李 穎
(山西省煤炭地質(zhì)資源環(huán)境調(diào)查院,山西太原030006)
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)。
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%。
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(xì)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(xì)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。
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。
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。
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。
3.4.1 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。
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)。