煤矸石的用途

煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。其主要成分是Al2O3、SiO2，另外还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素（镓、钒、钛、钴）。

基本介绍中文名 ：煤矸石 外文名 ：coalgangue, shale 性质 ：煤伴生废石。 组成 ：有机化合物和无机化合物 简介,结构,用途,影响,制备方法,磨粉机,破碎机, 简介 煤伴生废石是矿业固体废物的一种，是在掘进、开采和洗煤过程中排出的固体废物。是矿业固体废物的一种，包括洗煤厂的洗矸、煤炭生产中的手选矸、半煤巷和岩巷掘进中排出的煤和岩石以及和煤矸石一起堆放的煤系之外的白矸等的混合物。是碳质、泥质和砂质页岩的混合物，具有低发热值。含碳20%～30%，有些含腐殖酸。中国历年已积存煤矸石约1000Mt，并且每年仍继续排放约100Mt，不仅堆积占地，而且还能自燃污染空气或引起火灾。煤矸石主要被用于生产矸石水泥、混凝土的轻质骨料、耐火砖等建筑材料，此外还可用于回收煤炭，煤与矸石混烧发电，制取结晶氯化铝、水玻璃等化工产品以及提取贵重稀有金属，也可作肥料。 露天堆放煤矸石 结构 煤矸石是在成煤过程中与煤共同沉积的有机化合物和无机化合物混合在一起的岩石，通常呈薄层和在煤层中或煤层顶、煤层底。煤矸石按主要矿物含量分为黏土岩类、砂石岩类、碳酸盐类、铝质岩类。按来源及最终状态，煤矸石可分为掘进矸石、选煤矸石和自然矸石三大类。煤矸石排放量根据煤层条件、开采条件和洗选工艺的不同有较大差异，一般掘进矸石占原煤产量的10%左右，选煤矸石占入选原煤量的12%~18%。 煤矸石的无机成分主要是矽、铝、钙、镁、铁的氧化物和某些稀有金属。其化学成分组成的百分率：SiO 2 为52～65；Al 2 O 3 为16～36；Fe 2 O 3 为2.28～14.63CaO为0.42～2.32MgO为0.44～2.41TiO 2 为0.90～4P 2 O 5 为0.007～0.24K 2 O+Na 2 O为1.45～3.9；V 2 O 5 为0.008～0.03。 高硫煤矸石中含有的主要有用矿物为硫铁矿和煤。纯硫铁矿相对密度高达5，与脉石相对密度差为2-2.3，而共生硫铁矿与脉石相对密度差为0.5-1。因此，使硫铁矿尽可能从共生体中解离出来，利用相对密度差即可将硫铁矿分选出来。煤矸石的原矿粒度较大，其中黄铁矿的组成形态以包括结核体、粒状、块状等巨观形态为主，经显微镜和电镜鉴定，煤中黄铁矿以莓球状、微粒状分布在镜媒体中，而在细胞腔中亦充填有黄铁矿，个别为小透镜状、细粒浸染状。矿物之间紧密共生，呈细粒浸染状，所以在分选前必须进行破碎、磨矿，煤矸石的解离度越高，选别效果越理想。 存在于煤中的黄铁矿经过洗选后大部分富集于洗矸中。洗矸中黄铁矿以块状、脉状、结核状及星散状四种形态存在。前三种以2-50mm大小不等、形态各异的结核体最常见，矸石破碎至3mm以下，黄铁矿能解离80%左右，破碎至1mm以下几乎全部解离。星散状分布的黄铁矿很少，多呈0.02mm立方体单晶，嵌布于网状脉岩中很难与脉石分开。黄铁矿的回收方法和工艺流程原则上是从粗到细把黄铁矿破碎成单体解离，先解离、先回收，分选解离、分段回收。 用途 煤矸石弃置不用，占用大片土地。煤矸石中的硫化物逸出或浸出会污染大气、农田和水体。矸石山还会自燃发生火灾，或在雨季崩塌，淤塞河流造成灾害。中国积存煤矸石达10亿吨以上，每年还将排出煤矸石1亿吨。为了消除污染，自60年代起，很多国家开始重视煤矸石的处理和利用。 煤矸石代替燃料：化铁；烧锅炉；烧石灰；回收煤炭。生产水泥：生产普通矽酸盐水泥；生产特种水泥；生产无熟料水泥。生产建筑材料：煤矸石烧结砖，质量较好，颜色均匀；煤矸石生产轻骨料，轻骨料是为了较少混凝土的相对密度，而选用的一类多孔骨料；生产煤矸石棉，以煤矸石和石灰为原料，经高温融化，喷吹而成的一种建筑材料。