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中部质纯,顶部含大量方解石细脉,显波状层理。
ⅱ.上段
自K4顶至K7底,厚约38米。由灰、深灰、灰黑色泥岩、砂质泥岩及浅灰色细砂岩,中~粗粒砂岩组成。含8、9号两个煤组,含煤6层,8t、84、9号煤层为局部可采煤层。具有标志意义的岩层有底砂岩S1(第一砂岩),8、9号煤组之间砂岩S2(第二砂岩),及81号煤顶板的海相泥岩层。在81号煤层的上、下有迭锥灰岩层。本段地层主要为三角洲沉积,成煤环境比较好,煤层比较发育。
② 二迭系下统山西组(P1S)
本组厚42.60~75.5米,平均61米左右,与太原组连续沉积。包括Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ三个旋回,每个旋回都为一个含煤组。主要由灰黑色泥岩、砂质泥岩、浅灰色铝质泥岩、中~粗砂岩组成。含煤6层,仅3、6号煤层达可采厚度,可采范围较小,其它煤层均不可采。
底砂岩K7(第三砂岩S3),厚O~20.50米,平均8.96米,井田北部及东北部比较发育,中南部变薄及尖灭。为浅灰、灰色中~粗砂岩,分选、磨园较差,泥质胶结,含少量植物碎片化石及泥岩包体,含大量菱铁质鲕粒。其上为粉砂岩、砂质泥岩及6号煤组。6号煤顶板为灰黑色泥岩,质细腻,含大量黄铁矿。
(2)构造
该区位于平昔矿区的中南部,地层走向为NNE向,倾向SWW向,区内断层较少,分布集中。褶曲发育,轴向不一。陷落柱较多,构造复杂程度中等偏简单。
1)褶曲
区内褶曲发育,轴向不一,轴向主要为近南北向及北东向两组,其次有北西向及近东西向。南北向的一组褶曲,分布于井田中、东部,构成该区的基本构造形态。主要特征为排列紧密,间距约1000米,两翼不对称,向斜东翼较陡,倾角可达23度,西翼较缓,倾角一般10度左右。背斜轴部开阔,产状平缓。褶曲沿轴向呈反“S”至“S”形,即北端转向北西,南端转向南西,形态为马鞍形及豆荚状。北东向的一组褶曲,分布于勘探区的西北及东南,主要特征为排列较疏,间距约1500米,有向北
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东收敛,方向偏北及向南西撒开,方向偏西之趋势,两翼亦多不对称,南东翼较陡,北西翼较缓。区内主要褶曲有:野峪背斜、寺凹向斜、杏庄向斜、石亭向斜、马家沟向斜、白村背斜、龙眼向斜、毛家沟背斜、杏庄背斜、杏庄向斜、台沟背斜、南掌城向斜、山庄头背斜、下讲堂向斜、讲堂背斜、寺上向斜、蒙家峪背斜等,其特征详见资源储量核实报告。
2)断层:
区内断层较少,落差不大,多为走向北东及北北东,倾向北西之正断层。集中分布在勘探区东部及东南边界附近,地面所见落差5米以上者20多条。施工中有14个钻孔遇见断层,其中L12、L84,及L60孔见层间逆断层,产状为走向北35度东,倾向南东,倾角22度。地面所见落差大于20米的断层有5条:FM35正断层、FS14正断层、FS16正断层、 FS21正断层、FS23正断等。详见资源储量核实报告。
3)陷落柱
区内陷落柱比较发育,共有陷落柱152个,地面上见146个陷落柱,6个陷落柱为钻孔遇到的中部陷落的陷落柱,陷落柱平均每平方公里1个,主要集中分布在褶曲发育地带,特别是向斜轴附近,且陷落柱长轴方向多与向斜轴相一致。.
陷落柱的形态多为近园形及椭园形,最小直径为10米,最大的长轴可达220米:一般直径为20~50米,陷壁角为62~83度,一般为80度,区内围岩最老为P1X1地层。最新为P2sh地层。陷落体中岩层时代最新为T11地层。常见为石盒子组及千峰组地层。
(五)矿产资源概况(煤层与煤质) 1. 煤层 (1) 含煤性
该区含煤地层为山西组及太原组,共含煤18层。由上而下编号为1、2、3、4、5、6、81、82、84、9上、9、11、12、13、14、14上、15及16号。1~6号煤层属于山西组,81~16号煤层属于太原组。煤层总厚13.46米,煤系地层总厚171米,含煤系数8.O%。81 、84、9号煤层为局部可采煤层,15号煤层全区可采煤层,可采煤层厚8.78米,可采煤层含煤系数5.13%。山西组可采煤层含煤系5.1%,太原组可采煤层含煤系数5.2%。
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(2)煤层 1)可采煤层
① 81号煤层:位于K7砂岩下7米左右,下距84号煤层9米左右。大面积可采。可采厚度0.80~2.56米,平均1.19米。结构简单,一般不含夹石,有时含一层或二层夹石,厚0.04~0.65米,岩性为泥岩或炭质泥岩。顶板多为砂质泥岩或海相泥岩,底板为粉砂岩,有时为砂质泥岩。属不稳定的局部可采煤层。
② 84号煤层:位于S2砂岩之上,81号煤下3.30~16.60米,平均9.40米。在中东部可采,在井田西北角出现尖灭点,南部出现大面积不可采区。可采厚度0.80~2.35米,平均1.32米。煤层结构较简单,一般含一层夹石,有时含二层。夹石厚0.06~0.70米,岩性多为炭质泥岩或泥岩。直接顶板多为炭质泥岩,其上为粉砂岩或砂质泥岩。底板常为S2细砂岩。煤层灰分较高,顶部多有0.40米左右的劣质煤。属局部可采的不稳定煤层。
