木里煤田聚乎更矿区四井田煤质特征及煤类分布规律 .pdf

第 23 卷 12 期 2011 年 12 月 中国煤炭地质 C O A L G E O L O G Y O F C H IN A V o1 2 3 N o 12 D ec 20 l doi 10 3969 i ssn 1674 1803 2011 12 07 文章编号 I674 1803 20 11 12 0024 06 木里煤 田聚乎更矿区四井田煤质特征及煤类分布规律 梁振新 青海煤炭地质勘查院 青海 西宁810000 摘要 木里煤 田是青海省重要的煤产地 煤类 以炼焦用煤为主 聚乎更矿区 四井 田位于木里煤 田的最西端 经详查 勘探 提交煤 炭资源量 2 5 亿 t 煤 类为气煤 1 3 焦煤 焦煤 112 中粘煤 弱粘 瘦煤 贫瘦煤 贫煤 不粘煤 通过对下 煤 层物理性质 化学性质 煤岩特征及煤类 的统计 分析 认 为区 内同一 煤层的变质 程度随含煤地 层和上覆 岩系 的总 厚 度增 大而增高 在垂 向上 随煤层层 位的降低而增高 四井 田总体 构造形态 为倾 向南西 的单斜构造 其煤 类分布 总 体表现北东 到南 西沿煤层倾 向变质 程度逐渐增高 沿煤层走 向呈带状分布 但 在井 田边界断层 附近煤 的变质程度要 比其它地段相 同深度煤层 的变 质程度稍 高 四井 田煤 的变质作 用类 型主要为深成变质作 用 部分地段 受动力变质作 用 影 响 关键词 煤质特征 煤类 分布 变质作用 聚乎更矿 区四井 田 中 图分 类 号 P618 1 文 献 标 识 码 A C oal Q uali ty C haracters and C oal R ank D i stri buti on P attern i n Fourth M i n efi ei d J u hu g en g M i ne A rea M u ri C o alfi eld L i an g Zh en xi n Q i nghai Coal G eologi cal Explorati on Insti tute X i ni ng Q i nghai 8 10001 A bstract The M uri coalfi eld i s an i m portant coal di stri ct i n the Q i nghai Provi nce coal rank i s m ai nly coals for coki ng The Fourt h m i nefi eld i n the Ju hu geng m i ne area i s si tu ated at w estern m ost end of the M uri coalfi eld T otally 0 2 5 bi lli on tons of c oal resources have b een subm i tted afte r gen eral explorati on an d d etai led exp lorati on coa l rank s h av e gas coal 1 3 cok i n g coal co ki n g coal 1 2 m ed i u m caki ng coal w eak ly caki n g co al lean coal m eager lean coal m eager co al an d n on caki n g coa1 T hrou gh th e stati sti cal analysi s of the LJ2 coal seam physi cal and chem i cal properti es li thotype of coal and coal rank consi dered that the degree of coal m etam orp h i sm of a sam e coal seam i n th e area w i ll be risen alon g w i th the coal be aring strata and overb urd en total th i ck ness i n creasi n g ve rti c ally risen alo ng w i th the coal h ori zon deep eni ng O verall structural fo rm of th e m i nefi eld i s a m onocli ne d i pp ed to