山西省沁水煤田昔阳县西寨勘查区主要可采煤层及煤质特征分析

李 颖

（山西省煤炭地质资源环境调查院，山西太原030006）

1 勘查区概况

勘查区行政区划隶属昔阳县的西寨乡、和顺县的李阳镇管辖，面积约为108km2。

区内新生界地层广布，基岩沿沟谷出露。地表出露地层自下而上依次为中生界三叠系下统刘家沟组（T1l）、和尚沟组（T1h）、中统二马营组（T2er）、新生界第四系（Q）。

本区总体为一走向NNE，倾向NW的单斜，地层倾角一般为4°～11°。在此基础上发育宽缓的褶曲构造。据地质测量成果，发现断层1条（正断层F1），推断褶曲5条（向斜S1、S3、S5、背斜S2、S4）。

2 煤层

2.1 含煤性

主要含煤地层为太原组和山西组，含可采和不可采煤层18层，其中山西组自上而下编号依次为1、2、3、4、6号煤层；太原组自上而下编号依次为8、9、11、13、14、15、15下号等煤层。含煤地层总厚平均185.76m，煤层总厚平均9.87m，含煤系数5.31%；可采煤层总厚平均7.30m，含可采煤层系数3.93%。山西组地层厚度平均57.35m，煤层总厚平均1.66m，含煤系数2.89%，可采煤层总厚平均0.45m，可采煤层含煤系数0.78%。太原组地层厚度平均128.41m，煤层总厚平均8.21m，含煤系数6.39%，可采煤层总厚平均6.85m，可采煤层含煤系数5.33%。

2.2 可采煤层

本区可采煤层为3、8、9、15、15下号煤层，其中15号为全区稳定可采煤层，3、8、9号煤层为局部可采煤层，15下号煤层局部与15号煤层合并。

2.2.1 3号煤层

位于山西组中下部。上距K8砂岩底10.65～22.90m，平均17.08m。层位稳定。煤层厚度0.10～0.90m，平均厚度0.45m，不含夹矸，结构简单。3个见煤点，1个点可采，为不稳定的局部可采煤层。顶板岩性主要为泥岩、砂质泥岩；底板主要为砂质泥岩。3号煤层厚度变化较大，西部煤层厚度大，向东变薄。

2.2.2 8号煤层

位于太原组上部，上距3号煤层46.58～48.03m，平均间距47.31m。煤层厚度0.00～0.95m，平均厚度0.42m，结构简单，含0～1层夹矸。2个见煤点，1个点可采，为不稳定的局部可采煤层。顶板岩性主要为泥岩、炭质泥岩；底板主要为泥岩、细粒砂岩。8号煤层厚度变化大，西部煤层厚度大，向东变薄。

2.2.3 9号煤层

位于太原组上部，上距8号煤层9.40～21.55m，平均间距15.48m。煤层厚度0.20～0.88m，平均厚度0.56m，结构简单，不含夹矸。3个见煤点，1个点可采，为不稳定的局部可采煤层。顶板岩性主要为砂质泥岩；底板为炭质泥岩、粉砂岩、细粒砂岩。9号煤层厚度变化趋势为东部薄，西部厚。

2.2.4 15号煤层

位于太原组下部，上距9号煤层61.06～74.38m，平均间距69.19m。煤层厚度2.95～5.73m，平均厚度4.66m，结构简单，含1层夹矸。3个见煤点，所有见煤点均为可采，为稳定的全区可采煤层。顶板岩性主要为泥岩；底板为泥岩。

2.2.5 15下号煤层

位于太原组下部，上距15号煤层2.35m。煤层厚度3.45m，结构简单，含1层夹矸，为较稳定的局部可采煤层。3个钻孔中2个与15号煤层合并。顶板岩性主要为泥岩；底板为粉砂岩。

3 煤质

3.1 物理性质

本区各可采煤层，颜色为黑色、灰黑色，条痕为黑色至灰黑色，以玻璃光泽至强玻璃光泽为主，少数分层呈油脂光泽。断口为阶梯状、参差状。内生裂隙普遍发育，外生裂隙只在少数暗煤分层中发育。

3.2 宏观煤岩特征

各可采煤层宏观煤岩组分以亮煤、镜煤为主，其次为暗煤，夹少量丝炭条带，结构以条带状为主，有少量线理状结构，构造为层状构造。宏观类型为光亮—半亮型煤，含少量半暗—暗淡型煤分层。

