汪溝煤礦9號煤層可采性分析

賈交成

（山西省煤炭地質公司，山西 太原 030045）

汪溝煤礦9號煤層可采性分析

賈交成

（山西省煤炭地質公司，山西 太原 030045）

通過井下實地調查，綜合分析了汪溝煤礦9號煤層原始沉積厚度、后期煤層自燃、下伏10號煤層開采引起冒落綜合影響，導致9號煤層不可采。

汪溝煤礦；9號煤層；可采性

1 概況

汪溝煤礦位于霍西煤田汾孝礦區東部邊緣，介休市西南義棠鎮東5 km處，井田內大面積黃土覆蓋，局部出露二疊系下統下石盒子組及上統上石盒子組。井田地層走向NE，傾向SE的單斜構造，地層傾角8°～15°，井田構造簡單。井田北東側發育一條走向NW、傾向NE的正斷層（汾陽-介休斷層），井田北西側發育一條走向NE、傾向NW的正斷層（介休-汾西斷層）。

井田批采的9號煤層位于太原組，K2石灰巖為9號煤層直接頂板。井田現開采下伏10號煤層，井下大巷及采區大巷沿著10號煤上分層掘進，掘進中發現10號煤層頂板較為破碎、不易支護，由此直接揭露9號煤層到K2石灰巖底，巷高3.20 m左右，揭露中發現9號煤層厚度0～0.95m，成為不連續的串珠狀，局部變為灰白色煤灰，大部有煤層燃燒的痕跡，使其變為不可采煤層，且9號煤層底板泥巖裂隙由發育到極度發育，裂隙極度發育處裂隙面多為淺紅色或鐵銹色。是什么原因導致9號煤層不可采？本文介紹如下。

2 井下現場觀察的結果介紹

該礦井口位于井田西北邊界，采用斜井向南東下山開拓，主斜井沿井口到井底車場這一段料石已砌碹，大巷及采區大巷未砌碹。

2.1 9號煤層直接頂板：K2石灰巖

K2石灰巖為9號煤層直接頂板，巷道揭露處所見到K2石灰巖底不平整，局部有瘤狀凸起，出現了沉積巖中所特有的同生變形構造——重荷模構造。K2石灰巖的新鮮面深灰色，裂隙面、底面為淺土黃色、淺褐黃色，質硬，裂隙發育，尤其以NE向裂隙發育，裂隙延伸長，裂隙間距40 cm～80 cm不等，其間發育有延伸較短的NW向相間裂隙。

2.2 9號煤層

1）正常煤樣：肉眼觀察，黑色，玻璃光澤，碎塊狀，裂隙發育，條帶狀結構，以半亮煤為主。頂部煤層以暗煤或炭質泥巖為主，灰分高。煤層厚度0.30 m，炭質泥巖0.65m。2）烘烤過的煤層樣：黑色，褐黑色，弱玻璃光澤，碎塊狀，裂隙發育，條帶狀結構，以半亮煤為主。頂部煤層變為黑色粉末狀夾灰白色細線，無光澤。煤層厚度0.45m。3）燃燒過的煤層樣：灰黑色，粉末狀，夾灰白色細線，無光澤。厚度0.20 m左右，已經過燃燒，變為高灰炭泥。

2.3 9號煤層直接底板：泥巖

9號煤層直接底板為泥巖，厚度1.10m左右（其厚度即是與10號煤層的間距）。1）未經過高溫烘烤過的底板正常巖石樣：黑色，質軟塊狀，斷口平坦，質較均一，遇水不膨脹，裂隙較發育，裂隙面析出附著有米黃色粉末。2）經過高溫烘烤過底板巖石樣：淺紅色、鐵銹色，新鮮面有經過烘烤過不同顏色暈圈，裂隙極度發育，無充填，巖石多為碎塊狀，遇水不膨脹，質硬。

2.4 9號煤層和10號煤層關系

9號煤層與10號煤層間距1.10 m左右。對于10號煤層來說，當9號煤層全部燃燒對底板泥巖進行高溫烘烤過后，9號煤層底板變的較為破碎且質硬，泥巖裂隙表面為淺紅色或鐵銹色。此處的10號煤層上分層煤質變差，水分增大，灰分增高，揮發分增加，有氧化現象。當9號煤層下部未進行燃燒，其底板泥巖正常，泥巖裂隙面為灰黑色，其下部的10號煤層煤質相應較好。

