柠条塔井田烧变岩的地质特征

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1、柠条塔井田烧变岩的地质特征夏斐，关汝清，魏捐鹏（陕西省煤田地质局一八五队，陕西榆林719000）摘要：柠条塔井田为陕北侏罗纪煤田神府矿区特大型矿井，井田中东部考考乌素沟的1-2、2-2、3-1煤层自燃形成烧变岩区，考考乌素沟以南2-2和3-1煤层重迭燃烧，在地形上具备大的似盆状的汇水范围，形成了极强富水区。烧变岩体破碎，岩体完整性差，属碎裂结构。利用烧变岩潜水可作为矿井的供水水源，排供结合，同时在烧变岩附近采煤，应留设足够安全煤柱，以防止烧变岩水溃入矿井；巷道等地下工程尽可能避免通过或靠近烧变岩。关键词

2、：烧变岩；水文地质特征；极强富水区中图分类号：文献标示码：文章编号：1671-749X（2008）02-收稿日期：2007-9-28作者简介：夏斐（1969-），女，陕西杨凌人，毕业于陕西能源职业技术学院，2006年被评为陕西省煤田地质局“十五”优秀科技工作者，工程师，从事地质勘查工作。柠条塔井田东西宽约9.9km，南北长约19.5km，面积约136.1km2，为神府矿区南区特大型矿井，矿井设计生产能力初期为6.00Mt/a，最终12.00Mt/a。从井田中部通过的考考乌素沟两岸，基岩裸露，危崖陡峭，一

3、片色彩斑烂，这就是煤层自燃形成特有的地貌景观。由于煤层燃烧使岩石结构、构造、矿物成分、物理性质、化学组成等发生了变化，这种特殊的地质作用形成的岩石称之为烧变岩。1烧变岩的分布规律1.1烧变岩的分布范围柠条塔井田延安组地层含煤11层，其中可采煤层为1-2上、1-2、2-2、2-2下、3-1、4-2、4-3、5-2上、5-2等9层，在井田中部的考考乌素沟及其支沟自燃煤层为1-2、2-2、3-1（表1），这些煤层自燃叠加形成井田范围内独特的烧变岩区。叠加区幅射宽度800~3000m，烧变岩区约占全井田面积的6

4、.8%（图1）。1-2煤层自燃区分布在考考乌素沟与好赖沟相交的三角地带和超害梁一带，宽300~800m，最宽处达1km，与2-2煤烧变岩重叠，自燃区面积2.9km2。2-2煤层由于地形地貌及其它因素影响，自燃边界走向曲折，自燃区宽度各异，以500~2500m宽度绵延于井田的东部和中部，自燃区面积约9.3km2。3-1煤层由于受古冲沟的影响，上覆基岩较薄，裂隙发育通风流畅，形成2-2煤与3-1煤连烧，形成孤立的自燃区。其余自燃边界大致与2-2煤层自燃边界重合或大致平行，自燃区面积约3.6km2。表1可采煤

5、层特征一览表煤层编号层位厚度（m）最小值－最大值平均值标准差变异系数间距（m）最小值－最大值平均值可采概率稳定类型可采性1-2第五段中部0～2.341.141.050.458.14～44.030.24较稳定局部可采2-2第四段顶部0.70～9.466.111.430.2428.400.80～15.331.00稳定全区可采3-1第三段顶部1.82-3.242.850.120.0427.521.00稳定全区可采5图1烧变岩分布示意图从纵向上看，烧变岩厚度不等，差异也很大，这与燃煤的厚度、层数、地形地貌以及自

6、燃状况诸因素有关。从钻孔所揭示的厚度看，最小的仅6.24m，最大达84.66m，一般厚度在30~40m之间。烧变岩的最大垂深为123m，最低底板标高为1112m。1.2烧变岩的分布规律烧变岩的展布范围及规模受侵蚀基准面、煤层厚度和沟谷发育程度的制约。分布于井田中部及东部，大致与考考乌素沟平行展布。煤层自燃区一般在侵蚀基准面以上，因为基准面以上，煤层裂隙发育，煤层干燥易于自燃，易形成烧变岩。反之，煤层裂隙不通畅，煤层潮湿，不易自燃，难以形成烧变岩。煤层愈丰厚，烧变岩的分布愈宽广，考考乌素沟以南2-2煤层厚

7、度一般6~7m，自燃区宽度达2500m，因为下部煤层燃烧，促进上部煤层着火，所以烧变岩在剖面上呈阶梯状重迭，平面上彼此相连。沟谷愈发育，烧变岩分布愈广，考考乌素沟及其支沟两岸，沟谷纵横交错，煤层自燃边界线溯沟谷上游消失。2.烧变岩的地质特征2.1煤层自燃特征煤层自燃对煤层破坏十分严重，破坏了煤层的完整性和连续性。煤层受热程度不同，其自燃程度各有差异，依据煤层自燃的程度分为自燃煤、自燃残留煤和烘烤煤三种类型。偶而在自燃残留煤柱底部有与正常煤相差无几的烘烤煤。一般只有其中的一种或二种情况，三种共有的情况少见

8、。自燃煤：煤层燃烧时气流畅通，煤层完全燃烧的产物，实质上是煤灰，表现为一种浅灰、灰白、褐色的松散物、具滑感，厚几公分至十几公分不等。其上为裂隙十分发育的烧变岩，底板略有烘烤，裂隙不发育，煤灰乳白色者质地疏松，轻压即碎，具滑感，属CaO含量高的灰分，铁质及SiO2含量高时呈浅灰白色、浅红色或铁锈色。图2自燃边界残留煤形态示意图自燃残留煤：多数发生在厚～特厚煤层，分布于紧邻自燃边界靠自燃区一侧，在煤层自燃时，由于种种原因中途熄灭，形成燃而未尽的