山东省宁阳县大庙临邑地区煤层特征分析

【摘 要】大庙临邑地区位于山东省宁阳县境内，该区煤炭属于宁阳煤田东区的一部分，本区范围内可采和局部可采煤层有3上、3下煤，其中3上为较稳定可采煤层，3下为不稳定局部可采煤层。3上、3下煤层均属中变质阶段的气煤，3上煤层为低灰分、低硫分优质煤。3下煤层为低中灰分、低硫煤。

【关键词】煤炭；特征；大庙临邑

0 引言

山东省宁阳县大庙临邑地区位于山东省宁阳县境内，该区煤炭属于宁阳煤田东区的一部分，自50年代后期开展了多次煤炭勘查工作。在前人工作的基础上，山东省第五地质矿产勘查院于2008年进行了煤炭调查工作，根据收集资料及实际工作情况，于2009年提交了《山东省宁阳县大庙临邑地区煤炭调查报告》，笔者根据新获得的资料对该区煤炭的地质特征做了相应的分析总结。

1 矿区地质概况

调查区处于华北板块（Ⅰ），鲁西地块（Ⅱ），鲁西南潜隆断块（Ⅲ），汶上-宁阳潜凹（Ⅴ）的东北部。区内主要发育寒武纪-奥陶纪地层；石炭-二叠纪地层；古近纪、新近纪地层及第四系。

本区含煤地层为石炭-二叠系，属华北型含煤建造，隐伏发育的地层自上而下分别为第四系（Q）、侏罗系（J）、二叠系（P）、石炭系（C）、和奥陶系（O）。

本区位于宁阳煤田东区西段，总体形态为一走向近东西的单斜构造。构造以断裂为主，断层有近东西走向和近南北走向两组，均为正断层，根据周边资料并结合地震成果，区内共发育断层10条，其中落差>100m的有6条，落差在50-100m之间的4条，地质构造复杂程度属中等偏复杂类型。

区内未发现岩浆岩出露，只是在本调查区南部有一煤系地层异常区域，根据资料分析可能是岩浆岩侵蚀造成的。

2 煤层特征

2.1 含煤性

根据施工的钻孔情况，并结合地震资料和邻区资料，本区主要含煤地层为石炭纪-二叠纪月门沟群（C2-P1y）的山西组（PyS）和太原组（C2-P1yt），总厚度约为215m。共含煤19层，其中山西组4层，太原组15层，煤层平均总厚14.28m。其中可采煤层为3上煤层，平均厚度为2.65m；3下煤层为局部可采，平均厚度为0.83m。其余均为薄煤层，煤层厚度小，只有个别点偶达可采，无经济价值。

在地震工作中，煤层反射波在时间剖面上表现出能量强、频率较低、信噪比高、波形稳定的特点，且连续性好、易于连续追踪识别。该波一般以两个强正相位夹一个强负相位出现，是本区最主要的标准反射波，也是时间剖面对比解释的主要依据，见图1。

2.2 煤层对比

本区山西组是以陆相为主的过渡相地层，岩、煤层厚度有一定变化，但规律性明显，且只有3上、3下煤层可采或局部可采，采用多种手段和方法，可以解决其层位对比问题。太原组为典型的海陆交互相沉积，相环境稳定，变化小，标志层及煤层层位清楚、稳定，易于对比。主要的对比依据和方法有以下几点：

1）利用标志层特征及间距对比煤层

太原组内有九层薄层石灰岩，其中三、五、八、十下灰全区稳定或基本稳定，分布在太原组上、中、下各部位，与可采煤层的间距和对应关系均较稳定，是太原组煤层对比的主要标志。

2）利用测井曲线对比煤层

测井针对本区勘点3上煤层的赋存规律，开展了一系列的研究工作，不但应用了煤层深度、厚度、结构和煤层与上、下标志层间距等要素，同时十分重视煤层本身的曲线形态特征及其与顶、底板、和上、下标志层之间的组合特征。太原组因沉积环境稳定，旋回明显，标志层多，煤、岩层的沉积层序规律性强，易于对比。

