沁水煤田官窑煤矿煤层煤质特征

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

沁水煤田官窑煤矿煤层煤质特征

巨绮金，耿勤学2

【1. 成都理工大学 四川 成都 610059;2.山西省地勘局二一四地质队 山西 运城 044000)

【摘 要】根据地层与构造情况，分析了沁水煤田官窑煤矿舍煤地层造特点，以及可采煤层6号，13号部分，15号，15下号煤层的煤质特征。

【关键词】煤矿;煤层;煤质;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

官窑煤矿位于晋中新生代盆地北缘沁水煤田西北边缘，行政区属

于晋中市榆次区城北约22km处的乌金山镇管辖，井田西距太原市

20kn，榆(次)一罕(山)公路从井田西部通过，至晋中市直距约18km，

交通较为便利 批准开采煤层由6-15 T号煤层，生产规模为90万吨/

年.井田面积为3，9255km=。开采深度1289， 94m至1069.94m。矿井始建

于1978年12月.1983年1月正式投产。2009年与山西榆次惠安煤业

整合为新的官窑煤矿.重组后净增能力60万口屯，年。

本文结合近年来勘查及开采的资料.对该矿煤层、煤质特征进行

论述.为建设高产高效煤矿提供基础资料。

1 地层构造及煤层概况

1.1 地层与构造

根据钻孔揭露及出露地层.本区地层由老至新如下所示.现由老

至新分述如下：

1.1.1 奥陶系中统峰峰组(02f)

本组地层井田内未出露.仅在旁边北山煤矿进行详查勘探时的钻

孔揭露该组地层，揭露厚度为5.27—41.39m。岩性为深灰色石灰岩.致

密坚硬，裂隙普遍发育，大多被方解石脉充填，含星散状黄铁矿，在该

组侵蚀面上岩石颜色多为褐色、黄色。

1.1. 2 石炭系太原组(C )

太原组厚91. 40—99.60m.平均厚度为93. 95m.本组地层井田内北

西的沟谷中有出露，主要由灰黑色泥岩，砂质泥岩.灰白色砂岩及3层

石灰岩及煤组成，含煤4层.K1砂岩位于本组底部，是太原组与本溪组

分界砂岩，为灰色岩屑石英砂岩，成分以石英为主，厚2.20m。

1.1-3 二叠系(P)

(1)下统山西组(P1S)

山西组厚60.54—69.22m.平均厚度为65.20m 本组地层井田内南

部的沟谷中和北西的沟谷中均有出露。连续沉积于太原组之上。主要

由灰黑色泥岩、砂质泥岩，浅灰色中、粗粒砂岩及煤层组成，含砾岩3—

5层，主要为石英砂岩。 砂岩为本组一下伏太原组的分界砂岩.以

细一粗粒砂岩为主

(2)下统下石盒子组(Plx)

按岩性特征分为上、下两段：本组地层区井田内大部沟谷中均有

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

黑色泥岩夹中一细粒砂岩及不稳定薄煤线组成。底界 为灰、灰白色

中厚层状中粒砂岩，成份以石英、长石为主。厚度在3.48—6.18m之间。

平均为4.83m，与下伏二叠系下统山西组地层整合接触。

②上段(P x2)

本段厚度为61. 23m。主要岩性为灰黄、灰白、灰绿色砂质泥岩和

粗一细粒砂岩，底界 砂岩为黄绿色厚层状中—粗粒砂岩.厚度在

5.33—5.87m之间，平均为5.60m。顶部残留有灰绿色、黄绿色夹紫红色

的铝质泥岩，含铁质鲕粒(俗称桃花泥岩)，层位较稳定，特征明显。是

上、下石盒子组分界辅助标志层

(3)第四系中上更新统(O )

