沁水煤田官窯煤礦煤層煤質特征

科技信息 0礦~tg： tko SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION 2012年 第1期

沁水煤田官窯煤礦煤層煤質特征

巨綺金，耿勤學2

【1. 成都理工大學 四川 成都 610059;2.山西省地勘局二一四地質隊 山西 運城 044000)

【摘 要】根據地層與構造情況，分析了沁水煤田官窯煤礦舍煤地層造特點，以及可采煤層6號，13號部分，15號，15下號煤層的煤質特征。

【關鍵詞】煤礦;煤層;煤質;特征

【Abstract]According to stratigraphy and structure，we nalysis of the col kiln col beaing strata Qinshui made Characteistics，as well as coal

seanl No.6，part 13，15，15 under the col sealll characteistics.

【Key words]Col;Coal seam;Coal;Characteistics

0 前言

官窯煤礦位於晉中新生代盆地北緣沁水煤田西北邊緣，行政區屬

於晉中市榆次區城北約22km處的烏金山鎮管轄，井田西距太原市

20kn，榆(次)一罕(山)公路從井田西部通過，至晉中市直距約18km，

交通較為便利 批準開采煤層由6-15 T號煤層，生產規模為90萬噸/

年.井田麵積為3，9255km=。開采深度1289， 94m至1069.94m。礦井始建

於1978年12月.1983年1月正式投產。2009年與山西榆次惠安煤業

整合為新的官窯煤礦.重組後淨增能力60萬口屯，年。

本文結合近年來勘查及開采的資料.對該礦煤層、煤質特征進行

論述.為建設高產高效煤礦提供基礎資料。

1 地層構造及煤層概況

1.1 地層與構造

根據鑽孔揭露及出露地層.本區地層由老至新如下所示.現由老

至新分述如下：

1.1.1 奧陶係中統峰峰組(02f)

本組地層井田內未出露.僅在旁邊北山煤礦進行詳查勘探時的鑽

孔揭露該組地層，揭露厚度為5.27—41.39m。岩性為深灰色石灰岩.致

密堅硬，裂隙普遍發育，大多被方解石脈充填，含星散狀黃鐵礦，在該

組侵蝕麵上岩石顏色多為褐色、黃色。

1.1. 2 石炭係太原組(C )

太原組厚91. 40—99.60m.平均厚度為93. 95m.本組地層井田內北

西的溝穀中有出露，主要由灰黑色泥岩，砂質泥岩.灰白色砂岩及3層

石灰岩及煤組成，含煤4層.K1砂岩位於本組底部，是太原組與本溪組

分界砂岩，為灰色岩屑石英砂岩，成分以石英為主，厚2.20m。

1.1-3 二疊係(P)

(1)下統山西組(P1S)

山西組厚60.54—69.22m.平均厚度為65.20m 本組地層井田內南

部的溝穀中和北西的溝穀中均有出露。連續沉積於太原組之上。主要

由灰黑色泥岩、砂質泥岩，淺灰色中、粗粒砂岩及煤層組成，含礫岩3—

5層，主要為石英砂岩。 砂岩為本組一下伏太原組的分界砂岩.以

細一粗粒砂岩為主

(2)下統下石盒子組(Plx)

按岩性特征分為上、下兩段：本組地層區井田內大部溝穀中均有

出露。

①下段(P。X )

砂岩底至K9砂岩底，平均厚40.20m。上部主要由灰、灰白、灰

黑色泥岩夾中一細粒砂岩及不穩定薄煤線組成。底界 為灰、灰白色

中厚層狀中粒砂岩，成份以石英、長石為主。厚度在3.48—6.18m之間。

平均為4.83m，與下伏二疊係下統山西組地層整合接觸。

②上段(P x2)

本段厚度為61. 23m。主要岩性為灰黃、灰白、灰綠色砂質泥岩和

粗一細粒砂岩，底界 砂岩為黃綠色厚層狀中—粗粒砂岩.厚度在

5.33—5.87m之間，平均為5.60m。頂部殘留有灰綠色、黃綠色夾紫紅色

的鋁質泥岩，含鐵質鮞粒(俗稱桃花泥岩)，層位較穩定，特征明顯。是

上、下石盒子組分界輔助標誌層

(3)第四係中上更新統(O )

