山西省沁水煤田昔陽縣西寨勘查區(qū)主要可采煤層及煤質(zhì)特征分析

李 穎

（山西省煤炭地質(zhì)資源環(huán)境調(diào)查院，山西太原030006）

1 勘查區(qū)概況

勘查區(qū)行政區(qū)劃隸屬昔陽縣的西寨鄉(xiāng)、和順縣的李陽鎮(zhèn)管轄，面積約為108km2。

區(qū)內(nèi)新生界地層廣布，基巖沿溝谷出露。地表出露地層自下而上依次為中生界三疊系下統(tǒng)劉家溝組（T1l）、和尚溝組（T1h）、中統(tǒng)二馬營組（T2er）、新生界第四系（Q）。

本區(qū)總體為一走向NNE，傾向NW的單斜，地層傾角一般為4°～11°。在此基礎(chǔ)上發(fā)育寬緩的褶曲構(gòu)造。據(jù)地質(zhì)測量成果，發(fā)現(xiàn)斷層1條（正斷層F1），推斷褶曲5條（向斜S1、S3、S5、背斜S2、S4）。

2 煤層

2.1 含煤性

主要含煤地層為太原組和山西組，含可采和不可采煤層18層，其中山西組自上而下編號依次為1、2、3、4、6號煤層；太原組自上而下編號依次為8、9、11、13、14、15、15下號等煤層。含煤地層總厚平均185.76m，煤層總厚平均9.87m，含煤系數(shù)5.31%；可采煤層總厚平均7.30m，含可采煤層系數(shù)3.93%。山西組地層厚度平均57.35m，煤層總厚平均1.66m，含煤系數(shù)2.89%，可采煤層總厚平均0.45m，可采煤層含煤系數(shù)0.78%。太原組地層厚度平均128.41m，煤層總厚平均8.21m，含煤系數(shù)6.39%，可采煤層總厚平均6.85m，可采煤層含煤系數(shù)5.33%。

2.2 可采煤層

本區(qū)可采煤層為3、8、9、15、15下號煤層，其中15號為全區(qū)穩(wěn)定可采煤層，3、8、9號煤層為局部可采煤層，15下號煤層局部與15號煤層合并。

2.2.1 3號煤層

位于山西組中下部。上距K8砂巖底10.65～22.90m，平均17.08m。層位穩(wěn)定。煤層厚度0.10～0.90m，平均厚度0.45m，不含夾矸，結(jié)構(gòu)簡單。3個見煤點，1個點可采，為不穩(wěn)定的局部可采煤層。頂板巖性主要為泥巖、砂質(zhì)泥巖；底板主要為砂質(zhì)泥巖。3號煤層厚度變化較大，西部煤層厚度大，向東變薄。

2.2.2 8號煤層

位于太原組上部，上距3號煤層46.58～48.03m，平均間距47.31m。煤層厚度0.00～0.95m，平均厚度0.42m，結(jié)構(gòu)簡單，含0～1層夾矸。2個見煤點，1個點可采，為不穩(wěn)定的局部可采煤層。頂板巖性主要為泥巖、炭質(zhì)泥巖；底板主要為泥巖、細粒砂巖。8號煤層厚度變化大，西部煤層厚度大，向東變薄。

2.2.3 9號煤層

位于太原組上部，上距8號煤層9.40～21.55m，平均間距15.48m。煤層厚度0.20～0.88m，平均厚度0.56m，結(jié)構(gòu)簡單，不含夾矸。3個見煤點，1個點可采，為不穩(wěn)定的局部可采煤層。頂板巖性主要為砂質(zhì)泥巖；底板為炭質(zhì)泥巖、粉砂巖、細粒砂巖。9號煤層厚度變化趨勢為東部薄，西部厚。

2.2.4 15號煤層

位于太原組下部，上距9號煤層61.06～74.38m，平均間距69.19m。煤層厚度2.95～5.73m，平均厚度4.66m，結(jié)構(gòu)簡單，含1層夾矸。3個見煤點，所有見煤點均為可采，為穩(wěn)定的全區(qū)可采煤層。頂板巖性主要為泥巖；底板為泥巖。

2.2.5 15下號煤層

位于太原組下部，上距15號煤層2.35m。煤層厚度3.45m，結(jié)構(gòu)簡單，含1層夾矸，為較穩(wěn)定的局部可采煤層。3個鉆孔中2個與15號煤層合并。頂板巖性主要為泥巖；底板為粉砂巖。

3 煤質(zhì)

3.1 物理性質(zhì)

本區(qū)各可采煤層，顏色為黑色、灰黑色，條痕為黑色至灰黑色，以玻璃光澤至強玻璃光澤為主，少數(shù)分層呈油脂光澤。斷口為階梯狀、參差狀。內(nèi)生裂隙普遍發(fā)育，外生裂隙只在少數(shù)暗煤分層中發(fā)育。

3.2 宏觀煤巖特征

各可采煤層宏觀煤巖組分以亮煤、鏡煤為主，其次為暗煤，夾少量絲炭條帶，結(jié)構(gòu)以條帶狀為主，有少量線理狀結(jié)構(gòu)，構(gòu)造為層狀構(gòu)造。宏觀類型為光亮—半亮型煤，含少量半暗—暗淡型煤分層。

