淺論彬長(zhǎng)礦區(qū)煤層對(duì)比

南武校 葛勝偉 殷吉

【摘 要】彬長(zhǎng)礦區(qū)屬國(guó)家發(fā)改委正式批準(zhǔn)建設(shè)的13個(gè)大型煤炭基地之一。彬長(zhǎng)礦區(qū)煤層編號(hào)在各勘查階段是不同的，煤層編號(hào)的不一致，可能對(duì)煤礦開采帶來一定影響，針對(duì)這一問題進(jìn)行探討，希望在煤礦生產(chǎn)中，能夠引起一定的注意。

【關(guān)鍵詞】煤層對(duì)比；對(duì)比依據(jù)；延安組；彬長(zhǎng)礦區(qū)

引言

彬長(zhǎng)礦區(qū)屬國(guó)家發(fā)改委正式批準(zhǔn)建設(shè)的13個(gè)大型煤炭基地之一，行政區(qū)劃隸屬陜西省咸陽(yáng)市彬縣、長(zhǎng)武管轄。現(xiàn)礦區(qū)建設(shè)已初具規(guī)模，整個(gè)礦區(qū)建成后，其規(guī)模為年產(chǎn)原煤4000萬(wàn)噸，同時(shí)具備煤化工、火電廠及矸石電廠等大型配套建設(shè)。在煤礦生產(chǎn)中煤層對(duì)比的可靠性對(duì)煤層開采具有重要的指導(dǎo)意義，鑒于在彬長(zhǎng)地區(qū)煤炭勘探階段對(duì)煤層編號(hào)不統(tǒng)一性，難免導(dǎo)致不同認(rèn)識(shí)。因此，在煤層發(fā)育齊全地段，生產(chǎn)煤礦或在建礦井在使用地質(zhì)報(bào)告過程中對(duì)可能產(chǎn)生一定的影響。

1.彬長(zhǎng)礦區(qū)含煤地層特征

本區(qū)含煤地層為中侏羅統(tǒng)延安組（J2y），礦區(qū)內(nèi)無出露，鉆探揭露厚度0～139.30m，平均厚度60～80m，巖性以河沼相砂巖、粉砂巖、泥巖互層為主，含煤8層，底部8煤為主要可采煤層，下部與下侏羅統(tǒng)富縣組（J1f）假整合接觸。依據(jù)煤層賦存規(guī)律、巖相及旋迴變化，把延安組分為三段（見圖1延安組巖性巖相綜合柱狀圖）。

1.1 延安組第一段（J2y1）

底部為褐灰色鋁質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖與細(xì)砂巖，呈塊狀，含植物根化石；中部賦存了礦區(qū)主采煤層，上部為深水相灰色～深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖夾淺灰色粉細(xì)砂巖與薄層炭質(zhì)泥巖，具水平層理，含豐富的植物葉部化石。

1.2 延安組第二段（J2y2）

下部為灰色、灰白色、灰黑色厚層狀含礫粗砂巖，鈣泥質(zhì)膠結(jié)，分選差，塊狀，局部夾煤層；中部為富含植物化石的灰黑色砂質(zhì)泥巖、灰色細(xì)砂巖及煤層；上部為灰色粉細(xì)砂巖，夾鏡煤條帶及薄煤層，該段中上部富含黃鐵礦結(jié)核，含局部可采煤層4層。

延安組第二段為多級(jí)旋迴沉積，巖相古地理環(huán)境以河沼相為主，河床、河漫相及沼澤相交替出現(xiàn)。

1.3 延安組第三段（J2y3）

巖性為灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖、粉砂巖夾炭質(zhì)泥巖及薄煤，底部為一層較厚的灰白色粗砂巖。中上部含煤3層，局部可采。

本段地層礦區(qū)西區(qū)由于基底抬高，遭到后期剝蝕而缺失，礦區(qū)東區(qū)沉降幅度加大，沉積較厚，保存完整，為一多級(jí)旋迴段，厚0～69.30m。巖相以河沼相為主的多級(jí)旋迴段。煤層形成于河漫泥炭沼澤，雖然泥炭沼澤時(shí)間短，但縱、橫向變化較小，后期由于覆水較深，古環(huán)境以氧化環(huán)境為主，延安組成煤環(huán)境消失。

