貴州水城大河邊煤礦煤層綜合對比分析

竇延寶，李啟來，潘 芳

（1.貴州省煤田地質(zhì)局地質(zhì)勘察研究院，貴州貴陽550008；2.成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院，四川成都610059；3.中國水電顧問集團(tuán)貴陽勘測設(shè)計研究院，貴州貴陽550081）

貴州水城大河邊煤礦煤層綜合對比分析

竇延寶1，李啟來2，潘 芳3

（1.貴州省煤田地質(zhì)局地質(zhì)勘察研究院，貴州貴陽550008；2.成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院，四川成都610059；3.中國水電顧問集團(tuán)貴陽勘測設(shè)計研究院，貴州貴陽550081）

大河邊煤礦含煤地層為龍?zhí)督M，含煤層數(shù)多，但厚度較小且變化大。根據(jù)礦區(qū)地質(zhì)資料結(jié)合測井解釋成果，采用標(biāo)志層法、層間距法、物性特征對比、煤質(zhì)煤層特征對比等方法對煤層進(jìn)行了對比分析，煤層對比可靠，為煤層資源量估算提供了可靠的依據(jù)。

含煤地層；對比方法；龍?zhí)督M

1 地質(zhì)概況

大河邊煤礦位于六盤水市鐘山區(qū)北部的大河鎮(zhèn)，面積9.0102km2。含煤地層為二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M（P3l）?？辈閰^(qū)沉積環(huán)境為陸相—海相過渡區(qū)環(huán)境沉積，地層厚度212～249m,一般厚度232.75m。巖性為灰—深灰色粉砂巖、細(xì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖及煤層等組成。含似層狀、團(tuán)塊狀菱鐵礦及黃鐵礦結(jié)核。以水平層理、緩波狀層理、透鏡狀層理為主。富產(chǎn)炭化的較完整的植物化石，有大羽羊齒、帶羊齒、櫛羊齒、鱗木等。局部產(chǎn)動物化石，以瓣鰓類、腕足類、腹足類及頭足類為主。

龍?zhí)督M含煤27～39層，煤層厚度2.51～41.1m，一般19.08m，含煤系數(shù)8%。可采及局部可采煤層10層，煤層厚度2.01～29.42m，一般15.14m，可采含煤系數(shù)6.5%。可采煤層以薄煤層為主，次為中厚煤層。

2 煤層對比

礦區(qū)內(nèi)根據(jù)煤層對比，研究、分析判斷煤層或煤組相互對應(yīng)關(guān)系，查明煤層層序、厚度及其變化，了解煤系和煤層的原生及后生變化，煤質(zhì)及其變化，進(jìn)行煤層評價，判斷構(gòu)造，計算儲量，指導(dǎo)礦井開發(fā)生產(chǎn)，煤層對比是煤田地質(zhì)勘探、生產(chǎn)勘探和煤礦開采的基礎(chǔ)地質(zhì)工作[1]。

本礦區(qū)根據(jù)煤層賦存情況、巖性特征，煤層對比采用標(biāo)志層法、煤層層間距法、物性特征（測井曲線）及煤層特征進(jìn)行對比[2-3]。

2.1 標(biāo)志層

標(biāo)志層，有一定特征、厚度小、橫向變化不大的巖層，均可作為標(biāo)志層。當(dāng)厚度穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)及成分特征明顯時，煤層本身也可作為對比標(biāo)志。標(biāo)志層法是煤田地質(zhì)勘探中常用的對比方法[4]。

該區(qū)龍?zhí)督M含煤地層中標(biāo)志層穩(wěn)定、特征清楚，巖層生物明顯，根據(jù)含煤地層的巖性、古生物特征，建立了5個比較明顯的標(biāo)志層。

標(biāo)1生物碎屑灰?guī)r：位于飛仙關(guān)組底部、龍?zhí)督M頂部,是龍?zhí)督M與飛仙關(guān)組的分界標(biāo)志。為淺灰色及藍(lán)灰色生物碎屑灰?guī)r，致密堅硬性脆，厚度穩(wěn)定一般1.00m左右。含舌形貝、翼蛤、密氏螺等化石。該層為1煤層直接頂板，煤層中含1～3層0.01～0.05m的高嶺石泥巖，有伽馬異常。

標(biāo)2泥灰?guī)r：位于龍?zhí)督M上部,上部泥灰?guī)r，下部粉砂巖，分布廣穩(wěn)定，厚度一般1.00m左右，底部常為薄煤層，富含瓣鰓類、腕足類動物化石。標(biāo)2層下距7煤層10m左右，上距4煤層8m左右。

