煤层怎么划分
煤层
coal
seam
由植物遗体转变而成的层状固体可燃矿产。含煤岩系的重要组成部分,位于顶、底板岩石之间。煤层的厚度、层数、煤质和埋藏深度等是确定煤田经济价值及煤矿建设的重要依据。煤层可分为不含夹石层和含夹石层两类。夹石又称夹矸。夹石不仅使煤的灰分含量增高,也给开采带来一定困难。煤层顶、底板岩石之间的垂直距离称煤层厚度。煤层厚度可分为:①煤层总厚度。指包括夹石层在内的煤层全部厚度。②煤层纯厚度。指所有煤分层厚度的总和
。③
煤层可采厚度。指在当前经济技术条件下适于开采的煤层厚度。煤层沿走向和倾向通常呈层状、似层状展布或分叉、复合、尖灭,有的呈透镜状、豆荚状、鸡窝状和串珠状。
按煤层的形态分为三类:层状煤层、似层状煤层、非层状煤层。
根据厚度,煤层可分为:
①薄煤层:地下开采时厚度1.3米以下的煤层;露天开采时厚度3.5米以下的煤层。
②中厚煤层:地下开采时厚度1.3~3.5米的煤层;露天开采时厚度3.5~10米的煤层。
③厚煤层:地下开采时厚度3.5米~8.0米以上的煤层;露天开采时厚度10米以上的煤层。
④巨厚煤层,地下开采时厚度大于8米的煤层。
按煤层的稳定性,即根据煤层厚度在井田范围内的变化幅度,煤层结构和煤质等因 素对生产影响的程度分为四类:
稳定煤层——煤层厚度在井田范围内均大于最低可采标 准,厚度变化也有一定的规律;
较稳定煤层——煤层厚度有一定的变化,但在井田范围内大 部分可采,仅局部为不可采;
不稳定煤层——煤层厚度变化大,在井田范围内经常出现煤层 的分叉、尖灭,增厚、变薄等现象,有相当面积的不可采区;
极不稳定煤层——煤层厚度变 化极大,常呈鸡窝状的透镜体,井田范围内断断续续地分布,仅局部可采。
扩展资料:
煤做为燃料
煤用于炼焦,可以产生煤焦油及氨水。焦碳是用于炼铁的重要原料。煤焦油可提取多种工业用的重要化合物。很多人以为煤气是从煤制造出来的,但事实是煤气是从原油提炼出来的石脑油再加以提炼而成的。煤也可以直接汽化,生成水煤气(一氧化碳和氢的混合物),直接用做清洁燃料。
煤,尤其是烟煤(任何挥发分较高的煤)直接作为燃料会冒出黑烟,浪费其中挥发分并造成大气污染,英国由于气候多雾,对污染尤其敏感,早在20世纪初即颁布法律禁止将原煤直接作为燃料,只能燃烧焦碳或半焦。
焦煤和焦炭利用
焦碳作为炼铁的重要原料,对生铁的质量有关键的作用,如果含硫和磷高,会严重降低生铁质量,灰分高会降低热值。因此用于炼焦的煤必须经过洗选,以降低其灰分和硫含量。炼出的焦碳必须选大块坚实的,不能在高炉中被压碎,以便可以通风。选出的碎焦只能做燃料,碎焦做燃料发热量大,不冒烟,是很好的燃料。
煤的气化
煤气化可用于产生合成气,这是一种一氧化碳(CO)和氢气(H2)气体的混合物。通常合成气被用于燃烧于燃气轮机产生电力,但是,通过费托合成工艺,合成气的通用性也允许它被转换成运输燃料如汽油和柴油。煤气化联合费托技术被南非的萨索尔化学公司使用,从煤和天然气生产汽车用的燃料。
煤的液化
煤液化被用来从煤生产液体合成燃料: 甲烷,和石油化工产品。煤液化分为直接液化和间接液化两种。直接液化意味着碳化和氢化。间接液化就是先把煤进行气化,生成水煤气,再合成乙烷、乙醇等燃料,也可以进一步合成燃油。