③ 9号煤:位于K4灰岩之上10米左右,距84号煤2.50~20.80米,平均5.57米。可采区主要分布在井田北、东部,南部出现尖灭及不可采区。可采厚度0.80~3.50米,平均1.30米。结构简单,一般不含夹石,有时含一层或二层夹石,厚0.04~0.75米,岩性为泥岩。顶板多为泥岩,有时为粉砂岩;底板为泥岩或砂质泥岩,有时为S1细~中砂岩,属大部可采的较稳定煤层。
④ 15号煤:位于K2灰岩下18米左右,属全区稳定可采的厚煤层。石亭、北掌城一带较薄,北部上庄一带最厚。煤层厚3.10~8.65米,平均5.67米。一般含夹石二至四层,最多可达六层,夹石岩性为泥岩及炭质泥岩,顶板为砂质泥岩或粉砂岩。底板常为炭质泥岩,有时为砂质泥岩或粉砂岩。15号煤层软分层位于顶板下0.2米左右,一般厚0.15~0.30米,局部可增到0.5以上。
2)不可采煤层:主要有1、2、3、4、5、6、82、9上、11、12、13、14、14下、16号煤层等。
2. 煤质
(1) 物理性质及煤岩特征 1)物理性质
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该区各煤层颜色多为深灰、钢灰色,条痕黑~灰黑色,金刚光泽或强玻璃光泽;条带状结构,层状构造。内外生裂隙发育,裂隙中均有矿物质充填;常呈贝壳状、眼球状及阶梯状断口。各煤层平均视密度在1.40~1.42之间,一般硬度较大。
2)煤岩特征 ① 宏观煤岩特征
各煤层多以亮煤为主,夹暗煤及丝炭条带。宏观煤岩类型以光亮型、半亮型煤为主,少数为半暗型煤。
② 显微煤岩特征
由于本区煤的变质程度较高,有机显微组分难以区分,只能大致分出镜质组和丝质组含量。显微煤岩类型为光亮型。表中有机组分含量以100%计。而无机组分含量,则以两个组分之和为100%计算。煤中的矿物以粘土为主,呈分散状、团块状或浸染状;有少量块状黄铁矿或碳酸岩矿物及石英颗粒。
镜煤最大的反射率及变质程度:各煤层镜煤的平均最大反射率(Ro,max)2.873~3.114%之间,从剖面看,由于受赋存深度的影响由浅到深Ro,max逐渐增大,变质阶段为Ⅵ阶段,属无烟煤三号。从横向看变化不太明显,从垂直向上看变化较为显著,由下而上变质程度有逐渐增高的趋势。
(2) 化学性质和工艺性能 1) 化学性质 ① 3号煤层
水分(Mad): 原煤0.52~2.44%,平均1.35%; 灰分(Ad): 原煤11.05~31.32%,平均19.83%; 挥发分(Vdaf): 原煤7.19~10.55%,平均8.95%,
精煤7.13~8.75%,平均7.94%;
全硫(St.d): 原煤0.36~2.13%,平均1.25%, 精煤0.41~0.56%,平均0.49%; 磷(Pd): 精煤0.004~0.005%,平均0.005%;
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发热量(Qgr,d): 原煤23.62~28.06MJ/kg,平均25.83MJ/kg;
元素分析:碳(Cdaf)91.46~93.15%,平均92.11%;氢(Hdaf)3.54~3.82%,平均3.66%;氮(Ndaf)1.27~1.30%,平均1.29%;氧(O+S)daf1.77~3.12%,平均2.43%;
据《煤炭质量分级》GB/T15224-2004标准,3号煤层属中灰、中硫、特低磷、高热值三号无烟煤。
② 6号煤层
水分(Mad): 原煤0.76~2.86%,平均1.57%; 灰分(Ad): 原煤10.37~37.28%,平均23.06%, 精煤4.32~13.07%,平均9.42%; 挥发分(Vdaf): 原煤7.41~13.20%,平均10.02%, 精煤6.25~8.80%,平均7.56%;
全硫(St.d): 原煤0.39~4.72%,平均2.34%, 精煤0.42~1.58%,平均0.71%; 磷(Pd): 精煤0.002~0.006,平均0.003%;
发热量(Qgr,d): 原煤10.19~30.71MJ/kg,平均26.64MJ/kg;
元素分析:碳(Cdaf)90.60~93.31%,平均92.06%;氢(Hdaf)3.05~4.43%,平均3.73%;氮(Ndaf)1.02~1.48%,平均1.22%;氧+硫(O+S)daf1.03~3.83%,平均2.26%。
据《煤炭质量分级》GB/T15224-2004标准,6号煤层属中灰、中高硫、特低磷、高热值三号无烟煤。
③ 81号煤层
水分(Mad): 原煤0.70~3.14%,平均1.51%; 灰分(Ad): 原煤6.31~49.72%,平均23.01%; 精煤3.61~13.26%,平均9.21%; 挥发分(Vdaf): 原煤6.38~18.20%,平均10.25%, 精煤3.46~11.16%,平均7.52%;
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