汪溝煤礦9號(hào)煤層可采性分析

賈交成

（山西省煤炭地質(zhì)公司，山西 太原 030045）

汪溝煤礦9號(hào)煤層可采性分析

賈交成

（山西省煤炭地質(zhì)公司，山西 太原 030045）

通過(guò)井下實(shí)地調(diào)查，綜合分析了汪溝煤礦9號(hào)煤層原始沉積厚度、后期煤層自燃、下伏10號(hào)煤層開(kāi)采引起冒落綜合影響，導(dǎo)致9號(hào)煤層不可采。

汪溝煤礦；9號(hào)煤層；可采性

1 概況

汪溝煤礦位于霍西煤田汾孝礦區(qū)東部邊緣，介休市西南義棠鎮(zhèn)東5 km處，井田內(nèi)大面積黃土覆蓋，局部出露二疊系下統(tǒng)下石盒子組及上統(tǒng)上石盒子組。井田地層走向NE，傾向SE的單斜構(gòu)造，地層傾角8°～15°，井田構(gòu)造簡(jiǎn)單。井田北東側(cè)發(fā)育一條走向NW、傾向NE的正斷層（汾陽(yáng)-介休斷層），井田北西側(cè)發(fā)育一條走向NE、傾向NW的正斷層（介休-汾西斷層）。

井田批采的9號(hào)煤層位于太原組，K2石灰?guī)r為9號(hào)煤層直接頂板。井田現(xiàn)開(kāi)采下伏10號(hào)煤層，井下大巷及采區(qū)大巷沿著10號(hào)煤上分層掘進(jìn)，掘進(jìn)中發(fā)現(xiàn)10號(hào)煤層頂板較為破碎、不易支護(hù)，由此直接揭露9號(hào)煤層到K2石灰?guī)r底，巷高3.20 m左右，揭露中發(fā)現(xiàn)9號(hào)煤層厚度0～0.95m，成為不連續(xù)的串珠狀，局部變?yōu)榛野咨夯遥蟛坑忻簩尤紵暮圹E，使其變?yōu)椴豢刹擅簩樱?號(hào)煤層底板泥巖裂隙由發(fā)育到極度發(fā)育，裂隙極度發(fā)育處裂隙面多為淺紅色或鐵銹色。是什么原因?qū)е?號(hào)煤層不可采？本文介紹如下。

2 井下現(xiàn)場(chǎng)觀察的結(jié)果介紹

該礦井口位于井田西北邊界，采用斜井向南東下山開(kāi)拓，主斜井沿井口到井底車場(chǎng)這一段料石已砌碹，大巷及采區(qū)大巷未砌碹。

2.1 9號(hào)煤層直接頂板：K2石灰?guī)r

K2石灰?guī)r為9號(hào)煤層直接頂板，巷道揭露處所見(jiàn)到K2石灰?guī)r底不平整，局部有瘤狀凸起，出現(xiàn)了沉積巖中所特有的同生變形構(gòu)造——重荷模構(gòu)造。K2石灰?guī)r的新鮮面深灰色，裂隙面、底面為淺土黃色、淺褐黃色，質(zhì)硬，裂隙發(fā)育，尤其以NE向裂隙發(fā)育，裂隙延伸長(zhǎng)，裂隙間距40 cm～80 cm不等，其間發(fā)育有延伸較短的NW向相間裂隙。

2.2 9號(hào)煤層

1）正常煤樣：肉眼觀察，黑色，玻璃光澤，碎塊狀，裂隙發(fā)育，條帶狀結(jié)構(gòu)，以半亮煤為主。頂部煤層以暗煤或炭質(zhì)泥巖為主，灰分高。煤層厚度0.30 m，炭質(zhì)泥巖0.65m。2）烘烤過(guò)的煤層樣：黑色，褐黑色，弱玻璃光澤，碎塊狀，裂隙發(fā)育，條帶狀結(jié)構(gòu)，以半亮煤為主。頂部煤層變?yōu)楹谏勰願(yuàn)A灰白色細(xì)線，無(wú)光澤。煤層厚度0.45m。3）燃燒過(guò)的煤層樣：灰黑色，粉末狀，夾灰白色細(xì)線，無(wú)光澤。厚度0.20 m左右，已經(jīng)過(guò)燃燒，變?yōu)楦呋姨磕唷?/p>