煤炭是世界上分布最广阔的化石能资源,主要分为烟煤和无烟煤、次烟煤和褐煤等四类。世界煤炭可采储量的60%集中在美国(25%)、苏联加盟共和国(23%)和中国(12%),此外,澳大利亚、印度、德国和南非4 个国家共占29%,上述7国或地区的煤炭产量占世界总产量的80%,已探明的煤炭储量在石油储量的63倍以上,世界上煤炭储量丰富的国家同时也是煤炭的主要生产国。
煤炭分类表
根据国家科委推荐的《中国煤炭分类方案》,我国煤炭分为十大类,一般将瘦煤、焦煤、肥煤、气煤、弱粘结、不粘结、长焰煤等统称为烟煤;贫煤称为半无烟煤;挥发分大于40%的称为褐煤。
无烟煤可用于制造煤气或直接用作燃料,烟煤用于炼焦、配煤、动力锅炉和气化工业;褐煤一般用于气化、液化工业、动力锅炉等。
国标把煤分为三大类,即无烟煤、烟煤和褐煤,共29个小类。无烟煤分为3个小类,数码为01、02、03,数码中的“0”表示无烟煤,个位数表示煤化程度,数字小表示煤化程度高。
烟煤分为12个煤炭类别,24个小类,数码中的十位数(1~4)表示煤化程度,数字小表示煤化程度高;个位数(1~6)表示粘结性,数字大表示粘结性强;褐煤分为2个小类,数码为51、52,数码中的“5”表示褐煤,个位数表示煤化程度,数字小表示煤化程度低。
在各类煤的数码编号中,十位数字代表挥发分的大小,如无烟煤的挥发分最小,十位数字为0,褐煤的挥发分最大,十位数字为5,烟煤的十位数字介于1~4之间,个位数字对烟煤类来说,是表征其粘结性或结焦性好坏。
如个位数字越大,表征其粘结性越强,如个位数字为6的烟煤类,都是胶质层最大厚度Y值大于25mm的肥煤或气肥煤类,个位数为1的烟煤类,都是一些没有粘结性的煤,如贫煤、不粘煤和长烟煤。个位数字为2~5的烟煤,他们的粘结性随着数码的增大而增强
参考资料:百度百科——煤层厚度
生产部门根据煤层的赋有条件及开采上的一些特点,经常采用的分类是:
1.按煤层的厚度分为五类:煤层厚度由
0.3~0.5
米为极薄煤层,0.5~1.3
米为
2
薄煤层,1.3~3.5
米为中厚煤层,3.5~8.0
米为厚煤层:大于8.0
米为特厚煤层。
2.按煤层的结构(煤层中有无夹石)分为两类:简单结构煤层——没有夹石层的煤层,
复杂结构煤层——夹有一至数层夹石层的煤层,有的特厚煤层中夹石多这几十到百余层。
3.按煤层的稳定性,即根据煤层厚度在井田范围内的变化幅度,煤层结构和煤质等因
素对生产影响的程度分为四类:稳定煤层——煤层厚度在井田范围内均大于最低可采标
准,厚度变化也有一定的规律,较稳定煤层——煤层厚度有一定的变化,但在井田范围内大
部分可采,仅局部为不可采,不稳定煤层——煤层厚度变化大,在井田范围内经常出现煤层
的分叉、尖灭,增厚、变薄等现象,有相当面积的不可采区,极不稳定煤层——煤层厚度变
化极大,常呈鸡窝状的透镜体,井田范围内断断续续地分布,仅局部可采。
4.按煤层的形态分为三类:层状煤层——煤层厚度稳定,无明显变化,呈层状,似层
状煤层——包括藕节状煤层,其可采面积大于不可采面积,串珠状煤层,其可采面积与不可
采面积大致相近,可采部分煤体的分布尚密集;瓜藤状煤层,其可采面积小于不可采面积,
可采部分煤体的分布较稀散,非层状煤层——包括鸡窝状煤层,其可采煤体的规模较大,一
般具有开采价值,扁豆状煤层,其可采煤体的规模较小,一般无单独开采的价值。
5.按煤层的产状分为四类:煤层倾角小于
5
o
的为近水平煤层,5
o
~25
