貴州習(xí)水縣馬臨工業(yè)區(qū)煤層地質(zhì)特征及煤質(zhì)分析

摘要：為積極響應(yīng)我國(guó)西部大開(kāi)發(fā)與“西電東送”“大煤保大電”實(shí)施戰(zhàn)略，擬在習(xí)水縣馬臨地區(qū)進(jìn)行煤礦勘探工作。初到項(xiàng)目上，相關(guān)地質(zhì)資料缺乏，無(wú)準(zhǔn)確的地層、構(gòu)造資料。為徹底摸清馬臨地區(qū)煤質(zhì)特征與煤層對(duì)比結(jié)果，需要對(duì)馬臨地區(qū)進(jìn)行野外地質(zhì)工作。要以習(xí)水縣振興煤礦作為研究對(duì)象，通過(guò)運(yùn)用追索法、穿越法等地質(zhì)調(diào)查方法，掌握踏勘區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造特征，并且采集煤層樣品送實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)。通過(guò)煤樣分析檢測(cè)結(jié)果，對(duì)城關(guān)地區(qū)出露的煤層進(jìn)行對(duì)比研究，掌握其各煤層的特征與出露規(guī)律，為后續(xù)勘探工作提供技術(shù)指導(dǎo)與靶區(qū)。

關(guān)鍵詞：馬臨地區(qū)" 煤層地質(zhì)特征 煤質(zhì)特征 勘探 煤層對(duì)比

Geological Characteristics and Coal Quality Analysis of Coal Seam in Malin Industrial Zone， Xishui County， Guizhou Province

FENG Xuhan

Team 142， Guizhou Provincial Coalfield Geology Bureau， Liupanshui， Guizhou Province， 550000 China

Abstract： In order to actively respond to the development of China's western region and the implementation strategy of \"West East Electricity Transmission\" and \"Big Coal Protecting Big Electricity\"， it is planned to carry out coal mine exploration work in the Malin area of Xishui County. At the beginning of the project， there was a lack of relevant geological data and accurate geological and structural information. In order to thoroughly understand the coal quality characteristics and coal seam comparison results in the Malin area， it is necessary to carry out field geological work in the Malin area， this paper mainly takes the Zhenxing Coal Mine in Xishui County as the research object， grasps the geological structure characteristics of the exploration area by using geological survey methods such as tracing and crossing method， and collects coal seam samples and sends them to the laboratory for testing. Through the analysis and detection results of coal samples， a comparative study was conducted on the exposed coal seams in Chengguan area to understand their characteristics and exposure patterns， so as to provide technical guidance and target areas for subsequent exploration work.

Key Words： Malin area; Geological characteristics of coal seams; Coal quality characteristics; Exploration; Correlation of coal seams

在我國(guó)西部大開(kāi)發(fā)與“西電東送”“大煤保大電”的大背景下，貴州經(jīng)濟(jì)社會(huì)的全面發(fā)展被拉動(dòng)，導(dǎo)致煤炭的需求量穩(wěn)步上升。擬在習(xí)水縣馬臨地區(qū)振興煤礦進(jìn)行勘探工作，因此，有必要徹底摸清振興煤礦煤質(zhì)特征與煤層對(duì)比，這對(duì)指導(dǎo)振興煤礦勘探工作具有十分重要的意義^[1]。振興煤礦（兼并重組調(diào)整）礦區(qū)范圍（+1 150～+500 m），查明資源量3 854萬(wàn)t（含St，dgt;3%的1 023萬(wàn)t），可以滿足“西電東送”“大煤保大電”對(duì)煤炭的需求量。礦區(qū)內(nèi)含煤地層為二疊系龍?zhí)督M（P₃），含煤地層總厚度76.94～87.82 m，平均83.37 m，走向和傾向上均無(wú)明顯變薄、變厚趨勢(shì)，含煤11～17層，一般13層，含可采煤層4層，由上至下編號(hào)為2、5、8、12號(hào)。通過(guò)查明可采煤層的煤類、煤質(zhì)特征與變化情況，著重研究與煤層開(kāi)采、洗選、加工、運(yùn)輸、銷售、環(huán)境保護(hù)等有關(guān)的煤質(zhì)特征和工藝性能，并且做出相應(yīng)的評(píng)價(jià)。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1礦區(qū)地層

礦區(qū)及其附近出露的地層由老至新主要有：茅口組（P₂m）、龍?zhí)督M（P₃）、長(zhǎng)興組（P₃ch）、三疊系下統(tǒng)夜郎組（T₁y）和第四系（Q）^[2]。各地層由老至新敘述如下。