生产化工产品：制结晶三氯化铝，以煤矸石和化工工业副产盐酸为主要原料，经过破碎、培烧、磨碎、酸浸、沉淀、浓缩结晶和脱水等生产工艺而制成，是一种新型的净水剂；制水玻璃；生产硫酸铵，煤矸石内的硫化铁在高温下生产SO 2 ，再氧化而生产SO 3 ，遇水生产硫酸，并与氨的化合物生产硫酸铵。 利用途径有以下几种： ①回收煤炭和黄铁矿：通过简易工艺，从煤矸石中洗选出好煤，通过筛选从中选出劣质煤，同时拣出黄铁矿。或从选煤用的跳汰机──平面摇床流程中回收黄铁矿、洗混煤和中煤。回收的煤炭可作动力锅炉的燃料，洗矸可作建筑材料，黄铁矿可作化工原料。 ②用于发电：主要用洗中煤和洗矸混烧发电。中国已用沸腾炉燃烧洗中煤和洗矸的混合物（发热量每公斤约2000大卡）发电。炉渣可生产炉渣砖和炉渣水泥。日本有10多座这种电厂；所用中煤和矸石的混合物，一般每公斤发热量为3500大卡；火力不足时,用重油助燃。德意志联邦共和国和荷兰把煤矿自用电厂和选煤厂建在一起，以利用中煤、煤泥和煤矸石发电。 测试煤矸石的发热量应使用专门的仪器进行，微机量热仪可以满足发热量的测试。 ③制造建筑材料：代替粘土作为制砖原料，可以少挖良田。烧砖时，利用煤矸石本身的可燃物，可以节约煤炭。 煤矸石烧结空心砖，是指以页岩，煤矸石或粉煤灰为主要原料，经焙烧而成的具有竖向孔洞（孔洞率不小于25%,孔的尺寸小而数量多）的砖。其外形尺寸，长度为290,240,190mm,宽度为240,190,180,175,140,115mm,高度为90mm。由两两相对的顶面、大面及条面组成直角六面体，在中部开设有至少两个均匀排列的条孔，条孔之间由肋相隔，条孔与大面、条面平行，其间为外壁，条孔的两开口分别位于两顶面上，在所述的条孔与条面之间分别开设有若干孔径较小的边排孔，边排孔与其相邻的边排孔或相邻的条孔之间为肋。 煤矸石可以部分或全部代替粘土组分生产普通水泥。自燃或人工燃烧过的煤矸石，具有一定活性,可作为水泥的活性混合材料，生产普通矽酸盐水泥(掺量小于20%)、火山灰质水泥（掺量20～50%）和少熟料水泥（掺量大于50%）。还可直接与石灰、石膏以适当的配比，磨成无熟料水泥，可作为胶结料，以沸腾炉渣作骨料或以石子、沸腾炉渣作粗细骨料制成混凝土砌块或混凝土空心砌块等建筑材料。英国、比利时等国有专用煤矸石代替矽质原料生产水泥的工厂。 煤矸石可用来烧结轻骨料。日本于1964年用煤矸石作主要原料制造轻骨料，用于建造高层楼房，建筑物重量减轻20%。 用盐酸浸取可得结晶氯化铝。浸取后的残渣，主要为二氧化矽，可作生产橡胶填充料和湿法生产水玻璃的原料。剩余母液内所含的稀有元素（如锗、镓、钒、铀等），视含量决定其提取价值。 此外，煤矸石还可用于生产低热值煤气，制造陶瓷，制作土壤改良剂，或用于铺路、井下充填、地面充填造地。在自燃后的矸石山上也可种草造林，美化环境。 影响 到目前为止，煤矸石的利用力度还不够大。技术不完善，地区发展不平衡，对环境的影响依然很严重，主要表现在下述几个方面。 （1）影响土地资源的利用煤矸石堆场多位于井口附近，大多紧邻居民区，煤矸石的大量堆放一方面占用大量的土地面积，另一方面还在影响着比堆放面积更大的土地资源，使得周围的耕地变得贫瘠，不能被利用。 （2）污染大气煤矸石露天堆放会产生大量扬尘，这主要是由于在地面堆放的煤矸石受到长时间的日晒雨淋后，将会风化粉碎另外，煤矸石吸水后会崩解，从而很容易产生粉尘。在风力的作用下，将会恶化矿区大气的质量。此外，煤矸石中含有残煤、碳质泥岩和废木材等可燃物，其中C、S可构成煤矸石自燃的物质基础。煤矸石业务露天堆放，日积月累，矸石山内部的热量逐渐积累。当温度达到可燃物的燃烧点时，矸石堆中的残煤便可自燃。自燃后，矸石山内部温度为800~1000oC，使矸石融结并放出大量的CO、CO2、SO2、H2S、NOx等有害气体，其中以SO2为主。