石上井田B4煤層煤質特征及變化規律研究

鄒愛國，汪成缽

（1.安源煤業集團股份有限公司，江西 南昌 330001；2.江西省煤田地質勘察研究院，江西 南昌 330001）

石上井田隸屬豐城礦務局，中心位置距豐城市城區約6 km，東起曲江井田第9勘探線，西至F9斷層；北達塢社里深部B4煤層-950 m水平，南止B3煤層被紅層剝蝕的露頭線。井田范圍面積約70 km2，區內開展過勘探綜合地質工作，確定主采煤層為B4煤層，估算資源儲量為82.832 Mt。

1 地質概況

石上井田地處豐城礦區西南區域，位于石上-曲江向斜之西。區內向斜整體寬緩（見圖1），斷裂構造復雜程度差異明顯，呈現明顯分區。總體上向斜南翼自東而西斷層規模及密度增加，即以21線為界構造呈現差異，空間上表現為東側簡單、至西側轉為復雜的規律； 向斜北翼淺部生產礦井資料及以往地質勘查成果亦表明，井田構造自東而西趨于復雜。

圖1 石上井田構造綱要

井田B4煤層賦存于樂平組下老山段（P3l2），巖性以淺灰色、灰白色薄層狀及中厚層狀中細粒砂巖，深灰色泥巖、粉砂巖為主。內夾3層灰色鈣質砂巖（生物碎屑灰巖），產大量腕足類等化石，含菱鐵礦及黃鐵礦結核。含煤0～3層，其中B4煤層為井田主要可采煤層。

B4煤層全區發育，且層位穩定。通過分析以往40個穿過該煤層層位的鉆孔資料（見煤率高達98%），可知煤層厚度主要分布在0.35～4.09 m之間，平均厚度為1.50 m。區內5個鉆孔揭露厚度不可采，分布范圍主要在井田-900 m水平以淺；其它鉆孔揭露可采厚度為0.61～4.09 m，平均厚度為1.69 m，揭露可采煤層孔占全部鉆孔的85%，表明B4煤層屬大部可采且穩定至較穩定煤層。煤層結構簡單-較復雜，揭露夾矸為1～3層，通常僅含1層夾矸，巖性多為炭質泥巖，厚度主要分布在0.14～0.54 m之間，平均厚度0.30 m，一般在0.20 m左右。

2 煤巖煤質特征

2.1 煤巖特征

B4煤巖組分以亮煤為主，暗煤和鏡煤次之，絲炭偶見。宏觀煤巖類型以半亮為主，光亮型次之，半暗、暗淡型煤較少。煤巖有機組分由鏡質組、半鏡質組、半絲質組、絲質組、穩定組組成，無機物雜質多，粘土居優，次有少量黃鐵礦、方解石和石英，見表1。

表1 石上井田B4煤層顯微煤巖鑒定情況

2.2 煤質特征

基于B4煤層工業分析數據（見表2），根據《煤炭質量分級》劃分界限可知，B4原煤為中高灰、中硫、中高發熱量的焦煤。B4浮煤為特低灰、中硫、特高發熱量的煤。

表2 石上井田B4煤層工業分析結果

3 結果與討論

3.1 煤質相關性分析

基于井田內23件煤質數據分析可知，B4煤層揮發分與硫分存在較好相關性，相關系數為0.134；硫分與發熱量和灰分硫分之間存在相關性，相關系數為分別為-0.278、0.246?；曳峙c發熱量存在顯著相關性，相關性系數為-0.989。煤層厚度與發熱量存在正相關性，系數為0.251，說明石上井田B4煤層發育越厚，熱值越高。灰分與煤層厚度存在負相關性，為-0.226，見表3、圖2。

表3 石上井田B4煤層煤質相關系數

3.2 煤質變化趨勢分析

由圖3灰分等值線圖可知，石上井田南翼中部B4煤層灰分較高，主要分布在15線～19線，存在幾個高灰分分布區，南翼東西部位邊灰分相對較低。從深度上看，井田淺部B4煤層灰分相對深部要略高。

圖2 石上井田B4煤層煤質等值線與厚度疊合

由圖3揮發分等值線圖可知，石上井田南翼西部、中部B4煤層灰分較高，東部較低，19線附近揮發分相對較高。從深度上看，井田深部B4煤層揮發分相對淺部要略高。

由圖3發熱量等值線圖可知，石上井田南翼中部B4煤層發熱量相對井田東西部位較高，而西部又高于東部。發熱量最高主要分布在15線～19線。從深度上看，井田淺部B4煤層發熱量相對深部要略低。

由圖3硫分等值線圖可知，石上井田南翼東部B4煤層發熱量相對井田中、西部位較高，而西部又高于中部。硫分最高主要分布在13線附近。從深度上看，井田淺部B4煤層硫分相對深部煤層要略低。

圖3 石上井田B4煤層煤質等值線與底板標高疊合

4 結語

通過分析，可以得出以下幾點結論：

1）石上井田B4煤層原煤為中灰、中硫、高發熱量的焦煤；浮煤為特低灰、中硫、高發熱量的煤。煤巖類型以亮煤為主。

2）石上井田B4煤層厚度與發熱量、硫分存在相關性。揮發分與硫分存在較好相關性。發熱量與硫分、灰分存在較好相關性，發熱量與灰分相關性顯著，相關系數為-0.989。硫分與灰分也存在較好相關性。

3）石上井田B4煤層灰分在南翼中部較高，且深部高于淺部；揮發分東部較低，且深部高于淺部；發熱量最高分布于東西兩翼，且淺部低于深部；硫分西部較高，且淺部分布低于深部。