（1）二疊系中統(tǒng)茅口組（P₂m）。地層巖性為淺灰-灰色厚層-塊狀灰?guī)r，厚度＞100 m。

（2）二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M（P₃）。地層巖性由灰至深灰色泥巖、粉砂巖與煤層組成。通過(guò)本次鉆探，揭露該層厚度最小為77.2 m、最大為87.95 m、平均厚度在84.36 m。

（3）長(zhǎng)興組（P₃ch）。地層巖性為灰至深灰色中厚至厚層狀灰?guī)r。本次鉆探揭露厚度最小為46 m、最大厚度為57 m、平均厚度51.5 m。

（4）三疊系下統(tǒng)夜郎組（T₁y）。地層巖性為灰、灰綠、紫紅色泥巖、粉砂巖，呈中厚層狀，厚度一般在30～120 m左右，平均厚53 m。

（5）第四系（Q）：地層巖性為灰黃、土黃色黏土、碎石土與堆積物，厚度0～3.5 0m，一般2.5 m左右。

1.2 礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)位于桑木場(chǎng)背斜北西冀南端的次一級(jí)龍家壩向斜，龍家壩向斜總體為不對(duì)稱向斜，向斜軸走向北東，北東端仰起，仰起角10°左右。北西翼地層產(chǎn)狀相對(duì)較陡，地層走向45°左右，傾向135°左右，傾角15～25°，淺部煤層露頭一帶約為15°，中深部逐漸增大為25°，靠近向斜軸部附近又漸變緩為10°左右。

綜上所述：礦區(qū)總體呈向北東仰起的不對(duì)稱向斜構(gòu)造，地層有一定起伏變化，偶有斷裂發(fā)育，總體構(gòu)造復(fù)雜程度屬中等類型^[3]。

2 馬臨地區(qū)煤層特征

2.1 煤層含煤性

本區(qū)含煤地層為上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M（P₃l），地層巖性由灰至深灰色泥巖、粉砂巖與煤層組成。通過(guò)本次鉆探，揭露該層厚度最小為77.2 m、最大為87.95 m、平均厚度在84.36 m。含煤11～17層，一般13層，平均含煤總厚11.11 m；含可采煤層4層（2、5、8、12）煤層，可采煤層總厚平均6.17 m。

2.2 可采煤層

可采煤層主要為龍?zhí)督M（P₃l）的4層煤，分別是2、5、8、12號(hào)煤層。具體特征分述如下。

（1）2號(hào)煤層。該層煤厚度0.5～1.75 m ，平均1.25 m；可開(kāi)采厚度為0.5～1.43 m ，平均0.95 m。

（2）5號(hào)煤層。上距2煤層6.98～13.65 m，平均10.26 m；可開(kāi)采采用厚度0.97～2.38 m，平均1.54 m^[4]。

（3）8號(hào)煤層。為本區(qū)主要開(kāi)采煤層，上距5煤層23.48～26.71m，平均24.47 m。全層厚度1.24～2.41 m ，平均2.05 m。僅202孔見(jiàn)1層夾矸，夾矸厚0.31 m；其余鉆孔未見(jiàn)夾矸。采用厚度1.24～2.41 m ，平均2.01 m。含硫低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬較穩(wěn)定煤層。

（4）12號(hào)煤層。為龍?zhí)督M最下部一層煤，全層厚度0.81～1.89 m ，平均1.55 m，含夾矸0～1層，一般1層。采用厚度0.81～1.62 m ，平均1.34 m。結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，屬較穩(wěn)定煤層。

3 煤質(zhì)特征

3.1煤的物理性質(zhì)

本次研究的煤層顏色為黑～灰黑色；光澤主要是玻璃光澤，其次瀝青光澤，少部分呈似金屬光澤^[5]；煤的形狀主要為塊狀、碎塊狀；煤的結(jié)構(gòu)主要為線理～中條帶狀結(jié)構(gòu)；硬度為半堅(jiān)硬；斷口以參差狀為主。各可采煤層的真相對(duì)密度、視相對(duì)密度詳見(jiàn)表1。

3.2煤巖特征

3.2.1 宏觀煤巖類型

礦區(qū)各煤層多以亮煤、暗煤為主。煤巖類型主要為半亮型煤、半暗～半亮型煤，少量暗淡型煤。

3.2.2 微觀煤巖類型

根據(jù)煤巖鑒定資料，煤的顯微組分主要為有機(jī)組分。有機(jī)組分又可以分為鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組兩大類。微觀煤巖類型為微鏡惰煤。

（1）鏡質(zhì)組。普遍為基質(zhì)鏡質(zhì)體與透鏡狀，次為細(xì)條帶狀均勻鏡質(zhì)體，少量結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體與碎屑鏡質(zhì)體，偶見(jiàn)團(tuán)塊鏡質(zhì)體。