厚度為O一25.OOm。平均厚度為15.OOm。本組地層區井田內大部的

山坡和山梁均有出露，岩性主要為灰黃色亞砂土、亞粘土組成

. 垂直節

理發育。

1. 2 可采煤層

井田內主要可采煤層為太原組的13、15、15 f號煤層。山西組的

6、13號煤層在原山西榆次惠安煤業有限公司礦界內為新增煤層。現

將各可采煤層敘述如下：

1、6號煤

位於山西組下部.層位穩定，下距K 砂岩8m左右，厚度1. 48—

1.52m.平均1.50m,不含夾矸.煤層結構簡單，為穩定的全區可采煤層。

頂板為泥岩，底板為砂質泥岩。

2、13號煤

位於太原組中部.上距K 砂岩20m左右，距6號煤層70m左右，

煤層厚度為O.50—1. 00m.平均為0.87m。不含夾矸，煤層結構簡單，為

局部可采煤層。頂板為I(4灰岩，底板為泥岩。

3、15號煤

位於太原組中下部.上距13號煤層25m左右，煤層厚度為4.75—

5.56m.平均為5. 06m。一般含2層夾矸，煤層結構較簡單，為全區穩定

可采煤層。頂板為K：灰岩，偽頂為泥岩，底板為泥岩或砂質泥岩。

4、15|F號煤

位於太原組下部.上距15號煤層3m左右，煤層厚度為1. 3O一

2.53m，平均為1.83m。含1-2層夾矸，煤層結構簡單，為全區穩定可采

煤層。頂板為泥岩，底板為泥岩或砂質泥岩。

2 煤質特征

2.1 宏觀煤岩組分

井田內各可采煤層為黑色、汙手，粉末狀.條痕色為黑褐色，玻璃

光澤，硬度一般為2—3，有一定的韌性，貝殼狀、參差狀斷口，內生裂隙

發育。以亮煤為主。其次為鏡煤、暗煤，絲炭少量，宏觀煤岩類型多為半

亮型、光亮型、半暗型、暗淡型較少。煤層主要為條帶狀、線理狀結構，

層狀構造為主，塊狀構造次之。

據煤岩鑒定成果知.煤的顯微煤岩組分在有機組分中以鏡質組為

主.鏡質組主要是均質鏡質體和基質鏡質體，有少量膠質鏡質體，絲質

組以氧化絲質體為主.在無機組分中.各層煤均以粘土類為主，硫化物

次之。

2.2 物理性質

6號煤為黑色粉末狀.條痕色為黑褐色，玻璃光澤，硬度一般為2—

3.有一定的韌性，貝殼狀、參差狀斷口，視密度為1. 40t/m 。內生裂隙發

育。以亮煤為主，其次為鏡煤、暗煤，絲炭少量，宏觀煤岩類型多為半亮

型、半暗型、暗淡型較少。煤層主要為條帶狀、線理狀結構，層狀構造為

主，塊狀構造次之。

13號煤為黑色粉末狀.條痕色為黑褐色.玻璃光澤，硬度一般為

2—3，有一定的韌性，貝殼狀、參差狀斷口，視密度為1.40t/m3。內生裂隙

發育。以亮煤為主，其次為鏡煤、暗煤.絲炭少量.宏觀煤岩類型多為半

亮型、半暗型、暗淡型較少。煤層主要為條帶狀、線理狀結構，層狀構造

為主.塊狀構造次之

l5號煤為黑色、汙手，粉末狀，條痕色為黑褐色，玻璃光澤，硬度

一

般為2—3，有一定的韌性.貝殼狀、參差狀斷口，視密度為1.43t/m，。

比重比視密度稍大，內生裂隙發育。以亮煤為主，其次為鏡煤、暗煤，絲

炭少量，宏觀煤岩類型多為半亮型、光亮型、半暗型、暗淡型較少。煤層

主要為條帶狀、線理狀結構，層狀構造為主，塊狀構造次之。

l5 T號煤為黑色粉末狀為主，由暗淡煤和亮煤組成，呈玻璃光澤，

617

2012年 第1期 SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION O礦業論壇0 科技信息

性脆，易碎，參差狀斷=l，硬度中等，視密度為1.57fm3，含黃鐵礦結核.