o
的为缓倾斜煤
层,25
o
~45
o
的为倾斜煤层,大于
45
o
的为急倾斜煤层,习惯上把倾角大于
60
o
的急倾斜煤
层称为立槽煤。
古交矿区主要含煤地层为太原组和山西组,含煤地层总厚150米,含煤13层,总厚11米,含煤系数为7%。太原组共含煤7层,其中7、8、9号为主要可采煤层;山西组共含煤6层,其中1、2、3号为主要可采煤层。矿区煤种齐全,贫煤、瘦煤、焦煤、肥煤都有。山西组以焦煤、肥煤为主,灰分含量高,含硫低,可选性差。太原组以焦煤、瘦煤为主,灰分含量低,中—富硫,中等可选。各煤层、煤质纵横变化明显,在垂直分带由上而下变质程度逐渐加深。
1.阳谷-茌平煤田
聊城煤矿区含煤地层厚度240m,含煤15层,可采煤层7~8层,可采煤层含煤系数达5.1%,3、16上、18煤层赋存状况最佳。阳谷勘查区与相邻的阿城区、于集-蒋官屯区及梁山煤田、肥城煤田等有较好的可比性,含煤地层厚度219.72m,含煤20层,其中山西组6层,太原组14层,煤层厚度12.09m,含煤系数5.87%,3、16煤层为主要可采煤层,分别占可采煤层厚度的16.17%和13.22%。主要可采煤层、局部及大部可采煤层层位稳定,如3、16煤层及4、5、7、13、17、18煤层,不可采煤层多不连续,层位稳定程度较差。阳谷勘查区可采煤层总厚度3.56~13.42m,具有由南向北逐渐增厚趋势,可采含煤系数3.39%~5.12%,可采含煤率5.73%~99%,主要可采16煤层及17煤层为全区可采,可采含煤率88.33%~99%,3、18煤层可采含煤率73.46%~83%,局部可采4、5、7、13煤层,可采含煤率5.73%~37%。于集-蒋官屯地区可采煤层有为2、3、5、8、16上、16下、17、18煤层,3、16上为主要可采煤层。
2.黄河北煤田
黄河北煤田含煤地层总厚245m,含煤14层,其中1~4层煤赋存于山西组,5~14层煤赋存于太原组。可采和局部可采煤层为5、6、7、8、10、11、13等7层,可采煤厚4~9m,平均5.5m,可采煤层含煤系数2.2%。
可采煤层中,7、10、11、13等4层属于普遍发育的主要煤层,其余3层(5、6、8煤层)仅在东部局部地段可采。13煤层属稳定的中厚煤层,全煤田普遍可采;11煤层在煤田西部属稳定—较稳定煤层,其他煤层属较稳定—不稳定煤层。
可采范围主要分布于长清、袁庄及济西的西部。袁庄全区可采,厚度较稳定,平均可采厚度达0.94m;长清区大部分可采,可采区厚度0.6~0.8m,平均可采厚度0.68m,浅部出现不可采区;济西区东部不可采,只有西部局部可采,并且出现5-1和5-2两个分煤层,西部的5-2分层可采,两个煤分层向西至袁庄区则合并为一个煤层。赵官镇井田的东部局部可采,中部和西部不可采。邱集井田范围内全部不可采。第5层煤煤层结构简单,偶见一层夹矸。顶板为灰黑色泥岩或细粉砂岩,底板为灰白色中粒砂岩,偶见直接底板为薄层黏土岩。下距一灰17~20m左右。
黄河北煤田7层可采煤层中第5、6、8层煤只在袁庄井田及附近区域局部可采,其他地区均不可采。因此,就可采煤层的层数来说,存在“东多西少”的特点。在7层可采煤层中,全煤田发育且稳定可采的第7、10、11、13层煤,全部位于含煤地层的中、下部,而且自上而下煤层平均厚度逐渐增大。因此可采煤层在含煤地层剖面上的分布特点是“上薄下厚”。全煤田发育的4个主要可采煤层,每个煤层厚度变化都具有“西厚东薄”的特点,其中11煤层变化最为典型,而第7、10、13等三层煤(特别是13煤层),却存在两段自西向东煤层厚度逐渐变薄的特点:从邱集井田至长清井田煤层由厚变薄;自袁庄井田煤层再次由厚变薄。