（2）惰質(zhì)組。多見(jiàn)透鏡狀或不規(guī)則狀半絲質(zhì)體；次為氧化絲質(zhì)體，其細(xì)胞結(jié)構(gòu)多已膨脹，有的僅顯示細(xì)胞結(jié)構(gòu)殘跡；部分碎屑惰質(zhì)體；偶見(jiàn)粗粒體和真菌體，分泌體分布于基質(zhì)鏡質(zhì)體中。其兩極值為10.34%～14.60%。

3.3 煤的化學(xué)性質(zhì)與變化規(guī)律

3.3.1 煤的化學(xué)性質(zhì)

（1）水分（Mad）。礦區(qū)內(nèi)可采煤層原煤水分含量在0.67%～2.95%，平均為1.67%。其中，2號(hào)煤層平均為1.82%，5號(hào)煤層平均為1.77%，8號(hào)煤層平均為1.53%，12號(hào)煤層平均為1.81%。礦區(qū)內(nèi)各煤層浮煤水分含量在0.69%～3.02%之間，平均為1.66%。

（2）灰分（Ad）。礦區(qū)內(nèi)2、5、8、12號(hào)煤層灰分含量最大為39%、最小為13、平均為21%。根據(jù)灰分評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，礦區(qū)內(nèi)4種可采煤層均為中灰煤層。浮煤干燥基灰分介于7.28%～11.90%之間，平均為9.69%。其中，2號(hào)煤層平均為10.30%，5號(hào)煤層平均為10.69%，8號(hào)煤層平均為8.47%，12號(hào)煤層平均為9.67%^[6]。

（3）全硫（St，d）。礦區(qū)內(nèi)可采煤層原煤干燥基全硫（St，d）兩極值為0.62%～7.32%，平均為3.01%。全區(qū)硫分兩極值平均為2.95%，按規(guī)定中煤炭資源評(píng)價(jià)分級(jí)，為中高硫煤，其中：8、9號(hào)煤層為中硫煤，5號(hào)煤層為中高硫煤，12號(hào)煤層為高硫煤。

3.3.2 原煤灰分、硫分在垂向上的變化規(guī)律

礦區(qū)各可采煤層原煤灰分變化范圍較小，平均灰分介于12.78%～37.91%之間，各可采煤層平均灰分為20.75%，屬中灰分煤。硫分平均值介于0.71%～5.77%之間，平均為2.95%，屬中高硫煤。原煤灰分、硫分從上至下有逐漸增高的趨勢(shì)^[7]。

4 結(jié)論

（1）各煤層均為中灰煤，2、5、8號(hào)煤層為中高硫煤，12號(hào)煤層為高硫煤。各煤層的煤塵均無(wú)爆炸危險(xiǎn)性，其中：2、5、8號(hào)煤層屬自燃～不易自燃（Ⅱ-Ⅲ）煤層；12號(hào)煤層屬自燃（Ⅱ）煤層，最短自然發(fā)火期為58 d。

（2）礦區(qū)總體呈向北東仰起的不對(duì)稱向斜構(gòu)造，地層有一定起伏變化，偶有斷裂發(fā)育，總體構(gòu)造復(fù)雜程度屬中等類型。

參考文獻(xiàn)

[1]唐永成.三塘湖盆地西峽溝區(qū)塊煤層反射特征及地質(zhì)建模研究[D].北京：中國(guó)石油大學(xué)，2022.

[2]GONG E P，SAMANKASSOU E，GUAN C Q. Paleoecology of Pennsylvanian phylloid algal buildups in south Guizhou，China[J].Facies，2007，53（4）：615－623.

[3] HOLZ M，Wolfgang KALKREUTH W， BANERJEE I.Sequence stratigraphy of paralic coal bearing strata： An overview[J].International Journal of Coal Geology，2002，48（3-4）：147-179.

[4]王玥，趙欣，黃勇，等.我國(guó)主要賦煤區(qū)煤炭生態(tài)地質(zhì)特征研究[J].中國(guó)煤炭地質(zhì)，2020，32（2）：1-4，21.

[5]王峰.山西沁水煤田龍灣井田煤層地質(zhì)特征及煤層氣概要評(píng)價(jià)[J].西部探礦工程，2021，33（9）：132-136，141.

[6]高北斗.塔里木盆地北緣庫(kù)拜煤田中區(qū)煤層氣成藏模式研究[D].烏魯木齊：新疆大學(xué)，2020.

[7]熊昌銀，楊仁濤，沈?qū)毚妫?新疆拜城縣眾維煤礦煤層瓦斯賦存特征分析[J].中國(guó)煤炭地質(zhì)，2022，34（4）：1-4，13.