3.3 显微煤岩特征

各煤层有机组分以镜质组为主，最高15下号煤层平均达89%，最低3号煤层77.8%；其次为惰质组，一般在10%～20%之间，最高点在3号煤层中达22.2%，最低15下号煤层平均为11.0%；因煤化程度高，煤中壳质组已在煤化过程中消失。镜质组主要为均质镜质体和基质镜质体，其次是结构镜质体，有部分碎屑镜质体。惰质组主要为氧化体、丝质体、粗粒体、碎屑体。

煤中无机组分矿物质以粘土矿物为主，其次为硫铁矿类。粘土矿物以分散状、充填状为主。硫铁矿呈星散状分布。粘土类含量一般太原组大于山西组，硫铁矿类则相反。

按照显微煤岩类型分类（GB/T 15589-1995），该区可采煤层均为微镜惰煤。

3.4 工业分析

3.4.1 3号煤层

原煤水分（Mad）为 0.96%；浮煤水分（Mad）为0.94%。原煤灰分（Ad）为12.94%，属低灰煤；浮煤灰分（Ad）为4.64%。原煤挥发分（Vdaf）为8.46%；浮煤挥发分（Vdaf）为6.97%，属特低挥发分之无烟煤。原煤硫分（St,d）为0.93%，属低硫煤；浮煤硫分（St,d）为0.51%。原煤干燥基高位发热量（Qgr,d）为30.546MJ/kg，属高发热量煤。

3.4.2 8号煤层

原煤水分（Mad）为 1.65%；浮煤水分（Mad）为1.28%。原煤灰分（Ad）为43.72%，属高灰煤；浮煤灰分（Ad）为5.55%。原煤挥发分（Vdaf）为15.56%；浮煤挥发分（Vdaf）为7.08%，属特低挥发分之无烟煤。原煤硫分（St,d）为0.60%，属低硫煤；浮煤硫分（St,d）为0.81%。原煤干燥基高位发热量（Qgr,d）为18.578MJ/kg，属中低发热量煤。

3.4.3 9号煤层

原煤水分（Mad）为 1.19%；浮煤水分（Mad）为1.07%。原煤灰分（Ad）为15.94%，属低灰煤；浮煤灰分（Ad）为7.46%。原煤挥发分（Vdaf）为9.23%；浮煤挥发分（Vdaf）为6.79%，属特低挥发分之无烟煤。原煤硫分（St,d）为1.40%，属中硫煤；浮煤硫分（St,d）为0.84%。原煤干燥基高位发热量（Qgr,d）为29.500MJ/kg，属高发热量煤。

3.4.4 15号煤层

原煤水分（Mad）为1.55%～2.58%，平均为2.12%；浮煤水分（Mad）为0.64%～2.44%，平均1.34%。原煤灰分（Ad）为13.68%～18.95%，平均15.95%，属低灰煤；浮煤灰分（Ad）为4.46%～5.91%，平均5.38%。原煤挥发分（Vdaf）为7.98%～9.98%，平均8.75%；浮煤挥发分（Vdaf）为6.31%～7.15%，平均6.84%，属特低挥发分之无烟煤。原煤硫分（St,d）为1.04%～2.47%，平均为1.85%，属中—中高硫煤，主要为中硫煤；浮煤硫分（St,d）为0.80%～0.88%，平均为0.84%。原煤干燥基高位发热量（Qgr,d）为27.975～30.490MJ/kg，平均29.338MJ/kg，属高发热量煤。

3.4.5 15下号煤层

原煤水分（Mad）为 2.43%；浮煤水分（Mad）为0.95%。原煤灰分（Ad）为16.67%，属低灰煤；浮煤灰分（Ad）为5.69%。原煤挥发分（Vdaf）为8.41%；浮煤挥发分（Vdaf）为6.30%，属特低挥发分之无烟煤。原煤硫分（St,d）为1.88%，属中硫煤；浮煤硫分（St,d）为0.89%。原煤干燥基高位发热量（Qgr,d）为28.886MJ/kg，属高发热量煤。

4 结语

通过对勘查区内钻孔进行钻探取芯、数字测井，对可采见煤点进行样品采集及测试，并对化验结果进行分析，通过分析研究得出：

（1）勘查区内太原组的15号煤层为稳定的全区可采煤层。

（2）勘查区内3号煤层为低灰、低硫、高发热量的无烟煤；8号煤层为高灰、低硫、中低发热量的无烟煤；9号煤层为低灰、中硫、高发热量的无烟煤；15号煤层为低灰、中硫、高发热量无烟煤；15下号煤层为低灰、中硫、高发热量无烟煤。本区均为无烟煤，是较好的动力用煤和民用燃料。

（3）本次勘查工作，为进一步开发昔阳县煤炭资源提供了可靠的地质依据。