南票煤田煤質(zhì)特征及其變化規(guī)律

【摘要】通過對南票煤田礦區(qū)地層、構(gòu)造和煤質(zhì)變化特征的分析，研究了其礦區(qū)的煤質(zhì)變化規(guī)律和變質(zhì)成因，為南票煤田地質(zhì)工作及煤巖資源的開發(fā)利用提供有益的探索經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】南票煤田；煤質(zhì)特征；變化規(guī)律

1、礦區(qū)概況

1.1研究區(qū)位置

研究區(qū)位于遼寧省葫蘆島市南票區(qū)及凌海市班吉塔鎮(zhèn)境內(nèi)，南距葫蘆島市70公里、東北距錦州市45公里處，該煤田自西向東依次為：三家子礦、葦子溝礦、大窯溝礦、邱皮溝礦、小凌河礦。

1.2地層

南票煤田為金嶺寺——羊山盆地東南翼的一部分，出露的地層比較全。煤田出露地層由老至新有奧陶系、石碳系、二迭系、侏羅系和第四系。該煤田主要含煤地層為石碳系上統(tǒng)太原組（C3t）及二迭系下統(tǒng)山西組（P1s），含煤地層特征如下：石炭系上統(tǒng)太原組（C3t）厚度大約0.0～41.55米，分上、下兩段。上段為主要含煤段含6、7、8三個煤組，以煤層分布廣、厚度大、變化大、層數(shù)多為特征。二疊系下統(tǒng)山西組（P1s）地層全區(qū)廣泛出露，與下伏石炭系地層平行不整合接觸。厚度大約6.84～72.53米。含有3、4、5三個煤組，5煤組是主要可采煤層。

1.3構(gòu)造

南票煤田位于華北地臺的東北部（Ⅰ），燕遼臺褶帶（Ⅱ），遼西坳陷（Ⅲ），金嶺寺～羊山盆地（Ⅳ）的東南翼，與頭臺子—黃土坎—楊家杖子斷隆帶（Ⅳ）接觸。中生界構(gòu)造層為南票向斜，西北為其林堡背斜。上古生界石炭、二迭系含煤地層呈單斜構(gòu)造，稱南票單斜，地層走向北35～60°東，傾向北西，傾角20～70°。斷裂有兩組：一組走向北40～60°西，傾角70～80°的正斷層，另一組走向北30～60°東的逆沖斷裂，兩組斷裂主要發(fā)育在葦子溝井田及大窯溝井田。

2、煤質(zhì)變化特征

在南票煤田內(nèi)有氣煤、弱粘結(jié)煤、貧煤、天然焦均有分布。南票煤田煤質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果看，以氣煤為主，次為弱粘結(jié)煤，少量的貧煤及天然焦。

2.1煤巖學(xué)特征

2.1.1宏觀煤巖特征和顯微煤巖特征

宏觀特征：呈黑色，條痕（亮煤）為褐黑色，光澤脂肪狀到玻璃狀、粒狀狀。煤層結(jié)構(gòu)為線理狀、條帶狀、透鏡～線理狀、煤質(zhì)較脆，方解石脈呈網(wǎng)狀或脈狀沿裂隙穿插在煤層中，并有大小不等的黃鐵礦結(jié)核。煤層局部受后期火成巖侵入體的影響，顏色變淺，光澤增強(qiáng)，比重和硬度均有增大，結(jié)構(gòu)被破壞，變質(zhì)呈鋼灰色的天然焦。微觀特征：顯微組分以鏡煤化物質(zhì)為主，其次是角質(zhì)化物質(zhì)，絲炭化物質(zhì)和礦物雜質(zhì)。

2.1.2水分

本區(qū)原煤空氣干燥，煤水份含量較小。以大窯溝為例：原煤水份最高2.94%，最低0.81%，平均1.92%。巖漿侵入煤層受接觸變質(zhì)作用，煤變?yōu)樘烊唤购?，柱狀?jié)理發(fā)育，毛細(xì)孔增多，其水份含量增高，可見焦水份含量比原煤水份含量增加了。

2.1.3灰分

原煤灰分產(chǎn)率最低為3煤26.41%，最高為8煤35.99%，平均32.61%。3煤組為中灰煤，其余各煤層均為中高灰煤。凈煤灰分產(chǎn)率最低為5煤6.97%，最高為8煤13.98%，平均10.61%。原煤灰分在垂向上，從山西組3煤至太原組6煤組，有增高的趨勢，從6煤組至8煤組，無明顯變化，

2.1.4揮發(fā)分

各可采煤層原煤揮發(fā)分最低為8煤21.77%，最高為5煤43.81%，平均33.61%。凈煤揮發(fā)分產(chǎn)率最低為8煤28.09%，最高為5煤42.42%，平均值34.57%，為中高揮發(fā)分煤。山西組的3煤組到5煤組，揮發(fā)分產(chǎn)率有升高趨勢；太原組的6煤組到8煤組，揮發(fā)分產(chǎn)率有降低趨勢。