標(biāo)3生物碎屑灰?guī)r：位于龍?zhí)督M中部,上部石灰?guī)r、下部泥巖，該層分布廣，厚度不穩(wěn)定，巖芯特征明顯，含多種動物化石，下部局部變?yōu)榉凵皫r、細(xì)砂巖。為11煤層直接頂板。

標(biāo)4凝灰質(zhì)角礫巖：位于龍?zhí)督M下部,為淺灰色凝灰質(zhì)角礫巖,成分復(fù)雜,變化大。間接底板為灰黑色厚層狀二次噴發(fā)的玄武巖，致密堅硬，局部具氣孔,杏仁狀構(gòu)造,節(jié)理發(fā)育,常被方解石充填。30煤層底板直接底板。

標(biāo)5凝灰質(zhì)泥巖：34煤層底板直接底板為褐色局部為粘土巖，含鐵質(zhì)與菱鐵礦晶粒，間接底板為灰—暗灰綠色凝灰?guī)r，夾紫紅色圈層與班紋，含菱鐵礦晶粒與同心圓狀或扁圓狀菱鐵質(zhì)結(jié)核。

根據(jù)以上5個明顯的標(biāo)志層，厚度、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的煤層作為輔助標(biāo)志層，依據(jù)標(biāo)志層與煤層的相互關(guān)系，對礦區(qū)內(nèi)的煤層進(jìn)行了對比，對比可靠。

2.2 物性特征

根據(jù)煤礦內(nèi)鉆孔取得的測井曲線，分析地層的地質(zhì)——地球物理特征。在含煤地層中，選取了層位穩(wěn)定[5-6]、物性特征明顯的物性標(biāo)志層6層。

1煤層：煤層頂板為B1灰?guī)r，灰?guī)r視電阻率曲線幅值與煤層相當(dāng)，呈“叉型”反映；自然伽馬曲線呈橫向“W”字形（圖1）。

4煤層：煤層下伏有B2灰?guī)r，灰?guī)r的電阻率曲線幅值略高于煤層；煤層對應(yīng)著的各方法曲線反映為寬幅狀；煤層與B2灰?guī)r間電阻率曲線反映為孤立的三峰狀，伽馬曲線則呈上高下低、上寬下窄的雙峰狀（圖2）。

5煤層：煤層對應(yīng)著的各方法曲線以寬幅箱形反映，煤層下伏有一層薄煤層，各方法曲線以單尖峰反映；兩煤層間視電阻率曲線突出一小異常，呈單尖峰狀（圖3）。

7煤層：煤層對應(yīng)著的各方法曲線以寬幅箱形反映，煤層頂板為B3灰?guī)r，灰?guī)r視電阻率曲線幅值低于煤層，呈臺階狀反映；自然伽馬曲線呈橫向“山”字形（圖4）。

8～10煤層：8煤層對應(yīng)著的各方法曲線以寬幅箱形的雙峰狀反映，10煤層對應(yīng)著的各方法曲線以不規(guī)則的寬單峰反映（圖5）。

圖1 1煤層曲線特征圖

圖2 3煤層曲線特征圖

2.3 煤質(zhì)特征

各煤層的化學(xué)性質(zhì)差異不明顯，但各煤層全硫含量有明顯的不同，可為對比依據(jù)之一。

1煤層原煤全硫1.66%～4.64%之間，平均2.71%；4煤層原煤全硫1.53%～4.05%之間，平均3.18%；7煤層原煤全硫1.21%～4.60%之間，平均2.12%；11煤層原煤全硫0.99%～4.75%之間，平均2.57%；13上煤層原煤全硫0.12%～1.60%之間，平均0.83%；13下煤層原煤全硫0.28%～0.78%之間，平均0.51%；15煤層原煤全硫0.08%～0.52%之間，平均0.20%；16煤層原煤全硫0.08%～0.89%之間，平均0.28%；19煤層原煤全硫0.27%～0.63%之間，平均0.41%；34煤層原煤全硫0.09%～0.613%之間，平均0.43%。

2.4 煤層特征

本礦區(qū)可采煤層10層，編號為1、4、7、11、13上、13下、15、16、19及34煤層，各可采煤層特征見表1。

1煤層：直接頂板為淺灰色及藍(lán)灰色生物碎屑灰?guī)r，致密堅硬性脆。含舌形貝、翼蛤、密氏螺等化石。煤層中含1～3層0.01～0.05m的高嶺石泥巖。底板為泥巖。

