浅析宁武县梨园河煤矿井田地质及煤炭资源特征

2021-09-27胡瑞杰

西部探矿工程 2021年9期

胡瑞杰

（山西省地质勘查局二一一地质队，山西忻州034000）

本区位于区域向斜北端吕梁—太行断块之宁武—静乐块坳的北段。宁武—静乐块坳北东起自雁门关，西南至娄烦县，北西以春景洼—西马坊逆冲断层为界，南东以芦家庄—娄烦逆冲断层为界，长约160km，宽约30km。本区区域上呈复向斜的掀起端，发育有大量的北东向正断层，向斜槽部地层为二叠、三叠系，两翼地层基本相同。

1 井田地质特征

1.1 地层

井田位于宁武煤田北端，井田内地层由老到新分别为：下古生界上马家沟组（O2s），上古生界本溪组（C2b）、太原组（C3t），山西组（P1s）、下石盒子组（P1x）、上石盒子组（P2s）、石千峰组（P2sh），中生界刘家沟组（T1l）、和尚沟组（T1h）及新生界Q3、Q4等。

1.2 构造

井田内明显的向斜构造位于车道坡断层与赤泥泉断层之间，位于本区东南部。其北西翼地层走向近东西，倾向南，地层倾角8°~14°，南东翼地层走向北东，倾向北西，地层倾角8°~10°，呈不对称状。另在车道坡断层以北，钻孔L3、L5以南地层倾角变陡，在剖面上表现为复向斜。区内断裂构造较发育，断层情况见表1。

表1 井田内断层情况一览表

综上所述：井田内北部及南部因断层较发育，使煤岩层发生错断产生显著位移，破坏了煤层的连续完整性，改变了煤层埋藏条件。井田构造复杂程度为中等。

1.3 岩浆岩

井田内无岩浆岩出露。

2 井田煤层赋存特征

井田含煤地层为太原组和山西组。其中太原组是本区主要含煤地层，含煤6层，总厚63.74~113.48m，平均91.61m，煤层编号为2、3、4、5、6、7，煤层总厚18.09m。其中2、5号煤层为主要可采煤层，3、6号煤层为次要可采煤层，7号煤层为局部零星可采煤层，4号煤层为不可采煤层；山西组含煤地层仅在个别钻孔中见有1~2条煤线，该组地层总厚17.56~62.35m，平均34.25m，含煤1~2层，含煤系数为1.56%，均为不可采煤层。

3 井田煤质特征

3.1 煤岩特征

井田内各煤层均为黑色，条带状结构为主，块状构造。2号煤内生裂隙不发育，硬度较大；5号煤内生裂隙较发育，性脆易碎。2号、3号煤以半暗型煤为主，由亮煤和暗煤条带组成；5号煤以半亮型煤为主，半暗型煤为辅，由亮煤和暗煤组成。

各煤层显微煤岩特征的有机组份中镜质组含量在61.5%~63.4%，惰质组含量在15.6%~20.8%，壳质组含量为3.6%~8.6%。无机组份以粘土类为主，含量在12.4%~16.8%，3、5煤层含量较低，垂向上有两边稍高中间较低之变化趋势。

显微组份的组成镜质组以凝胶化基质为主，惰质组以丝炭为主，壳质组以角质层、小孢子为主，粘土类以无机组份为主，多为层状粘土。硫化铁类主要为薄膜状、结核状和分散状，碳酸盐类主要为充填于裂隙中的方解石脉，石英为颗粒状。镜质组最大反射率在0.70%~0.71%，变质阶段在Ⅱ阶段，相当于气煤阶段。

3.2 煤的工艺性能及可选性

（1）发热量：2、3、5、6号煤层原煤的恒容高位发热量(Qgr,d)平均值分别为24.310、24.650、25.252、24.111 MJ/kg；恒容低位发热量（Qnet,ad）平均值分别为23.225、23.545、24.248、22.835MJ/kg。2、3、5、6号煤层浮煤的恒容高位发热量(Qgr,d)平均值分别为30.972、31.385、32.627、32.108MJ/kg；恒容低位发热量（Qnet,ad）平均值分别为29.632、29.865、31.339、30.843MJ/kg。

（2）焦油产率：2、3、5、6号煤层焦油产率（Tarad）分别为7.45%~9.32%、6.90%~7.25%、5.37%~8.97%、7.45%~7.80%，以焦油产率7%作为含油煤和富油煤的划分标准，2、3、5、6号煤层分别属富油煤、含油—富油煤、含油—富油煤、含油—富油煤。

（3）灰熔融性：2号煤层DT：1080℃~＞1500℃；ST：1100℃~＞1500℃；HT：1110℃；FT：1120℃，属较低软化温度灰—高软化温度灰。3号煤层无灰熔融性资料。5号煤层DT：1170℃~＞1500℃；ST：1230℃~＞1500℃；HT：1343℃~1405℃，平均1373℃；FT：1353℃~1420℃，平均1388℃，属较低软化温度灰—高软化温度灰。6号煤层DT：1080℃~1370℃，平均1257℃；ST：1400℃~1420℃，平均1410℃；HT：1420℃~＞1500℃；FT：1430℃，属较低软化温度灰—高软化温度灰。

（4）粘结性和结焦性：2号煤层胶质层厚度13~15mm，平均14.3mm，收缩率54~57mm，平均55.67mm，熔合状态为全熔—凝结，体积曲线平滑下降—微波型，焦渣特征原煤4~5，浮煤5~6，结焦性中等。3号煤层粘结指数为50~86，平均64.6，胶质层厚度13~14mm，收缩率47~57mm，熔合状态为全熔，体积曲线微波型—波型，焦渣特征原煤为3~5，浮煤为5~6，结焦性中等。5号煤层粘结指数为50~70，平均62.8，胶质层厚度10~17mm，收缩率48~55mm，熔合状态为全熔—凝结，体积曲线为微波型—之字型，焦渣特征原煤为4~5，浮煤为4~6，结焦性中等。6号煤层：粘结指数为51~91，平均66，胶质层厚度16~20mm，收缩率47~54mm，熔合状态为全熔，体积曲线为山型—之字型，焦渣特征原煤为4~5，浮煤为4~6，结焦性中等。

（5）焦炭耐磨性：2号煤层可磨性指数为73%，为Ⅰ级可磨煤。3号煤层无耐磨性资料。5号煤层可磨性指数大于85%，为Ⅰ级可磨煤。6号煤层可磨性指数大于85%，为Ⅰ级可磨煤。

（6）煤的可选性：只对2、5号煤层采取了简选样，其中2号煤层浮煤灰分（Ad%）在22%以下时、22%时、23%时分别为难选—极难选、中等可选—较难选、中等可选—易选；5号煤层浮煤灰分（Ad%）在9%~10%时、11%时、12%时、13%时分别为极难选、中较难选、中等可选—较难选、中等可选—易选。