一座矸石山自燃可长达十余年至几十年。这些有害气体的排放，不仅降低矸石山周围的环境空气品质，影响矿区居民的身体健康，还常常影响周围的生态环境，使树木生长缓慢、病虫害增多，农作物减产，至死亡。 （3）危害水土煤矸石除含有粉尘、SiO2，A12O3以及Fe，Mn等常量元素外，还有其他微量重金属元素，如Pb，Sn，As，Cr等，这些元素为有毒重金属元素。当露天堆放的煤矸石山经雨水淋蚀后，产生酸性水，污染周围的上地和水体。当矸石堆场的矸石堆放不合理时，矸石堆易发生边坡失稳，从而导致矸石堆的崩塌、滑移，特别在暴雨季节，这种现象在山区尤为常见，易发生土石流，从而殃及下游的农田、河流及人员安全。 制备方法 从煤炭开采来看，中国每年生产1亿吨煤炭，排放矸石1400万吨左右；从煤炭洗选加工来看，每洗选1亿吨炼焦煤排放矸石量2000万吨，每洗1亿吨动力煤，排放矸石量1500万吨。2005年，国内各类煤矿生产煤炭1045亿吨，洗煤385亿吨，排放矸石量19-20亿吨。因而，全国国有煤矿现有矸石山1500余座，堆积量30亿吨以上（占中国工业固体废物排放总量的40%以上）。 煤矸石中二氧化矽、三氧化二铁、三氧化二铝的总含量在80%以上，它是一种天然的粘土质原料，可以用来烧制普通矽酸盐水泥、特种水泥和熟料水泥等各种建筑特殊用途水泥。 磨粉机和制砂机已经广泛用于煤矸石制作水泥生产线。不论是将煤矸石用于制砖，或是做水泥添加料还是供应给煤矸石发电厂，通常用到的加工设备有颚式破碎机、反击式破碎机、雷蒙磨粉机、超压梯形磨粉机、立式磨粉机、振动筛、振动给料机等。颚式破碎机具有破碎比大、产品粒度均匀、结构简单、工作可靠、维修简便、运营费用经济等特点。组成整套破碎生产系统，广泛用于矿山、水泥、化工、铁路、建筑等方面。反击式破碎机(反击破)能处理边长不超过500mm、抗压强度不超过350MPa的各种粗、中、细物料(煤矸石、花岗岩、石灰石、混凝土等)，广泛用于水电、高速公路、人工砂石料、破碎等行业。实地勘察，利用地形走势，合理配置，设备连线紧凑，占地面积小，提高了产量也节省皮带机长度和项目投资。产品具有结构独特、无键连线、高铬板锤、独特的反击衬板硬岩破碎、高效节能；产品形状呈立方体，排料粒度大小可调，简化破碎流程等优点。 磨粉机 随着经济体制改革的不断深化和我国工农业的健康快速发展，在能源日趋紧缺的情况下，矿山机械设备企业越来越注重对高效、节能环保设备的研发和生产，在矿山机械制造采用长寿命、低能耗及减轻重量的设计原则的同时，矿山机械设备企业也越来越开始重视二次开发利用矿山废弃物等资源。 煤炭作为我国的主要能源，它在社会经济发展中发挥着极其重要的作用。煤炭的开发和利用,既对社会经济起著巨大的推动作用，同时也对环境产生了重大影响。煤矸石和煤层气就是煤炭开发过程中产生的主要废弃物,长期以来被煤炭工业视为有害物质和灾害性气体。煤矸石是在煤的掘进、开采和洗选过程中排出的固体废物。中国积存煤矸石达10亿吨以上，每年还将排出煤矸石1亿吨。近几年来，煤矸石不再仅仅被视为一种数量最大的工业固体废弃物,而作为一种资源，在化工、建材、冶金、轻工等领域得到了广泛的研究和套用,煤矸石资源化已成为煤矸石综合利用研究的重点。 破碎机 新型的煤矸石破碎机替代了早期单级有筛底的破碎机完美解决了高湿物料破碎困难问题，煤矸石破碎机针对个体用户和中小型企业是最有效的投资，有效的节约了客户购买设备的成本。该设备产量高噪音小细度低，整套设备便于维护而且无须特殊安装即刻开机使用。煤矸石破碎机采用双转子上下两级粉碎没有筛网篦底，对物料含水率没有严格要求，完全不存在糊堵筛板的问题，更不存在细粉不能及时排出，重复粉碎的问题，故粉碎效率高，不存在锤头无效磨损现象；高合金耐磨锤头锤头磨损后不需修复，移动位置反复使用，一副锤头可顶三副锤头使用。只需要一人即可轻松启闭，不仅轻巧快捷且安全可靠，便于维护，整体结构合理简单操作。