3.章丘煤田
章丘煤田受断裂和后期剥蚀作用影响,不同地段含煤地层的残留厚度不一,最大厚度300m左右,可采煤层总厚度平均约3.5m,含煤系数约2.2%。山西组含煤4层(煤层编号1煤层~4煤层),均为薄煤层,可采、局部可采的煤层有1煤、3煤和4煤,2煤层全区不可采。太原组含煤11层(煤层编号5煤层~13煤层),均为薄煤层,可采、局部可采的煤层有5(5-1、5-2)、6、7、8、9(9-1、9-2)、10(10-1、10-2、10-3)、13煤层。
4.淄博煤田
淄博煤田含煤地层厚度约270m,含煤20层,可采、局部可采12层,累计总厚度8.3m,主要可采煤层3.8m,可采煤层含煤系数1.5%。可采煤层厚度多在临界可采厚度上下,常有变薄尖灭现象,受岩浆岩影响,煤层结构复杂,可采性差,相对较稳定的煤层为煤10层组,煤田内大部可采,煤7除洪山井田以北为局部可采外,其余地区属稳定可采煤层,其他煤层均属局部可采煤层。
南定井田位于淄博煤田北部,含煤地层总厚度260m左右。含煤13层,太原组9层,山西组4层;煤层总厚度1.87~10.99m。可采和局部可采煤层5层,均赋存于太原组内,分别为煤5、6、9、10-1、10-2,平均总厚度3.08m,含煤系数为1.4%。
5.坊子煤田
坊子煤田含煤地层平均厚度159m,含煤五层,其中上、中、下三层煤可采,其他两层煤皆不可采,三层煤平均厚度为5.50m,含煤系数3.46%。两个不可采煤层,一层位于上层煤以上10m左右,绝大多数为炭质泥岩,有时为0.10~0.80m厚的煤,另一层位于中层煤以上、上层煤以下,厚度0.20~0.40m,距上层煤4~8m,该两个分层可采点很少,属不可采煤层。
6.五图煤田
可采煤层有10层,B段为Bm3、Bm4、Bm5、Bm7煤层,C段为Cm12煤层,D段为Dm1、Dm2、Dm3、Dm4、Dm5煤层。B段Bm4、Bm5、Bm7煤层是1960年最终详查勘探的重点对象,Cm12、Dm1、Dm2、Dm3、Dm4、Dm5煤层是2006年深部详查重点对象。
7.朱刘店煤矿和五井煤矿
朱刘店煤矿含煤地层总厚度302.79m,共含煤层18层,平均总厚度11.67m,含煤系数为3.9%,其中山西组含煤层6层,自上而下编号为1、2、3、4、4-1、4-2煤层,太原组含煤层12层,自上而下编号为5、小5、6、7、8、9、10-1、10-2、10-3、11、12、13。可采或局部可采煤层6层,总厚度为6.66m,可采煤层含煤系数为2.2%,其中山西组4-1、4-2煤层2层,太原组7、8、10-1、10-2煤层可采。山西组1、2、3、4煤层,太原组11、12、13煤层厚度极薄,局部分布,不可采。4-1、4-2、7、8、10-1煤层为较稳定煤层,10-2煤层为不稳定煤层。
五井煤矿区含煤11层,由上至下编号为6、7-1、7-2、8、9、10-1、10-2、103、11、12-1、12-2,平均总厚5.99m,含煤系数为3.77%。可采煤层为6、8、9、10-1、10-2、10-3煤层,平均总厚4.93m,可采煤层含煤系数为3.11%。可采煤层埋藏深度171~332m。
