106煤礦呼圖壁河?xùn)|岸主采煤層化工性質(zhì)分析

張文濤，湯雙成，吳述春

(1.安徽理工大學(xué) 地球與環(huán)境學(xué)院，安徽 淮南 232000；2.江蘇煤炭地質(zhì)勘探二隊(duì)，江蘇 徐州 221006)

0 前 言

106煤礦的地質(zhì)類型為一類一型，即地質(zhì)構(gòu)造為簡(jiǎn)單，主要可采煤層為穩(wěn)定和較穩(wěn)定型，但隨著首采區(qū)的生產(chǎn)，井下發(fā)現(xiàn)的小斷層越來越多，這些斷層對(duì)生產(chǎn)影響較大。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦地質(zhì)工作規(guī)定》以及《煤礦防治水細(xì)則》等有關(guān)條款要求，因生產(chǎn)過程中揭露的構(gòu)造和煤層結(jié)構(gòu)等資料差別較大，深部勘探程度不足、礦井水文地質(zhì)條件尚未完全查清以及需要建立地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等問題，需進(jìn)行地質(zhì)及水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探。

1 主采煤層賦存特征

5煤層位于中侏羅統(tǒng)西山窯組第一巖性段的上部，3點(diǎn)不可采，10點(diǎn)可采，點(diǎn)可采性指數(shù)0.63。煤層厚度0～3.07 m，平均厚度1.54 m，屬中厚煤層，煤厚變異系數(shù)73.4%，厚度變化非常大?？刹蓞^(qū)煤層厚度1.27～3.07 m，平均厚度2.30 m，可采區(qū)面積占煤層賦存面積的58%，局部可采(見圖1(a))。

6煤層位于中侏羅統(tǒng)西山窯組第一巖性段的中上部5煤層之下， 1點(diǎn)不可采，47點(diǎn)可采，點(diǎn)可采性指數(shù)0.98。煤層厚度0.71～3.80 m，平均厚度2.68 m，屬中厚煤層，煤厚變異系數(shù)23.2%。沿傾向煤層厚度變化不大，沿走向煤層厚度從西往東呈變厚趨勢(shì)；井田西部2-4勘探線北部煤層厚度變薄，S2孔為不可采點(diǎn)(0.71 m)。6煤層厚度變化特征見圖1(b)?？刹牲c(diǎn)煤層厚度1.20～3.80 m，平均厚度2.72 m?？刹蓞^(qū)面積點(diǎn)煤層賦存面積的99%，基本全區(qū)可采。

7煤層位于中侏羅統(tǒng)西山窯組第一巖性段的中下部6煤層之下，均可采，點(diǎn)可采性指數(shù)1.00，全區(qū)可采。厚度1.96～11.71 m，平均厚度8.23 m，屬特厚煤層，煤厚變異系數(shù)24.9%，厚度變化較小。井田西側(cè)ZK521鉆孔、西部火燒邊界附近3號(hào)平硐石門煤厚最厚，均為11.71 m，走向上由西向東有變薄的趨勢(shì)，傾向上厚度變化不大，7煤層厚度變化特征見圖1(c)。

8煤層位于中侏羅統(tǒng)西山窯組第一巖性段的下部7號(hào)煤層之下，均可采，點(diǎn)可采性指數(shù)1.00，全區(qū)可采。厚度3.98～6.72 m，平均厚度5.07 m，屬厚煤層，煤層厚度變化系數(shù)16.0%，厚度變化較小。沿傾向煤層由淺到深有變薄趨勢(shì)，沿走向6勘探線以東，煤層厚度有變薄趨勢(shì)。8煤層厚度變化特征見圖1(d)。

(a)5煤層

2 煤的化學(xué)性質(zhì)及工藝性能

根據(jù)《煤炭全水分分級(jí)規(guī)范》(MT/T850-2000)，5煤層原煤全水3.60%～16.40%，平均值9.21%,屬中等全水分煤；6煤層原煤全水1.39%～16.60%，平均值7.97%,屬低全水分煤；7煤層原煤全水1.34%～13.75%，平均值7.45%,屬低全水分煤；8煤層原煤全水2.00%～12.84%，平均值6.80%,屬低全水分煤。可知，井田內(nèi)各煤層屬低-中等全水分煤。

2.1 灰分(Ad)

根據(jù)《煤灰分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 15224.1—2010)劃分， 5煤層原煤空氣干燥基灰分為3.39%～16.71%，平均值7.58%，浮煤空氣干燥基灰分為1.19%～7.64%，平均值3.17%，屬特低灰煤。6煤層原煤空氣干燥基灰分為2.45%～35.26%，平均值11.68%，浮煤空氣干燥基灰分產(chǎn)率兩極值1.65～12.95%，平均值4.54%，總體屬特低灰煤。7煤層原煤空氣干燥基灰分為3.33%～14.43%，平均值8.39，浮煤空氣干燥基灰分產(chǎn)率兩極值1.60%～4.85%，平均值2.90%，屬特低灰煤。8煤層原煤空氣干燥基灰分為3.50%～10.53%，平均值6.79%，浮煤空氣干燥基灰分產(chǎn)率兩極值1.47%～3.29%，平均值2.43%，屬特低灰煤。