4煤層：直接頂板為細(xì)砂巖、薄層灰綠色粘土巖并夾大量次生方解石脈。煤層結(jié)構(gòu)較簡單。底板為泥巖。

圖3 5煤層曲線特征圖

圖4 7煤層曲線特征圖

圖5 8、10煤層曲線特征圖

7煤層：直接頂板為灰黑色粉砂巖或泥巖，富含動物化石。煤層中部夾有高嶺石夾矸，全區(qū)厚度穩(wěn)定可采。底板為薄層狀粉泥質(zhì)砂巖。煤層結(jié)構(gòu)較簡單。

11煤層：直接頂板為生物碎屑灰?guī)r，底部薄層泥巖，含有以蜒科為其特征的動物化石，局部相變?yōu)殁}質(zhì)砂巖。底板為灰色泥巖或砂質(zhì)泥巖。煤層結(jié)構(gòu)較簡單。

13上煤層：直接頂板為灰黑色粉砂巖，富含動物化石。底板為厚層粘土巖或泥巖。煤層中夾1～2層0.01～0.04m的棕色高嶺石夾矸。煤層結(jié)構(gòu)較簡單。

13下煤層：直接頂板為淺灰色泥質(zhì)粉砂巖，含菱鐵質(zhì)泥巖，底板為灰色泥巖。煤層有2～3層0.01～0.02m的棕色硬質(zhì)高嶺石夾矸。煤層結(jié)構(gòu)較簡單。

15煤層：直接頂板為灰色細(xì)砂巖。底板為灰色薄層泥巖。煤層夾一層0.01～0.04m的灰白色高嶺石夾矸。煤層結(jié)構(gòu)較簡單。

表1 可采煤層特征表

16煤層：直接頂板為灰色細(xì)砂巖至粉砂巖。底板為灰色薄層泥巖。煤層厚度變化大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,一般有2個以上分層，夾矸為泥巖或粉砂質(zhì)泥巖。煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

19煤層：直接頂板一般為炭質(zhì)泥巖。底板為灰色泥巖、粉砂巖,含菱鐵質(zhì)結(jié)核和植物化石碎屑。煤層上部夾1層炭質(zhì)頁巖夾矸。煤層結(jié)構(gòu)較簡單。

34煤層：直接頂板為灰色層狀細(xì)砂巖。底板為褐色凝灰質(zhì)泥巖,局部為粘土巖,含鐵質(zhì)與菱鐵礦晶粒。煤層夾一層1～2層灰色粘土巖或泥巖夾矸。煤層結(jié)構(gòu)較簡單。

3 結(jié)論

煤巖層對比是研究含煤地層層序、煤層賦存規(guī)律、地質(zhì)構(gòu)造的重要手段，是煤田地質(zhì)勘查工作的主要方法之一[7]。通過采用標(biāo)志層法、煤層層間距法、物性特征（測井曲線）及煤層特征對水城大河邊煤礦含煤巖層進(jìn)行了劃分和對比，準(zhǔn)確劃分了1、4、7、11、13上、13下、15、16、19及34煤層的層位，為對煤層資源量估算提供了可靠的依據(jù)。

[1]楊起.中國煤田地質(zhì)學(xué)[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,1980.

[2]閆瑞祥,陶玉麗.東光煤礦煤層對比[J].中國煤炭地質(zhì),2009, 21(5):69-71.

[3]李志偉.煤層對比方法綜合性分析[J].山東煤炭科技,2014(2): 132-134.

[4]吳艷,賈建稱,杜志強(qiáng),等.煤炭地質(zhì)勘查中煤層綜合對比方法研究——以永隴礦區(qū)老爺嶺普查區(qū)為例[J].中國煤炭地質(zhì), 2012,24(2):6-10.

[5]陳良立,樂志軍,劉永峰，等.禹州煤田梁北一號井田煤巖層對比分析[J].能源技術(shù)與管理,2013,38(1):15-17.

[6]梁奉雷,李磊,張坤，等.測井曲線在張灣煤田煤巖層對比中的應(yīng)用[J].山東煤炭科技,2012,(5):2-3.

[7]孫升林，曹代勇，張群.煤炭地質(zhì)勘查與評價[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2007.

P618

A

1004-5716(2015)08-0135-04

2014-07-28

竇延寶（1987-），男（漢族），青海海北人，助理工程師，現(xiàn)從事煤田地質(zhì)工作。