煤层结构可根据什么划分为哪几种结构
煤层结构一般分为简单、较简单、较复杂、复杂四种类型。
一般来说,简单结构不含矸石或仅局部含矸石层,较简单煤层一般含1层夹矸,矸厚小于可采厚度的5%,较复杂煤层一般含1-2层夹矸,单层矸厚较小,厚度一般小于3cm,矸石总厚不能超过煤层厚度,复杂结构煤层指含矸石2层以上,且厚度大。
多出现在厚煤层以上。另有些缺煤地区煤层结构分为极复杂,对应的夹矸为复煤层,即煤层的全层厚度大,夹矸层数多,厚度和岩性变化大,夹矸的分层厚度可能大于所规定的煤层最低可采厚度,在地质勘查和煤矿生产中应当进行分层对比的煤层。
煤体结构是指煤层经过地质构造变动后煤的结构和构造的保留程度。煤层遭受的构造破坏愈强烈,煤就愈破碎,煤的原生结构和构造保留得也愈差,因而煤层结构、构造呈现出不同的变化。根据煤层所受构造破坏程度不同,煤体结构可分为原生结构、碎裂结构、碎粒结构和糜棱结构4种类型(袁崇孚,1986王双明,2008)。在我国煤田地质界将碎裂结构煤、碎粒结构煤和糜棱结构煤统称为构造煤。在韩城钻孔资料中对煤体结构的描述为块煤、块粉煤、粉末煤、鳞片煤(王双明,2008)。韩城区块内构造类型多样,展布方向及相互关系复杂。地表出露的大中型构造行迹主要发育在东部边浅部和中深部构造带,而煤层中的中小构造普遍存在,主要的构造类型有褶皱构造、挠曲构造、断裂构造、层滑构造、地层裂缝、节理裂隙等。韩城区块受构造变动影响而形成的构造煤具有如下规律:韩城区块南部多为碎裂煤,较少的碎粒煤,原生结构煤发育广泛北部则多发育碎粒煤、鳞片煤,断层附近煤体结构破坏严重。浅部煤体结构通常比深部煤体结构复杂,在地层由陡变缓地带多发育碎粒煤、鳞片煤等不同程度的构造煤。
煤层结构指煤层有无夹矸存在。不含夹矸的煤层称为简单结构煤层,含夹矸的煤层按照夹矸层数分为较简单、较复杂与复杂结构煤层。煤层夹矸的岩性多样,多为泥质岩、黏土岩、高岭石黏土岩、炭质泥岩或砂岩。夹矸常成层状、似层状或凸镜状。煤层夹矸的存在不仅使煤层结构复杂化,给工业开采带来一定困难,并使煤的灰分增高,降低煤的质量。同时,夹矸较硬,煤层较软,煤层夹矸的成分组成与物性特征还使得煤层结构在垂向上出现软硬层交替现象,使得煤层气开采层段岩性成分特征更趋复杂,后期的钻井、射孔、压裂和排采过程中更易造成储层破坏而形成煤粉。
韩城区块主力开发煤层包括3号、5号和11号煤,根据测井曲线解释和象山煤矿井下煤层剖面描述观察,韩城区块3号煤的煤层结构较简单,一般不含夹矸,少数含1~2层夹矸。5号煤的煤层结构复杂,含多层夹矸。11号煤的煤层结构较简单,一般不含夹矸,少数含1~2层夹矸。由于煤层中含有夹矸,且夹矸多为泥岩或泥质粉砂岩,含大量黏土矿物,且黏土矿物对煤体骨架颗粒的附着性较差,矿物晶体之间结合力较弱,易于脱落而形成煤粉,所以,在煤层气排采过程中,含夹矸的煤储层更易产出煤粉。