汪沟煤矿9号煤层可采性分析

贾交成

（山西省煤炭地质公司，山西 太原 030045）

汪沟煤矿9号煤层可采性分析

贾交成

（山西省煤炭地质公司，山西 太原 030045）

通过井下实地调查，综合分析了汪沟煤矿9号煤层原始沉积厚度、后期煤层自燃、下伏10号煤层开采引起冒落综合影响，导致9号煤层不可采。

汪沟煤矿；9号煤层；可采性

1 概况

汪沟煤矿位于霍西煤田汾孝矿区东部边缘，介休市西南义棠镇东5 km处，井田内大面积黄土覆盖，局部出露二叠系下统下石盒子组及上统上石盒子组。井田地层走向NE，倾向SE的单斜构造，地层倾角8°～15°，井田构造简单。井田北东侧发育一条走向NW、倾向NE的正断层（汾阳-介休断层），井田北西侧发育一条走向NE、倾向NW的正断层（介休-汾西断层）。

井田批采的9号煤层位于太原组，K2石灰岩为9号煤层直接顶板。井田现开采下伏10号煤层，井下大巷及采区大巷沿着10号煤上分层掘进，掘进中发现10号煤层顶板较为破碎、不易支护，由此直接揭露9号煤层到K2石灰岩底，巷高3.20 m左右，揭露中发现9号煤层厚度0～0.95m，成为不连续的串珠状，局部变为灰白色煤灰，大部有煤层燃烧的痕迹，使其变为不可采煤层，且9号煤层底板泥岩裂隙由发育到极度发育，裂隙极度发育处裂隙面多为浅红色或铁锈色。是什么原因导致9号煤层不可采？本文介绍如下。

2 井下现场观察的结果介绍

该矿井口位于井田西北边界，采用斜井向南东下山开拓，主斜井沿井口到井底车场这一段料石已砌碹，大巷及采区大巷未砌碹。

2.1 9号煤层直接顶板：K2石灰岩

K2石灰岩为9号煤层直接顶板，巷道揭露处所见到K2石灰岩底不平整，局部有瘤状凸起，出现了沉积岩中所特有的同生变形构造——重荷模构造。K2石灰岩的新鲜面深灰色，裂隙面、底面为浅土黄色、浅褐黄色，质硬，裂隙发育，尤其以NE向裂隙发育，裂隙延伸长，裂隙间距40 cm～80 cm不等，其间发育有延伸较短的NW向相间裂隙。

2.2 9号煤层

1）正常煤样：肉眼观察，黑色，玻璃光泽，碎块状，裂隙发育，条带状结构，以半亮煤为主。顶部煤层以暗煤或炭质泥岩为主，灰分高。煤层厚度0.30 m，炭质泥岩0.65m。2）烘烤过的煤层样：黑色，褐黑色，弱玻璃光泽，碎块状，裂隙发育，条带状结构，以半亮煤为主。顶部煤层变为黑色粉末状夹灰白色细线，无光泽。煤层厚度0.45m。3）燃烧过的煤层样：灰黑色，粉末状，夹灰白色细线，无光泽。厚度0.20 m左右，已经过燃烧，变为高灰炭泥。

2.3 9号煤层直接底板：泥岩

9号煤层直接底板为泥岩，厚度1.10m左右（其厚度即是与10号煤层的间距）。1）未经过高温烘烤过的底板正常岩石样：黑色，质软块状，断口平坦，质较均一，遇水不膨胀，裂隙较发育，裂隙面析出附着有米黄色粉末。2）经过高温烘烤过底板岩石样：浅红色、铁锈色，新鲜面有经过烘烤过不同颜色晕圈，裂隙极度发育，无充填，岩石多为碎块状，遇水不膨胀，质硬。

2.4 9号煤层和10号煤层关系

9号煤层与10号煤层间距1.10 m左右。对于10号煤层来说，当9号煤层全部燃烧对底板泥岩进行高温烘烤过后，9号煤层底板变的较为破碎且质硬，泥岩裂隙表面为浅红色或铁锈色。此处的10号煤层上分层煤质变差，水分增大，灰分增高，挥发分增加，有氧化现象。当9号煤层下部未进行燃烧，其底板泥岩正常，泥岩裂隙面为灰黑色，其下部的10号煤层煤质相应较好。