世界煤炭资源的地理分布是很广泛的，遍及各大洲的许多地区，但又是不均衡的。总的来说，北半球多于南半球，尤其集中在北半球的中温带和亚寒带地区。

 世界煤炭资源的地理分布，以两条巨大的聚煤带最为突出，一条横亘欧亚大陆，西起英国，向东经德国、波兰、原苏联，直到我国的华北地区；另一条呈东西向绵延于北美洲的中部，包括美国和加拿大的煤田。南半球的煤炭资源也主要分布在温带地区，比较丰富的有澳大利亚、南非和博茨瓦纳。

附图片：

1.宏观煤岩标志

煤的宏观煤岩类型是野外、井下划分煤相最基本的单位。因此，人们对煤的宏观组成十分重视，普遍认为，镜煤、亮煤是在森林沼泽较深覆水条件下形成的；丝炭为沼泽干燥条件下的产物；大量成层丝炭为干燥森林产物；烛煤、藻煤等腐泥煤是由滞水环境中的水下软泥形成，是微异地产物；暗煤为覆水相对较浅的沼泽，但许多人认为暗煤是深覆水条件下形成的。Stach（1960）认为，由丝炭→光亮煤→条带状煤→暗淡煤→炭质页岩→无机沉积物，环境由干燥至潮湿。笔者认为，暗煤是森林沼泽边缘相产物。覆水深浅，依据上下关系而定。

