贵州省兴仁市国保煤矿煤质特征及岩相特征

吴孟秋

（贵州省煤田地质局一四二队，贵州贵阳 550000）

1 区域地质概况

1.1 区域地层

区域内出露地层，最老为泥盆系中统，最新为第四系。见图1。本区飞仙关组第一、二段（T1f1+2）与区域地层简表中的下段（T1f）大致相当，第三段（T1f3）、第四段（T1f4）、第五段（T1f5）与表中的上段（T1f2）大致相当。

图1 区域地层简表

1.2 区域构造

本区位于扬子准地台西南缘，属黔中隆起六盘水断陷普安构造变形区一部分。区域内发育的褶皱有：青山复式向斜、鱼龙向斜及泥堡背斜，发育的断层有：F1、F2、F3。该井田位于青山复式向斜南端南东翼、鱼龙向斜北端北东翼和泥堡背斜北西翼中部。

2 煤层特征

2.1 含煤地层特征

井田内含煤地层为长兴组和龙潭组，主要含煤地层龙潭组厚度一般226.33m，含煤一般10~23 层，含全区可采及大部可采煤层6 层：17、18、19、24、25、26 号，不可采煤层4 层：20、21、23、27 号。含煤总厚度11.88~27.75m，平均厚度20.95m，含煤系数9.65%。6 层主要可采煤层的可采总厚度平均11.03m，可采含煤系数53%，可采煤层集中分布在龙潭组的上、下段中部。从剖面上看，含煤地层总体上呈两边下降中间拱起的趋势。

岩性以细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、煤层为主，夹泥质灰岩及菱铁岩薄层。其中砂岩成分以岩屑为主。含腕足类及瓣鳃类动物化石，产大羽羊齿、栉羊齿、蕉羊齿、烟叶羊齿、带羊齿等植物化石。17、18、19、24、25、26 号煤层均为较稳定煤层，其余为不稳定煤层。龙潭组含煤平均总厚度20.95m，6 层较稳定煤层平均总厚度11.03m，占总厚度的53%，井田内煤层稳定程度为较稳定类型。

2.2 含煤地层的岩相及沉积特征

龙潭组地层主要由泻湖相、泥炭沼泽相、分流河道相、潮坪相、潮道相、前三角洲相、三角洲前缘相、砂洲砂坝相及沼泽相组成。

从垂向上看，主要有三种岩相组合，分为两段：下段为含煤地层底界至B5，厚约125.19m，由铝土质泥岩、石灰岩（B5、B6、B7等3层）和23、24、25、26、27煤层及泥岩、粉砂岩、细砂岩等组成一个完整的由海退—海进—海退的沉积旋回。石灰岩与煤层相间为煤层的直接或间接顶板，多数为生物碎屑灰岩，属潮下低能环境沉积，层位稳定特征明显，是该区的最重要的对比标志。上段为B5 至长兴组底界，厚约101.14m，由石灰岩（B2、B3、B4）、粉砂岩、细砂岩及泥岩和17、18、19、20、21、22 煤层等组成，灰岩为煤层的直接或间接顶板，其间发育了3~4 层石灰岩，表明当时海进较频繁，该地层为潮坪分流河道沉积、潮下浅海沉积及泻湖沼泽沉积。

3 煤的物理性质及煤岩类型

3.1 煤的物理性质

煤的颜色为灰黑色或灰色，以粉粒状为主，块状、碎块状次之；线理以细条带状为主，少量中条带状；以似金属光泽为主，玻璃光泽次之；断口以参差状为主，少量平坦状；内生裂隙发育，见薄膜状、细脉状及网状方解石、钙质薄膜以及细脉状黄铁矿充填；含黄铁矿结核。

3.2 煤岩特征

3.2.1 宏观煤岩特征

全井田各可采煤层以亮煤、暗煤为主，少量镜煤和丝炭。对井田各可采煤层煤岩样的鉴定结果，根据国标GB/T18023-2000《烟煤的宏观煤岩类型分类》确定17、19、25 煤层为半暗—半亮型、破碎煤，24、26 煤层为半暗—半亮型、18煤层为破碎煤。

3.2.2 显微煤岩特征

根据国标GB/T15589-1995《显微煤岩类型分类》标准，井田内各可采煤层的镜质体和惰质体含量总和为100%，均大于95%，微观煤岩类型均为微镜惰煤。

（1）有机组分：由镜质组、惰质组组成。有机组分含量为68.99%~90.57%，平均为79.49%。

①镜质组：普遍为基质镜质体，均质镜质体，少量结构镜质体，少量碎屑镜质体，有的可见垂直裂隙。含量为74.73%~86.37%，平均为81.00%。

②惰质组：多为半丝质体，次为碎屑丝质体、氧化丝质体，少量微粒体，偶见分泌体。含量为13.63%～25.27%，平均为19.00%。

（2）无机显微组分：无机组分主要以粘土矿物为主，硫化物及碳酸盐矿物次之，含少量的氧化物。其含量为9.43%~31.01%，平均为17.49%。

①粘土类矿物：多为浸染状、团块状，部分呈细分散状、斑点状，少量充填胞腔。含量为3.96%~23.14%，平均为11.10%。

②硫化物类：主要为黄铁矿，少量白铁矿。多呈微粒状、球粒状、细粒状散布于基质镜质体中，少量呈莓粒状、结核状，少量充填胞腔，亦见充填裂隙。含量为0.32%~7.96%，平均为2.86%。

