李東鎖
(黑龍江省煤田地質(zhì)研究院,黑龍江 哈爾濱150001)
勘查區(qū)位于黑龍江省紅銹溝盆地北部二皮河一帶。行政區(qū)劃屬黑龍江省遜克縣,地面林業(yè)資源歸伊春市紅星區(qū)林業(yè)局管理。工作區(qū)范圍北起格勒必勒河,南止庫(kù)斯吐河,東自寶泉村,西至二皮河林業(yè)經(jīng)營(yíng)所,區(qū)塊面積85.49km2。
根據(jù)以往地質(zhì)工作成果及本區(qū)鉆探工程揭露,區(qū)內(nèi)發(fā)育的地層自下而上有白堊系下統(tǒng)寧遠(yuǎn)村組(K1n)、建興組(K1jx),新近系孫吳組(N1-2s)、第四系更新統(tǒng)大熊山玄武巖(βQ1d)、哈爾濱組(Qp3h)、全新統(tǒng)低漫灘堆積層(Qh2)。其中白堊系下統(tǒng)建興組為本區(qū)的主要含煤地層。白堊系下統(tǒng)建興組(K1jx):巖性主要為灰白色- 灰黑色凝灰質(zhì)角礫巖、凝灰質(zhì)細(xì)砂巖、凝灰質(zhì)粉砂巖、凝灰?guī)r,夾多層炭質(zhì)泥巖、油頁巖及16 層煤層和煤線。根據(jù)該組地層的沉積特征,將其分為以下四個(gè)巖性段,由下至上分述如下:a.建興組一段(K1jx1):為下部含煤段,為一套深水湖相沉積,區(qū)域上向南部及北部逐漸相變?yōu)楹酉喑练e,巖性主要為深灰- 黑色泥巖夾粉砂巖,含一層煤(14 號(hào)煤組、16 號(hào)),整體自西向東合并尖滅。b.建興組二段(K1jx2):為中部含煤段,主要巖性為灰白色、灰綠色凝灰質(zhì)礫巖、沉凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖及薄層泥巖,含三到五層煤(9、10、11、12、13 號(hào)煤層)。c.建興組三段(K1jx3):為上部含煤段,其下部巖性為灰白色沉凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)礫巖、泥巖、局部夾薄層炭質(zhì)泥巖,中部為灰色泥巖、砂巖、凝灰質(zhì)礫巖、沉凝灰?guī)r,上部為灰色泥巖、夾薄層凝灰質(zhì)砂巖,在區(qū)外北部含三層煤(6、7、8 號(hào)煤層),聚煤時(shí)期,受物源區(qū)凝灰質(zhì)等火山碎屑影響,煤層灰分較高,基本大于40%。d.建興組四段(K1jx4):為最上部巖性段,該段全區(qū)來看含煤性最差,其下部為灰- 灰白色粗粒沉凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)礫巖夾泥巖,上部為淺黃- 灰色細(xì)粒沉凝灰?guī)r夾薄層礫巖、砂巖,局部夾有泥巖,本區(qū)中部偶見泥炭及褐煤。
本區(qū)含煤地層為建興組,鉆孔揭露煤系地層最大厚度939.04m,平均厚度599.60m,含16 層煤層及煤線,累計(jì)厚度7.83米,含煤系數(shù)1.31%,含三層局部可采煤層(褐1、14、16)。
建興組含3 層可采煤層(褐1、14、16),零星- 局部可采。14煤層根據(jù)其結(jié)構(gòu)自上而下可分為14-1、14-2、14-3 三個(gè)分層。
褐1:零星可采,煤層單一結(jié)構(gòu),煤層厚度2.37m。煤層厚度由南向北逐漸變薄至尖滅??刹擅娣e1.14km2;
14-1:局部可采,煤層單一結(jié)構(gòu),煤層厚度0.90~1.70m,平均厚度1.13m。煤層厚度由西向東變薄,最小值位于中部,可采面積7.56km2;
14-2:局部可采,煤層單一- 復(fù)雜結(jié)構(gòu),煤層厚度1.00-1.27m,平均厚度1.14m??刹擅娣e5.12km2;
14-3:局部可采,煤層單一- 復(fù)雜結(jié)構(gòu),煤層厚度0.80-2.30m,平均厚度1.40m。可采面積4.10km2;
16:零星可采,煤層單一結(jié)構(gòu),煤層厚度0.90m??刹擅娣e0.03km2。
黑色,弱玻璃光澤~弱瀝清光澤。條痕為棕黑色,斷口多呈階梯狀,偶見貝殼狀斷口,條帶狀結(jié)構(gòu),個(gè)別為均一狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,宏觀煤巖類型為半暗型- 半亮型,以半暗型為主。煤的內(nèi)生裂隙不甚發(fā)育,局部發(fā)育外生裂隙,一般被方解石脈充填。視密度1.41-1.60g/cm3,平均值1.51g/cm3,真密度1.54-1.65g/cm3,平均值1.61g/cm3。透光率68.0-83.0%,平均值77.0%。根據(jù)本區(qū)顯微煤巖組分鑒定結(jié)果,本區(qū)14 煤層組有機(jī)質(zhì)組分以腐殖組為主,少量惰質(zhì)組和類脂組。其中腐殖組以結(jié)構(gòu)腐殖體為多,其次為無結(jié)構(gòu)腐殖體,可見碎屑腐殖體;惰性組主要為絲質(zhì)體、半絲質(zhì)體和碎屑惰質(zhì)體,可見菌類體;類脂組為角質(zhì)體、樹脂體和碎屑?xì)べ|(zhì)體,可見孢子體。