sou th w est d egree of coal m etam orp h i sm risi ng from northeast to sou th w e st and form ed ban ded zo ni ng along th e coal seam strik e b ut degree of coal m etam orphi sm near the m i nefi eld boundary fault i s sli ghtly hi gher than coal seam s w i th sam e depth i n other sectors M etam orp hi c typ e of coal i n the m jn efield i s m ai nly h ypozon al m etam orp h i sm b ut i n p art sectors affected b y dy nam i c m etam orp h i sm K eyw o rd s coal qu ali ty character coal ran k d i stri b uti on m etam orp hi sm F ourt h m i nefi eld Juh uge ng m i ne area 0引言 木 里煤 田是 青海 省 重要 的煤 炭产 地 煤类 以炼 焦用煤为主 自20 世纪 50 年代发现木里煤 田聚乎 更煤矿区以来 矿区各井 田均已达到勘探程度 部分 井 田建成 了露天矿井 图 1 本文通过 已有地质资 料研究 对 四井 田主要可采煤层 的煤质特征及煤类 分布规律进行分析 探讨煤变质作用类型 为合理 有 效 的开 发利 用 煤炭 资 源提 供依 据 1地质概 况 井 田位 于 木 里 煤 田聚乎 更 煤 矿 区 的 西南 部 勘 作 者简介 梁振新 1982一 男 山西 阳泉人 2006 年毕业 于成都 理 工大学地理信 息系统专业 地质工程师 责任编辑 唐锦秀 探 区东 起 F 断层 原 3 号 断 层 与一 井 田连接 西 至 F 断层 原 5 号断层 与 哆嗦公 马井 田相连 井 田东 西 长 约 5 6km 南 北 宽约 2 5km 面 积 约 14 1km 总 体构造形态为一倾 向南西的单斜构造 浅部地层较 陡倾角为 35 45 向深部逐渐变缓倾角为 5 20 0 线附近的一组同沉积反冲断层 编号为 东 西 将 四井 田勘探区切割为地貌及水文地质单元不 同的 两个 自然井田 称其为东井 田 西井 田 东井田北部 以煤层露头为 自然井田边界 南 部以 F 逆断层为井 田边界 F 逆断层倾 向南西 断距较大 上盘侏罗系 全部剥蚀 仅存三叠系上统尕 日德组与下盘侏罗系 中统木里组呈断层接触 西井 田北部以煤层露头为 自然井 田边界 南部以 F 断层为井 田边界 图2 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 12 期 梁振新 木里煤 田聚乎更矿区四井田煤质特征及煤 类分布规律 F i gu re 1 L oca ti o n m ap of m i n efields i n w estern M u ri coalfield 图 2井田构 造及钻孔位置 图 Fi gu re 2 Mi n efield structu re a nd boreh ole di stri b uti on 2含煤地层及 煤层 井 田含煤地层为侏罗系 中统木里组 含煤地层 自下至上为一套连续沉积的沉积相旋 回组合 即底 部粗碎屑岩开始 的以山间盆地边缘冲积扇沉积一 冲 积扇缘准平原发育泥炭沼泽一辫状河淤积发育上含 煤段的众多不稳定薄煤层一静水沼泽沉积至湖泊相 沉积而终止 依据岩性组合特征和含煤性 将木里组 划分 四个岩性段 自下而上为砂砾岩段 J2m 下含 煤段 J2m 上含煤段 J2m 泥岩段 J2m 与下伏 地层呈假整合接触 厚度大于 705m 砂砾岩段 J2m 分布范围为工作 区北部及 西井 田南部 上部为含砾粗砂岩 粗粒砂岩 中粒砂 岩 砾石成分以石英为主 含少量高岭土化长石 胶 结松散 下部粒度逐渐变粗 至最底部递变为砾岩 砾石磨 圆 分选较好 砾石成份以石英为主 含少量 燧石 基底式接触 硅质胶结 胶结坚硬 在工作区西 南部 出露较好 厚 160m 该层段 的岩石 由于粒度粗 以细砾 岩 含砾 粗砂 岩 为主 厚 度 大 平 均 厚度 40m 成分 纯 不 含泥 质 岩 层 位基 本 稳定 岩性 易 于识别 