2.煤層對(duì)比

2.1 煤層沉積相分析

在礦區(qū)詳查階段，經(jīng)過區(qū)域及礦區(qū)地質(zhì)資料分析，認(rèn)為彬長(zhǎng)礦區(qū)延安組含煤8層。

其中：8號(hào)煤層位于延安組第一段，礦區(qū)中心大佛寺煤礦、小莊煤礦、孟村煤礦、亭南煤礦一帶為一單旋迴的泥炭沼澤相，煤層頂板為泥巖、炭質(zhì)泥巖，偽底為炭質(zhì)泥巖、鋁質(zhì)泥巖，直接底為富縣組粉砂巖、紫雜色泥巖及角礫巖；礦區(qū)外圍古河道附近為河床—河漫相沉積，煤層出現(xiàn)分叉；在古河道部位以河床相沉積為主，煤層尖滅。（見圖2延安組第一段8煤層沉積變化示意圖）。

6、7號(hào)煤層位于第二段中下部，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在大佛寺煤礦內(nèi)較發(fā)育，煤層頂板為砂巖，底板為泥質(zhì)粉砂巖、砂巖，為河漫泥沼相沉積，賦存面積小，為不可采煤層。

5號(hào)煤層位于第二段中上部，在大佛寺煤礦一帶發(fā)育，形成一定的可采面積，為一河濱-河漫沼澤相沉積，頂板以泥巖為主，底板以泥巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，具分叉現(xiàn)象，一般分叉為3個(gè)煤分層，在河道附近分叉較多（見圖3延安組第二段5煤層結(jié)構(gòu)變化示意圖）。

4煤為發(fā)育在延安組第二段上部的不可采煤層。

1、2、3煤發(fā)育在延安組第三段，該段礦區(qū)內(nèi)僅在文家坡煤礦一帶保存較完整，發(fā)育具有可采性的1、2、3煤，為河漫灘相-河濱相多級(jí)旋迴沉積，局部地段煤層具分叉合并現(xiàn)象。

然而，在進(jìn)行井田勘探階段，為了和黃隴侏羅紀(jì)煤田東段煤層編號(hào)取得一致，井田勘探把礦區(qū)含煤8層修改為含煤4層，其中，1、2、3煤各階段均認(rèn)為賦存于延安組第三段。大佛寺井田勘探報(bào)告將煤系地層延安組分為兩段，含煤4層，原4、5、6、7、8煤均賦存與延安組第一段，原5煤為8煤的分叉煤層，原4、6、7煤未編號(hào)；小莊、文家坡井田勘探報(bào)告將煤系地層延安組分為三段，含煤4層，其中4上賦存與延安組第二段。（見表1彬長(zhǎng)礦區(qū)煤層編號(hào)沿革表）。

2.2 礦區(qū)煤層對(duì)比

2.2.1 煤層對(duì)比的依據(jù)

礦區(qū)內(nèi)延安組為廣闊的內(nèi)陸盆地含煤建造，其沉降速度較為均衡，故，含煤地層具有韻律性，旋迴結(jié)構(gòu)變化明顯，煤層及圍巖巖相與旋迴結(jié)構(gòu)有著內(nèi)在聯(lián)系；8煤頂板的泥巖沉積及老頂?shù)拇至Ｉ皫r是劃分延安組第一段與第二段的明顯標(biāo)志；延安組第一段是在富縣組填平補(bǔ)齊的基礎(chǔ)上沉積的，在早期，地殼因長(zhǎng)期夷平，在低洼地帶形成廣闊的沼澤，為8煤沉積提供了良好的聚煤條件，在第一段沉積后期，由于盆地下降速度加快，沼澤進(jìn)一步湖泊化，8煤的聚煤作用結(jié)束。因此，礦區(qū)煤層對(duì)比以相旋迴為基礎(chǔ)，采用標(biāo)志層、煤層本身特征、煤層組合特征、煤質(zhì)特征及物性特征相結(jié)合進(jìn)行綜合對(duì)比。

2.2.2對(duì)比方法

a.相旋迴對(duì)比：各含煤段下部沖積相發(fā)育，巖性與沉積構(gòu)造具有特殊標(biāo)志，易于識(shí)別，是煤層對(duì)比的基礎(chǔ)。第一段為單階性中級(jí)旋迴，8煤位于該旋迴中部，易區(qū)別；第二段、第三段為多階性中級(jí)旋迴，包括多個(gè)次級(jí)小旋迴，煤層均位于各次級(jí)小旋迴的中上部。因此，運(yùn)用相旋迴進(jìn)行煤層對(duì)比，可以較為清楚的確定各煤層的層位。

b.標(biāo)志層特征：8煤層底板含鮞狀結(jié)構(gòu)的鋁土質(zhì)泥巖與鋁土質(zhì)粉、細(xì)砂巖，顏色呈煙灰色，以此可以作為8煤對(duì)比的標(biāo)志層；延安組第二段底部砂巖（即“七里鎮(zhèn)砂巖”，是黃隴煤田的主要標(biāo)志層）在礦區(qū)普遍分布，7煤夾于其中，此層是劃分延安組第一段與第二段的重要標(biāo)志。

