平朔井工三矿风氧化煤特征分析研究

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇平朔井工三矿风氧化煤特征分析研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：山西省朔州市平朔矿区井工三矿总体为一东南倾的单斜构造，在西北部存在煤层的隐伏露头区，形成了大面积的风氧化带，本次对井工三矿西北部风氧化范围内布置钻孔进行施工，并采取了风、氧化煤样进行化验，分析研究了井工三矿风、氧化煤的物理、化学、物性特征。

关键词：井工三矿 风、氧化煤物理、化学、物性特征

中图分类号：G633 文献标识码： A

山西省宁武煤田平朔矿区井工三矿山西省朔州市平鲁区井坪镇东北部，东南距朔州市朔城区中心直距约28km，西南方向距井坪镇（平鲁县城）约6km，地处朔州市平鲁区向阳堡乡、榆岭乡境内，矿界由19个拐点坐标圈定。

1 地质背景

平朔井工三矿位于宁武煤田平朔矿区，地表大部分被新生界地层覆盖，属典型的黄土丘陵地貌。区内由下至上发育有奥陶系下统冶里组和亮甲山组，中统下马家沟组、上马家沟组；石炭系中统本溪组、上统太原组；二叠系下统山西组、下石盒子组，上统上石盒子组；以及新生界第三系静乐组和第四系中、上更新统、全新统地层。其主要含煤地层为太原组，主要可采煤层为4、9、11号煤层。其总体为一东南倾的单斜构造，因而在井工三矿西北部煤层埋藏深度浅，形成大面积的风、氧化带，尤其4号煤层最为强烈。

2 煤层的风氧化特征

煤层风氧化作用主要受煤的煤化程度、埋藏条件、侵蚀作用及气候等因素的控制，赋存与地表及地下浅部的煤层，长期遭受日晒、雨淋风蚀、水、霜、雪、露等自然现象的侵蚀，尤其是氧的作用，使煤的一些固有的物理、化学性质发生很大变化，致使煤的性质向着不利于工业利用的方向的转变，甚至完全失去工业价值，这种现象被称为煤的风化。另一方面，煤受风化后产生腐植酸，风化愈严重，腐植酸含量一般也愈高。通常情况下，根据煤的性质变化特征（煤的氧化强烈程度），习惯将强氧化甚至变成褐色软质粘土的称为风化煤，风化煤与正常煤之间的过渡称为氧化煤。

本次对井工三矿西北部风氧化范围内布置钻孔进行施工，并采取了风、氧化煤样进行化验，

2.1物理性质

风化煤结构疏松，湿润状态呈深黑色，风干后褐黑色，常带灰白色条带，风化严重甚至变成褐色软质粘土。颜色变化多因氢氧化铁的污染及煤中所含的铁明矾石、方解石等矿物的风化所致。风化煤中有机质发生分解，一部分变为气体溢出，另一部分溶解于水被带走，造成矿物质相对富集，水分增高，具有可塑性。光泽随风化程度的增强而减弱，由沥青光泽、玻璃光泽变至土状光泽，抗碎强度显著降低，手捏易碎，且不染手。风化煤的燃点一般降低40-100°C，甚至失去可燃性。风化煤的孔隙率较高，容重变小。抗压强度极低。一般肉眼即可鉴别。

氧化煤肉眼较难与未受氧化的正常煤区别，一般颜色呈黑色，光泽暗淡，结构较正常煤疏松，粉末或块状，内生裂隙发育，化验结果与正常煤差别较大，水分增高，抗碎强度降低，燃点降低，腐植酸增高，性质介于风化煤与正常煤之间。

正常煤一般为深黑色，夹有镜煤条带，沥青光泽―弱玻璃光泽，有一定的抗压强度，染手，断口参差状或阶梯状，含方解石、黄铁矿结结核。

2.2化学性质

煤遭受氧化后，其化学性质和工艺性能受到破坏，几乎各种分析指标都受影响，随着煤的氧化程度的增高，煤的水分、灰分、挥发分会增高，全硫、元素组成有所降低，热稳定性、粘结性显著，发热量降低，腐植酸含量增高。

根据本次勘探工程，化验结果分析，各煤层煤质指标见表1：

表1各煤层煤质指标汇总表

通过化验结果得知，煤层风、氧化后，煤的各种指标均有所变化，水分、灰分增高，挥发分降低，全硫降低，粘结指数降低明显降低，发热量降低，腐植酸明显增高。

根据本区煤样化验成果分析对比确定风化煤、氧化煤与正常煤区分指标见表2。

表2风、氧化煤与正常煤的划分表

名称 Qgr,d（MJ/kg） 水分（%） 腐植酸（%）

正常煤 >15

氧化煤 7 >3.0

风化煤 7 >3.0

2.3物性特征

利用测井曲线侧向电阻率及自然伽马曲线可以比较容易的区分出风、氧化煤。由于煤层在风氧化作用下，结构变得松散，有机质减少，矿物质聚集，加之水分和腐植酸含量增加，促进了粒子导电，所以风、氧化煤的侧向电阻率显著降低，自然伽马值明显增高。

风化煤侧向电阻率极低，一般为30Ω・m左右（低于围岩），在视电阻率曲线上反映为平滑的低异常，在自然伽玛曲线上幅值都比正常煤高，一般75-150API。氧化煤随着氧化程度的不同而有所不同，一般处于风化煤与正常煤之间，其侧向电阻率一般在50-110Ω・m左右，自然伽马在45-75API。正常煤侧向电阻率一般在300-500Ω・m左右，自然伽马在30-45API。OX-108、OX-105孔9号煤测井曲线见图图1、2。

图1OX-108孔9号煤测井曲线图

图2OX-105孔9号煤测井曲线图

3、结论

①物理性质：风化煤土状光泽，具塑性，结构疏松，凭肉眼即可鉴别，正常煤深黑色，弱玻璃光泽，胶结紧密，有一定的破碎强度，氧化煤介与正常煤与风化煤之间，肉眼较难鉴别。

②化学性质：风化煤发热量小于5 MJ/kg，水分大于7%，腐殖酸大于3.0%；氧化煤发热量大于5 MJ/kg小于15 MJ/kg，水分大于7%，腐殖酸大于3.0%；正常煤发热量大于15MJ/kg，水分小于7%，腐殖酸小于3%。

③物性特征：风化煤侧向电阻率极低，一般为30Ω•m左右，在视电阻率曲线上反映为平滑的低异常，在自然伽玛曲线上幅值都比正常煤高，一般75-150API。氧化煤一般处于风化煤与正常煤之间，其侧向电阻率一般在50-110Ω•m左右，自然伽马在45-75API之间。正常煤侧向电阻率一般在300-500Ω•m左右，自然伽马在30-45API之间。

参考文献：

[1].中国煤炭地质总局一七三勘探队，《平朔井工三矿西北部控制煤层风氧化范围勘探报告》

[2].中国煤炭地质总局一七三勘探队，《山西省朔州市中煤平朔煤业有限责任公司井工三矿生产矿井地质报告》