石上井田B4煤层煤质特征及变化规律研究

邹爱国，汪成钵

（1.安源煤业集团股份有限公司，江西 南昌 330001；2.江西省煤田地质勘察研究院，江西 南昌 330001）

石上井田隶属丰城矿务局，中心位置距丰城市城区约6 km，东起曲江井田第9勘探线，西至F9断层；北达坞社里深部B4煤层-950 m水平，南止B3煤层被红层剥蚀的露头线。井田范围面积约70 km2，区内开展过勘探综合地质工作，确定主采煤层为B4煤层，估算资源储量为82.832 Mt。

1 地质概况

石上井田地处丰城矿区西南区域，位于石上-曲江向斜之西。区内向斜整体宽缓（见图1），断裂构造复杂程度差异明显，呈现明显分区。总体上向斜南翼自东而西断层规模及密度增加，即以21线为界构造呈现差异，空间上表现为东侧简单、至西侧转为复杂的规律； 向斜北翼浅部生产矿井资料及以往地质勘查成果亦表明，井田构造自东而西趋于复杂。

图1 石上井田构造纲要

井田B4煤层赋存于乐平组下老山段（P3l2），岩性以浅灰色、灰白色薄层状及中厚层状中细粒砂岩，深灰色泥岩、粉砂岩为主。内夹3层灰色钙质砂岩（生物碎屑灰岩），产大量腕足类等化石，含菱铁矿及黄铁矿结核。含煤0～3层，其中B4煤层为井田主要可采煤层。

B4煤层全区发育，且层位稳定。通过分析以往40个穿过该煤层层位的钻孔资料（见煤率高达98%），可知煤层厚度主要分布在0.35～4.09 m之间，平均厚度为1.50 m。区内5个钻孔揭露厚度不可采，分布范围主要在井田-900 m水平以浅；其它钻孔揭露可采厚度为0.61～4.09 m，平均厚度为1.69 m，揭露可采煤层孔占全部钻孔的85%，表明B4煤层属大部可采且稳定至较稳定煤层。煤层结构简单-较复杂，揭露夹矸为1～3层，通常仅含1层夹矸，岩性多为炭质泥岩，厚度主要分布在0.14～0.54 m之间，平均厚度0.30 m，一般在0.20 m左右。

2 煤岩煤质特征

2.1 煤岩特征

B4煤岩组分以亮煤为主，暗煤和镜煤次之，丝炭偶见。宏观煤岩类型以半亮为主，光亮型次之，半暗、暗淡型煤较少。煤岩有机组分由镜质组、半镜质组、半丝质组、丝质组、稳定组组成，无机物杂质多，粘土居优，次有少量黄铁矿、方解石和石英，见表1。

表1 石上井田B4煤层显微煤岩鉴定情况

2.2 煤质特征

基于B4煤层工业分析数据（见表2），根据《煤炭质量分级》划分界限可知，B4原煤为中高灰、中硫、中高发热量的焦煤。B4浮煤为特低灰、中硫、特高发热量的煤。

表2 石上井田B4煤层工业分析结果

3 结果与讨论

3.1 煤质相关性分析

基于井田内23件煤质数据分析可知，B4煤层挥发分与硫分存在较好相关性，相关系数为0.134；硫分与发热量和灰分硫分之间存在相关性，相关系数为分别为-0.278、0.246。灰分与发热量存在显著相关性，相关性系数为-0.989。煤层厚度与发热量存在正相关性，系数为0.251，说明石上井田B4煤层发育越厚，热值越高。灰分与煤层厚度存在负相关性，为-0.226，见表3、图2。

表3 石上井田B4煤层煤质相关系数

3.2 煤质变化趋势分析

由图3灰分等值线图可知，石上井田南翼中部B4煤层灰分较高，主要分布在15线～19线，存在几个高灰分分布区，南翼东西部位边灰分相对较低。从深度上看，井田浅部B4煤层灰分相对深部要略高。

图2 石上井田B4煤层煤质等值线与厚度叠合

由图3挥发分等值线图可知，石上井田南翼西部、中部B4煤层灰分较高，东部较低，19线附近挥发分相对较高。从深度上看，井田深部B4煤层挥发分相对浅部要略高。

由图3发热量等值线图可知，石上井田南翼中部B4煤层发热量相对井田东西部位较高，而西部又高于东部。发热量最高主要分布在15线～19线。从深度上看，井田浅部B4煤层发热量相对深部要略低。

由图3硫分等值线图可知，石上井田南翼东部B4煤层发热量相对井田中、西部位较高，而西部又高于中部。硫分最高主要分布在13线附近。从深度上看，井田浅部B4煤层硫分相对深部煤层要略低。

图3 石上井田B4煤层煤质等值线与底板标高叠合

4 结语

通过分析，可以得出以下几点结论：

1）石上井田B4煤层原煤为中灰、中硫、高发热量的焦煤；浮煤为特低灰、中硫、高发热量的煤。煤岩类型以亮煤为主。

2）石上井田B4煤层厚度与发热量、硫分存在相关性。挥发分与硫分存在较好相关性。发热量与硫分、灰分存在较好相关性，发热量与灰分相关性显著，相关系数为-0.989。硫分与灰分也存在较好相关性。

3）石上井田B4煤层灰分在南翼中部较高，且深部高于浅部；挥发分东部较低，且深部高于浅部；发热量最高分布于东西两翼，且浅部低于深部；硫分西部较高，且浅部分布低于深部。