大同煤田东周窑井田接触变质煤的煤质特征研究.pdf
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1、第 卷第期 年月山西煤炭 文章编号:()犇 犗 犐:大同煤田东周窑井田接触变质煤的煤质特征研究张强,李宇坤,宋晓夏,李凯杰(晋能控股集团 同发东周窑煤业有限公司,山西 大同 ;太原理工大学 矿业工程学院,太原 )摘要:东周窑井田是大同煤田中生代火成岩侵入体最发育的区域,火成岩侵入煤层后形成了大量接触变质煤,对煤矿生产造成很大影响。本文通过样品煤岩学观测、煤芯煤质数据统计,研究井田内接触变质煤煤岩与煤质特征,提出了接触变质煤的分类指标,进而估算其资源量。结果表明:接触变质煤的宏观煤岩特征为光泽暗淡,致密坚硬,含较多碳酸盐矿物,显微煤岩特征为含较多各向异性的组分,镜质体反射率明显高于正常煤;接触变
2、质煤具有灰分含量高,挥发分、发热量和硫含量较低的特征;接触变质煤可划分为热变煤和天然焦。经估算,井田内山煤层、太原组煤层接触变质煤的资源量分别为 万和 万。关键词:东周窑井田;接触变质煤;煤质特征;资源量中图分类号:文献标识码:开放科学(资源服务)标识码(犗 犛 犐 犇):犆 狅 犪 犾犙 狌 犪 犾 犻 狋 狔犆 犺 犪 狉 犪 犮 狋 犲 狉 犻 狊 狋 犻 犮 狊狅 犳犆 狅 狀 狋 犪 犮 狋犕 犲 狋 犪 犿 狅 狉 狆 犺 狅 狊 犲 犱犆 狅 犪 犾犻 狀犇 狅 狀 犵 狕 犺 狅 狌 狔 犪 狅犕 犻 狀 犲 犳 犻 犲 犾 犱,犇 犪 狋 狅 狀 犵犆 狅 犪 犾 犳 犻 犲
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5、要地质因素。煤层相较于其他岩层属于软弱岩层,岩浆在向上侵入时会优先侵入煤层,破坏原有煤层结构,减少煤炭可采储量,影响正常的煤炭开采。岩浆侵入时的高温及带来的大量矿物质使其周围煤层变为接触变质煤。接触变质煤宏观上光泽暗淡,致密坚硬,表面含有大量被矿物充填的裂隙;微观上形成多种显微组分,包括各向异性小球体、镶嵌结构体和热解碳等。由于宏观和显微煤岩特征的改变,接触变质煤的灰分升高,挥发分和发热量下降,经济利用价值降低。目前仍没有接触变质煤类型的划分指标,因而不能合理估算其资源量。本文通过煤芯煤质数据分析,煤岩学观测对井田接触变质煤的煤质特征进行较深入的研究,为未来煤炭资源分质合理利用提供依据。井田地
6、质概况东周窑井田位于大同煤田西部,总体为一单斜构造。地层走向 ,倾向 ,倾角 。井田内断层、陷落柱较发育,煤矿地质构造复杂程度为中等。井田内主要含煤地层为侏罗系中统大同组、二叠系下统山西组、石炭系上统太原组。山西组底部以砂岩与太原组整合接触,主要岩性为灰色、深灰色粗砂岩、中砂岩、粉砂岩、细砂岩、砂质泥岩、炭质泥岩及煤层,主要可采煤层为山煤层。太原组底部以砂岩为界平行整合于本溪组之上,主要岩性为灰白色中砂岩、细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、灰黑色泥岩及煤层,主要可采煤层为、煤层。未受火成岩影响的正常煤属于低煤级的气煤和长焰煤。大同煤田内岩浆活动主要发生在中生代(印支期燕山期),主要岩性为煌斑岩、碳酸岩
7、和辉绿岩,产状为岩墙或岩床。火成岩主要侵入至山西组地层和太原组地层,在煤层中的产状以岩床为主。根据现有井田勘探资料,东周窑井田内 个钻孔中共有 个钻孔发现了火成岩侵入体,山、煤层中分别有 个、个钻孔揭露火成岩侵入体。研究方法 数据及样品采集本次煤质分析的数据均来自东周窑井田现有的 个钻孔的煤质化验资料,采用煤芯分层样品的工业分析和全硫(犛,)数据。接触变质煤样品均来自于东周窑井田山西组煤层 巷道(图)。接触变质煤颜色多为钢灰色和灰黑色,光泽暗淡,致密坚硬,裂隙发育,多数裂隙被灰白色的碳酸盐细脉充填。正常煤为黑色,主要为亮煤夹镜煤条带,密度低,层理清晰,含较多黄铁矿。样品观察依据 煤岩分析样品制
8、备方法 对采集的煤样进行破碎并采用冷胶法制备粉煤光片。采用徕卡 偏光显微镜在油浸反射光下观察煤样的显微组分,对样品进行显微组分定量和镜质体反射率测定。图东周窑样品照片 结果与讨论 接触变质煤煤质特征对 个钻孔中的煤质数据进行筛选,提取了同时含有接触变质煤和正常煤钻孔,对其煤质数据进行分析。可以发现在正常煤受火成岩侵入后形成的接触变质煤的挥发分质量分数狑()介于 (多数在 ),会显著低于正常煤()。水分在接触变质煤和正常中变化幅度不明显()。狑()的接触变质煤孔隙度较大,所含水分普遍较高(),挥发分含量中等的接触变质煤(狑()中水分含量最低(),正常煤由于煤级较低,原生裂隙较多,水分含量相对较高
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