厚度为O一25.OOm。平均厚度为15.OOm。本组地层区井田内大部的

山坡和山梁均有出露，岩性主要为灰黄色亚砂土、亚粘土组成

. 垂直节

理发育。

1. 2 可采煤层

井田内主要可采煤层为太原组的13、15、15 f号煤层。山西组的

6、13号煤层在原山西榆次惠安煤业有限公司矿界内为新增煤层。现

将各可采煤层叙述如下：

1、6号煤

位于山西组下部.层位稳定，下距K 砂岩8m左右，厚度1. 48—

1.52m.平均1.50m,不含夹矸.煤层结构简单，为稳定的全区可采煤层。

顶板为泥岩，底板为砂质泥岩。

2、13号煤

位于太原组中部.上距K 砂岩20m左右，距6号煤层70m左右，

煤层厚度为O.50—1. 00m.平均为0.87m。不含夹矸，煤层结构简单，为

局部可采煤层。顶板为I(4灰岩，底板为泥岩。

3、15号煤

位于太原组中下部.上距13号煤层25m左右，煤层厚度为4.75—

5.56m.平均为5. 06m。一般含2层夹矸，煤层结构较简单，为全区稳定

可采煤层。顶板为K：灰岩，伪顶为泥岩，底板为泥岩或砂质泥岩。

4、15|F号煤

位于太原组下部.上距15号煤层3m左右，煤层厚度为1. 3O一

2.53m，平均为1.83m。含1-2层夹矸，煤层结构简单，为全区稳定可采

煤层。顶板为泥岩，底板为泥岩或砂质泥岩。

2 煤质特征

2.1 宏观煤岩组分

井田内各可采煤层为黑色、污手，粉末状.条痕色为黑褐色，玻璃

光泽，硬度一般为2—3，有一定的韧性，贝壳状、参差状断口，内生裂隙

发育。以亮煤为主。其次为镜煤、暗煤，丝炭少量，宏观煤岩类型多为半

亮型、光亮型、半暗型、暗淡型较少。煤层主要为条带状、线理状结构，

层状构造为主，块状构造次之。

据煤岩鉴定成果知.煤的显微煤岩组分在有机组分中以镜质组为

主.镜质组主要是均质镜质体和基质镜质体，有少量胶质镜质体，丝质

组以氧化丝质体为主.在无机组分中.各层煤均以粘土类为主，硫化物

次之。

2.2 物理性质

6号煤为黑色粉末状.条痕色为黑褐色，玻璃光泽，硬度一般为2—

3.有一定的韧性，贝壳状、参差状断口，视密度为1. 40t/m 。内生裂隙发

育。以亮煤为主，其次为镜煤、暗煤，丝炭少量，宏观煤岩类型多为半亮

型、半暗型、暗淡型较少。煤层主要为条带状、线理状结构，层状构造为

主，块状构造次之。

13号煤为黑色粉末状.条痕色为黑褐色.玻璃光泽，硬度一般为

2—3，有一定的韧性，贝壳状、参差状断口，视密度为1.40t/m3。内生裂隙

发育。以亮煤为主，其次为镜煤、暗煤.丝炭少量.宏观煤岩类型多为半

亮型、半暗型、暗淡型较少。煤层主要为条带状、线理状结构，层状构造

为主.块状构造次之

l5号煤为黑色、污手，粉末状，条痕色为黑褐色，玻璃光泽，硬度

一

般为2—3，有一定的韧性.贝壳状、参差状断口，视密度为1.43t/m，。

比重比视密度稍大，内生裂隙发育。以亮煤为主，其次为镜煤、暗煤，丝

炭少量，宏观煤岩类型多为半亮型、光亮型、半暗型、暗淡型较少。煤层

主要为条带状、线理状结构，层状构造为主，块状构造次之。

l5 T号煤为黑色粉末状为主，由暗淡煤和亮煤组成，呈玻璃光泽，

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性脆，易碎，参差状断=l，硬度中等，视密度为1.57fm3，含黄铁矿结核.

在本井田内可采

2-3 煤的化学性质

本次6、13、15、15 f号煤的化学性质由原北山煤矿详查时钻孔(1、

4、7)及井下煤样化验资料，综合评价如下：

1、6号煤

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

1.59%，平均0. 70%，挥发份(Vdaf)为12. 43—23.96%，平均16.72%.全

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

平均为25.63MJ/kg。

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

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

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

为33.93MJ/kg。

综合来说6号煤层为特低～中灰、低中硫、高发热量的贫煤。

2、13号煤

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

1.59%，平均为0. 70%.挥发分(Vdaf)1 1.62%一17.26%.平均为13. 72%.

全硫(St，d)1.20%一2.84%，平均1.62%。发热量(Qgr，d)为29.54MJ/kg一

33. 30MJ/kg，平均3 1. 63MJ/kg。

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

1. 59%，平均为0.72%，挥发分(Vdaf)11.02%一15.97%，平均为12.81%，

全硫(st，d)为0.75%一1.88%，平均1.32%。发热量(Qgr，d)为33.70MJ/

kg一34. 48MJ/kg，平均33.88MJ/kg，粘结指数为0。综合来说13号煤为

特低灰一中灰、中硫一中高硫、高热值一特高热值贫煤。

3、15号煤

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

2. 59%.平均为0.70%。挥发分(Vdaf)12.03%一16.00%.平均为14.72%.