c.煤層、煤層組合特征：8煤本身厚度大，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，礦區(qū)內(nèi)大部地段沉積，與其他煤層對(duì)比，差異性明顯。1、3、5煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，2、4、6、7煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，依據(jù)煤層厚度和結(jié)構(gòu)特征對(duì)比，效果顯著；煤層組合特征為：延安組第三段中1、2、3煤層間距平均11米，成等間距排列；第二段中4、5、6煤層間距較小，橫向可以合并或者分開；7、8煤層間距雖小，但其間巖性為中砂巖～粗砂巖、含礫粗砂巖，標(biāo)志著沉積相的變化，因而分屬兩個(gè)煤組，即7煤層屬于延安組第二段而8煤屬于第一段。

d.煤質(zhì)特征對(duì)比：礦區(qū)三個(gè)含煤段中煤層含硫量有顯著的區(qū)別。第三段煤層平均含硫高：1煤平均3.29%，為富硫煤；2煤平均2.10%，3煤平均2.39%，為中硫煤。第二段煤層平均含硫較高：4煤平均1.62%，5煤平均1.87%，為中硫煤；6煤平均1.28%，7煤平均1.21%，為低硫煤；第一段8煤層一般含硫量低，平均0.27%，為特低硫煤。

e.物性特征：礦區(qū)內(nèi)煤層地球物理特征明顯，其電阻率電位曲線為高阻；伽瑪伽瑪曲線為高幅值低密度；自然電位曲線為負(fù)異常；自然伽瑪曲線為低幅值。由于煤層結(jié)構(gòu)及厚度的不同，其曲線形態(tài)具有明顯的差異：8煤層由于厚度大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，曲線組合形態(tài)呈現(xiàn)“三高一低”的“箱”狀；1、3、5煤層由于厚度較小，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，曲線組合形態(tài)呈現(xiàn)“三高一低”的“劍、山、峰”狀；2、4、6、7煤層由于厚度小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，夾矸薄，曲線組合形態(tài)呈現(xiàn)“三高一低”的“劍”狀。

2.2.3對(duì)比結(jié)果

a.對(duì)比步驟：依據(jù)煤層沉積及賦存規(guī)律，將礦區(qū)劃分為三分區(qū)，即現(xiàn)文家坡井田為東區(qū)；大佛寺井田一帶為南區(qū)；其余地段為北區(qū)。各區(qū)特點(diǎn)是：東區(qū)含煤地層厚，平均厚度100米，含煤段全，第三段發(fā)育；南區(qū)含煤地層厚度平均75米，第一段、第二段含煤段發(fā)育；北區(qū)平均厚度60米，普遍缺失延安組第三段，第一含煤段發(fā)育。故，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行全區(qū)的煤層對(duì)比，有助于提高礦區(qū)煤層對(duì)比的可靠性。

在各分區(qū)，選擇能夠反映分區(qū)煤層賦存規(guī)律的標(biāo)準(zhǔn)鉆孔及其各鉆孔所處的構(gòu)造位置，遵循由點(diǎn)到線、由線到區(qū)及先對(duì)比含煤段、后對(duì)比煤層的對(duì)比程序，首先做到各分區(qū)范圍內(nèi)對(duì)比準(zhǔn)確。各分區(qū)之間又做的聯(lián)系緊密，進(jìn)而取得全礦區(qū)的對(duì)比統(tǒng)一。

b.煤層對(duì)比的可靠程度：通過以上對(duì)比方法和對(duì)比步驟，第一段8煤賦存廣，標(biāo)志層明顯，依據(jù)充分，對(duì)比可靠；第二含煤段、第三含煤段對(duì)比可靠，煤層分區(qū)對(duì)比依據(jù)較充分，對(duì)比基本可靠（見圖4彬長(zhǎng)礦區(qū)煤層對(duì)比簡(jiǎn)要圖）

2.3井田煤層對(duì)比

大佛寺煤礦勘探時(shí)，認(rèn)為5、8煤合并。故，在以后的各井田勘探中，均將原礦區(qū)詳查中的8煤重新編號(hào)為現(xiàn)在的4煤，5煤為現(xiàn)在的4上煤，而在有4、6、7煤層的地段均未編號(hào)。