3 井田内9号煤层的不可采分析

3.1 煤层厚度分析

1）沉积时原始厚度：沉积时，井田内9号煤层沉积厚度本身就薄，有可能达不到可采厚度0.80 m的要求。2）煤层燃烧再次影响煤层厚度：井田内9号煤层由于经过较长的地质历史时期，在沉积完成后海水入侵形成K2石灰岩，再次经过海退、海进等反复多次相对的地壳升降或稳定，9号煤层上覆沉积了较厚的地层；在形成9号煤层之后的某个时间段内，9号煤层曾发生风氧化和燃烧，使得留下来的9号煤层厚度再次变薄，形成不连续的串珠状，小于可采厚度0.80 m，煤层厚度0～0.95 m、平均0.35 m，成为不可采煤层。

3.2 煤质分析

井田内9号煤层，在沉积后期，由于地壳抬升使煤层风氧化和燃烧或经过高温烘烤，其煤质发生了明显的变化，煤质变差。水分比正常煤层增大了许多，灰分增高了许多，挥发分也发生了变化，浮煤回收率极低，煤质变得更加无粘结性。煤层燃烧后，厚度变薄，甚至局部煤层整层燃烧后只留下了没有可采价值的煤灰。

3.3 区域资料调查分析

井田位于霍西煤田汾孝矿区东部边缘，汾（阳）——介（休）正断层与介（休）——汾（西）正断层之间，处于下盘位置。

根据本次调查，井田周围曾经关闭的及正在开采的几个煤矿，均发现过9号煤层由于风氧化和燃烧使煤质变差、厚度变薄等原因而不可采。9号煤层的不可采范围较大，包括井田西南邻的野庄煤矿（关闭），南邻的杏元煤矿（关闭）、麻凹煤矿东北部分、洪庄煤矿、前党峪煤矿，东南邻朝阳煤矿，东邻城寺煤矿，东北邻的致富煤矿（关闭）等区域，面积约20km2。

3.4 沉积分析

太原组是一套海陆交互相沉积地层，该地层具有明显的沉积旋回特征，9号煤层的直接顶板为K2石灰岩，底板是一层比较稳定的泥岩，9、10煤层之间的间距稳定，平均1.10m。

在漫长的地质历史时期，9号煤层是在气候温和，有利于树木生长的沼泽环境下形成的，当9号煤层沉积形成后，由于海进、海退反复多次形成多旋回沉积特征，后期由于地质构造的影响，使得包括汪沟煤业井田及部分区域抬升，9号煤层间接暴露于大气环境中，经过长期风氧化作用，9号煤层局部进行了自燃，以致于煤层局部燃烧殆尽，其残留形成煤灰沉积物。燃烧后的9号煤层使底板泥岩经过高温烘烤，泥岩裂隙极度发育，岩石裂隙表面形成浅红色或铁锈色（新鲜面为灰黑色），其泥岩之下的10号煤层也发生了烘烤现象，煤质变差。再者，未进行自燃的9号煤层，经过高温烘烤后，煤层裂隙发育，裂隙面附着有烘烤过后煤层本身析出的颗粒状薄层胶质层，煤质发生变化。9号煤层下部未进行自燃且保存完好的，其底板泥岩保存了正常沉积时的岩性特征，泥岩为灰黑色，其泥岩之下的10号煤层未受到影响。

随着地壳的运动，地壳下沉，由于9号煤层燃烧或风氧化不均一，煤的质地发生变化，使得上覆厚层状石灰岩的沉积压实不均衡作用，造成了石灰岩底面不平整，形成了瘤状突起物，即为同生变形构造——重荷模构造。现场观察，石灰岩底面为浅灰黄色，土黄色，层状构造，裂隙发育，局部有瘤状凸起。

3.5 井田10号煤层大面积采空影响

井田内10号煤层有较大面积的采空区，10号煤层一旦采空，其顶板极易破碎，顶板垮落便引起9号煤层冒落，这样就会影响9号煤层开采回收。

4 结论

通过综合分析，井田内9号煤层原始沉积厚度局限了煤层的可采性，后期由于煤层的自燃或者局部燃烧殆尽，以及下伏10号煤层的开采，使得9号煤层不可采。

Recoverability Analysis on No.9 Seams of Wanggou Coal Co.,Jiexiu

JIA Jiao-cheng
(Shanxi Coal Geological Co.,Taiyuan Shanxi 030045)

Through the field study in No.9 coal seam in Wanggou mine,the author analyzes its original sedimentary thickness,later spontaneous combustion,and roof falling caused by mining of the lower No.10 seam.The findings indicate that No.9 seam is not recoverable.

Wanggou mine;seam;recoverability

TD163+.1；F403.8

A

1672-5050（2011）06-0046-03

2011-02-28

贾交成（1968—），男，山西运城人，本科，工程师，从事煤田地质工作。

刘新光