德国第三纪煤田,又称下莱茵褐煤区,位于德国西部北莱茵-威斯特法伦州西南部的科隆与亚琛之间,邻近荷兰,主要沿莱茵河的西岸分布。布。煤田面积约2500km,足德国仅次于鲁尔煤田的第二大煤炭基地,也是当前世界上最大的褐煤一电力产区之一。
1.地质
莱茵煤田为一大型的山间地堑,形成于晚白垩世,在更新世以前接受沉积。按地质构造特征,该煤田分为东、西两部分,西部在第三纪时沉降较深,而东部沉降较小。在各个时期,基底产生一连串的负向运动,并分裂成沉降深度不等的多个走向北西一南东的地块。与总走向横交的断层很少发育。岩层呈近水平产出,倾向北东,倾角一般3度~7度,最大22’。第三纪含煤岩系的赋存特征还受下伏喀斯特化石炭系的地形制约。含煤岩系中的局部褶皱与冰川活动有关。在矿区还广泛发育“假构造”现象,即因上覆岩层不均衡负荷使煤层被挤出,局部形成高10m、宽40/u60m的刺穿褶皱。
莱茵煤田最老的地层为泥盆系和埋藏深度达1300/u1450m的上石炭统(含少量肥煤薄层),其上不整合覆盖晚白垩世钙质砂岩。在新生代地层中发育最好的是渐新统和中新统。渐新统厚度达540m,由海相沉积组成。下中新统为褐煤层系(厚150m),含有厚煤层,它们夹在石英砂层和粘土层之间。中中新统为厚度大于300m的砂和砂质粘土层,含有两层厚度不大的褐煤层。上中新统缺失。上覆地层厚度10~450m不等。
2.含煤性
莱茵煤田具有工业价值的煤层主要分布在下中新统。始新世含煤地层的分布只局限于该煤田南部和东部边缘地带且煤层很薄。中新统以煤田中部科隆的维莱矿区一带含煤性最好,褐煤层厚度达15~100m,平均厚50m,主要可采煤层最厚达lOOm。而在煤田南部其厚度减小,以至尖灭;在煤田北部和西北部它分岔为三层并逐渐尖灭。煤层由亮煤和暗煤交替组成。有五个煤层埋藏深度为200~300m,适于露天开采。
3.煤质
莱茵煤田煤炭质量欠佳,水分50%~60%(深度每增加工00m,原煤水分减少3%左右),灰分低(2%~8%),焦油产率为10%~18%,低位发热量为7.53~10.46MJ/kg。煤中含有铀、锗、锶等稀有分散元素,并以在含碳层和沥青层中的含量最高。
4.资源
莱茵煤田蕴藏的煤全为褐煤,其资源量为55Gt,其中,证实储量约为40Gt,经济可采储量35Gt。
5.开采地质条件
莱茵煤田露天开采的剥离物为松散的砂、砂质粘土和砾石,饱含地下水,必须疏干,水煤比为8.3:1。煤层中含不规则的硬岩夹层,难于挖掘,需特殊处理。煤储量中,有2。5Gt煤的剥采比小于10,10Gt大于10,其余大于15。
6. 发展概况
莱茵煤田发现于16世纪,19世纪中开始开发,1930年产量即达46Mt,1985年达120Mt,1991~1992年度产量为105.9Mt。近年矿区年产量为100~120Mt,全为露天开采。现为德国生产集中化程度最高、生产效率最高的露天矿区,剥采比为0.8~3.3。矿区所生产的褐煤,85%用于当地矿区电站发电(莱茵矿区是世界上最大的褐煤发电中心之一);15%用于精加工成煤砖、煤粉、煤焦和硫化床层煤等固体燃料。莱茵矿区还是与褐煤加工有关的大型化学工业中心。