3）地震岩性勘查对比煤层

地震岩性勘查为3上煤层的对比提供了大量的第一性资料。本区T3波是3上煤层的反射波，3上煤层厚度、结构的变化，直接影响到T3波的相位、频率和振幅的变化。因此，从T3波的波形特征和波组关系上能够分辨3上煤层的赋存状况，为煤层对比提供了依据。

4）利用沉积环境分析对比煤层

从石炭纪中期至二叠纪末期，从总体上说地壳处于不断上升阶段，到晚石炭世末期，沉积了太原组顶部的海相泥岩，灰黑色，产个体小，种类少、壳薄且数量较少的瓣鳃类、腕足类和海百合茎等动物化石，说明海水变浅并已明显淡化，为泻湖海湾环境。地壳进一步上升，该区出现了浅水三角洲环境，沉积了3上煤之前至太原组顶部的一套三角洲前缘亚相和下三角洲平原亚相地层，在此基础上开始了3上煤层的沉积。

2.3 煤质

1）主要物理性质

根据本区L1-1号钻孔揭露，可采煤层3上煤层为黑色，黑褐、褐黑色条痕，其它物理性质见表1。

表1 钻孔煤层物理性质特征表

2）宏观煤岩特征

山西组的3上煤层为条带状的半亮煤、条带状的半暗煤及暗淡煤。颜色为黑色及褐黑色，光泽暗淡，条痕为褐色，贝壳状及不平整状断口，条带状及线理状结构，薄层状构造。煤质坚硬，性脆，节理不太发育，裂隙内有次生方解石脉充填。在测井曲线上，呈现高的视电阻率和低的自然伽玛值，特征比较突出明显。在煤层中有少量的薄膜状黄铁矿存在。

2.4 化学性质及工艺性能

原《宁阳煤田东区详查（最终）地质报告》中提供的有关煤质方面的资料比较系统，结合本次对新施工钻孔煤芯进行的煤质检测报告，本区可采煤层3上、3下煤层煤质特征和参数分述如下（详见表2、3、4）：

1）煤3上

原煤水分（Ma，d）为1.11～2.58%，平均2.08%；原煤灰分（Ad）10.59～36.61%，平均16.7%，为低中灰分煤层；精煤灰分（Ad）3.44～10.82%，平均为6.21%；挥发分产率（Vdaf）为35.31～41.53%，平均38.17%；胶质层最大厚度（Y）为8.5～18mm，平均14.9mm。从原煤及精煤的灰分来看，原煤的灰分经洗选后可得低灰分的优质煤，原煤硫分（St，d）0.33～1.12%，平均0.59%，为低硫分煤层；精煤硫分（St，d）为0.30～1.08%，平均0.46%，均属低硫分煤。煤灰成分以SiO2为主，占40.57～60.64%，平均47.36%，其次是Al2O3。属酸性灰渣。灰熔点T2为1285～>1500℃，平均1367℃，属难熔。

2）煤3下

挥发分产率（Vdaf）为37.12～47.20%，平均41.41%；原煤灰分为10.55～15.90%，平均12.94%，为低中灰分煤层；精煤为3.84～6.28%，平均5.01%。胶质层最大厚度Ymax为11.0～21.0mm，平均18mm。

3 结论

经过分析研究对比资料，对本区煤层特征初步认识如下：

3.1 地质构造

大庙临邑地区为一单斜构造，地层走向近东西，倾向南，倾角15°～21°，构造以断裂为主，多为正断层。以F26为代表的层滑断层表现出断层两侧构造特征不同的特征，类比性差，该类断层倾角多以浅部陡，深部缓的铲式层滑为主，它造成煤系地层或可采煤层大面积缺失。本区地质构造复杂程度属中等偏复杂类型。

3.2 煤层

本区范围内可采和局部可采煤层有3上、3下煤，其中3上为较稳定可采煤层，3下为不稳定局部可采煤层。

3.3 煤质

3上、3下煤层均属中变质阶段的气煤，3上煤层为低灰分、低硫分优质煤。3下煤层为低中灰分、低硫煤。

【参考文献】

[1]宁阳煤田东区详查（最终）地质报告[R].1977.

[2]赵雪松，王力，滕祥雷，等.山东省宁阳县大庙临邑地区煤炭调查报告[R].2009.