全硫(st，d)0. 96%一2. 95%，平均1. 62%，发热量(Qgr，d)为26.73MJ/kg一

32. 45MJ/kg，平均29.63MJ/kg。

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

1. 09%，平均为0.52%，挥发分(Vdaf)11.19%一13.95%，平均为12.31%，

全硫(st，d)0.86%一2.15%，平均1.32%。发热量(Qgr，d)为33.18MJ/kg一

33. 40MJ/kg,平均33.30MJ/kg，粘结指数为0。综合来说15号煤为特低

灰一中灰、中硫一中高硫、高热值一特高热值贫煤。

4、l5_F号煤

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

0.29%一2.30%，平均为1.19%，挥发分(Vdaf)为12. 02%一20.06%，平均

为14.50%，全硫(St，d)为0. 42%一2.54%，平均1. 86%，发热量(Qgr，d)

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

8.50%，平均为5.95%，水分(Mad)0. 31%一0. 97%。平均为0. 76%，挥发分

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

1.92%，平均1.14%。发热量(Qgr，d)为33.10MJ/kg一35.84MJ/kg，平均

34.66MJ/kg，粘结指数为0。综合来说15 T为特低灰一中灰、特低硫一

中高硫、低热值一特高热值贫煤。

3 煤质综合评价

根据可采煤层的煤质特征。结合目前煤炭技术加工利用途径综上

所述，6、13、15、15_F号煤均为低一中灰为主.特低一中硫为主的贫煤，

主要为动力用煤和民用煤。15号煤原煤灰分小于24%，灰熔点(ST)大

于1300%，热稳定性(TS)大于70%，而挥发分和硫稍高。也可考虑作

为合成氨用煤的配煤

综上所述.随着煤炭工业的发展.煤的工业利用价值越来越高。煤

炭及其夹矸的综合利用范围越来越广.根据本区煤层的夹矸及顶底板

岩性特征等，可考虑进行多种综合开发利用。如用洗选中煤建电厂.矸

石电厂，矸石作灰碴砖、建筑材料、烧制水泥等。

4 结语

官窑煤矿是山西省晋中市一座现代化煤矿.经过历次技改及整

合.达到了90万t，a的生产能力，矿井现有储量约2924-3万t.煤层厚

度适合一次采全高.回采率较高，按照晋中市煤矿可采系数为59. 6%.

可以开采14年左右。根据目前掌握的煤层、煤质情况，还有进一步提

高生产能力的资源基础.因此.可考虑进一步加强技术改造，强化技术

管理.不断提高资源利用率.把煤矿建设成120万t的大型现代化矿

井。_

【参考文献】

[1]耿勤学，王昊，姜伟，等.山西省沁水煤田榆次区山西榆次官窑煤业有限公司

煤炭资源储量核实报告：供兼并重组用[R].晋中：山西地矿局214地质队，

2010，12.

[2]高午，刘小平，张普选.黄陵矿区红石岩煤矿煤层煤质特征田.山西煤炭，2010

(5)：16—17.

作者简介：巨绮金(1986一)，男，甘肃兰州人，现就读于成都理工大学矿产

普查与勘探专业。2009级研究生，硕士学位，研究方向为固体矿产。

耿勤学，男，山西省地矿局214地质队，工程师。

(上接第601页)4 结束语

提高循环流化床空冷机组的经济运行，除了综上所述外.还有其

它方面，如降低灰渣的含碳量等，这是一项长期而艰巨的工作，只有根

据各自的实际情况，采取行之有效的方式，才能不断提高企业的经济

效益。设备制造厂、设计单位、电厂各单位技术人员同心协力.使循环

[责任编辑：王洪泽]

流化床空冷机组各项技术不断完善，为循环流化床空冷机组的大型化

发展奠定基础。●

作者简介：曾悦(1978.O6一)，工作单位为辽宁调兵山发电有限责任公司。

[责任编辑：王静]

(上接第606页)(5)原则上留伪顶施工，但临近风化带时，必须根

据顶板岩性，决定是否破、留伪顶施工。严格执行敲帮问顶制度，每次

施工前用长钎子找掉活矸危岩.问顶人员要站在支护良好的安全地

点。

(6)I作面的各项工作都必须设有经验的工人观山，发现顶板异

常.立即喊叫撤人

f7)I作面遇到构造或顶板破碎.压力大时，要及时缩小排距、加

密锚索.必要时套架或改架4194型拱缩棚子。

(8)加强顶板离层监测，安设顶板离层仪并采用十字交叉法观察

顶板下沉量、下沉速度、底鼓量及两邦位移量，发现顶板有离层倾向或

巷道顶板下沉量、下沉速度存在问题时，立即采用补板锚索或套4194

拱缩棚，加强支护。

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7 结论

通过对该项目的研究应用，多次根据地质条件，对该备采工作面风

巷和切眼的布置进行了优化，尽最大可能甩掉风化带地段，成功完成了

该工作面的掘进施工.完成了扩切眼工程，实现了安全生产，并为将来

回采时的顶板管理打下了良好的基础。同时，掌握了浅埋淡深、风化带

附近掘进施工顶板位移量与顶板岩性和巷道跨度之间的关系， 特殊

地质条件下的风化带附近掘进施工管理总结出了有益的经验。■

作者简介：冯玉强(1975一)，男，汉族，河南南阳人，助理工程师，大学本

科.自2001起从事煤矿开拓掘进工作。

[责任编辑：周天凤]