韩城区块以上石炭统—下二叠统太原组和下二叠统山西组为主要含煤地层(陈振宏等,2006王双明,2008),含煤十余层,煤层总厚度为12.0m,总含煤系数为11.4%,其中可采及局部可采煤层三层,分别为3号、5号及11号煤层,平均总厚度为8.30m,可采含煤系数为7.90%。1号、2号、3号、4号煤层赋存于山西组,5号(5-1号、5-2号)、6号、7号、8号、9号、10号、11号等煤层赋存于太原组。虽然含煤层数较多,但韩城区块能达到可采或局部可采的煤层只有2~4层。从东北向西南,韩城区块的主力煤层为2号、3号、5号、11号煤层。
1.太原组
太原组为典型的海陆交互相沉积,是韩城区块主要含煤地层之一。本组下段以石英砂岩、砂砾岩或砾岩等碎屑岩为主,一般不含煤层。中段主要由石灰岩、石英砂岩、泥岩和煤层组成,其中含有2~3层石灰岩,为黑灰色、含浅海相动物化石的生物碎屑泥晶灰岩石英砂岩含有1~3层,为深灰色,含炭质,碎屑成分以石英为主,硅质胶结。太原组上段在韩城区块具有南北差异性,其中北部以各种粒度砂岩为主,多为中粒、含泥质包体、夹薄层粉砂岩及泥岩条带的石英砂岩南区则以粉砂岩、砂质泥岩和泥岩为主。
本组含煤多层,自上而下分别为5号(5-1号、5-2号)、6号、7号、8号、9号、10号、11号等,煤层总厚度为0.4~2.791m。其中韩城区块内6号、7号、8号、9号、10号煤层不可开采,主采煤层为5号、11号煤层。5号煤层为较稳定的中厚煤层,厚度为0~7.19m,由南而北呈有规律的逐渐增厚。11号煤层厚度为0.24~10.80m,平均为3m左右。11号煤厚度大,含气性好,成藏条件优越,是韩城区块煤层气勘探开发的主要目标煤层。
2.山西组
山西组为陆相沉积,以长石石英杂砂岩、石英杂砂岩为主,其次为泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩和煤层。长石石英杂砂岩含较多的炭质和泥质岩屑及少量暗色矿物。石英杂砂岩以中细粒结构为主,碎屑成分主要由石英和燧石组成,其次为长石和白云母。
本组所含煤层自上而下分别为1号、2号、3号、4号,煤层总厚度为0.32~14.89m。其中韩城区块内1号、4号煤层不可开采,主采煤层为2号、3号煤层,其中3号煤层厚0.18~9.26m,平均为2m左右,结构简单,含1~2层夹矸。
随着煤炭开发的不断推进,人们对于含煤岩系以及煤层的认识也逐步深入,对煤炭地层知识有了较丰富的积累,而对煤炭地质知识的掌握,又进一步推动了煤炭开发事业。
古代人一般将煤层称为煤脉。煤层在地下“纵横广有”,“夹石潜行”,如同脉络。因此寻找探查煤层,称为“脉炭”。明代山东学者孙廷铨在《颜山杂记》中就讲,山中的煤层,有的埋藏较深,在地下“夹石而潜行”;有的煤层在浅部,“近土而上浮”。“凡脉炭者”,必须“测石之层数”。不了解含煤岩系与煤层所在的层位是很难有效进行开采的。因此,四川《江津县志》讲:“开采者掘石穿洞,......深入山腹,上下纵横依炭脉之所在而采之。”李榕《自流井记》也讲“凡凿井,须审地中之岩”。而且还介绍该地第一层为瓦灰岩,......至第十层即为煤炭岩。这些记载与今天的地质报告是相吻合的,说明当时人们对煤层所处层位有了准确的了解。
