贾交成    飞禽走兽老虎机：煤炭地质公司    男   1968年生，1992年毕业于山西矿业学院

13103449698

摘要  通过井下实地调查，综合分析9号煤层原始沉积厚度、后期煤层自燃、下伏10号煤层开采引起冒落综合影响9号煤层不可采。

关键词    煤层    不可采   

一、概况

山西介休汪沟煤业有限公司矿井位于霍西煤田汾孝矿区东部边缘，介休市西南义棠镇东5km处，井田内大面积黄土覆盖，局部出露二叠系下统下石盒子组及上统上石盒子组。井田地层走向NE，倾向SE的单斜构造，地层倾角8°-15°，井田构造简单。在井田北东侧发育一条走向NW、倾向NE的正断层（汾阳-介休断层），井田北西侧发育一条走向NE、倾向NW的正断层（介休-汾西断层）。

井田批采的9号煤层位于太原组，K₂石灰岩为9号煤层直接顶板。井田现开采下伏10号煤层，井下大巷及采区大巷沿着10号煤上分层掘进，在掘进中发现10号煤层顶板较为破碎，不易支护，由此直接揭露9号煤层到K₂石灰岩底，巷高3.20m左右，揭露中发现9号煤层厚度0～0.95m，成为不连续的串珠状，局部变为灰白色煤灰，大部有煤层燃烧的痕迹，变为不可采煤层，且9号煤层底板泥岩裂隙发育到极度发育，裂隙极度发育处裂隙面多为浅红色或铁锈色。是什么原因导致9号煤层不可采？

二、井下现场观察结果

该矿井口位于井田西北边界，采用斜井向南东下山开拓，主斜井沿井口到井底车场这一段料石已砌碹，大巷及采区大巷未砌碹。

1、9号煤层直接顶板：K₂石灰岩

K₂石灰岩为9号煤层直接顶板，巷道揭露处所见到K₂石灰岩底不平整，局部有瘤状凸起，出现了沉积岩中所特有的同生变形构造——重荷模构造。

K₂石灰岩：新鲜面深灰色，裂隙面、底面为浅土黄色、浅褐黄色，质硬，裂隙发育，尤其以NE向裂隙发育，裂隙延伸长，裂隙间距40－80cm不等，其间发育有延伸较短的NW向相间裂隙。

2、9号煤层

①正常煤样：肉眼观察，黑色，玻璃光泽，碎块状，裂隙发育，条带状结构，以半亮煤为主。顶部煤层以暗煤或炭质泥岩为主，灰分高。煤层厚度0.30m（炭质泥岩）0.65m。

②烘烤过的煤层样：黑色，褐黑色，弱玻璃光泽，碎块状，裂隙发育，条带状结构，以半亮煤为主。顶部煤层变为黑色粉末状夹灰白色细线，无光泽。煤层厚度0.45m。

③燃烧过的煤层样：灰黑色，粉末状，夹灰白色细线，无光泽。厚度0.20m左右，已经过燃烧，变为高灰炭泥。

3、9号煤层直接底板：泥岩

9号煤层直接底板为泥岩，厚度1.10m左右，其厚度即是与10号煤层的间距。

①未经过高温烘烤过的底板正常岩石样：黑色，质软块状，断口平坦，质较均一，遇水不膨胀，裂隙较发育，裂隙面析出附着有米黄色粉末。

②经过高温烘烤过底板岩石样：浅红色、铁锈色，新鲜面有经过烘烤过不同颜色晕圈，裂隙极度发育，无充填，岩石多为碎块状，遇水不膨胀，质硬。

4、9号煤层和10号煤层关系

9、10号煤层间距1.10m左右，对于10号煤层来说，当9号煤层全部燃烧对底板泥岩进行高温烘烤过后，9号煤层底板变的较为破碎且质硬，泥岩裂隙表面为浅红色或铁锈色。此处的10号煤层上分层煤质变差，水分增大，灰分增高，挥发分增加，有氧化现象。当9号煤层下部未进行燃烧，其底板泥岩正常，泥岩裂隙面为灰黑色，其下部的10号煤层煤质也相应较好。

