貴州遵義學(xué)孔煤炭普查區(qū)煤層對比方法及特征分析

王 林

（貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局一〇六地質(zhì)大隊，貴州 遵義 563500）

學(xué)孔煤炭位于貴州省仁懷市北東部的仁懷、桐梓、遵義三縣市交界處，行政區(qū)劃屬仁懷市學(xué)孔鄉(xiāng)、高大坪鎮(zhèn)和遵義縣山盆鎮(zhèn)，地理坐標(biāo)：東經(jīng)106°31′30″～106°34′00″，北緯27°58′45″～28°01′15″。礦界南起仁懷市學(xué)孔鄉(xiāng)河壩、北至桐梓河南岸，南北長約4.5km、東西寬約4km，面積12.59km2，有公路相通，距仁懷市區(qū)52km、遵義市區(qū)87km，交通較為方便。本文結(jié)合工程實踐，通過手機勘探區(qū)內(nèi)和周邊的勘察成果，借助遺忘勘探區(qū)煤層對比經(jīng)驗和成果，采用標(biāo)志層對比法、煤層頂?shù)装鍘r性對比法、煤巖特征對比法和測井曲線特征對比等方法對學(xué)孔煤炭煤層特征進行分析研究。

1 可采煤層

1.1 可采煤層穩(wěn)定性定量評價

龍?zhí)督M含煤巖系由頁巖、粘土巖、粉砂巖夾炭質(zhì)粘土巖及煤層組成，總厚度72.91～82.09m，含煤12層，由上至下依次為C1、C2……C12煤層，總厚度5.63～14.55m，含煤系數(shù)為7.15～17.73%。含可采煤層6層，分別為C2、C3、C4、C6、C9、C12煤層，可采煤層總厚5.72m～13.05m。本區(qū)可采煤層厚度變化系數(shù)計算如表1。

表1 學(xué)孔煤炭可采煤層厚度變化系數(shù)表

由表1得出，本區(qū)可采煤層厚度變化系數(shù)為：C2煤層為41.75%、C3煤層124.43%、C4煤層為7.81%、C6煤層189.02%、C9煤層42.90%、C12煤層50.54%。參照煤層穩(wěn)定性評價標(biāo)準(zhǔn)，普查區(qū)C4屬穩(wěn)定的中厚煤層，C2、C9、C12煤層屬較穩(wěn)定的中厚煤層，C3、C6煤層屬不穩(wěn)定的較厚煤層。

1.2 可采煤層特征及其穩(wěn)定性評述

C2煤層：位于含煤巖系龍?zhí)督M上部，上距上覆地層長興組底界6.70～20.93m下距C3煤層3.13～6.18m，厚0.74～1.36m。煤層較穩(wěn)定，僅局部可采，可采范圍僅限于普查區(qū)南西側(cè)ZK802一帶；C3煤層：位于含煤巖系龍?zhí)督M中上部，上距C2煤層3.13～6.18m下距C4煤層0.34～7.91m，厚1.03～3.09m。為半亮型塊煤夾粉煤，玻璃光澤，層狀構(gòu)造，線理—細(xì)條帶結(jié)構(gòu)，節(jié)理裂隙發(fā)育，質(zhì)松軟，具參差狀斷口。ZK202和TC2夾一層厚分別為0.47m、0.56m的灰黑、深灰色薄層至中厚層狀含炭質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖，直接頂板為黑色薄層狀炭質(zhì)泥巖夾泥質(zhì)粉砂巖，直接底板為黑色薄層狀炭質(zhì)泥巖夾粉砂質(zhì)泥巖。煤層較穩(wěn)定，全區(qū)可采；C6煤層：位于含煤巖系龍?zhí)督M中上部，上距C3煤層0.34～7.91m下距C6煤層8.59～28.17m，厚0.77～0.86m。煤層結(jié)構(gòu)簡單，直接頂板為炭質(zhì)泥巖，直接底板為薄層狀含炭泥質(zhì)粉砂巖夾粘土巖。煤層較穩(wěn)定，僅局部可采，可采范圍僅限于普查區(qū)中部ZK804一帶。學(xué)孔煤炭C3和C6煤層厚度等值線圖如圖1所示。

圖1 學(xué)孔煤炭C3和C6煤層厚度等值線圖

C9煤層：位于含煤巖系龍?zhí)督M下部，上距C6煤層5.40～35.36m下距C12煤層8.06～22.07m，厚0.72～1.22m。為半亮型塊煤，玻璃光澤，層狀構(gòu)造，碎片狀、細(xì)條帶狀結(jié)構(gòu)，具參差狀斷口，煤層結(jié)構(gòu)簡單。直接頂板為薄層狀炭質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖，直接底板為炭質(zhì)泥巖。煤層較穩(wěn)定，大部可采；C12煤層：位于含煤巖系龍?zhí)督M近底部，上距C9煤層8.06～22.07m下距下伏地層茅口組頂界1.68～3.90m，厚1.32～2.52m。為半暗－半亮型塊煤夾粉煤，油脂光澤，層狀構(gòu)造，碎屑狀局部細(xì)條帶狀結(jié)構(gòu)，較堅硬，節(jié)理較發(fā)育，具參差狀及貝殼狀斷口，結(jié)構(gòu)較為簡單。直接頂板為灰黑色薄層狀炭質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖，直接底板為灰色薄層至中厚層狀鋁土質(zhì)粘土巖。煤層較穩(wěn)定，大部可采。學(xué)孔煤炭C9煤層和C12煤層厚度等值線圖如圖2所示。

