煤层风氧化带宽度的确定方法.pdf

含煤岩系形成后,在地壳运动的影响下发生形 变并受到各种地表营力的冲刷剥蚀。出露于地表或 埋藏在地表浅处的煤层,在大气和水的作用下遭受 不同程度的风化, 其物理、 化学和工艺性能发生一系 列变化, 降低甚至完全丧失其工业价值。 在进行煤炭 资源储量估算时,必须根据煤质分析资料圈定煤层 风氧化带界线,动力用煤沿煤层露头圈出风化带界 线; 炼焦、 炼油用煤圈定氧化带界线。 煤炭资源储量估算通常是在煤层底板等高线图 上进行的,过去提交的各类煤田地质报告往往是根 据煤质化验指标确定风氧化带垂深,而对风氧化带 宽度如何在煤层底板等高线图上确定,没有明确的 结论,致使在煤层底板等高线图上对风氧化带宽度 划分不统一。准确确定风氧化带宽度是保证煤炭资 源储量估算结果准确、 可靠的前提, 下面分三种情况 对煤炭资源储量估算时煤层风氧化带宽度的确定与 大家共同商榷。 1地表平坦 或近似平坦 1 . 1做图法 地表平坦 或近似平坦 时, 煤层风氧化带底界 面在平面上为平行于地表的一近似平面,在剖面上 风氧化带底界线形态为一平行地表的近似直线 图 1 , 它分别交煤层顶底板于A、A ′两点, 在A A ′中点 O作煤层顶、 底板垂线B B ′ 距离是煤层真厚h 。 从剖面示意图可以看出,在做煤层底板等高线 图时,必须把B ′点垂直投影到风氧化带底界线上, 这点到煤层露头的水平距离,就是储量估算时煤层 风氧化带宽度, 其在平面上的表现形式见图2。 1 . 2计算法 根据1剖面示意图,在煤层底板等高线图上风 氧化带宽度为H/ t g α B ′ A ′的水平投影长度,B ′ A ′的 水平投影长度 A ′ B ′ c o s α h c o s α / 2 t g α, 所以煤炭资 源储量估算的风氧化带宽度应为H/ t g α c o s αh / 2 t g αH为风氧化带垂深、h为煤层真厚,α为煤层倾 角 。 2地表倾向与煤层倾向相同 2 . 1做图法 地表有倾角, 但与煤层倾向一致时, 风氧化带底 界面在平面上为一平行于地表的近似平面,风氧化 带底界线在剖面上为一平行于地表倾向的近似直线 图3 它交煤层顶、 底板于A A ′两点, 找A A ′中点O, 过O点作煤层顶、 底板垂线B B ′。 从图3可以看出, 只有将B ′点垂直投影到过煤 层底板的A ′点的标高线上的, 这点到煤层底板露头 的水平距离,才是煤层资源储量估算的风氧化带宽 度。 图1地表平坦时煤层风氧化带宽度剖面示意图 F i g u r e 1As c h e ma t i c s e c t i o no f c o a l s e a mw e a t h e r i n ga n d o x i d a t i o nz o n e w i d t hs e c t i o nw h e ng r o u n ds u r f a c e i s f l a t t i s h 煤层风氧化带宽度的确定方法 唐晓东, 王志林, 刘焕宇 鹤岗大地勘测有限责任公司, 黑龙江 鹤岗1 5 4 1 0 7 摘 要 在煤炭资源储量估算中, 煤层风氧化带垂深都是根据煤质化验指标来确定, 对在煤层底板等高线上如何确定 煤层风氧化带宽度没有明确的规定, 为此, 依据实际工作中遇到的三种地质情况 地表基本平坦; 地表有倾角且倾向 与煤层倾向相同; 地表有倾角且倾向与煤层倾向相反, 分别用制图法、 计算法确定其煤层风氧化带的宽度。 关键词 煤层风氧化带; 确定方法; 储量估算 中图分类号P 6 2 4文献标识码A 作者简介 唐晓东1 9 6 7 , 男, 山东阳谷县人,1 9 9 1毕业于黑龙江 科技学院 原黑龙江矿业学院 煤田地质勘查专业, 现在鹤 岗大地勘测有限责任公司地质科任主任工程师。 收稿日期2 0 0 8 - 0 1 - 2 0 责任编辑 唐锦秀 文章编号1 6 7 4 - 1 8 0 32 0 0 80 5 - 0 0 1 7 - 0 3 中 国 煤 炭 地 质 C O A LG E O L O G YO FC H I N A V o l . 2 0N o . 5 M a y . 2 0 0 8 第 2 0 卷 5 期 2 0 0 8年 5月 第2 0卷中 国 煤 炭 地 质 2 . 2计算法 根据图3所示,煤层风氧化带的宽度在煤层底 板等高线图上的水平投影宽度为A ′ C ′的长度 B ′ A ′ 的水平投影长度,A ′ C ′长度为H/t g α - t g β ,B ′ A ′的 水平投影长度为c o s αA ′ B ′长度 c o s αh / 2 t gα - β , 所以煤炭资源储量估算的风氧化带宽度为H/t g α - t g β h c o s α / 2 t gα - β 式中H为风氧化带垂深,h为 煤层真厚,α为煤层倾角,β为地表倾角 。 