根據(jù)《煤的干燥無灰基揮發(fā)分產(chǎn)率分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》(MT/T 849—2000)劃分，5煤層：原煤干燥無灰基揮發(fā)分為26.05%～34.32%，平均值30.17%，浮煤干燥無灰基揮發(fā)份產(chǎn)率24.42%～33.56%，平均值30.44%。介于28%～37%，屬中高揮發(fā)分煤。6煤層：原煤干燥無灰基揮發(fā)分為26.39%～55.73%，平均值33.20%，浮煤干燥無灰基揮發(fā)分為24.68%～43.34%，平均值31.41%，屬中高揮發(fā)分煤。7煤層：原煤干燥無灰基揮發(fā)分為29.03%～37.94%，平均值32.24%，浮煤干燥無灰基揮發(fā)份產(chǎn)率27.69%～32.79%，平均值30.39%，屬中高揮發(fā)分煤。8煤層原煤干燥無灰基揮發(fā)分為25.68%～36.77%，平均值30.30%，浮煤干燥無灰基揮發(fā)分為25.70%～35.44%，平均值31.05%，屬中高揮發(fā)分煤。

2.2 煤的工藝性質(zhì)

以往工作分別測(cè)試了原煤的收到基低位發(fā)熱量(Qnet.ar)和干基高位發(fā)熱量(Qgr.d)，本次測(cè)試了原煤的干基低位發(fā)熱量(Qnet.d)和干基高位發(fā)熱量(Qgr.d)。5煤層原煤干基高位發(fā)熱量(Qgr.d)全區(qū)加權(quán)平均兩極值26.76～33.03 MJ/kg，平均值30.69 MJ/kg，原煤空氣干燥基低位發(fā)熱量(Qnet.d)兩極值為29.52～30.70 MJ/kg，平均30.11 MJ/kg，原煤收到基低位發(fā)熱量(Qnet,ar)兩極值為24.53～28.62 MJ/kg，平均26.62 MJ/kg。根據(jù)《煤炭發(fā)熱量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 15224.3—2010)劃分，5煤層原煤干基高位發(fā)熱量(Qgr.d)平均值30.69 MJ/kg，>27.21 MJ/kg，<30.90 MJ/kg，總體屬高發(fā)熱量煤。6煤層原煤干基高位發(fā)熱量(Qgr.d)全區(qū)加權(quán)平均兩極值19.47～32.76 MJ/kg，平均值28.93 MJ/kg，原煤空氣干燥基低位發(fā)熱量(Qnet.d)兩極值為30.46～31.45 MJ/kg，平均30.88 MJ/kg，原煤收到基低位發(fā)熱量(Qnet,ar)兩極值為17.02～28.29 MJ/kg，平均23.79 MJ/kg，總體屬高發(fā)熱量煤。7煤層原煤干基高位發(fā)熱量(Qgr.d) 全區(qū)加權(quán)平均兩極值26.62～32.86 MJ/kg，平均值30.09 MJ/kg，原煤空氣干燥基低位發(fā)熱量(Qnet.d)兩極值為27.97～28.63 MJ/kg，平均28.30 MJ/kg，原煤收到基低位發(fā)熱量(Qnet,ar)兩極值為23.03～28.26 MJ/kg，平均26.22 MJ/kg，總體屬高發(fā)熱量煤。8煤層原煤干基高位發(fā)熱量(Qgr.d)全區(qū)加權(quán)平均兩極值29.32～32.55 MJ/kg，平均值30.84 MJ/kg，原煤空氣干燥基低位發(fā)熱量(Qnet.d)兩極值為28.62～30.57 MJ/kg，平均29.32 MJ/kg，原煤收到基低位發(fā)熱量(Qnet,ar)兩極值為26.03～28.21 MJ/kg，平均27.22 MJ/kg，總體屬高發(fā)熱量煤。

3 結(jié) 論

1)井田范圍內(nèi)含煤地層為中侏羅統(tǒng)西山窯組(J2x)，含可采煤層4層，分別為5、6、7、8煤層；5煤層厚度0～3.07 m，平均1.54 m，煤厚變異系數(shù)73.4%，可采性指數(shù)為0.63，為局部可采的極不穩(wěn)定中厚煤層；6煤層厚度0.71～3.80 m，平均2.68 m，煤厚變異系數(shù)23.2%，可采性指數(shù)為0.98，為基本全區(qū)可采的穩(wěn)定中厚煤層；7煤層厚度1.96～11.71 m，平均8.23 m，煤厚變異系數(shù)24.9%，可采性指數(shù)為1.00，為全區(qū)可采的穩(wěn)定特厚煤層；8煤層厚度3.98～6.72 m，平均5.07 m，煤厚變異系數(shù)16.0%，可采性指數(shù)為1.00，為全區(qū)可采的穩(wěn)定厚煤層。本區(qū)煤層穩(wěn)定程度為穩(wěn)定。

2)井田范圍內(nèi)各可采煤層煤質(zhì)變化較小，其煤質(zhì)主要為低水分，特低灰為主，中高揮發(fā)分，特低硫，特低磷，高發(fā)熱量，無黏結(jié)性，硅質(zhì)灰分和鈣質(zhì)灰分，較低-中等軟化溫度灰，弱結(jié)渣性，含油，中等可磨，中等熱穩(wěn)定性的不粘煤。

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