2 煤層對比方法

二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M為一套陸相為主的海陸交互相沉積，本次煤層的對比采用的方法有“標(biāo)志層對比法”、“煤層頂?shù)装鍘r性對比法”、“煤巖特征對比法”，“測井曲線特征對比”等。

圖2 學(xué)孔煤炭C9煤層和C12煤層厚度等值線圖

2.1 巖性標(biāo)志層對比

標(biāo)志層B1：即C1煤層上部的灰?guī)r。該層NR曲線為三個連續(xù)的高幅值異常，呈突峰狀形態(tài)反映；GG曲線為低幅值異常，呈小波紋狀形態(tài)反映；GR曲線常為低幅值異常。標(biāo)志層曲線形態(tài)特征明顯、且穩(wěn)定可靠；標(biāo)志層B2：該標(biāo)志層為含煤地層中部C5和C6煤層間的細(xì)砂巖、（泥質(zhì)）粉砂巖，到C5的距離在10.50～14.50m之間，到C6的距離在4.68～5.50m之間。B3標(biāo)志層NR曲線相對于圍巖常為高幅值異常；GG曲線常為低平幅值異常；GR曲線常為低幅值異常；其明顯特征是NR的凸起駝峰形態(tài)，GG曲線和GR曲線有相應(yīng)的低幅值異常。在各鉆孔中較為穩(wěn)定。該標(biāo)志層曲線形態(tài)特征明顯、且穩(wěn)定可靠；標(biāo)志層B3：該標(biāo)志層為含煤地層中下部C7與C8煤層之間的灰?guī)r，厚1～2m，上距C7煤層約4.5m、下距C8煤層7.20～8.80m。B4標(biāo)志層NR曲線相對于圍巖常為高幅值異常，有個駝峰凸起；GG曲線和GR曲線有相應(yīng)的低幅值異常。該標(biāo)志層在各鉆孔中均有見及，穩(wěn)定可靠；標(biāo)志層B4：該標(biāo)志層位于含煤巖系與下伏茅口組灰?guī)r之間，為C12煤層直接底板之鋁土質(zhì)粘土巖，厚1.99～3.30m。B5標(biāo)志層NR曲線相對于圍巖常為低幅值異常；GG曲線常為低平幅值異常；GR曲線常為高幅值異常；其明顯特征是GR曲線有較高幅值異常。該標(biāo)志層曲線形態(tài)特征明顯，全區(qū)穩(wěn)定連續(xù)，為劃分龍?zhí)督M與茅口組的重要標(biāo)志。

2.2 煤層頂?shù)装鍘r性對比

C3煤層：頂板巖性為炭質(zhì)泥巖、含炭質(zhì)泥巖；底板巖性為粉砂質(zhì)泥巖、粘土巖；C6煤層：頂板巖性為炭質(zhì)泥巖夾泥質(zhì)粉砂巖，底板巖性為薄層狀炭泥質(zhì)粉砂巖；C9煤層：頂板巖性為薄層狀炭質(zhì)泥巖和粉砂質(zhì)泥巖，底板巖性為炭質(zhì)泥巖；C12煤層：頂板巖性為炭質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖，底板巖性灰、灰黑色薄層至中厚層狀含黃鐵礦鋁土質(zhì)粘土巖。其中底板之含黃鐵礦鋁土質(zhì)粘土巖，是一很好的對比標(biāo)志層。

2.3 煤巖特征對比

C3煤層：半亮型塊煤夾粉煤，玻璃光澤，層狀構(gòu)造，線理—細(xì)條帶結(jié)構(gòu)，節(jié)理裂隙發(fā)育，質(zhì)松軟，具參差狀斷口。常夾一層厚0.47～0.56m的灰黑、深灰色含炭質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖；C6煤層：半亮型粉煤和塊煤，油脂光澤，層狀構(gòu)造，細(xì)—中條帶狀結(jié)構(gòu)，較堅硬，外生節(jié)理發(fā)育，具貝殼狀及參差狀斷口，煤層結(jié)構(gòu)簡單；C9煤層：半亮型塊煤，玻璃光澤，層狀構(gòu)造，碎片狀、細(xì)條帶狀結(jié)構(gòu)，玻璃光澤，具參差狀斷口，煤層結(jié)構(gòu)簡單；C12煤層：半暗－半亮型塊煤夾粉煤，油脂光澤，層狀構(gòu)造，碎屑狀局部細(xì)條帶狀結(jié)構(gòu)，較堅硬，節(jié)理較發(fā)育，具參差狀及貝殼狀斷口，結(jié)構(gòu)較為簡單。在煤層的底板見大量的黃鐵礦團塊。