3地表倾向与煤层倾向相反 3 . 1做图法 地表有倾角, 但地表倾向与煤层倾向相反时, 其 风氧化带底界面在平面上是平行于地表的近似平 面,风氧化带底界线在剖面图上为一平行于地表的 近似直线 图4 。 从图4可以看出,进行煤炭资源储量估算的风 氧化带宽度应为A ′点至煤层底板露头的水平投影 长度 B ′ A ′的水平投影长度。 3 . 2计算法 根据剖面示意图,煤层底板等高线上风氧化带 的水平投影长度A ′ C为H/t g α t g β ,B ′ A ′的水平 投影长度为c o s αh / 2 t gα β , 因此资源储量估算的 风氧化带宽度为B ′ A ′的水平投影长度 A ′ C ′的水平 投影长度,即A ′ C ′ B ′ A ′ H/t g α t g β c o s αh / 2 t g α β , 式中H为风氧化带垂深,h为煤层真厚,α 为煤层倾角,β为地表倾角 。 4结论 ①如图所示A ′ C ′的长度与风氧化带垂深H , 煤层倾角α 和地表倾向、 倾角有关。其关系式为 H/t g α t g β 地表平坦时β为O,t g β也为O;当地 表倾向与煤层倾向相同时,t g β前为负号;地表倾向 与煤层倾向相反时,t g β前为正号。 ②A ′ B ′水平投影长度与煤层厚度h、煤层倾角 α, 地层倾角β和煤层、 地表倾向有关, 其关系式为 c o s αh / 2 t gα β ,当地表平缓时,β为O,其式为 c o s αh / 2 t g α; 当地表有倾角, 但与煤层倾向相同, 其 式为c o s α h / 2 t gα - β ; 当地表有倾角, 但与煤层倾向 相反时, 其式为c o s αh / 2 t gα β 。 ③煤层底板等高线图上储量估算时,煤层风氧 化带宽度A ′ C ′长度、A ′ B ′水平投影长度 与风氧化 带垂深H 、 煤层厚度h 、 煤层倾角α 、 地表倾角 β及地表倾向、煤层倾向有关,其关系式为H/ t g α t g β h c o s α / 2 t gα β 。当地表平坦时,β为O, 其关系式变为H/ t g α h c o s α / 2 t g α; 当地表有倾角, 但 与煤层倾向相同时,其式为H/t g α - t g β c o s αh 2 t gα - β ; 当地表有倾角, 但与煤层倾向相反时, 其 式为H/t g α t g β c o s αh / 2 t gα β 。 图2地表平坦时煤层风氧化带宽度平面示意图 F i g u r e 2As c h e ma t i c p l a no f c o a l s e a mw e a t h e r i n ga n do x i d a t i o n z o n e w i d t hs e c t i o nw h e ng r o u n ds u r f a c e i s f l a t t i s h 图3地表倾向与煤层倾向相同时 煤层风氧化带宽度剖面示意图 F i g u r e 3As c h e ma t i c s e c t i o no f c o a l s e a mw e a t h e r i n ga n d o x i d a t i o nz o n e w i d t hs e c t i o nw h e ns u r f a c e i n c l i n e da n d i t s d i ps a me a s c o a l s e a md i p 图4地表倾向与煤层倾向相反时 煤层风氧化带宽度剖面示意图 F i g u r e 4As c h e ma t i c s e c t i o no f c o a l s e a mw e a t h e r i n ga n d o x i d a t i o nz o n e w i d t hs e c t i o nw h e ns u r f a c e i n c l i n e da n di t s d i p r e v e r s e t oc o a l s e a md i p 1 8 5期 由于5号煤层是中高灰、 低中硫煤, 并有一层夹 矸, 而6号煤层中灰分、 中高硫煤, 无夹矸, 说明6号 煤层在形成过程中受海水影响比5号煤层大。 5结束语 综上所述分析可知,朔南矿区5、6号煤层都处 于太原组上段,属于三角洲平原水下沉积体系的两 个不同旋回, 它的形成、 赋存及厚度变化主要受三角 洲平原水下分流河道和三角洲前缘河口砂坝的控 制, 但由于两层煤处于三角洲不同阶段的不同旋回, 受海水的影响和河流的后期改造程度不同,因而具 有不同的物质表现, 从而作为两层煤的对比依据。 