2.显微煤岩标志

在煤岩组分成因参数中，凝胶化指数GI和植物保存系数TPI是目前分析中应用最广泛的指标，它们是Diessel（1986）提出来用于煤相、沉积环境分析的煤岩学指标，其关系式为：

GI=（镜质体+粗粒体）/（半丝质体+丝质体+碎屑惰性体）=（V+MA）/（F+SF+ID）

TPI=（结构镜质体+均质镜质体+半丝质体+丝质体）/（基质镜质体+粗粒体+碎屑惰性体）=（T+C1+F+SF）/（C2+MA+ID）

凝胶化指数GI是凝胶化组分与非凝胶化组分之比。它可指示泥炭沼泽的覆水程度，是古泥炭沼泽水位的反映。富惰性组煤GI含量小于2.5，富镜质组煤的GI值多大于7，其余煤的GI值介于3～7间。植物保存指数TPI是植物遗体遭受微生物降解、凝胶化作用及自然破碎程度的反映。GI值低者，TPI值往往很高，在某种程度上TPI值能反映pH值。因为pH值低，微生物活动弱；植物保存好，而pH值高至中偏碱性，则微生物活动强烈，细菌的繁殖最快。

GI值高表示森林泥炭相对潮湿，低值则表示相对干燥，下三角洲平原以高GI、低TPI值为特征，山麓冲积平原煤及辫状河平原煤两值均高，上三角洲两值居中。因此，TPI值有朝上三角洲平原、冲积平原成煤方向增加的趋势。

一般镜惰比（V/I）是指示煤成因条件最直观的标志之一，是成煤泥炭遭受氧化程度的参数，一般V/I小于1.0反映成煤泥炭曾暴露于氧化环境。据R.D.Harvey和J.W.Dillon（1985）研究，煤层的镜/惰比值与泥炭沼泽同生的古河道有关，在近古河道处，沼泽水面高，偏缺氧条件，形成的煤具有高的镜/惰比值（12～27），而远离古河道（10～20 km），因沼泽水面低，使成煤泥炭暴露水面遭受氧化，形成的煤镜/惰比值较低（5～11）。

镜质组的含量以60%为界，镜质组大于60%的分层为富镜质组分层，其覆水程度高，而镜质组小于60%的为贫镜质组分层，其覆水相对较浅，还原程度低或氧化度高。为了反映泥炭沼泽环境植物生态，一般认为镜屑体VD、半镜屑体DSV和惰屑体ID是由水介质搬运来的腐植碎屑经过凝胶化或丝炭化作用而形成的。稳定组分L及粘土CL常与它们共生于某一分层中，因此它们之和可反映水流动情况；而基质镜质体DC和均质镜质体TC为相对停滞的水介质，故用它们的比值来反映流动性，简称流动性指数（Move Index，MI）。

MI=（VD+DSV+ID+L）/（DC+TC）

MI值大于0.4为流动相；MI值小于0.10为停滞相，MI值小于0.4为较停滞相。

此外，笔者借鉴金奎励等（1997）及张鹏飞等（1997）对准噶尔和吐哈油田煤的研究成果，用结构镜质体与碎屑镜质体之比来反映沼泽的森林惰况，并称为森林指数WI，即WI=（T+TC）/（DC+VD），WI值大于0.5为森林沼泽。

3.显微结构-构造标志

（1）碎屑状结构

显微组分以小于100 μm的碎屑为主，碎屑常有棱角状、浑圆状、纺锤状、线理状及不规则状等。该结构一般有4种状态：①以镜质体为碎屑；②以惰屑体为主体；③以矿物为主体所呈现的碎屑结构等等，矿物本身可为黄铁矿；④以孢子体、团块镜质体、镜屑体、半镜屑体和惰屑体等碎屑构成微三合煤，并出现于腐泥煤中。碎屑状结构往往是沼泽地下水位降低，泥炭表层干涸，喜氧细菌活动旺盛引起生物腐解作用和氧化作用的结果，代表了泥炭遭受氧化分解的破坏时期。但也出现于水下沉积煤中。

