河南省济源市郭沟井田煤层与煤质特征分析|近水平煤层条件下,井田划分的特点
时间：2019-03-29 03:16:26 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要： 本文以郭沟井田的勘探资料为基础，对井田的煤层特征和煤质特征进行了详细的分析。研究结果表明，二1煤层为全区可采煤层，二1煤层为中灰、特低硫、低磷、特低氯、特高热值粉状贫煤，可作为动力用煤，也可用作炼焦配煤和民用燃料。
关键词： 郭沟井田；二1煤层；煤层特征；煤质特征
中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）19-0040-02
0 引言
郭沟井田位于济源市西部，属济源市王屋镇管辖。矿区地理极值坐标为：东经112°13′00″～112°16′30″，北纬35°07′00″～35°10′00″。东西长5.4km，南北宽2～3km，面积15.96km2。
井田位于北西西向虎岭向斜的北翼，由于受区域构造的影响，并且根据矿区东西两侧出露地层及产状、二维地震解释及钻探工程控制情况，结合二1煤层底板等高线平面图，井田整体表现为以05线为轴线的宽缓背斜。西翼产状南西倾，倾角15°～23°，东翼产状南东倾，倾角13°～20°。矿区内规模较大的断层有7条，断层落差为0～200m不等。区内无岩浆岩。井田构造复杂程度定为简单—中等构造类型[1-2]。
1 煤层特征
1.1 含煤性 井田含煤地层为石炭系上统太原组，二叠系下统山西组，二叠系上统上、下石盒子组。煤系地层总厚度平均538.98m，可分为9个煤段，含煤4层，煤层总厚平均约5m，含煤系数为0.93%。其中二1煤层全区可采，煤层平均厚度4.17m，可采含煤系数0.77%。其他煤层均不可采。
1.2 可采煤层 井田可采煤层为二1煤层，其位于山西组下部，大占砂岩（标5）之下，二者相距0.35～14.48m，平均6.30m；下距太原组顶层灰岩顶界面5.24～17.35m，平均11.43m。二1煤层全层真厚度0.37～15.17m，平均真厚为4.17m。全井田二1煤层厚度有一定变化，但规律性较明显，煤层结构简单，局部见夹矸1～2层，为全区可采煤层。二 1煤层底板多为深灰色泥岩、砂质条带泥岩，局部为炭质泥岩；其顶板多为泥岩，局部为细、中粒砂岩（大占砂岩）、粉砂质泥岩。
1.3 煤层对比 本井田煤层对比工作采用的方法有标志层、岩性及化石组合特征对比法，煤层自身特征对比法、物理测井曲线对比法。
1.3.1 标志层、岩性及化石组合特征对比法
①标志层对比法。根据井田的岩性特征，建立了五个层位稳定、特征明显的标志层，自上而下为平顶山砂岩（标1）、田家沟砂岩（标2）、老君庙砂岩（标3）、砂锅窑砂岩（标4）和大占砂岩（标5），五个标志层都为区域对比标志层，且二1煤层与标志层间距相对稳定，能很好的为煤层对比服务。
②岩性及化石组合特征对比法。二1煤组为潮坪相、三角洲相、沼泽相砂泥岩沉积。主要岩性为砂泥岩互层，中下部发育煤层。其顶界为砂锅窑砂岩（标4）底面，底界为石炭系太原组灰岩顶面，中部有大占砂岩（标5），二1煤层之上的泥岩中产三角织羊齿、翅状准织羊齿，纤细轮叶等完整的植物化石组合，故本组不易与上下煤组混淆。
1.3.2 煤层自身特征对比法 可采煤层中，其本身就是很好的标志层。二1煤层具有厚度大（平均4.17m），发热量较高，灰分产率较低，为中灰煤等特点，且其它煤层多为薄煤层（不可采）或煤线，且不稳定[3]。
1.3.3 测井曲线对比法 井田煤、岩层物性差异明显，不同煤层、岩层的视电阻率、自然伽玛、人工伽玛（密度）及自然电位等物性参数和测井曲线组合形态不同。二1煤层视电阻率曲线峰值较高，视电阻率曲线呈中高异常，曲线形态钟形，镘头形，园滑对称，低密度；人工伽玛曲线一般峰值较高，厚层呈箱形波状，介面陡直，薄层呈笔状，有夹矸者呈多峰笔状；天然伽玛低异常，三种参数“两高一低”，特征明显。