研究沉积环境及旋回是为了更好地研究地层和 煤层。所以, 在进行煤层及地层对比时, 不但要从岩 性特征、 物性特征以及其它特征进行分析研究外, 还 要研究其沉积环境及沉积旋回,这样才能在岩层和 煤层对比时, 更加准确, 为今后的进一步勘探和煤矿 开采提供可靠的资料。 参考文献 [1]中国煤田地质总局1 7 3队.山西省宁武煤田朔县平原普查勘探 报告[R].河北 涿州 中国煤田地质总局1 7 3队,1 9 9 2 . [2]中国煤田地质总局1 7 3队.山西省宁武煤田朔南矿区丰予井田 勘探报告[R].河北 涿州 中国煤田地质总局1 7 3队,2 0 0 6 . [3]陈钟惠, 含煤岩系沉积环境分析[M].武汉 中国地质大学出版 社,1 9 8 8 . [4]李尧.山西省宁武煤田朔南详查区4号煤层厚度变化控制因素 [J].中国煤田地质,2 0 0 7,1 91. [5]庞玉娟.山西省朔南勘探区煤系地层沉积环境及其成煤条件分 析[J].中国煤田地质,2 0 0 7,1 92. [6]梁亚林.利用测井资料研究含煤地层沉积环境[J].中国煤田地 质,2 0 0 0,1 23. D e p o s i t i o n a l E n v i r o n me n t a n dC o r r e l a t i o no f N o s . 5a n d6C o a l S e a ms i nS h u o n a nMi n i n gA r e a,N i n g w uC o a l f i e l d X u e S h a o b o 1 ,Z h uC h a n g s h e n g 2 1 . N o . 1 7 3E x p l o r a t i o nT e a m,C N A C G,Z h u o z h o u,H e b e i 0 7 2 7 5 0; 2 . C h o n g q i n g I n s t i t u t e o f G e o l o g y a n dM i n e r a l R e s o u r c e s,C h o n g q i n g 4 0 0 0 0 0 A b s t r a c tT h eN o s . 5a n d6c o a l s e a m s i nS h u o n a nm i n i n ga r e a,N i n g w uc o a l f i e l da r ei nt h eu p p e r m e m b e r o f T a i y u a nF o r m a t i o n, N o . 5c o a l s e a m0 - 3 . 2 0 m,N o . 60 - 2 . 9 4 mt h i c k,a l l p a r t i a l m i n e a b l e,p r a c t i c a l l yh a r dt oc o r r e l a t es o m e t i m e s . T h r o u g hs e d i m e n t a r y e n v i r o n m e n t s t u d i e s o nc o a l - b e a r i n g s t r a t a a n dc o a l s e a mr o o f s a n d s t o n e K2,K3a n dK4c o n s i d e r e dt h a t N o . 5c o a l s e a mw a s f o r m e di n d e l t au n d e r w a t e r i n t e r d i s t r i b u t a r yf l o o db a s i n,N o . 6c o a l s e a mi nt i d a l f l a t e n v i r o n m e n t d e v e l o p e do nb a s i so f d e l t af r o n t c h a n n e l - m o u t hb a r,t h e ya r eb e l o n gt ot w od i f f e r e n t c y c l e so f d e l t ap l a i nu n d e r w a t e rd e p o s i t i o n a l s y s t e m . L i t h o l o g i c a l c r i t e r i a,p h y s i c a l p a r a m e t e r sa n dc o a l q u a l i t yc h a r a c t e r i s t i c sa p p l i c a t i o nc a nd i f f e r e n t i a t eN o . 