彬长矿区4号煤层主要以低硫、低中灰、中高挥发分、特高热值不黏煤为主,局部含有弱黏煤。依据煤炭资源潜力评价提出的6级划分方案,将其原煤洁净等级初步划分为Ⅲ级,属较好洁净煤;浮煤洁净等级为Ⅱ级,属好洁净煤。整个矿区4号煤层原煤洁净等级以Ⅲ级较好洁净煤为主,分布面积占比达73.03%,仅在西部和中东部出现小范围Ⅳ级中等洁净煤分布区,占比26.97%。
彬长矿区4号煤层煤质特征与洁净等级
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研究结果表明:
鄂尔多斯盆地东南缘二叠系山西组 2 号煤层破裂压力梯度、闭合压力梯度和煤储层压力梯度的平均值分别为 1.96 MPa/100 m、1.69 MPa/100 m 和 0.71 MPa/100 m。
煤储层最大水平主应力、最小水平主应力和垂直主应力以及储层压力均随煤层埋藏深度增大呈线性规律增高。
在埋深小于 1000 m 的煤储层,地应力状态主要表现为 σv > σhmax > σhmin,最小水平主应力小于 16 MPa,现今地应力处于拉伸应力状态,煤储层有效应力系数 K0 为 0.48,低于油气盆地页岩层中的有效应力系数(K0 = 0.80)。
在埋深大于 1000 m 的煤储层,地应力状态转化为 σhmax ≥ σv ≥ σhmin,最小水平主应力大于 16 MPa,现今地应力转化为挤压应力状态。
鄂尔多斯盆地东南缘现今地应力受华北区域构造应力场控制,最大水平主应力方向主要以 NEE-SWW 方向为特征。
与沁水盆地南部相比,鄂尔多斯盆地东南缘煤储层压力偏低,在相同深度条件下,其煤储层压力要比沁水盆地南部偏低 0.73~0.93 MPa。
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