在本井田內可采

2-3 煤的化學性質

本次6、13、15、15 f號煤的化學性質由原北山煤礦詳查時鑽孔(1、

4、7)及井下煤樣化驗資料，綜合評價如下：

1、6號煤

原煤灰分(Ad)為9. 33—26.76%，平均18.27%，水分(Mad)為0.34—

1.59%，平均0. 70%，揮發份(Vdaf)為12. 43—23.96%，平均16.72%.全

硫(St.d)O.38—2.25%，平均1. 32%，發熱量(Qgr.vd)12. 94—33. 42MJ/kg，

平均為25.63MJ/kg。

浮煤灰分(Ad)為4. 07—4.55%，平均4. 31%.水分(Mad)為O. 71一

1.58%，平均1.15%。揮發份(Vdaf)6. 64—15.97%，平均14.81%，全硫(st.

d)O.51—1.88%，平均0.84%，發熱量(Qgr·v·d)，33. 74—34.457%，平均

為33.93MJ/kg。

綜合來說6號煤層為特低～中灰、低中硫、高發熱量的貧煤。

2、13號煤

原煤灰分(Ad)7.95%一18.48%.平均為11. 27%.水分(Mad)O.10%一

1.59%，平均為0. 70%.揮發分(Vdaf)1 1.62%一17.26%.平均為13. 72%.

全硫(St，d)1.20%一2.84%，平均1.62%。發熱量(Qgr，d)為29.54MJ/kg一

33. 30MJ/kg，平均3 1. 63MJ/kg。

浮煤灰分(Ad)3. 64%一7.12%，平均為5.31%.水分(Mad)0.13%一

1. 59%，平均為0.72%，揮發分(Vdaf)11.02%一15.97%，平均為12.81%，

全硫(st，d)為0.75%一1.88%，平均1.32%。發熱量(Qgr，d)為33.70MJ/

kg一34. 48MJ/kg，平均33.88MJ/kg，粘結指數為0。綜合來說13號煤為

特低灰一中灰、中硫一中高硫、高熱值一特高熱值貧煤。

3、15號煤

原煤灰分(Ad)7.92%-21. 41%.平均為l1. 27%.水分(Mad)0.12%一

2. 59%.平均為0.70%。揮發分(Vdaf)12.03%一16.00%.平均為14.72%.

全硫(st，d)0. 96%一2. 95%，平均1. 62%，發熱量(Qgr，d)為26.73MJ/kg一

32. 45MJ/kg，平均29.63MJ/kg。

浮煤灰分(Ad)5. 79%一9.62%.平均為7.31%.水分(Mad)0.08%一

1. 09%，平均為0.52%，揮發分(Vdaf)11.19%一13.95%，平均為12.31%，

全硫(st，d)0.86%一2.15%，平均1.32%。發熱量(Qgr，d)為33.18MJ/kg一

33. 40MJ/kg,平均33.30MJ/kg，粘結指數為0。綜合來說15號煤為特低

灰一中灰、中硫一中高硫、高熱值一特高熱值貧煤。

4、l5_F號煤

原煤灰分(Ad)為3.29%一28. 30%，平均為20. 99%，水分(Mad)為

0.29%一2.30%，平均為1.19%，揮發分(Vdaf)為12. 02%一20.06%，平均

為14.50%，全硫(St，d)為0. 42%一2.54%，平均1. 86%，發熱量(Qgr，d)