2.4 測井曲線對比

C3煤層：結(jié)構(gòu)簡單，絕大多數(shù)為單一煤層，部分鉆孔中該煤層有一下分層。NR、GG曲線常為一組對應(yīng)的高幅值異常，相對于圍巖呈突峰狀形態(tài)反映。NR曲線的振幅具體跟煤質(zhì)的好壞有關(guān)系，煤質(zhì)越好曲線的震蕩幅度越大，若煤質(zhì)含土量較大的話，振幅就相對較?。籊G曲線在通常情況下為突峰狀，具體表現(xiàn)為頂部有凹凸?fàn)?；GR曲線在通常情況下為低幅值異常。綜合相關(guān)專業(yè)知識判定，該煤層頂板以含炭泥巖為主，底板多為泥巖、粘土巖、炭質(zhì)泥巖等。C6煤層：NR曲線的振幅具體跟煤質(zhì)有關(guān)系，煤質(zhì)越好曲線的震蕩幅度越大，若煤質(zhì)含土量較大的話，振幅就相對較?。籊G曲線在通常情況下為突峰狀，頂部有鋸齒狀波紋，并伴有分岔形象；GR曲線在通常情況下為低幅值異常。綜合相關(guān)專業(yè)知識判定，該煤層頂?shù)装宄樘抠|(zhì)泥巖或含炭泥巖，煤層物性曲線形態(tài)特征明顯，曲線界面清楚。學(xué)孔煤炭C3和C6煤層物性曲線如圖3所示。

圖3 學(xué)孔煤炭C3和C6煤層物性曲線

C9煤層：NR、GG曲線常為一組對應(yīng)的中高幅值異常，相對于圍巖呈突峰狀形態(tài)反映。NR曲線的振幅具體跟煤質(zhì)有關(guān)系，煤質(zhì)越好曲線的震蕩幅度越大，若煤質(zhì)含土量較大的話，振幅就相對較小；GG曲線在通常情況下為突峰狀，頂部伴有分岔形象；GR曲線在通常情況下為低幅值異常。綜合相關(guān)專業(yè)知識判定，該煤層頂?shù)装宄楹磕鄮r、泥巖，煤層物性曲線形態(tài)特征明顯，曲線界面清楚；C12煤層：NR曲線的振幅具體跟煤質(zhì)有關(guān)系，煤質(zhì)越好曲線的震蕩幅度越大，若煤質(zhì)含土量較大的話，振幅就相對較??；GG曲線常為突峰狀，頂部伴有分岔形象；GR曲線在通常情況下為低幅值異常。綜合相關(guān)專業(yè)知識判定，該煤層頂?shù)装鍨楹S鐵礦鋁土質(zhì)粘土巖，煤層物性曲線形態(tài)特征明顯，曲線界面清楚。學(xué)孔煤炭C9和C12煤層物性曲線如圖4所示。

圖4 學(xué)孔煤炭C9和C12煤層物性曲線

3 結(jié)論

在充分分析勘察區(qū)可采煤層特征及其穩(wěn)定性，通過運用標(biāo)志層對比法、煤層頂?shù)装鍘r性對比分析法、煤巖特征相似對比法、測井曲線特征對比法等一些可靠分析方法，對學(xué)孔煤炭各分布煤層的特征進行分析研究，綜合以上多種方法的相互對比及相關(guān)方案的論證分析，使煤層對比結(jié)果更加真實、準(zhǔn)確、可靠，結(jié)論如下：

（1）C3煤層：位于含煤巖系中上部，常夾一層厚0.47～0.56m的灰黑、深灰色含炭質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖。GG曲線異常低于區(qū)內(nèi)其他可采煤層，GR曲線異常則低于區(qū)內(nèi)其他可采煤層。對比可靠。

（2）C6煤層：位于含煤巖系中部，煤層厚度變化較大，結(jié)構(gòu)簡單。GG曲線反映常為一組1～2個尖峰相對應(yīng)異常值，頂部有鋸齒狀波紋，并伴有分岔形象；GR曲線常為低幅值異常，相對于圍巖呈低凹狀形態(tài)反映。對比基本可靠。

（3）C9煤層：位于含煤巖系下部，為區(qū)內(nèi)塊狀可采煤層，結(jié)構(gòu)簡單。GG曲線常為突峰狀，頂部伴有分岔形象；GR曲線常為低幅值異常，相對圍巖呈低峰寬幅值狀態(tài)。對比較可靠。

（4）C12煤層：位于含煤巖系底部，為區(qū)內(nèi)最下一層可采煤層，下距下伏地層茅口組頂界1.68～3.90m，厚2.07～2.52m，煤層厚度變化小。NR曲線幅值視煤質(zhì)的差異而變化；GG曲線常為突峰狀，頂部多伴有分岔形象；GR曲線常為低幅值異常，相對于圍巖呈低凹狀形態(tài)反映。煤層底板含黃鐵礦鋁土質(zhì)粘土巖巖性標(biāo)志明顯，GR曲線異常反映突出，呈一高峰值狀態(tài)。

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