2.1.5硫分

本區(qū)各可采煤層原、凈全硫含量變化不大。原煤全硫含量最低為3煤0.67%，最高為8煤1.99%，平均1.05%；凈煤全硫含量最低為3煤0.53%，最高為7煤1.00%，平均0.70%；為低～中硫分煤。

煤中形態(tài)硫：硫鐵礦硫含量為0.02～1.19%，平均為0.34%；硫酸鹽硫含量為0.00～0.39%，平均為0.09%；有機(jī)硫含量為0.02～1.32%，平均為0.58%。

煤田各煤層硫含量以硫鐵礦硫和有機(jī)硫?yàn)橹鳎蛩猁}硫含量較少。全硫含量從山西組的3煤組至太原組的8煤組有增高趨勢。

2.1.6磷

本區(qū)各可采煤層原煤磷含量最低為7煤0.019%，最高為6煤0.079%，平均0.051%；凈煤磷含量最低為3煤0.016%，最高為5煤0.080%，平均0.045%。為低磷分煤～中磷分煤。

2.1.7煤的元素組成

可采煤層元素分析結(jié)果為：碳（Cdaf）含量最低為5煤80.96%，最高為6煤85.37%，平均83.38%；氫（Cdaf）含量最低為8煤4.20%，最高為5煤5.39%，平均4.95%；氮（Ndaf）含量最低為5煤1.12%，最高為7煤1.57%，平均1.43%；氧（Odaf）含量最低為6煤7.30%，最高為5煤11.69%，平均9.25%；碳?xì)浔龋–/H）為17/1。

2.1.8煤的發(fā)熱量

本區(qū)煤為中熱值煤，山西組灰分較低，發(fā)熱量較高，而太原組灰分較高，發(fā)熱量較低。

2.1.9煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性

本區(qū)共測試26個層點(diǎn)樣品的粘結(jié)指數(shù)，最低是7煤組1.1，最高是6煤層39.8，平均為17.3，為弱粘結(jié)煤。

3、煤類分布及變質(zhì)規(guī)律

（1）該區(qū)在走向上、傾向上、垂向上，三度空間方向上煤的煤化程度比較均衡，其煤的變質(zhì)程度基本上是一致的單一氣煤。

煤種由氣煤變質(zhì)為弱粘結(jié)煤、貧煤、天然焦。主要原因是燕山期火成巖侵入體的影響，有如下特點(diǎn)：

酸性火成巖～花崗斑巖多以層間侵入為主，破壞性較大?？偟囊?guī)律是火成巖向上影響煤層成焦厚度大于火成巖體向下影響煤層成焦厚度。火成巖體位于煤層頂部，巖漿熱向下影響：巖體厚度在3米以下，影響煤層變質(zhì)范圍在3.35米以下，巖體厚度在3米以上者，影響煤層變質(zhì)成焦、弱粘結(jié)煤、貧煤的范圍在3.8～4.35米之間。

火成巖位于煤層底部，巖漿熱向上影響：巖體厚度小于2米者，影響煤層變質(zhì)成焦、貧煤、弱粘結(jié)煤的距離在3米以內(nèi)。巖體厚度大于2米，影響煤層變質(zhì)成焦、貧煤、弱粘結(jié)煤的距離在5.5～6.90米。

（2）接觸變質(zhì)作用是影響該煤層煤質(zhì)的另一個因素。在大窯溝井田深部燕山期酸性花崗斑巖沿煤層侵入，致使部分煤層被吞蝕、變薄，使煤層結(jié)構(gòu)變?yōu)閺?fù)雜。巖漿帶來的高溫和壓力使煤層發(fā)生接觸變質(zhì)，煤變質(zhì)為天然焦，其特理特征和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生明顯變化。

4、結(jié)論

南票煤田煤種較多，以氣煤為主，次為弱粘結(jié)煤，少量的貧煤及天然焦。產(chǎn)生原因?yàn)楹笃诨鸪蓭r侵入的影響。主要的變質(zhì)作用類型為區(qū)域變質(zhì)，其次為接觸變質(zhì)。通過對南票煤田礦區(qū)地層、構(gòu)造和煤質(zhì)變化特征的分析，研究了其礦區(qū)的煤質(zhì)變化規(guī)律和變質(zhì)成因，為南票煤田地質(zhì)工作及煤巖資源的開發(fā)利用提供有益的探索經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]東北煤田地質(zhì)局.遼寧省煤炭資源潛力評價報(bào)告2010.

[2]東北煤田地質(zhì)局155勘探隊(duì).遼寧省葫蘆島市南票煤田煤普查地質(zhì)報(bào)告，2011.

作者簡介

李樹成.1963年生人.1983年浙江煤田職工地質(zhì)學(xué)院.畢業(yè)后一直從事煤田地質(zhì)工作。