井田内仅二1煤层全区可采，其层位稳定、标志明显。通过上述几种方法综合对比，已达到可靠的对比程度。
2 煤质特征
2.1 煤的物理性质和煤岩特征
2.1.1 宏观煤岩特征 二1煤层为黑灰色，金刚光泽，以亮煤为主，镜煤、暗煤次之。煤的原始结构已遭破坏，多呈碎裂状、粉末状。宏观煤岩类型以光亮型—半亮型为主。
2.1.2 显微煤岩特征 二1煤层中有机质占83.4～90.9%。有机质组分以镜质组为主，其次为惰性组。镜质组以基质镜质体为主，次为均质镜质体，含少量碎屑镜质体。惰质组以碎屑惰质体为主，丝质体次之，含少量粗粒体及微粒体。无机组分含量9.1%～16.6%，以粘土矿物为主，次为碳酸盐类，有小量氧化硅类和硫化铁类。粘土矿物：以分散状为主，块状次之，含少量细胞充填状；硫化铁类：黄铁矿以分散微粒状为主，大小不一，分布不均，含少量裂隙充填状黄铁矿；碳酸盐类：以裂隙充填状为主，细胞充填状次之；氧化硅类：石英呈粒状，大小不一，分布不均。
2.2 煤的化学性质及工艺性能
2.2.1 工业分析 二1煤层原煤灰分产率11.92～23.91%，据煤灰分分级标准（GB/T 15224.1—2004）划分，属中灰煤。由二1煤层灰分等值线图可看出，全井田二1煤层灰分由中部向南北两侧递增，但总体以中灰煤为主，中部有低灰煤区存在，灰分整体上变化较小。
2.2.2 元素分析 二1煤层原煤碳元素含量85.04～91.91%；氢元素含量3.50～3.94%；氮元素含量1.00～1.74%；氧+硫元素含量2.90～10.08%。
2.2.3 有害组分 井田二1煤层有害组分有硫、磷、砷、氯、氟。原煤全硫含量0.30～1.11%，属特低硫煤，硫分以有机硫为主，次为硫化物硫；原煤磷含量0.0020～0.0820%，属低磷煤；原煤氯含量0.004～0.072%，属特低氯煤；原煤砷含量0×10-6～2×10-6，属一级含砷煤；原煤氟含量92×10-6～250×10-6。上述有害元素含量均较低，对煤层的综合利用均无明显不良影响。
2.2.4 发热量及热稳定性 二1煤层原煤干燥基高位发热量（Qgr,d）27.99～31.08MJ/kg，平均30.72MJ/kg，属特高热值煤；原煤干燥基低位发热量（Qnet,d）27.36～30.40MJ/kg，平均28.79MJ/kg。对二1煤层进行了热稳定性测试资料，TS+6mm级占40.7～61.5%，应属低热—中热稳定性煤[4]。
3 煤类及工业用途
郭沟井田二1煤层原煤为中灰、特低硫、低磷、特低氯、特高发热量。按照中国煤炭分类国家标准（GB/T 5751—2009）[5]，依据井田二1煤浮煤挥发分、氢含量、粘结指数，确定井田二1煤层的煤类为贫煤。原煤干燥基高位发热量（Qgr,d）平均30.72MJ/kg，焦渣特性为2，煤尘具爆炸性，煤的吸氧量为0.94cm3/ g，自燃倾向为Ⅲ（不易自燃），其工业利用方向主要为动力用煤，也可用作炼焦配煤和民用燃料。
综上所述，济源市郭沟井田二1煤层为全区可采煤层，煤层结构简单，且为较稳定煤层。煤质方面，二1煤层为中灰、特低硫、低磷、特低氯、特高热值粉状贫煤，可作为动力用煤，也可用作炼焦配煤和民用燃料。
参考文献：
[1]瓮纪昌，罗明伟，沈卫立等.河南省济源市郭沟煤矿详查报告[R].河南许昌：河南省地质矿产勘查开发局第二地质勘查院，2010.
[2]中华人民共和国地质矿产行业标准.DZ/T0215-2002煤、泥炭地质勘查规范[S].北京：地质出版社，2003.
[3]安泰.翼城县南头煤矿煤层与煤质特征分析.华北国土资源2011.6,2（43）：22-23.
[4]中华人民共和国地质矿产行业标准.GB152243-2004煤炭质量分级 第3部分：发热量[S].北京：地质出版社，2004.
[5]中华人民共和国地质矿产行业标准.GB/T 5751—2009中国煤炭分类国家标准[S].北京：地质出版社，2009.