（2）均一状结构

显微组分强烈凝胶化，使镜质组均匀化，均质镜质体和基质镜质体结构均一化，反映沼泽覆水深，滞水。

（3）线理状、层理状结构

显微组分（如角质体）呈水平层理状、线理状或揉皱状分布。它是叶相、叶镜质体的主要显微结构，反映了显微组分经很短距离在静水中沉积而形成。

（4）条带状结构

显微组分呈条带沿垂向相互叠置而组成的条带平行构造。它是森林沼泽形成煤中主要的结构-构造类型。它代表覆水较深的泥炭沼泽，还原环境，弱生物腐解作用，植物遗体降解速率小，快速原地堆积的特征。

（5）斑块状结构

一般为大于100 μm的丝质体、半丝质体等组分所呈现的结构，是氧化环境或活性水体所成煤的特征，斑块长轴近于平行层面。它是丝质体、半丝质体由于凝胶化程度低，植物保存指数高，在氧化环境所成。

（6）复合结构

是碎屑状结构和条带状结构的复合结构。此类型表现为条带状的均质镜质体或结构镜质体、基质镜质体与半镜质体、惰性组互层。在煤层近顶、底板夹矸处，为条带状镜质体与粘土等矿物互层。其产状可分为高角度倾斜或近于直立的马尾状、鹿角状分岔及藤折状弯曲产状，为古泥炭交织状根席的遗迹，另一种为缓倾斜或近水平状的细条带或成对、成单出现，可能为植物细根产物。复合结构、交织状构造是两种微环境的频繁交替出现所构成的，反映泥炭沼泽氧化还原周期性变化的环境。

4.显微煤岩类型标志

显微煤岩类型是指两种或两种以上显微组分的共生组合。一般微镜煤代表了森林树干，且与微亮煤共生。贫壳质组的微亮煤，以无结构镜质体占优势，反射率低，膨胀系数高为特征。它通常是在碱性环境下，在较多的腐泥条件下沉积的，孢子体微亮煤可与芦苇沼泽泥炭比较，角质体微亮煤和壳屑体微亮煤可为水下沉积。微亮煤是潮湿条件下形成的。富孢子微暗煤为水下软泥沉积，含微粒体的微暗煤变成烛煤，亦是水下沉积，并为含大量碎屑惰性体的微暗煤。但贫孢子的微暗煤（灰色暗煤），则主要含氧化丝质体或半丝质体和菌类体，代表了氧化的泥炭表面。微丝煤、微半丝煤多发育于干燥条件下沉积的森林沼泽煤，但氧化丝质体和氧化半丝质体则是暴露于空气中受氧影响的暂时干燥泥炭表面残体。微三合煤可在微亮煤和微暗煤之间，但富壳质煤总是在水下沉积的。

由表3-58可知，形成于干燥相的煤，多以微惰性煤为主；过渡沼泽亚相的煤以微镜惰煤为主体；微镜煤多发育于森林及边缘沼泽中；微亮煤主要分布于活水沼泽相尤其是深覆水沼泽相中；微三合煤、微暗煤主要发育于开阔水域相中。

表3-58 准噶尔盆地典型煤相类型煤的显微煤岩类型分析%

另据煤田地质资料，在准南西段煤岩组分的垂向变化规律较清楚，如C、B、A三个煤组各组分的含量变化，从下至上，A～C煤组的煤岩类型相同，都属富镜质组的微镜丝煤，但由A～C煤组镜质组趋减，而丝质组则渐增，反映西山窑期准南在初后期为一沼泽覆水不断扩展抬升、水体还原度增加的介质环境。

5.生物标志

植物研究表明，西北地区早、中侏罗世成煤植物主要是裸子植物和蕨类植物，角质层分析主要是银杏类植物，而孢粉分析则以蕨类植物为主。蕨类植物由于不发育次生木质部，成煤中易生成基质镜质体，并且含类脂物多，故使其荧光性增加。镜下研究表明，准噶尔盆地煤中含有皮拉藻，所反映的是淡水水下沉积。