三、井田内9号煤层不可采分析

1、煤层厚度

①沉积时原始厚度

在沉积时，井田内9号煤层沉积厚度本身就薄，有可能达不到可采厚度0.80m的要求。

②煤层燃烧再次影响煤层厚度

井田内9号煤层由于经过较长的地质历史时期，在沉积完成后，海水入侵形成K₂石灰岩，经过海退，再次经过海进等反复多次相对的地壳抬升、下降或稳定，9号煤层上覆沉积了较厚的地层，在形成9号煤层之后某一个时间段内，9号煤层曾发生风氧化和燃烧，使得留下来得9号煤层厚度再一次变薄，形成不连续的串珠状，小于规范规定的可采厚度0.80m，煤层厚度为0－0.95m，平均0.35m，成为不可采煤层。

2、煤质

井田内9号煤层，在沉积后期，由于地壳抬升使煤层风氧化和燃烧或经过高温烘烤，其煤质发生了明显的变化，使煤质变差。水分比正常煤层样增大了许多，灰分增高了许多，挥发分发生了变化，浮煤回收率极低，煤质变得更加无粘结性。煤层燃烧后，厚度变薄，甚至局部整层燃烧后留下了无可采价值的煤灰。

3、区域资料调查分析

井田位于霍西煤田汾孝矿区东部边缘，汾（阳）——介（休）正断层与介（休）——汾（西）正断层之间，处于下盘位置。见图1（9号煤层风氧化及燃烧区位置示意图）。

据区域（汾孝矿区）来说， 9号煤层属于可采煤层。

根据本次调查，井田周围曾经关闭的煤矿以及正在开采的几个煤矿均发现过9号煤层由于风氧化和燃烧使煤质变差、厚度变薄等原因而不可采。

9号煤层不可采范围较大，包括井田西南邻的野庄煤矿（关闭），南邻的杏元煤矿（关闭）、麻凹煤矿东北部分、洪庄煤矿、前党峪煤矿，东南邻朝阳煤矿，东邻城寺煤矿，东北邻的致富煤矿（关闭）等区域，面积约20km²。

4、沉积分析

太原组是一套海陆交互相沉积地层，该地层具有明显的沉积旋回特征，9号煤层的直接顶板为K₂石灰岩，底板是一层比较稳定的泥岩，9、10煤层之间的间距稳定，平均1.10m。

在漫长的地质历史时期，9号煤层是在气候温和，有利于树木生长的沼泽环境下形成的，当9号煤层沉积形成后，由于海进、海退反复多次形成多旋回沉积特征，后期由于地质构造的影响，使得包括汪沟煤业井田及部分区域抬升， 9号煤层间接暴露于大气环境中，经过长期风氧化作用9号煤层局部进行了自燃，以致于煤层局部燃烧殆尽，残留形成煤灰沉积物。燃烧后的9号煤层使底板泥岩经过高温烘烤，泥岩裂隙极度发育，岩石裂隙表面形成浅红色或铁锈色（新鲜面为灰黑色），其泥岩之下的10号煤层也发生了烘烤现象，煤质变差。另外未进行自燃的9号煤层经过高温烘烤后，煤层裂隙发育，裂隙面附着有烘烤过后煤层本身析出的颗粒状薄层胶质层，煤质发生变化。9号煤层下部未进行自燃且保存完好的，其底板泥岩保存了正常沉积时岩性特征，泥岩为灰黑色，其泥岩之下的10号煤层未受到影响。

随着地壳的运动，地壳下沉，由于9号煤层燃烧或风氧化不均一，煤的质地发生变化，使得上覆厚层状石灰岩的沉积压实不均衡作用，造成了石灰岩底面不平整，形成了瘤状突起物，即为同生变形构造——重荷模构造。现场观察，石灰岩底面为浅灰黄色，土黄色，层状构造，裂隙发育，局部有瘤状凸起。

5、井田10号煤层大面积采空影响

井田内10号煤层有较大面积的采空区，10号煤层一旦采空，其顶板极其破碎，顶板垮落引起9号煤层冒落，这样会影响9号煤层开采回收。

四、结论

通过综合分析，井田内9号煤层原始沉积厚度局限了煤层的可采性，后期由于煤层的自燃或者局部燃烧殆尽，同时下伏10号煤层的开采，进一步使得9号煤层不可采。