2.3 9號(hào)煤層直接底板：泥巖

9號(hào)煤層直接底板為泥巖，厚度1.10m左右（其厚度即是與10號(hào)煤層的間距）。1）未經(jīng)過(guò)高溫烘烤過(guò)的底板正常巖石樣：黑色，質(zhì)軟塊狀，斷口平坦，質(zhì)較均一，遇水不膨脹，裂隙較發(fā)育，裂隙面析出附著有米黃色粉末。2）經(jīng)過(guò)高溫烘烤過(guò)底板巖石樣：淺紅色、鐵銹色，新鮮面有經(jīng)過(guò)烘烤過(guò)不同顏色暈圈，裂隙極度發(fā)育，無(wú)充填，巖石多為碎塊狀，遇水不膨脹，質(zhì)硬。

2.4 9號(hào)煤層和10號(hào)煤層關(guān)系

9號(hào)煤層與10號(hào)煤層間距1.10 m左右。對(duì)于10號(hào)煤層來(lái)說(shuō)，當(dāng)9號(hào)煤層全部燃燒對(duì)底板泥巖進(jìn)行高溫烘烤過(guò)后，9號(hào)煤層底板變的較為破碎且質(zhì)硬，泥巖裂隙表面為淺紅色或鐵銹色。此處的10號(hào)煤層上分層煤質(zhì)變差，水分增大，灰分增高，揮發(fā)分增加，有氧化現(xiàn)象。當(dāng)9號(hào)煤層下部未進(jìn)行燃燒，其底板泥巖正常，泥巖裂隙面為灰黑色，其下部的10號(hào)煤層煤質(zhì)相應(yīng)較好。

3 井田內(nèi)9號(hào)煤層的不可采分析

3.1 煤層厚度分析

1）沉積時(shí)原始厚度：沉積時(shí)，井田內(nèi)9號(hào)煤層沉積厚度本身就薄，有可能達(dá)不到可采厚度0.80 m的要求。2）煤層燃燒再次影響煤層厚度：井田內(nèi)9號(hào)煤層由于經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的地質(zhì)歷史時(shí)期，在沉積完成后海水入侵形成K2石灰?guī)r，再次經(jīng)過(guò)海退、海進(jìn)等反復(fù)多次相對(duì)的地殼升降或穩(wěn)定，9號(hào)煤層上覆沉積了較厚的地層；在形成9號(hào)煤層之后的某個(gè)時(shí)間段內(nèi)，9號(hào)煤層曾發(fā)生風(fēng)氧化和燃燒，使得留下來(lái)的9號(hào)煤層厚度再次變薄，形成不連續(xù)的串珠狀，小于可采厚度0.80 m，煤層厚度0～0.95 m、平均0.35 m，成為不可采煤層。

3.2 煤質(zhì)分析

井田內(nèi)9號(hào)煤層，在沉積后期，由于地殼抬升使煤層風(fēng)氧化和燃燒或經(jīng)過(guò)高溫烘烤，其煤質(zhì)發(fā)生了明顯的變化，煤質(zhì)變差。水分比正常煤層增大了許多，灰分增高了許多，揮發(fā)分也發(fā)生了變化，浮煤回收率極低，煤質(zhì)變得更加無(wú)粘結(jié)性。煤層燃燒后，厚度變薄，甚至局部煤層整層燃燒后只留下了沒(méi)有可采價(jià)值的煤灰。

3.3 區(qū)域資料調(diào)查分析

井田位于霍西煤田汾孝礦區(qū)東部邊緣，汾（陽(yáng)）——介（休）正斷層與介（休）——汾（西）正斷層之間，處于下盤(pán)位置。

根據(jù)本次調(diào)查，井田周圍曾經(jīng)關(guān)閉的及正在開(kāi)采的幾個(gè)煤礦，均發(fā)現(xiàn)過(guò)9號(hào)煤層由于風(fēng)氧化和燃燒使煤質(zhì)變差、厚度變薄等原因而不可采。9號(hào)煤層的不可采范圍較大，包括井田西南鄰的野莊煤礦（關(guān)閉），南鄰的杏元煤礦（關(guān)閉）、麻凹煤礦東北部分、洪莊煤礦、前黨峪煤礦，東南鄰朝陽(yáng)煤礦，東鄰城寺煤礦，東北鄰的致富煤礦（關(guān)閉）等區(qū)域，面積約20km2。