3.3 顯微煤巖特征

各煤層有機組分以鏡質(zhì)組為主，最高15下號煤層平均達89%，最低3號煤層77.8%；其次為惰質(zhì)組，一般在10%～20%之間，最高點在3號煤層中達22.2%，最低15下號煤層平均為11.0%；因煤化程度高，煤中殼質(zhì)組已在煤化過程中消失。鏡質(zhì)組主要為均質(zhì)鏡質(zhì)體和基質(zhì)鏡質(zhì)體，其次是結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體，有部分碎屑鏡質(zhì)體。惰質(zhì)組主要為氧化體、絲質(zhì)體、粗粒體、碎屑體。

煤中無機組分礦物質(zhì)以粘土礦物為主，其次為硫鐵礦類。粘土礦物以分散狀、充填狀為主。硫鐵礦呈星散狀分布。粘土類含量一般太原組大于山西組，硫鐵礦類則相反。

按照顯微煤巖類型分類（GB/T 15589-1995），該區(qū)可采煤層均為微鏡惰煤。

3.4 工業(yè)分析

3.4.1 3號煤層

原煤水分（Mad）為 0.96%；浮煤水分（Mad）為0.94%。原煤灰分（Ad）為12.94%，屬低灰煤；浮煤灰分（Ad）為4.64%。原煤揮發(fā)分（Vdaf）為8.46%；浮煤揮發(fā)分（Vdaf）為6.97%，屬特低揮發(fā)分之無煙煤。原煤硫分（St,d）為0.93%，屬低硫煤；浮煤硫分（St,d）為0.51%。原煤干燥基高位發(fā)熱量（Qgr,d）為30.546MJ/kg，屬高發(fā)熱量煤。

3.4.2 8號煤層

原煤水分（Mad）為 1.65%；浮煤水分（Mad）為1.28%。原煤灰分（Ad）為43.72%，屬高灰煤；浮煤灰分（Ad）為5.55%。原煤揮發(fā)分（Vdaf）為15.56%；浮煤揮發(fā)分（Vdaf）為7.08%，屬特低揮發(fā)分之無煙煤。原煤硫分（St,d）為0.60%，屬低硫煤；浮煤硫分（St,d）為0.81%。原煤干燥基高位發(fā)熱量（Qgr,d）為18.578MJ/kg，屬中低發(fā)熱量煤。

3.4.3 9號煤層

原煤水分（Mad）為 1.19%；浮煤水分（Mad）為1.07%。原煤灰分（Ad）為15.94%，屬低灰煤；浮煤灰分（Ad）為7.46%。原煤揮發(fā)分（Vdaf）為9.23%；浮煤揮發(fā)分（Vdaf）為6.79%，屬特低揮發(fā)分之無煙煤。原煤硫分（St,d）為1.40%，屬中硫煤；浮煤硫分（St,d）為0.84%。原煤干燥基高位發(fā)熱量（Qgr,d）為29.500MJ/kg，屬高發(fā)熱量煤。

3.4.4 15號煤層

原煤水分（Mad）為1.55%～2.58%，平均為2.12%；浮煤水分（Mad）為0.64%～2.44%，平均1.34%。原煤灰分（Ad）為13.68%～18.95%，平均15.95%，屬低灰煤；浮煤灰分（Ad）為4.46%～5.91%，平均5.38%。原煤揮發(fā)分（Vdaf）為7.98%～9.98%，平均8.75%；浮煤揮發(fā)分（Vdaf）為6.31%～7.15%，平均6.84%，屬特低揮發(fā)分之無煙煤。原煤硫分（St,d）為1.04%～2.47%，平均為1.85%，屬中—中高硫煤，主要為中硫煤；浮煤硫分（St,d）為0.80%～0.88%，平均為0.84%。原煤干燥基高位發(fā)熱量（Qgr,d）為27.975～30.490MJ/kg，平均29.338MJ/kg，屬高發(fā)熱量煤。

3.4.5 15下號煤層

原煤水分（Mad）為 2.43%；浮煤水分（Mad）為0.95%。原煤灰分（Ad）為16.67%，屬低灰煤；浮煤灰分（Ad）為5.69%。原煤揮發(fā)分（Vdaf）為8.41%；浮煤揮發(fā)分（Vdaf）為6.30%，屬特低揮發(fā)分之無煙煤。原煤硫分（St,d）為1.88%，屬中硫煤；浮煤硫分（St,d）為0.89%。原煤干燥基高位發(fā)熱量（Qgr,d）為28.886MJ/kg，屬高發(fā)熱量煤。

4 結(jié)語

通過對勘查區(qū)內(nèi)鉆孔進行鉆探取芯、數(shù)字測井，對可采見煤點進行樣品采集及測試，并對化驗結(jié)果進行分析，通過分析研究得出：

（1）勘查區(qū)內(nèi)太原組的15號煤層為穩(wěn)定的全區(qū)可采煤層。

（2）勘查區(qū)內(nèi)3號煤層為低灰、低硫、高發(fā)熱量的無煙煤；8號煤層為高灰、低硫、中低發(fā)熱量的無煙煤；9號煤層為低灰、中硫、高發(fā)熱量的無煙煤；15號煤層為低灰、中硫、高發(fā)熱量無煙煤；15下號煤層為低灰、中硫、高發(fā)熱量無煙煤。本區(qū)均為無煙煤，是較好的動力用煤和民用燃料。

（3）本次勘查工作，為進一步開發(fā)昔陽縣煤炭資源提供了可靠的地質(zhì)依據(jù)。