4.1.1 2＃煤层煤体结构分布规律

由钻孔资料编制的2＃煤层煤体结构分布图（图4.2，图4.3）可见，该煤层在北区以

图4.2 北区2＃煤层煤体结构分布图

1—块煤区；2—块粉煤区；3—粉末及鳞片煤区；4—钻孔编号；5—井田界线

图4.3 南区2＃煤层煤体结构分布图

1—块煤区；2—块粉煤区；3—钻孔编号；4—井田界线

原生结构的块煤为主，其分布规律是中部（下峪口井田）较两侧（桑树坪井田和燎原井田）煤层破碎。整个桑树坪井田都以原生结构的块煤为主，仅在井田南部的边浅部和临近下峪口井田处有小范围的块粉煤和粉末煤分布。燎原井田也以块煤为主，只是在靠近南部煤层尖灭线附近有小块粉末煤分布。但在下峪口井田粉末煤分布很广，甚至出现鳞片煤。这些粉末或鳞片煤体基本呈条带状，沿北东东向和北西方向分布，主要分布在北山子向斜轴部及其两侧。

图4.4 下峪口井田2216工作面2＃煤层煤体结构柱状图

在南区马沟渠井田和象山井田的北部边界附近，煤体结构以块煤为主，但在马沟渠井田南部两个断层密集发育区，煤层呈块粉状和碎块状。其余地带均为原生结构的块煤。

井下实际观测发现，在燎原井田，该煤层上部和下部煤体结构有明显的差异，顶部（厚度一般为0.4m）煤层比较坚硬，俗称护顶煤，煤层呈原生结构，在护顶煤之下普遍发育一层间滑动面，滑动面之下煤层呈粉末状（图4.4）；在下峪口井田，该煤层顶部一般发育一层厚约25cm的碎粒煤，其下多为碎裂煤。

4.1.2 3＃煤层煤体结构分布规律

据钻孔资料编绘的3＃煤层煤体结构分布图（图4.5、图4.6），3＃煤层煤体结构分布情况与2＃煤层相似，北区的桑树坪井田中部和靠近下峪口井田处煤层较破碎，且破碎程度

图4.5 北区3＃煤层煤体结构分布图

1—块煤区；2—块粉煤区；3—粉末及鳞片煤区；4—钻孔编号；5—井田界线

图4.6 南区3＃煤层煤体结构分布图

1—块煤区；2—块粉煤区；3—粉煤区；4—粉末煤及鳞片煤区；5—钻孔编号；6—井田界线

明显要较2＃煤层严重，一般都要提高一个等级，即以粉末煤和鳞片煤为主，在燎原井田的南部边界处有一粉末煤分布区，其余均为原生结构块煤。下峪口井田的煤体结构明显要较上述二井田复杂，在该井田浅部和沿北山子向斜轴部都有大面积的粉末煤分布。在北山子向斜区，粉末煤条带的延伸方向与该向斜轴向一致，在井田浅部，粉末煤主要分布于煤层倾角由大变小的挠折带区，其粉末煤条带的延伸方向与地层走向一致。

在南区马沟渠井田南部边界附近煤体结构主要为原生结构的块煤，在井田北部边界附近，主要为粉末煤及鳞片煤。在象山井田，3＃煤层下峪口井田2216工作层大面积为原生结构块煤，特别在井田南部和中部的较深区域内，煤层受构造影响不大，仅在井田露头线附近和浅部，煤层倾角由陡变缓的区段，煤层较破碎，多为块粉煤分布区。

从井下实际观测资料同样可以发现3＃煤层煤体结构分布的上述规律，如在下峪口井田，凡是紧邻北山子向斜两侧的工作面，煤层都比较破碎、松软，煤与瓦斯突出也多，而远离北山子向斜的工作面，煤层比较完整，很少发生煤与瓦斯突出。

