石上井田B4煤層煤質(zhì)特征及變化規(guī)律研究

鄒愛國，汪成缽

（1.安源煤業(yè)集團(tuán)股份有限公司，江西 南昌 330001；2.江西省煤田地質(zhì)勘察研究院，江西 南昌 330001）

石上井田隸屬豐城礦務(wù)局，中心位置距豐城市城區(qū)約6 km，東起曲江井田第9勘探線，西至F9斷層；北達(dá)塢社里深部B4煤層-950 m水平，南止B3煤層被紅層剝蝕的露頭線。井田范圍面積約70 km2，區(qū)內(nèi)開展過勘探綜合地質(zhì)工作，確定主采煤層為B4煤層，估算資源儲(chǔ)量為82.832 Mt。

1 地質(zhì)概況

石上井田地處豐城礦區(qū)西南區(qū)域，位于石上-曲江向斜之西。區(qū)內(nèi)向斜整體寬緩（見圖1），斷裂構(gòu)造復(fù)雜程度差異明顯，呈現(xiàn)明顯分區(qū)?？傮w上向斜南翼自東而西斷層規(guī)模及密度增加，即以21線為界構(gòu)造呈現(xiàn)差異，空間上表現(xiàn)為東側(cè)簡單、至西側(cè)轉(zhuǎn)為復(fù)雜的規(guī)律； 向斜北翼淺部生產(chǎn)礦井資料及以往地質(zhì)勘查成果亦表明，井田構(gòu)造自東而西趨于復(fù)雜。

圖1 石上井田構(gòu)造綱要

井田B4煤層賦存于樂平組下老山段（P3l2），巖性以淺灰色、灰白色薄層狀及中厚層狀中細(xì)粒砂巖，深灰色泥巖、粉砂巖為主。內(nèi)夾3層灰色鈣質(zhì)砂巖（生物碎屑灰?guī)r），產(chǎn)大量腕足類等化石，含菱鐵礦及黃鐵礦結(jié)核。含煤0～3層，其中B4煤層為井田主要可采煤層。

B4煤層全區(qū)發(fā)育，且層位穩(wěn)定。通過分析以往40個(gè)穿過該煤層層位的鉆孔資料（見煤率高達(dá)98%），可知煤層厚度主要分布在0.35～4.09 m之間，平均厚度為1.50 m。區(qū)內(nèi)5個(gè)鉆孔揭露厚度不可采，分布范圍主要在井田-900 m水平以淺；其它鉆孔揭露可采厚度為0.61～4.09 m，平均厚度為1.69 m，揭露可采煤層孔占全部鉆孔的85%，表明B4煤層屬大部可采且穩(wěn)定至較穩(wěn)定煤層。煤層結(jié)構(gòu)簡單-較復(fù)雜，揭露夾矸為1～3層，通常僅含1層夾矸，巖性多為炭質(zhì)泥巖，厚度主要分布在0.14～0.54 m之間，平均厚度0.30 m，一般在0.20 m左右。

2 煤巖煤質(zhì)特征

2.1 煤巖特征

B4煤巖組分以亮煤為主，暗煤和鏡煤次之，絲炭偶見。宏觀煤巖類型以半亮為主，光亮型次之，半暗、暗淡型煤較少。煤巖有機(jī)組分由鏡質(zhì)組、半鏡質(zhì)組、半絲質(zhì)組、絲質(zhì)組、穩(wěn)定組組成，無機(jī)物雜質(zhì)多，粘土居優(yōu)，次有少量黃鐵礦、方解石和石英，見表1。

表1 石上井田B4煤層顯微煤巖鑒定情況

2.2 煤質(zhì)特征

基于B4煤層工業(yè)分析數(shù)據(jù)（見表2），根據(jù)《煤炭質(zhì)量分級》劃分界限可知，B4原煤為中高灰、中硫、中高發(fā)熱量的焦煤。B4浮煤為特低灰、中硫、特高發(fā)熱量的煤。

表2 石上井田B4煤層工業(yè)分析結(jié)果

3 結(jié)果與討論

3.1 煤質(zhì)相關(guān)性分析

基于井田內(nèi)23件煤質(zhì)數(shù)據(jù)分析可知，B4煤層揮發(fā)分與硫分存在較好相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.134；硫分與發(fā)熱量和灰分硫分之間存在相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為分別為-0.278、0.246?；曳峙c發(fā)熱量存在顯著相關(guān)性，相關(guān)性系數(shù)為-0.989。煤層厚度與發(fā)熱量存在正相關(guān)性，系數(shù)為0.251，說明石上井田B4煤層發(fā)育越厚，熱值越高。灰分與煤層厚度存在負(fù)相關(guān)性，為-0.226，見表3、圖2。

表3 石上井田B4煤層煤質(zhì)相關(guān)系數(shù)

3.2 煤質(zhì)變化趨勢分析

由圖3灰分等值線圖可知，石上井田南翼中部B4煤層灰分較高，主要分布在15線～19線，存在幾個(gè)高灰分分布區(qū)，南翼東西部位邊灰分相對較低。從深度上看，井田淺部B4煤層灰分相對深部要略高。

圖2 石上井田B4煤層煤質(zhì)等值線與厚度疊合

由圖3揮發(fā)分等值線圖可知，石上井田南翼西部、中部B4煤層灰分較高，東部較低，19線附近揮發(fā)分相對較高。從深度上看，井田深部B4煤層揮發(fā)分相對淺部要略高。

由圖3發(fā)熱量等值線圖可知，石上井田南翼中部B4煤層發(fā)熱量相對井田東西部位較高，而西部又高于東部。發(fā)熱量最高主要分布在15線～19線。從深度上看，井田淺部B4煤層發(fā)熱量相對深部要略低。

由圖3硫分等值線圖可知，石上井田南翼東部B4煤層發(fā)熱量相對井田中、西部位較高，而西部又高于中部。硫分最高主要分布在13線附近。從深度上看，井田淺部B4煤層硫分相對深部煤層要略低。

圖3 石上井田B4煤層煤質(zhì)等值線與底板標(biāo)高疊合

4 結(jié)語

通過分析，可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：

1）石上井田B4煤層原煤為中灰、中硫、高發(fā)熱量的焦煤；浮煤為特低灰、中硫、高發(fā)熱量的煤。煤巖類型以亮煤為主。

2）石上井田B4煤層厚度與發(fā)熱量、硫分存在相關(guān)性。揮發(fā)分與硫分存在較好相關(guān)性。發(fā)熱量與硫分、灰分存在較好相關(guān)性，發(fā)熱量與灰分相關(guān)性顯著，相關(guān)系數(shù)為-0.989。硫分與灰分也存在較好相關(guān)性。

3）石上井田B4煤層灰分在南翼中部較高，且深部高于淺部；揮發(fā)分東部較低，且深部高于淺部；發(fā)熱量最高分布于東西兩翼，且淺部低于深部；硫分西部較高，且淺部分布低于深部。