成为本区的主要标志层之一 下含煤段 J2m 为区内主要含煤段 岩性 以 中粒砂岩 粉砂岩 泥岩为主 含主要可采煤层 3 层 自上而下分别为下 下 中 下 煤层下 与下中 间距 最 大为 66 42m 最 小 为 11 59m 下 与下 间距 最 为 63 OOm 最小 为 20 28m 煤 层之 间 岩性 为砂 岩 泥 岩 夹有细一 中粒砂 岩 灰黑色薄层状 水平层理发 育 下 煤层顶板为厚层泥质粉砂岩 产大量 的植物 化石 下 煤层顶板岩性 为一套深灰色厚层粉砂质 泥岩 夹数层菱铁质条带 具水平层理 含大量 的蕨 类 化石 厚 lOOm 上含煤段 J2m 上部为灰绿色 灰 白色粗粒 砂岩 粉砂岩 黑色泥岩夹菱铁矿透镜体 具小型的 斜层理 下部为黑色粉砂岩 泥岩 局部具斜层理 含 薄煤 14 层 自上而下分别是上 一 上 虽然上 一 上 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 26 中 国 煤 炭地 质 第23卷 煤层可采点较多 但在走 向和倾 向上变化很大 可 采点分布零星孤立 仅上 煤层在 7 3 勘探线之间 厚度 比较稳定 见煤点均达可采厚度 此含煤段粉砂 岩 泥岩 中产植 物 化 石 与 下 含煤 段 的属 种相 同 厚 250m 泥岩段 J2m 4 分布于工作区中部 岩性以页 片状泥岩为主 夹薄层菱铁质结核透镜体 在 中部夹 油 页岩 含 油率 1 6 3 2 上部 为灰 褐 色薄 片状 钙 质 泥岩 风 化后 呈黄 色 地表 易 辨认 此 段地 层 尚无 化石资料 岩性可与弧山 江仓矿 区的江仓组 西宁 盆地的小峡组的顶部层位相对 比 属侏罗系中统上 段 地层 厚 280m 3物理性质 井 田主要 可采 煤层 均 为黑 色 碎 块 状 条 带状 结 构 层状构造 内生裂 隙发育 参差状断 口 性脆易 碎 条 痕 褐 黑 色 煤 岩类 型 属 半亮 型 亮 煤组 份 为 玻 璃 光泽 4煤 的显微 组分 井 田上 下 及 下 煤层 煤 岩 鉴定 分 析 结果 见 表 1 表 1煤层 工业分析成果综合表 T ab le 1 G roup i ng sheet of coal proxi m ate analysi s results 从上 表 可 以看 出 在 垂 向上镜 质 组含 量上 煤 层 比下 煤层 略高 下 煤层低于下 煤层 惰质组 含量 上 煤 层 略低 于 下 煤 层 下 煤 层 高于 下 煤 层 壳质组含量上 煤层低于下 煤层 下 煤层又 高于下 煤层 各煤层 中镜 质组含量远高于惰质组 含量 表 明植物残体分解程度低 煤层是在弱氧化和 较 强还 原环 境 下形 成 5化学性质 水分 煤层原煤的水分含量在垂向上从下 煤层 的 0 7l 上升到下中煤层的 O 79 又逐渐降 低到下 煤层 的 0 72 垂 向上 水平方向上各煤层 水分含量值没见明显的变化 灰 分 下 煤 层 浮 煤 灰分 产 率 为 1 46 6 17 平 均 3 48 仅有 8 2 钻孔 见 煤点 为 6 17 属低灰煤 下 浮煤灰分产率为 3 19 9 48 平均 4 83 3 3 号钻孔煤层灰分产率为 9 48 下 浮煤 灰 分 产 率 为 2 22 1 1 40 平 均 4 47 其 中 3 1 号 钻 孔煤 层 为 11 4 0 1 号钻 孔 为 7 3l 只有 个 别点灰分稍高 总体上三层煤均属特低灰分煤 挥发分 下 煤层浮煤挥发分平均 22 92 下 煤层 浮 煤挥 发 分 平均 23 74 下 煤 层浮 煤 挥 发 分 平 均 22 96 各见 煤 点 的挥发 份 在平 面上 一 般 为北侧高南侧低 其主要原 因为井 田内北侧煤层埋 藏浅 南侧煤层埋藏深 总体上三层煤层均属 中等挥 发分 全硫 下 煤层原煤全硫含量平均 0 20 下 煤 层原 煤 全硫 含 量 平 均 0 39 下 煤 层 原 煤全 硫 含 量平 均 0 23 各 见煤 点硫 分 在平 面 上 和垂 向上 均 变化很 小 总体上 看 三层煤 均 属特低 硫 煤 但在 3 1 号钻孑 L下 煤层 的硫分含量较高 达到 1 69 发热量 下 煤层平均为 32 13M J kg 下十 煤 层平均为 32 20M J kg 下 2煤层为 31 79M J kg 三层 煤均属特高热值煤 黏 结 指 数 下 煤 层 浮煤 黏结 指 数 平 均 37 09 下 煤 层浮煤黏结指数平 均 53 O7 下 煤层 浮煤黏结指数平均 49 12 各见煤点的黏结指数在平 面上一般为北侧高南侧低 其主要原 因为井 田内北 