3.4 沉積分析

太原組是一套海陸交互相沉積地層，該地層具有明顯的沉積旋回特征，9號(hào)煤層的直接頂板為K2石灰?guī)r，底板是一層比較穩(wěn)定的泥巖，9、10煤層之間的間距穩(wěn)定，平均1.10m。

在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史時(shí)期，9號(hào)煤層是在氣候溫和，有利于樹(shù)木生長(zhǎng)的沼澤環(huán)境下形成的，當(dāng)9號(hào)煤層沉積形成后，由于海進(jìn)、海退反復(fù)多次形成多旋回沉積特征，后期由于地質(zhì)構(gòu)造的影響，使得包括汪溝煤業(yè)井田及部分區(qū)域抬升，9號(hào)煤層間接暴露于大氣環(huán)境中，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期風(fēng)氧化作用，9號(hào)煤層局部進(jìn)行了自燃，以致于煤層局部燃燒殆盡，其殘留形成煤灰沉積物。燃燒后的9號(hào)煤層使底板泥巖經(jīng)過(guò)高溫烘烤，泥巖裂隙極度發(fā)育，巖石裂隙表面形成淺紅色或鐵銹色（新鮮面為灰黑色），其泥巖之下的10號(hào)煤層也發(fā)生了烘烤現(xiàn)象，煤質(zhì)變差。再者，未進(jìn)行自燃的9號(hào)煤層，經(jīng)過(guò)高溫烘烤后，煤層裂隙發(fā)育，裂隙面附著有烘烤過(guò)后煤層本身析出的顆粒狀薄層膠質(zhì)層，煤質(zhì)發(fā)生變化。9號(hào)煤層下部未進(jìn)行自燃且保存完好的，其底板泥巖保存了正常沉積時(shí)的巖性特征，泥巖為灰黑色，其泥巖之下的10號(hào)煤層未受到影響。

隨著地殼的運(yùn)動(dòng)，地殼下沉，由于9號(hào)煤層燃燒或風(fēng)氧化不均一，煤的質(zhì)地發(fā)生變化，使得上覆厚層狀石灰?guī)r的沉積壓實(shí)不均衡作用，造成了石灰?guī)r底面不平整，形成了瘤狀突起物，即為同生變形構(gòu)造——重荷模構(gòu)造?，F(xiàn)場(chǎng)觀察，石灰?guī)r底面為淺灰黃色，土黃色，層狀構(gòu)造，裂隙發(fā)育，局部有瘤狀凸起。

3.5 井田10號(hào)煤層大面積采空影響

井田內(nèi)10號(hào)煤層有較大面積的采空區(qū)，10號(hào)煤層一旦采空，其頂板極易破碎，頂板垮落便引起9號(hào)煤層冒落，這樣就會(huì)影響9號(hào)煤層開(kāi)采回收。

4 結(jié)論

通過(guò)綜合分析，井田內(nèi)9號(hào)煤層原始沉積厚度局限了煤層的可采性，后期由于煤層的自燃或者局部燃燒殆盡，以及下伏10號(hào)煤層的開(kāi)采，使得9號(hào)煤層不可采。

Recoverability Analysis on No.9 Seams of Wanggou Coal Co.,Jiexiu

JIA Jiao-cheng
(Shanxi Coal Geological Co.,Taiyuan Shanxi 030045)

Through the field study in No.9 coal seam in Wanggou mine,the author analyzes its original sedimentary thickness,later spontaneous combustion,and roof falling caused by mining of the lower No.10 seam.The findings indicate that No.9 seam is not recoverable.

Wanggou mine;seam;recoverability

TD163+.1；F403.8

A

1672-5050（2011）06-0046-03

2011-02-28

賈交成（1968—），男，山西運(yùn)城人，本科，工程師，從事煤田地質(zhì)工作。

劉新光