3 井田內9號煤層的不可采分析

3.1 煤層厚度分析

1）沉積時原始厚度：沉積時，井田內9號煤層沉積厚度本身就薄，有可能達不到可采厚度0.80 m的要求。2）煤層燃燒再次影響煤層厚度：井田內9號煤層由于經過較長的地質歷史時期，在沉積完成后海水入侵形成K2石灰巖，再次經過海退、海進等反復多次相對的地殼升降或穩定，9號煤層上覆沉積了較厚的地層；在形成9號煤層之后的某個時間段內，9號煤層曾發生風氧化和燃燒，使得留下來的9號煤層厚度再次變薄，形成不連續的串珠狀，小于可采厚度0.80 m，煤層厚度0～0.95 m、平均0.35 m，成為不可采煤層。

3.2 煤質分析

井田內9號煤層，在沉積后期，由于地殼抬升使煤層風氧化和燃燒或經過高溫烘烤，其煤質發生了明顯的變化，煤質變差。水分比正常煤層增大了許多，灰分增高了許多，揮發分也發生了變化，浮煤回收率極低，煤質變得更加無粘結性。煤層燃燒后，厚度變薄，甚至局部煤層整層燃燒后只留下了沒有可采價值的煤灰。

3.3 區域資料調查分析

井田位于霍西煤田汾孝礦區東部邊緣，汾（陽）——介（休）正斷層與介（休）——汾（西）正斷層之間，處于下盤位置。

根據本次調查，井田周圍曾經關閉的及正在開采的幾個煤礦，均發現過9號煤層由于風氧化和燃燒使煤質變差、厚度變薄等原因而不可采。9號煤層的不可采范圍較大，包括井田西南鄰的野莊煤礦（關閉），南鄰的杏元煤礦（關閉）、麻凹煤礦東北部分、洪莊煤礦、前黨峪煤礦，東南鄰朝陽煤礦，東鄰城寺煤礦，東北鄰的致富煤礦（關閉）等區域，面積約20km2。

3.4 沉積分析

太原組是一套海陸交互相沉積地層，該地層具有明顯的沉積旋回特征，9號煤層的直接頂板為K2石灰巖，底板是一層比較穩定的泥巖，9、10煤層之間的間距穩定，平均1.10m。

在漫長的地質歷史時期，9號煤層是在氣候溫和，有利于樹木生長的沼澤環境下形成的，當9號煤層沉積形成后，由于海進、海退反復多次形成多旋回沉積特征，后期由于地質構造的影響，使得包括汪溝煤業井田及部分區域抬升，9號煤層間接暴露于大氣環境中，經過長期風氧化作用，9號煤層局部進行了自燃，以致于煤層局部燃燒殆盡，其殘留形成煤灰沉積物。燃燒后的9號煤層使底板泥巖經過高溫烘烤，泥巖裂隙極度發育，巖石裂隙表面形成淺紅色或鐵銹色（新鮮面為灰黑色），其泥巖之下的10號煤層也發生了烘烤現象，煤質變差。再者，未進行自燃的9號煤層，經過高溫烘烤后，煤層裂隙發育，裂隙面附著有烘烤過后煤層本身析出的顆粒狀薄層膠質層，煤質發生變化。9號煤層下部未進行自燃且保存完好的，其底板泥巖保存了正常沉積時的巖性特征，泥巖為灰黑色，其泥巖之下的10號煤層未受到影響。

隨著地殼的運動，地殼下沉，由于9號煤層燃燒或風氧化不均一，煤的質地發生變化，使得上覆厚層狀石灰巖的沉積壓實不均衡作用，造成了石灰巖底面不平整，形成了瘤狀突起物，即為同生變形構造——重荷模構造。現場觀察，石灰巖底面為淺灰黃色，土黃色，層狀構造，裂隙發育，局部有瘤狀凸起。

3.5 井田10號煤層大面積采空影響

井田內10號煤層有較大面積的采空區，10號煤層一旦采空，其頂板極易破碎，頂板垮落便引起9號煤層冒落，這樣就會影響9號煤層開采回收。

4 結論

通過綜合分析，井田內9號煤層原始沉積厚度局限了煤層的可采性，后期由于煤層的自燃或者局部燃燒殆盡，以及下伏10號煤層的開采，使得9號煤層不可采。

Recoverability Analysis on No.9 Seams of Wanggou Coal Co.,Jiexiu

JIA Jiao-cheng
(Shanxi Coal Geological Co.,Taiyuan Shanxi 030045)

Through the field study in No.9 coal seam in Wanggou mine,the author analyzes its original sedimentary thickness,later spontaneous combustion,and roof falling caused by mining of the lower No.10 seam.The findings indicate that No.9 seam is not recoverable.

Wanggou mine;seam;recoverability

TD163+.1；F403.8

A

1672-5050（2011）06-0046-03

2011-02-28

賈交成（1968—），男，山西運城人，本科，工程師，從事煤田地質工作。

劉新光