侧煤层埋藏浅 南侧煤层埋藏深 煤的镜质体最大反射率 R 上 煤层 R 一 为 0 88 该煤层的变质 阶段应属 焦煤阶段 下 煤 层 平 均 为 1 36 下 煤 层 平 均 为 1 21 这 两 层 煤 层 的变 质 阶段应 属 焦煤 阶段 表 2 6煤 类分布及变化规律 下 面 以井 田厚 度最 大 的下 煤 层 为例 分 析煤 表 2煤 岩组分分 析成 果综 合表 T able 2 C oal co nsti tu en t analysi s results 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 12 期 梁振新 木里煤 田聚乎更矿区四井田煤质特征及煤类分布规律 27 类分布及变化规律 煤类划分是依据现行的 中国煤 炭分类 G B5751 2009 中烟煤 的分类指标查表对 照确定的 其划分指标主要为干燥无灰基挥发分及 黏结 指数 下 煤层各见煤点干燥无灰基挥发分及黏结指 数见表 3 利用内插法在煤层底板等高线图上绘制 了煤类分布图 图 3 从图中可以看出下 煤层煤类 较多 焦煤 JM 1 3 焦煤 1 3JM 气煤 Q M 1 2 中 黏 煤 1 2ZN 弱 黏 煤 R N 瘦 煤 SM 贫 瘦 煤 PS 贫煤 PM 不黏煤 B N 6 1 西 井 田 西井 田含煤地层 及煤层 的倾角相 比东井 田略 陡 大约 为4 0 45 北侧受 F6断层影响 在浅部造 成煤层重复 图4 在西井 田内煤层埋深 500m 以浅 表 3四井 田下 2 见煤点煤类统计表 T ab le 3 Sta ti sti CS of coal ranks of L 2 coal seam i ntersected i n F ourth m i nefield 井田 见煤钻孔 挥发份 黏结指数煤类见煤深度 煤 板标 井 田 见 煤钻孔 挥发 份 黏结指数 煤类见煤深度 m 煤 板标 I葡 m 向 m 10 2 27 5 9 JM 26 93 4 19 1 47 5 1 26 67 77 JM 95 20 3 967 70 4 4 30 16 8O 1 3JM 124 49 4 137 70 3一l 22 1 75 JM 15 1 9 1 3 924 85 6 1 2 8 78 54 JM 13 2 76 4 060 72 7 5 27 7 2 72 6 JM 172 67 3 87 5 67 8 3 2 7 94 5 2 JM 1 3 6 82 4 098 04 7一l 22 15 2 6 R N 5 1 9O 3 993 72 12 3 27 72 70 5 JM 193 2O 3 984 12 5 5 l7 18 4 0 SM 133 34 3 92 8 73 0一l 2 3 43 81 7 8 JM 239 32 3 927 5 l 5 3 18 4 6 38 SM 153 79 3 764 82 8 1 2 6 81 5 2 JM 249 65 4 0 1 1 17 5 2 2O 33 38 4 3 SM 2 13 06 3 846 64 两 4 1 2 8 54 71 7 JM 2 83 99 3 982 34 东 7 2 19 6 2 26 SM 326 2O 3 72 5 57 井 4 3 3O 66 89 1 3JM 424 25 3 9 18 58 井 3 3 15 82 24 24 SM 34 1 89 3 7 30 67 田 10 3 22 79 77 JM 45 5 52 3 806 95 田 7 3 17 4 29 97 SM 4 17 5 1 3 64 8 44 4 2 2 3 3 1 73 7 JM 473 63 3 692 28 3 2 14 6 8 16 PS 4 18 17 3 653 18 8 2 2 2 79 7 7 JM 479 68 3 806 95 5 4 17 26 13 PS 437 35 3 634 78 6 3 2 5 O 8 87 JM 542 73 3 69 1 75 7 6 18 14 PS 438 75 3 629 24 12 1 2 7 27 27 44 R N 422 3O 3 764 82 7 7 17 4 9 1 1 PS 450 89 3 6 13 98 12 2 2 2 84 16 84 R N 685 50 3 5 l7 39 3 4 13 31 2 PM 537 08 3 550 12 O一 2 17 59 l6 P S 39 1 20 3 737 07 O一 3 17 73 3 3 P s 507 O2 3 