3.2.1 煤的水分含量
褐1 煤層:原煤空氣干燥基水分含量(Mad)在1.05-1.64%之間,平均1.35%。浮煤空氣干燥基水分含量(Mad)在9.86-12.81%,平均11.34%。
14 煤層:原煤空氣干燥基水分含量(Mad)在1.12-6.38%之間,平均2.77%。浮煤空氣干燥基水分含量(Mad)在2.16-7.96%,平均4.18%。
16 煤層:原煤空氣干燥基水分含量(Mad)0.7%。浮煤空氣干燥基水分含量(Mad)2.70%。
3.2.2 煤的灰分產(chǎn)率
褐1 煤層:原煤干燥基灰分產(chǎn)率(Ad)32.46-37.28%之間,平均34.87%。
14 煤層:原煤干燥基灰分產(chǎn)率(Ad)22.08-36.25%之間,平均29.84%。
16 煤層:原煤干燥基灰分產(chǎn)率(Ad)46.55%。
本區(qū)煤層主要為中灰煤- 中高灰煤。
3.2.3 煤的揮發(fā)份產(chǎn)率
本區(qū)褐1 煤層浮煤干燥無灰基揮發(fā)份產(chǎn)率(Vdaf)在45.61-48.11%之間,平均46.86%。
14 煤層浮煤干燥無灰基揮發(fā)份產(chǎn)率(Vdaf)在36.84-48.70%之間,平均41.58%。
16 煤層浮煤干燥無灰基揮發(fā)份產(chǎn)率(Vdaf)51.35%。
3.2.4 煤的元素分析
原煤碳含量介于73.54%-78.98%;氫含量為5.13%~5.74%;氮含量為1.72%~1.80%。
浮煤常量元素:碳含量為73.62%~79.60%;氫含量為5.08%~5.62%;氮含量為1.69%~1.79%。
3.2.5 煤中有害元素
本區(qū)褐煤(HM)原煤全硫(St.d)含量為0.27~0.30%,平均0.29%。浮煤全硫比原煤增大,為0.32~0.39%,平均0.36%。
本區(qū)長(zhǎng)焰煤(CY)原煤全硫(St.d)含量為0.31~0.51%, 平均0.41%。浮煤全硫(St.d)為0.46~0.61%,平均0.53%。
本區(qū)原煤全硫(St.d),屬于特低硫煤(LSL)。
原煤磷(Pd)含量為0.004~0.059%,平均0.034%;浮煤磷(Pd)含量為0.003~0.035%,平均0.021%。
本區(qū)煤層為低磷煤。
3.3.1 煤的發(fā)熱量
褐 1 煤 層: 原 煤 干 燥 基 高 位 發(fā) 熱 量 (Qgr,d)為17.6-18.88MJ/kg,平均18.24MJ/kg;
14 煤 層: 原 煤 干 燥 基 高 位 發(fā) 熱 量 (Qgr,d)為20.76-24.69MJ/kg,平均22.35MJ/kg;
16 煤層:原煤干燥基高位發(fā)熱量(Qgr,d)為18.15MJ/kg;
本區(qū)煤層為中- 高發(fā)熱量煤(MQ)。
3.3.2 煤的格金低溫干餾
本區(qū)煤層低溫干餾樣品較少。14-3 煤層焦油產(chǎn)率10.4%,干餾總水產(chǎn)率Water.ar 為2.0%,半焦產(chǎn)率CR.ad 為80.5%;煤氣+損失為7.1%;焦型B 型。按照煤的焦油產(chǎn)率分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),焦油產(chǎn)率>7-12%為富油煤,本區(qū)14 煤組的煤層當(dāng)屬于富油煤。
本區(qū)煤層浮煤的揮發(fā)份產(chǎn)率(Vdaf)為36.84%-48.70%,平均42.90%。均大于37%,大多屬于煙煤(YM)。
本區(qū)中部建興組淺部所見煤層浮煤透光率(Pm)介于32.41%-34%,平均33.21%,遠(yuǎn)小于50%,恒濕無灰基高位發(fā)熱量(Qgr,maf)22.41-22.69MJ/kg,平均值為22.55 MJ/kg,按照《中國(guó)煤炭分類》(GB/T 5751-2009)表1 劃分標(biāo)準(zhǔn),確定為褐煤二號(hào)(HM2)。
本區(qū)局部可采的14 煤層浮煤透光率(Pm)介于76.15-81.0%,平均77.4%,粘結(jié)指數(shù)(3:3)介于0-12(ZK1-9),平均6.4。按照《中國(guó)煤炭分類》(GBT5751-2009)表1 劃分標(biāo)準(zhǔn),確定為長(zhǎng)焰煤(CY)。綜合上述,本區(qū)煤層屬中- 高灰、高揮發(fā)份、中低- 高熱值、特低硫、低磷煤,煤種以長(zhǎng)焰煤為主,含少量褐煤。本區(qū)煤可做動(dòng)力用煤或民用煤。
遜克縣二皮河勘查區(qū)主要含煤地層為下白堊統(tǒng)建興組,共見煤16 層,含可采煤層3 層,為零星- 局部可采,本區(qū)煤層屬中- 高灰、高揮發(fā)份、中低- 高熱值、特低硫、低磷煤,煤種以長(zhǎng)焰煤為主,含少量褐煤。