不管从钻孔资料还是井下实际观测资料，都可以明显看出该煤层在北区要较南区破碎（图4.7）。在南区除在极小范围内的极薄层位中有粉末煤分布外，绝大部分地区几乎没有粉末状和鳞片状煤的分布。而在北区，粉末煤乃至鳞片煤则普遍发育。

图4.7 3＃煤层煤体结构对比图

4.1.3 5＃煤层煤体结构分布规律

在象山井田该煤层煤体结构的分布规律与3＃煤层相近。在井田中、深部的大面积范围内为原生结构的块煤；而在煤层露头线附近煤层由陡变缓的区段，褶皱的轴部以及煤层尖灭线附近有小范围的碎裂煤和碎粒煤分布（图4.8），从井下生产资料也可以证明5＃煤层主要为原生结构的块煤（图4.9）。

4.1.4 11＃煤层煤体结构分布规律

据钻孔资料编绘的11＃煤层煤体结构分布图（图4.10、图4.11）可以看出，在北区，从下峪口井田向南北两个方向，煤体结构破坏程度逐渐减弱。燎原井田该煤层几乎全为原生结构块煤，桑树坪井田除在井田中浅部靠近下峪口井田的局部以及井田北部靠近煤层露头线附近有小块碎裂煤及粉末煤分布外，其余均为原生结构的块煤。桑树坪井田块粉煤与粉末煤条带的展布方向与地层走向一致，下峪口井田粉块煤和粉末煤的展布方向基本与北山子向斜轴向一致，两者展布方向有明显差异，南区11＃煤煤体结构分布主要以原生结构的块煤为主。块粉煤及粉末状煤分布有如下特点：

1）在靠近煤层露头线附近，煤层由陡变缓的狭长地带多为粉末状煤，其方向与煤层露头线一致；

2）在马沟渠井田断裂构造密集发育的区段11＃煤呈粉块状；

图4.8 南区5＃煤层煤体结构分布图

1—块粉煤区；2—块煤区；3—粉煤区；4—钻孔编号；5—井田界线

图4.9 5＃煤层煤体结构图

（象山2502切眼）

图4.10 北区11＃煤层煤体结构分布图

1—块煤区；2—粉煤区；3—粉末及鳞片煤区；4—钻孔编号；5—井田界线

图4.11 南区11＃煤层煤体结构分布图

1—块粉煤区；2—块煤区；3—粉煤区；4—钻孔编号

3）在象山井田西北部，处于地层陡缓变化带，且发育两条较大的断层，该处煤层较破碎，为粉块煤及粉末煤。11＃煤层开采范围小，南区仅马沟渠井田局部开采，从井下收集的资料看，该煤层受构造影响较微，多为原生结构煤和碎裂煤（图4.12）。

图4.12 马沟渠一号进风斜井11＃煤层煤体结构柱状图

综上所述，本区煤体结构分布规律可归纳为以下几点：

1）南区煤体结构明显较北区简单。南区多为碎裂煤，很少有碎粒煤，北区不仅粉末煤发育，局部地带甚至变为糜棱煤，同时，南区粉末煤分布面积明显比北区小。

2）浅部煤体结构较深部复杂，特别在煤层边浅部地层由陡变缓的地带，煤层多为粉末煤。

3）各煤层碎裂煤、碎粒煤的分布范围和方向基本一致，如下峪口井田不同煤层构造煤基本都沿北山子向斜分布，其方向与北山子向斜轴向一致。

4）各煤层煤体结构破坏最严重的地带是北区的下峪口井田北部及桑树坪井田南中部。

5）煤体结构受煤质影响较大。凡灰分高、物性坚硬的煤层或煤分层，抵抗构造作用的能力强，煤层多为原生结构或碎裂结构。

6）煤体结构与构造展布规律有极密切关系。