤層均為黑色,條帶狀結(jié)構(gòu)為主,塊狀構(gòu)造。2號煤內(nèi)生裂隙不發(fā)育,硬度較大;5號煤內(nèi)生裂隙較發(fā)育,性脆易碎。2號、3號煤以半暗型煤為主,由亮煤和暗煤條帶組成;5號煤以半亮型煤為主,半暗型煤為輔,由亮煤和暗煤組成。

        各煤層顯微煤巖特征的有機(jī)組份中鏡質(zhì)組含量在61.5%~63.4%,惰質(zhì)組含量在15.6%~20.8%,殼質(zhì)組含量為3.6%~8.6%。無機(jī)組份以粘土類為主,含量在12.4%~16.8%,3、5煤層含量較低,垂向上有兩邊稍高中間較低之變化趨勢。

        顯微組份的組成鏡質(zhì)組以凝膠化基質(zhì)為主,惰質(zhì)組以絲炭為主,殼質(zhì)組以角質(zhì)層、小孢子為主,粘土類以無機(jī)組份為主,多為層狀粘土。硫化鐵類主要為薄膜狀、結(jié)核狀和分散狀,碳酸鹽類主要為充填于裂隙中的方解石脈,石英為顆粒狀。鏡質(zhì)組最大反射率在0.70%~0.71%,變質(zhì)階段在Ⅱ階段,相當(dāng)于氣煤階段。

        3.2 煤的工藝性能及可選性

        (1)發(fā)熱量:2、3、5、6號煤層原煤的恒容高位發(fā)熱 量(Qgr,d)平 均 值 分 別 為24.310、24.650、25.252、24.111 MJ/kg;恒容低位發(fā)熱量(Qnet,ad)平均值分別為23.225、23.545、24.248、22.835MJ/kg。2、3、5、6號煤層浮煤的恒容高位發(fā)熱量(Qgr,d)平均值分別為30.972、31.385、32.627、32.108MJ/kg;恒容低位發(fā)熱量(Qnet,ad)平均值分別為29.632、29.865、31.339、30.843MJ/kg。

        (2)焦油產(chǎn)率:2、3、5、6號煤層焦油產(chǎn)率(Tarad)分別為7.45%~9.32%、6.90%~7.25%、5.37%~8.97%、7.45%~7.80%,以焦油產(chǎn)率7%作為含油煤和富油煤的劃分標(biāo)準(zhǔn),2、3、5、6號煤層分別屬富油煤、含油—富油煤、含油—富油煤、含油—富油煤。

        (3)灰熔融性:2號煤層DT:1080℃~>1500℃;ST:1100℃~>1500℃;HT:1110℃;FT:1120℃,屬較低軟化溫度灰—高軟化溫度灰。3號煤層無灰熔融性資料。5號煤層DT:1170℃~>1500℃;ST:1230℃~>1500℃;HT:1343℃~1405℃,平 均1373℃;FT:1353℃~1420℃,平均1388℃,屬較低軟化溫度灰—高軟化溫度灰。6號煤層DT:1080℃~1370℃,平均1257℃;ST:1400℃~1420℃,平均1410℃;HT:1420℃~>1500℃;FT:1430℃,屬較低軟化溫度灰—高軟化溫度灰。

        (4)粘結(jié)性和結(jié)焦性:2號煤層膠質(zhì)層厚度13~15mm,平 均14.3mm,收 縮 率54~57mm,平 均55.67mm,熔合狀態(tài)為全熔—凝結(jié),體積曲線平滑下降—微波型,焦渣特征原煤4~5,浮煤5~6,結(jié)焦性中等。3號煤層粘結(jié)指數(shù)為50~86,平均64.6,膠質(zhì)層厚度13~14mm,收縮率47~57mm,熔合狀態(tài)為全熔,體積曲線微波型—波型,焦渣特征原煤為3~5,浮煤為5~6,結(jié)焦性中等。5號煤層粘結(jié)指數(shù)為50~70,平均62.8,膠質(zhì)層厚度10~17mm,收縮率48~55mm,熔合狀態(tài)為全熔—凝結(jié),體積曲線為微波型—之字型,焦渣特征原煤為4~5,浮煤為4~6,結(jié)焦性中等。6號煤層:粘結(jié)指數(shù)為51~91,平均66,膠質(zhì)層厚度16~20mm,收縮率47~54mm,熔合狀態(tài)為全熔,體積曲線為山型—之字型,焦渣特征原煤為4~5,浮煤為4~6,結(jié)焦性中等。

        (5)焦炭耐磨性:2號煤層可磨性指數(shù)為73%,為Ⅰ級可磨煤。3號煤層無耐磨性資料。5號煤層可磨性指數(shù)大于85%,為Ⅰ級可磨煤。6號煤層可磨性指數(shù)大于85%,為Ⅰ級可磨煤。

        (6)煤的可選性:只對2、5號煤層采取了簡選樣,其中2號煤層浮煤灰分(Ad%)在22%以下時(shí)、22%時(shí)、23%時(shí)分別為難選—極難選、中等可選—較難選、中等可選—易選;5號煤層浮煤灰分(Ad%)在9%~10%時(shí)、11%時(shí)、12%時(shí)、13%時(shí)分別為極難選、中較難選、中等可選—較難選、中等可選—易選。

        3.3 煤質(zhì)特征

        2號煤層原煤為中灰、中硫、中高發(fā)熱量的氣煤為主,僅在北部零星1/2ZN,該煤層為低磷、低氯,Ⅰ級含砷煤。

        3號煤層原煤為中灰、低硫、中高發(fā)熱量之氣煤,該煤層為低磷、低氯,Ⅰ級含砷煤。

        5號煤層原煤為中灰、中高硫、中高發(fā)熱量的氣煤為主,僅在北部零星1/2ZN、RN煤分布,為低磷、低氯,Ⅰ級含砷煤。

        6號煤層原煤為中灰、中硫、中發(fā)熱量之氣煤,為低磷、低氯,Ⅰ級含砷煤。

        3.4 煤的工業(yè)用途

        綜上所述,本礦各煤層原煤均為低磷、低氯、Ⅰ級含砷、含油—富油煤,煤灰為較低軟化溫度灰—高軟化溫度灰,可作動力用煤及煉焦配煤,也可用作煉油用煤。

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