為19.04MJ/kg一35.89MJ/kg，平均27.85MJ/kg，浮煤灰分(Ad)為2.68%一

8.50%，平均為5.95%，水分(Mad)0. 31%一0. 97%。平均為0. 76%，揮發分

(Vd~f)為10. 43%一29.00%，平均為15.54%，全硫(St，d)為0.40%一

1.92%，平均1.14%。發熱量(Qgr，d)為33.10MJ/kg一35.84MJ/kg，平均

34.66MJ/kg，粘結指數為0。綜合來說15 T為特低灰一中灰、特低硫一

中高硫、低熱值一特高熱值貧煤。

3 煤質綜合評價

根據可采煤層的煤質特征。結合目前煤炭技術加工利用途徑綜上

所述，6、13、15、15_F號煤均為低一中灰為主.特低一中硫為主的貧煤，

主要為動力用煤和民用煤。15號煤原煤灰分小於24%，灰熔點(ST)大

於1300%，熱穩定性(TS)大於70%，而揮發分和硫稍高。也可考慮作

為合成氨用煤的配煤

綜上所述.隨著煤炭工業的發展.煤的工業利用價值越來越高。煤

炭及其夾矸的綜合利用範圍越來越廣.根據本區煤層的夾矸及頂底板

岩性特征等，可考慮進行多種綜合開發利用。如用洗選中煤建電廠.矸

石電廠，矸石作灰碴磚、建築材料、燒製水泥等。

4 結語

官窯煤礦是山西省晉中市一座現代化煤礦.經過曆次技改及整

合.達到了90萬t，a的生產能力，礦井現有儲量約2924-3萬t.煤層厚

度適合一次采全高.回采率較高，按照晉中市煤礦可采係數為59. 6%.

可以開采14年左右。根據目前掌握的煤層、煤質情況，還有進一步提

高生產能力的資源基礎.因此.可考慮進一步加強技術改造，強化技術

管理.不斷提高資源利用率.把煤礦建設成120萬t的大型現代化礦

井。_

【參考文獻】

[1]耿勤學，王昊，薑偉，等.山西省沁水煤田榆次區山西榆次官窯煤業有限公司

煤炭資源儲量核實報告：供兼並重組用[R].晉中：山西地礦局214地質隊，

2010，12.

[2]高午，劉小平，張普選.黃陵礦區紅石岩煤礦煤層煤質特征田.山西煤炭，2010

(5)：16—17.

作者簡介：巨綺金(1986一)，男，甘肅蘭州人，現就讀於成都理工大學礦產

普查與勘探專業。2009級研究生，碩士學位，研究方向為固體礦產。

耿勤學，男，山西省地礦局214地質隊，工程師。

(上接第601頁)4 結束語

提高循環流化床空冷機組的經濟運行，除了綜上所述外.還有其

它方麵，如降低灰渣的含碳量等，這是一項長期而艱巨的工作，隻有根

據各自的實際情況，采取行之有效的方式，才能不斷提高企業的經濟

效益。設備製造廠、設計單位、電廠各單位技術人員同心協力.使循環

[責任編輯：王洪澤]

流化床空冷機組各項技術不斷完善，為循環流化床空冷機組的大型化

發展奠定基礎。●

作者簡介：曾悅(1978.O6一)，工作單位為遼寧調兵山發電有限責任公司。

[責任編輯：王靜]

(上接第606頁)(5)原則上留偽頂施工，但臨近風化帶時，必須根

據頂板岩性，決定是否破、留偽頂施工。嚴格執行敲幫問頂製度，每次

施工前用長釺子找掉活矸危岩.問頂人員要站在支護良好的安全地

點。

(6)I作麵的各項工作都必須設有經驗的工人觀山，發現頂板異

常.立即喊叫撤人

f7)I作麵遇到構造或頂板破碎.壓力大時，要及時縮小排距、加

密錨索.必要時套架或改架4194型拱縮棚子。

(8)加強頂板離層監測，安設頂板離層儀並采用十字交叉法觀察

頂板下沉量、下沉速度、底鼓量及兩邦位移量，發現頂板有離層傾向或

巷道頂板下沉量、下沉速度存在問題時，立即采用補板錨索或套4194

拱縮棚，加強支護。

618

7 結論

通過對該項目的研究應用，多次根據地質條件，對該備采工作麵風

巷和切眼的布置進行了優化，盡最大可能甩掉風化帶地段，成功完成了

該工作麵的掘進施工.完成了擴切眼工程，實現了安全生產，並為將來

回采時的頂板管理打下了良好的基礎。同時，掌握了淺埋淡深、風化帶

附近掘進施工頂板位移量與頂板岩性和巷道跨度之間的關係， 特殊

地質條件下的風化帶附近掘進施工管理總結出了有益的經驗。■

作者簡介：馮玉強(1975一)，男，漢族，河南南陽人，助理工程師，大學本

科.自2001起從事煤礦開拓掘進工作。

[責任編輯：周天鳳]