邹爱国,汪成钵
(1.安源煤业集团股份有限公司,江西 南昌 330001;2.江西省煤田地质勘察研究院,江西 南昌 330001)
石上井田隶属丰城矿务局,中心位置距丰城市城区约6 km,东起曲江井田第9勘探线,西至F9断层;北达坞社里深部B4煤层-950 m水平,南止B3煤层被红层剥蚀的露头线。井田范围面积约70 km2,区内开展过勘探综合地质工作,确定主采煤层为B4煤层,估算资源储量为82.832 Mt。
石上井田地处丰城矿区西南区域,位于石上-曲江向斜之西。区内向斜整体宽缓(见图1),断裂构造复杂程度差异明显,呈现明显分区。总体上向斜南翼自东而西断层规模及密度增加,即以21线为界构造呈现差异,空间上表现为东侧简单、至西侧转为复杂的规律; 向斜北翼浅部生产矿井资料及以往地质勘查成果亦表明,井田构造自东而西趋于复杂。
图1 石上井田构造纲要
井田B4煤层赋存于乐平组下老山段(P3l2),岩性以浅灰色、灰白色薄层状及中厚层状中细粒砂岩,深灰色泥岩、粉砂岩为主。内夹3层灰色钙质砂岩(生物碎屑灰岩),产大量腕足类等化石,含菱铁矿及黄铁矿结核。含煤0~3层,其中B4煤层为井田主要可采煤层。
B4煤层全区发育,且层位稳定。通过分析以往40个穿过该煤层层位的钻孔资料(见煤率高达98%),可知煤层厚度主要分布在0.35~4.09 m之间,平均厚度为1.50 m。区内5个钻孔揭露厚度不可采,分布范围主要在井田-900 m水平以浅;其它钻孔揭露可采厚度为0.61~4.09 m,平均厚度为1.69 m,揭露可采煤层孔占全部钻孔的85%,表明B4煤层属大部可采且稳定至较稳定煤层。煤层结构简单-较复杂,揭露夹矸为1~3层,通常仅含1层夹矸,岩性多为炭质泥岩,厚度主要分布在0.14~0.54 m之间,平均厚度0.30 m,一般在0.20 m左右。
B4煤岩组分以亮煤为主,暗煤和镜煤次之,丝炭偶见。宏观煤岩类型以半亮为主,光亮型次之,半暗、暗淡型煤较少。煤岩有机组分由镜质组、半镜质组、半丝质组、丝质组、稳定组组成,无机物杂质多,粘土居优,次有少量黄铁矿、方解石和石英,见表1。
表1 石上井田B4煤层显微煤岩鉴定情况
基于B4煤层工业分析数据(见表2),根据《煤炭质量分级》划分界限可知,B4原煤为中高灰、中硫、中高发热量的焦煤。B4浮煤为特低灰、中硫、特高发热量的煤。
表2 石上井田B4煤层工业分析结果
基于井田内23件煤质数据分析可知,B4煤层挥发分与硫分存在较好相关性,相关系数为0.134;硫分与发热量和灰分硫分之间存在相关性,相关系数为分别为-0.278、0.246。灰分与发热量存在显著相关性,相关性系数为-0.989。煤层厚度与发热量存在正相关性,系数为0.251,说明石上井田B4煤层发育越厚,热值越高。灰分与煤层厚度存在负相关性,为-0.226,见表3、图2。
表3 石上井田B4煤层煤质相关系数
由图3灰分等值线图可知,石上井田南翼中部B4煤层灰分较高,主要分布在15线~19线,存在几个高灰分分布区,南翼东西部位边灰分相对较低。从深度上看,井田浅部B4煤层灰分相对深部要略高。
图2 石上井田B4煤层煤质等值线与厚度叠合
由图3挥发分等值线图可知,石上井田南翼西部、中部B4煤层灰分较高,东部较低,19线附近挥发分相对较高。从深度上看,井田深部B4煤层挥发分相对浅部要略高。
由图3发热量等值线图可知,石上井田南翼中部B4煤层发热量相对井田东西部位较高,而西部又高于东部。发热量最高主要分布在15线~19线。从深度上看,井田浅部B4煤层发热量相对深部要略低。
由图3硫分等值线图可知,石上井田南翼东部B4煤层发热量相对井田中、西部位较高,而西部又高于中部。硫分最高主要分布在13线附近。从深度上看,井田浅部B4煤层硫分相对深部煤层要略低。
图3 石上井田B4煤层煤质等值线与底板标高叠合
通过分析,可以得出以下几点结论:
1)石上井田B4煤层原煤为中灰、中硫、高发热量的焦煤;浮煤为特低灰、中硫、高发热量的煤。煤岩类型以亮煤为主。
2)石上井田B4煤层厚度与发热量、硫分存在相关性。挥发分与硫分存在较好相关性。发热量与硫分、灰分存在较好相关性,发热量与灰分相关性显著,相关系数为-0.989。硫分与灰分也存在较好相关性。
3)石上井田B4煤层灰分在南翼中部较高,且深部高于浅部;挥发分东部较低,且深部高于浅部;发热量最高分布于东西两翼,且浅部低于深部;硫分西部较高,且浅部分布低于深部。