③碳酸盐类：主要为方解石呈细脉状充填于煤层裂隙中。含量为0.20%~5.27%，平均为1.84%。

④氧化物类：主要为石英，多呈微细粒状、细粒状散布于基质镜质体中，少量呈不规则状，少量充填胞腔。含量为0.42%~3.72%，平均为1.80%。

3.3 煤的变质阶段

井田内各可采煤层镜煤最大反射率为2.51%~2.70%，平均值为2.58%。根据《镜质体反射率的煤化程度分级》MT/T1158-2011，本井田煤级的类别为高煤级煤，煤级名称为高煤级煤Ⅰ；显微硬度为30.60~33.80N/mm2；变质阶段为Ⅶ1。上述各可采煤层自上而下镜煤最大反射率、显微硬度呈现逐渐增大的趋势。

3.4 煤的化学性质

3.4.1 空气干燥基水分（Mad）

原煤空气干燥基水分为0.43%~3.33%，平均值为1.30%。井田以26 煤层最低，为1.28%；17、18 煤层最高，为1.70%。

浮煤空气干燥基水分为0.39%~2.22%，平均值为1.27%。井田以26煤层最低，为1.08%；18煤层最高，为1.45%。

3.4.2 灰分产率（Ad）

从可采煤层煤质特征表可知，原煤干燥基灰分产率为10.05%~41.99%，平均值为22.61%。浮煤干燥基灰分产率为1.49%~12.58%，平均值为8.16%。

依据《煤炭质量分级、第1 部分：灰分》GB/T15224.1-2018 的表1 规定分级，井田内各可采煤层均属中灰煤（MA）。经洗选后，井田各可采煤层可获得特低灰煤（SLA）。

3.4.3 挥发分产率（Vdaf）

从可采煤层煤质特征表可知，原煤干燥无灰基挥发分产率为6.60%~14.95%，平均值为10.22%。浮煤干燥无灰基挥发分产率为5.89%~8.41%，平均值为7.38%。

根据《煤的干燥无灰基挥发分产率分级》MT/T849-2000的规定，井田内各煤层均为特低挥发分煤（SLV）。

3.4.4 固定碳（FCd）

从可采煤层煤质特征表可知，井田内可采煤层干燥基固定碳含量为57.06%~95.16%，平均值为75.86%。其中：17 号煤层平均值为76.78%；18 号煤层平均值为77.49%；19 号煤层平均值为75.37%；24 号煤层平均值为76.51%；25 号煤层平均值为75.64%；26 号煤层平均值为73.30%。

依据《煤的固定碳分级》MT/T561-2008 的规定，井田内可采煤层26 煤层属中高固定碳煤（MHFC）、其他煤层均属于高固定碳煤（HFC）。

3.4.5 硫分（St,d）

从可采煤层煤质特征表可知，原煤干燥基全硫含量为1.02%~9.07%，平均值为3.91%。浮煤干燥基全硫含量为0.91%~2.83%，平均值为1.54%。依据《煤炭质量分级第2 部分：硫分》CTB/T15224.2-2010 的规定，井田内19、24、25、26煤层均属高硫煤（HS），仅17、18煤层属中高硫煤（MHS）。

3.4.6 浮煤元素分析

从可采煤层煤质特征表可知，浮煤干燥无灰基碳（Cdaf）含量为90.10%~92.55%，平均值为91.78%；浮煤干燥无灰基氢（Hdaf）含量为2.59%~3.73%，平均值为3.44%；浮煤干燥无灰基氮（Ndaf）含量为0.90%~1.43%，平均值为1.19%；浮煤干燥无灰基氧加硫〔（O+S）daf〕含量为3.00%~5.27%，平均值为3.61%。

3.4.7 伴生元素

原勘探工作中，分别对各可采煤层的原煤测定了伴生元素锗、镓、钍、五氧化二钒。原煤锗（Ge）含量为0.9~2.4μg/g，平均为1.3μg/g。根据《煤中锗含量分级》MT/T967-2005 的规定，井田各可采煤层均为低锗煤（LGe）。原煤镓（Ga）含量为4~20μg/g，平均为10μg/g。原煤钍（Th）含量为1~4μg/g，平均为2μg/g。原煤五氧化二钒（V2O5）含量为80~400μg/g，平均为123μg/g。

3.4.8 有害元素

原勘探工作中，分别对各可采煤层的原煤测定了有害元素砷、氟、氯、磷、二氧化锰。原煤砷（As）含量为0.8~26.0μg/g，平均为3.8μg/g。根据我国《煤中有害元素含量分级第3部分：砷》GB/T20475.3-2012标准的规定，17、25、26煤层为特低砷煤（As-1），18、19、24煤层为低砷煤（As-2）。

4 结语

综上所述，详细查明了可采煤层层位、厚度和主要可采煤层的分布范围，确定了可采煤层的煤质特征及煤类—中高硫—高硫、中灰、高发热值无烟煤，评价了国保煤矿主要可采煤层的稳定程度，其中6层主要可采煤层均为较稳定煤层。