煤炭在地下赋存是呈层状的。各个煤层的煤炭,由于所处层位,以及变质程度的不同,因而表现出不同的特征,其用途也是不同的,古人对此也有精确的了解。前面提到的孙廷铨就明确指出,浅部煤层的煤,“其色蒙,其臭平,其火文以柔,其用宜房闼围炉”;而深部煤层的煤则“其色晶,其臭辛,其火武以刚,其用以锻金冶陶”。四川《泸州志》则明确指出:“炭层炭质,随地而异,不能一致”。
出于对各个煤层的认识,矿区煤窑的人们,还有针对性地为煤层起了各色各样的名字或俗称。这些名字,很有当地的特色,又通俗易懂,十分有趣。这里摭拾数例,以见一斑:
山东枣庄。光绪《峄县乡土志》上讲,“峄县枣庄煤矿,产额丰富,在山东煤矿实际巨擘。......本炭已发现之煤有六层:第一层煤为紫炭层,二尺五;第二层煤为大炭窑层,三十尺;第三层煤为果子窑层,四尺;第四层煤为泥窑层,五尺五;第五层为直立石窑层,一尺五。”
河北磁县。据康熙《磁州志》载:“煤炭,出州之西山一带。入穴取之数十丈,......砂石尽然后见炭。有三种:初得者为山青,次为大青,末为下架。下架之下则为无炭矣。”这里所讲的山青、大青、下架,是针对煤炭上下的层位来讲的,它们既是煤层的名称,也是本层煤的名称。
四川泸县。《泸县志》中关于本县各地煤窑的煤层名目所记甚祥,而且按地区、分地点,把煤窑的煤层层数、名称、层厚都分别具体开列。如:“五仙山之南面,龙泉寺下至断桥,炭层有六:一、蓍茅,厚五寸至一尺;二、火夹炭,厚七八寸;三、双连,薄者名假双连,天七八寸,底八寸;四、独层子,厚六七寸;五、铁炭,厚四五寸;六、泡炭,八寸至一尺。双连极优,泡炭次之,独层子又次之。其余蓍茅、铁炭以(依)次至火夹石最劣。”又该《志》讲,泸县滩子口、三教寺、豹子岩至阊口坟一带,“炭层有八:一、泥巴炭;二、独炭;三、干子;四、夹亮;五、臭炭;六、假双连;七、双连;八、硬炭。“独层、硬炭最优,可以冶铁”。
北京房山区。北京西山一带的倾斜煤层又称为槽,各槽又都有不同的俗称。据《房山县志》介绍,长沟峪一带煤层共分七槽。依次名称分别为:蚂蚁槽、三合槽、黑煤大槽、腰石大槽、爆煤大槽、红煤槽、封口大槽。而“北安子至车营一带,其槽传有十三”:三合、子儿、黑煤大槽、黑煤小槽、腰石大槽、腰石小槽、梨儿光、爆煤大槽、臭煤槽、红煤槽、封口大槽、封口小槽、二弦。前面所提到的红煤槽、臭煤槽、黑煤槽、腰石槽、封口槽等称呼都是恰如其分的,至今在一些老矿工中还是这个叫法。
山东淄博。这里人们很早就对各煤层的煤有深刻而准确的认识,并有与之相适应的称呼。《博山县志》上讲:“石炭,出黑山及附近处,其类不一。最上者为锻石炭,其次为小石炭、大石炭、灰石炭、黄石炭、青石炭、砟子之类,各适其用焉”。
四川犍为。据《犍为县志》介绍,“犍为之炭苗,分五层”。“第一层为冲顶炭,约二尺厚,质碎,磺重,性猛,价廉,供烧盐之用;第二层谓之磺层炭,约一尺三寸,体重,磺重,火力平常,且不化灰,其价更廉,供土人作烧炭;第三层谓之三层炭,约二尺五寸厚,惟中间夹有石层,火力大,且化白灰,供住户及灶户烧盐之用,并行河道;第四层谓之夹岩炭,一名糠煤,约一尺二寸,火力大,亦化白灰,但因煤层薄,故少有办者,惟土人掘作烧炭;第五层谓之真双层炭,约二尺五寸,火力最佳,为川南第一煤,专行上、下河”。这里把各层煤的优劣作了比较,特别是关于“川南第一煤”的说法,今天应予注意和宣传。