2.3.1 大佛寺煤礦煤層對(duì)比

大佛寺煤礦勘探時(shí)，認(rèn)為5、8煤合并，曲線組合形態(tài)呈現(xiàn)“三高一低”的“劍、山”狀并將其所在的含煤段合并為下段。由于大佛寺煤礦位于彬長(zhǎng)礦區(qū)南部，上含煤段遭受剝蝕，僅局部地段含3煤，將4、5、6、7、8煤歸屬下含煤段，4-上為原5煤，4、6、7煤未編號(hào)，4煤為原8煤（見圖5大佛寺煤礦4、4上煤層合并分岔關(guān)系對(duì)比示意圖）。但至今尚未發(fā)現(xiàn)5、8煤具體的合并區(qū)域。

4煤層位于延安組底部，含煤面積與可采面積大。煤層厚度0～19.73m，平均11.65m；煤層采用厚度0.36～18.86m，平均10.61m，屬特厚煤層，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

4煤層物性特征明顯，曲線組合形態(tài)呈現(xiàn)“三高一低”的“箱”狀。由于4煤層層位穩(wěn)定，底板為灰褐色含鮞粒狀結(jié)構(gòu)鋁土質(zhì)泥巖，為一重要的對(duì)比標(biāo)志層。

4上煤組位于延安組下段中部，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分岔為4上-1、4上-2煤組成4上煤組，老頂及老底為砂巖，為河漫沼澤相沉積；4上煤層物性特征較明顯，曲線組合形態(tài)呈現(xiàn)“三高一低”的“劍、峰”狀。

大佛寺煤礦4煤對(duì)比可靠，4上煤對(duì)比基本可靠。

2.3.2 文家坡煤礦煤層對(duì)比

首先根據(jù)巖性及巖相及聚煤周期性將延安組劃分為三段，每段含一個(gè)或幾個(gè)煤組，然后把同一段內(nèi)的煤層再進(jìn)行對(duì)比，縮小了對(duì)比范圍，把不同的煤組先對(duì)比清楚。

4號(hào)煤層底板以下的鋁質(zhì)泥巖，層位穩(wěn)定，全井田發(fā)育，巖性為褐灰色、白灰色含植物根系化石的鋁質(zhì)泥巖，局部地段含有粉砂。該層是煤層開始沉積的標(biāo)志；4號(hào)煤層本身，它在全區(qū)發(fā)育，特點(diǎn)是厚度大，層位穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，與鋁質(zhì)泥巖間距近。通過找這兩個(gè)標(biāo)志組合，能準(zhǔn)確的把4號(hào)煤層對(duì)比清楚

延安組第三段的1、2、3煤對(duì)比依據(jù)同礦區(qū)1、2、3煤對(duì)比依據(jù)及方法相同。故，主采煤層（4煤）及局部可采煤層（1、2、3、4-1煤）對(duì)比可靠，其余煤層對(duì)比基本可靠。

2.3.3 其他煤礦（井田）煤層對(duì)比

由于在這些煤礦（井田）4煤層為唯一可采煤層，故對(duì)比方法及依據(jù)有礦區(qū)煤層對(duì)比方法和依據(jù)相同，基本運(yùn)用煤層本身特征、標(biāo)志層、巖相及物性對(duì)比。

綜合運(yùn)用上述方法進(jìn)行煤層對(duì)比后，其他井田（煤礦）內(nèi)唯一可采煤層（4煤層）對(duì)比可靠。

3. 結(jié)論及建議

彬長(zhǎng)礦區(qū)煤層對(duì)比的主要分歧在于原5煤是否為8煤的分叉煤層。通過上述論證，可以認(rèn)為：5煤（4上煤）不是8煤（4煤）的分叉煤層。

其原因在于，礦區(qū)煤系地層采用3段劃分，5煤（4上煤）賦存于第二段，而8煤（4煤）賦存于第一段；如第一段、第二段合并，那么，4、6、7煤均無法編號(hào)；至今大佛寺煤礦已可采3年余，未發(fā)現(xiàn)原5煤與8煤合并的跡象或者合并點(diǎn)。

因此，建議煤礦在引用報(bào)告過程中，堅(jiān)持原5煤（4上煤）為獨(dú)立煤層，其本身具有分叉合并現(xiàn)象；大佛寺煤礦采掘在4煤（原8煤）與4上煤（原5煤）合并線附近加強(qiáng)觀測(cè)煤層間距變化，防止導(dǎo)致無用的掘進(jìn)工程量。

作者簡(jiǎn)介：

南武校，男，1990年畢業(yè)于陜西省煤炭工業(yè)學(xué)校地質(zhì)勘探專業(yè)，從事煤田地質(zhì)勘探工作，地質(zhì)工程師。