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科学网抚顺煤矿见到的五个令人惊喜的地质现象

文章出处:angel人气:发表时间:2019-05-13 14:42【

抚顺煤矿见到的五个令人惊喜的地质现象

岳中琦

201951日(劳动节)上午,东北大学土木工程和采矿工程两位教授朋友,从东北大学开车带我来到抚顺市,考察了著名的抚顺煤矿(下图)。

抚顺煤位于沈阳市东部50公里的抚顺市区,北临浑河,南为山岭,东为大火房水库。这里是清朝起源之地。煤田地层走向东西、长度有18公里,倾向正北、倾角大约30度,南北宽平均2公里。抚顺煤田于1901年开始开采至今。在三个井下开采同时,大力发展露天开采是抚顺煤田工艺的一大特色。因此,西露天矿开挖至今就形成了这个下图所示的面积大约10平方公里和体积大约2立方公里的长条形大坑。

由于这个开挖大坑的北部就是抚顺市区,深坑北面边坡的稳定和变形就极其重要了。在过去20年时间内,我在多次会议和讨论时候,总听到相关专家们在研究和讨论这大坑的边坡稳定和变形监测、治理和加固等议题。特别地,200312810日在香港大学举办的国际边坡工程学术会议上,与合作研究人员一道发表了一篇北部边坡稳定性监测与分析的论文。这也是我这次利用来东北大学访问和交流的机会,来参观和考察这个煤田开采大坑考察的起源。

我万万没有想到,这次考察抚顺露天开采煤矿大坑的边坡变形与稳定性,却给我带来和看到了令我惊喜的五个地质现象。惊喜内容具体如下:

第一个令我惊喜的地质现象是抚顺煤层下部的火山凝灰岩和玄武岩

我们一到达上面照片的大坑内部,东北大学教授就告诉我,抚顺煤矿开挖的煤层是覆盖在火山凝灰岩之上的。凝灰岩下部是火山玄武岩。这真是让我惊喜。这单一厚层优质煤层就覆盖在火山岩之上,这煤又与火山相关联了!这是我期盼已久的地质现象啊!

第二个令我惊喜的地质现象是抚顺煤田的单一特厚煤层

我没有想到,抚顺煤田属于单一特厚煤层,平均厚度达55米,最厚的煤层有百米厚,为全世界罕见。这单一煤层长度有18公里,东西方向延伸,层面以30度角度向北倾斜,从地表到底端深达900米。煤种为气煤和长焰煤,具有热值高、挥发分高、硫份低等特点。煤炭主要化学元素组成是碳、氢、氧、氮、硫和磷等,碳、氢、氧三者总和约占有机质的95%以上。煤的组分有水分平均值6%、灰分平均值20%、挥发分平均值38%,固定碳平均值36%。煤炭总储藏量是14.5亿吨,其中瓦斯(甲烷)现有储藏量为75亿立方米。

第三个令我惊喜的地质现象是特厚煤层上部的单一厚层油母页岩

更是没有想到的是,这厚层煤层上部覆盖了单一厚层油母页岩。抚顺油母页岩含油率11.3%、灰分17.08%、挥发分36.38%、固定碳46.44%、和硫含量0.6%。基质低位发热量24419 焦耳每克(J/g)。油母页岩储藏量是35.2亿吨。在这单一厚层油母页岩上部是厚层的绿色页岩。

第四个令我惊喜的地质现象是这些地层均被的变质片麻岩所包围