Question

晚二叠世煤矿区煤质及煤岩综合特征

Answer 1

1.晚二叠世煤矿区煤质及煤岩综合特征

（1）煤质化验综合特征

按新《煤炭地质勘查规范》说明，一个矿区（井田）煤层的最高灰分（或硫分），是指该煤层全部可采见煤点的灰分（或硫分）平均值。昭通地区晚二叠世煤层之煤质，在东部海陆交互区为中灰、中高 高硫煤，向西过渡为陆相沉积区后，为中高-高灰、低-特低硫煤。煤类以无烟煤为主，东部小部分（新庄煤矿区）为贫煤，如表6-18所示。

图6-14 丁木树煤矿区地质图

表6-17 丁木树煤矿区煤质化验成果表

表6-18 各矿区分煤层平均煤质化验成果汇总表

续表

续表

续表

续表

续表

续表

煤质变化规律。昭通晚二叠世镇雄煤田和盐津煤田煤层之主要煤质变化，由东部海陆交互相区向西部过渡为陆相区时，灰分由低变高、硫分由高变低。在洛旺向斜（不含洛旺）以东海陆交互相沉积的主要矿区，以20.01%～30.00%的中灰煤为主，一般灰分为22%，少数为10.01%～20.00%的低中灰煤，其中，新庄向斜北翼C₅煤层灰分最低，为15%左右，镇雄、以古矿区 C₅煤层也低于20%；母享、则底煤矿区因煤层较薄，灰分略超过30%，为中高灰煤。洛旺向斜及其以西的庙坝、兴隆等煤矿区，因接近沉积边缘陆源物质供给区，煤层灰分增高，为30.01%～40.00%的中高灰煤，灰分26.20%～38.99%，平均31.50，再向西至绥江五角堡矿区所开采的2～4层煤中，灰分41.29%～45.26%，平均43.04%，为高灰煤。一般在一层煤中，上、下部灰分较高，中部灰分较低。煤的硫分，大致以洛旺矿区南界—庙坝煤矿区一线为界，以西为低硫 特低硫区，但兴隆向斜中部以东几层可采煤层有低硫也有中高硫，反映其局部仍受海水影响。此线以东镇雄煤田各矿区，为中高硫—高硫煤层。所采煤样化验结果，多为中高硫煤，也有低硫煤点；已勘查的墨黑煤矿C₅煤层20个样中，全硫2.43%～8.84%，平均4.12%，目前勘查的观音山矿段302钻孔所采的煤层样全为高硫煤。一般在一层煤中，上、下部含硫较高，中部含硫较低。最典型的宏观可见的黄铁矿结核，是木卓乡坡上煤矿C₅煤层上部0.50m含大量黄铁矿结核，似砾石状结构，坚硬如石板，称蓬炭或打铁炭，向东南至石坎向斜六井煤矿，C₅煤顶部也见扁豆状蝌蚪状结核。可见各煤矿区在平面上和煤层垂向上，硫的分面不均匀，这是由于滨海平原网状河潮坪沼泽环境的不均匀性造成，网状河道是潮汐通道，受微地形影响，在普遍受海水影响的高硫煤大背景下，也有局部低硫煤存在，高、低硫带的方向大致为北西向，有待以后勘探时注意证实。

全区主要可采煤层C₅、C₆，具有下部的C₆煤层灰分较高、硫分低，向上至C₅煤层灰分降低，硫分增高的明显规律。

（2）煤岩鉴定特征

宏观煤岩特征。以半暗型—半亮型为主，一般都具有条带状及线理状结构，光亮条带与暗淡条带常呈互层状出现。长透镜状结构也常见，它往往是丝炭层以大小不等的透镜状、扁豆状顺层分布形成的。煤层外生及内生裂隙均较发育，普遍有摩擦痕迹及滑动镜面出现，表明该地区的煤层普遍经受过较强地壳应力作用。丝炭体及煤裂隙中普遍具矿化现象，多数为方解石矿化充填，少数为黄铁矿矿化。丝炭体普遍矿化，且矿化后变硬，密度增大，这是本区煤炭的一个特点。

显微煤岩特征。有机组分：显微煤岩组分中的镜质组、惰质组以及壳质组均可见到，但以镜质组占绝大多数，占80%以上，惰质组含量不多，以半丝质体及丝质体为主，一般约占2%～4%。壳质组一般较惰质组为多，这些样品其变质程度虽然介于贫煤—无烟煤间，但壳质组分在反射光下的色调和反射力仍然与其他组分可以区别，所以单独将它们鉴别出来，为了区别于烟煤变质阶段的正常壳质组分，故在该组分前面冠以“变”字，以示本区该组分的特点。无机组分：粘土类、硫化物类、碳酸盐类及氧化硅类均有出现。其中以黏土类为主，其次是硫化物（黄铁矿），碳酸盐类和氧化硅类含量较少，由于黄铁矿是影响本区硫含量高的主体因素，本书专对它的特征进行分析，如表6-19所示。

表6-19 煤质化验及煤岩鉴定成果表

续表

煤中黄铁矿赋存状况及特征分析。宏观煤岩鉴定中的黄铁矿赋存状况。煤层是块粉混合状出现者较多，完整块状层及细碎的粉状层均较少，样品的大部分（约占90%）所含黄铁矿均未形成明显的独立分层，也未见在顶部、底部或夹矸层中成小层独立出现。基本上是以肉眼辨别不出的形态在有机质中隐蔽出现。但在暗淡型或半暗型煤中，约有10%的样品内肉眼可见黄铁矿颗粒或黄铁矿被地下水淋滤后留下的氧化铁膜痕迹。说明在暗淡型或半暗型煤中黄铁矿可能存着相对集中的趋势。肉眼可辨黄铁矿可分为三类：一类以结核状出现，其较小者2～20mm，较大结核20mm×60mm，一般以约10mm×30mm的长透镜状出现在暗淡分层中；第二类在裂隙、节理缝中以充填状出现；第三类是星点状结晶体状（0.5～1mm）散布于暗淡的煤分层或丝炭层中（如镇雄梨子梗）。肉眼可辨别的这部分黄铁矿在洗选中较易去掉。

（3）显微煤岩鉴定中的黄铁矿综合分析

各矿点的所有样品均普遍见到数量不等、形态各异的黄铁矿微粒。这可能与该区属泻湖潮坪相成煤、成煤时泥炭沼泽受海水影响直接有关。黄铁矿是与有机质紧密共生的。其在有机质中的形态有：①莓粒状、微粒状、微结核状或自形晶体状、细胞腔充填状和微裂隙充填状，粒状体的大小在4～50μm间，一般10～40μm。②矿化有机质的团块，呈似层状延伸，显微层厚和延伸长度为（10～35）μm×（100～200）μm。据目前已获得的资料分析来看，调查区内煤中硫是以黄铁矿硫为主（大部分样品的全硫成分中还含有约10%～30%的有机硫），黄铁矿在煤中的嵌布及赋存形态存在差异，除极少数为结核状的黄铁矿很容易剔除外，绝大多数是以显微镜才可以识别的微粒形态与有机质紧密共生的，这就给选煤脱硫提出了需要重点攻关的课题。调查区的煤层存在随样品粒度的减小全硫含量逐渐降低的趋势。因而选煤脱硫的工艺似应在小粒度级别上进行研究。以找出回收率要高、脱硫效果又要好的先进的工艺方法。