5a n dN o . 6c o a l s e a m se f f e c t i v e l ya n dt h e nc a r r yo u t t r a c i n g a n dc o r r e l a t i o nc a np r o v i d e u s e f u l d a t a f o r f u r t h e r e x p l o r a t i o na n dc o a l m i n i n g . K e y w o r d sc o a l s e a m s i nu p p e r m e m b e r o f T a i y u a nF o r m a t i o n;d e p o s i t i o n a l e n v i r o n m e n t;c o a l s e a mc o r r e l a t i o n;S h u o n a nm i n i n g a r e a 参考文献 [1]武汉地质学院煤田教研室.煤田地质学[M].北京 地质出版社, 1 9 8 1 . [2]陶长辉, 徐杨荣, 史振亚, 等.煤田普查与勘探[M].江苏 徐州 中 国矿业大学出版社,1 9 8 8 . [3]杨起, 韩德馨.中国煤田地质学[M].北京 煤炭工业出版社,1 9 8 0 . D e t e r mi n a t i o no f C o a l S e a mZ o n e o f We a t h e r i n ga n dO x i d a t i o n T a n g X i a o d o n g,Wa n g Z h i l i na n dL i uH u a n y u H e g a n g D a d i E x p l o r a t i o na n dS u r v e y C o . L t d .,H e g a n g,H e i l o n g j i a n g 1 5 4 1 0 0 A b s t r a c tI nc o a l r e s o u r c ea n dr e s e r v ee s t i m a t i o n,v e r t i c a l d e p t ho f w e a t h e r i n ga n do x i d a t i o nz o n ei s a l l d e t e r m i n e db yc o a l q u a l i t y t e s t i n g i n d i c e s,b u t n o s p e c i f i c r u l e s t o d e t e r m i n e w i d t ho f w e a t h e r i n ga n do x i d a t i o nz o n eo nc o a l f l o o r c o n t o u r m a p . T ot h i s e n d,f o r t h r e eg e o l o g i c a l c o n d i t i o n sg r o u n ds u r f a c eb a s i c a l l yf l a t t i s h;s u r f a c ei n c l i n e da n di t s d i ps a m ea sc o a l s e a md i p;s u r f a c ei n c l i n e d a n di t s d i pr e v e r s e t o c o a l s e a md i p,t h e nu s e g r a p h i c a l m e t h o d,n u m e r i c a l m e t h o dt o d e t e r m i n e t h e w i d t ho f z o n e s r e s p e c t i v e l y . K e y w o r d sc o a l s e a mz o n e o f w e a t h e r i n g a n do x i d a t i o n;d e t e r m i n a t i o nm e t h o d;r e s e r v e e s t i m a t i o n 上接第9页 唐晓东, 等 煤层风氧化带宽度的确定方法 1 9