600 95 图 3下 煤层煤类分布图 F i gu re 3 Coal ranks d i stri b ution of L2 coa l seam 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 中 国 煤 炭地 质 第23卷 图 4第 8 勘探 线剖面图 F i gure 4 Secti on of N o 8 explo rati on li n e 基 本 以焦煤 JM 1 3 焦煤 1 3JM 为主 随着深度 增加煤类 分布为瘦煤 SM 贫瘦煤 PS 贫煤 PM 且呈横 向条带状分布 在第 12 勘探线靠近 F 断层 的地 段分 布有少量 的弱黏煤 R N 不黏煤 BN 通过表 3 可以看 出 在西井 田内干燥无灰基挥 发分大于 20 的见煤点埋深基本都小于 500m 除 0 2 号钻孔 并且随着煤层埋深 的增加而减小 黏结 指数 大 于 5O 的见 煤 点基 本都 小 于 500m 除 12一 l 0 2 号钻 孔 并 且 随着煤 层埋 深 的增 加而 减小 12 1 号钻孑 L下 2 煤层埋藏深度为 422 30m 该煤层 的黏 回 韶 固暑 萼 轰 器 结指数 27 44 要远小 于同深度 的其它见煤点 的值 大约为 7O 左右 o一 2 号钻孑 L下 2 煤层埋藏深度为 391 20 该煤层 的黏结指数 16 也远小于 同深度 的 其它见煤点 的值 该煤层 的挥 发份为 17 59 要 小于同深度的其它见煤点 的值 大约为 30 左 右 从钻孔位置上来看 12 1 号钻孑 L靠 近 F7断层 而 0 2 号钻孔靠近 F 断层 这两个见煤点 的变质作用 除 了深成变质外还受到动力变质作用 的影响 6 2 东井 田 东井 田含 煤地层及煤层 的倾 角相 比西井 田略 缓 大 约 为 3O 图 5 在 东井 田内煤 层埋 深 180m 图 5第 3 勘探线剖面图 F i gu re 5 Secti on of N o 3 explo rati on li n e 0 0 O 0 0 0 0 0 0 伽 m 蜘 渤 善 m 看 耄 咖 1 0 0 0 O 0 O 0 0 O O 0 0 O 向 伽 螂 善 蛳 善 狮 螂 渤 嘲 看 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 12 期 梁振新 木里煤 田聚乎更矿 区四井 田煤质特征及煤类分布 规律 29 以浅以焦煤 JM 为主 随着深度增加煤类分布为瘦 煤 SM 贫瘦煤 PS 贫煤 PM 且呈横 向条带状 分布 在第 7 勘探线浅部靠近 F 断层的地段分布有 少量 的 1 2 中黏煤 1 2ZN 弱黏煤 R N 通过表 3 可 以看 出 在东井田内干燥无灰基挥 发分大于 20 的见煤点埋深基本都小于 180m 黏结 指数大于 5O 的见煤点基本都小于 180m 并且两个 煤质指标均随煤层埋深的增加而减小 7结 论 井 田煤层呈向南西倾的缓单斜形态 浅部倾 角比深部略大 煤层埋藏越深变质程度越高 其煤质 变质规律表现为在垂直地层方向和水平方 向上形成 煤种的带状分布现象 在煤赋存较浅 的地段内煤类 较多 而在深部同一煤质的煤类含煤面积逐步增加 种类也逐步减少 变质程度逐渐变高 同一煤层东井 田相对西井田煤层赋存深度大 东井 田煤层倾角也 相对西井 田要缓 东井 田贫煤及贫瘦煤含煤面积率 较西井 田要大 东井田内各煤类含煤面积也相对西 井田要大 井 田煤类为烟煤 煤变质总体上属于深成变 质作用 随着煤层上覆地层厚度的增加煤的变质程 度不断提高 煤变质规律符合希尔特定律 在区内断 层构造附近的部分地段还存在构造变质作用 其变 质程度相对周围相 同埋深煤层的变质程度要稍高 参 考文献 l 杨起 中国煤 田地质学 M 北京 煤炭工业 出版社 1979 2 杨起 中国煤变质作用 M 北京 煤炭工业 出版社 1996 上 接 第 l4 页 4结论 以煤炭资源储量数据库为基础 分析木里煤 田煤炭资源现状 分布 开发利用情况 以及 尚未利 用资源状况和分布 为煤炭资源的预测评价提供依 据 在煤炭资源赋存规律研究的基础上 根据近 年来新的地质资料和地质成果 充分利用 区域地质 物探 遥感 矿产勘查等多源信息 圈定预测区 采用 块段法估算资源量 从潜在的经济意义 煤质和生态环境等方面 进行预测资源量的分级分类研究 对煤炭资源 的开 发利用前景作出初步评估 提出煤炭资源勘查近期 及中长期部署建议及方案 通过煤炭资源潜力的预测及评价 积累了实 践经验 对全省煤炭资源潜力评价工作