下峪口煤礦2—4采區(qū)2#煤層位對比規(guī)律研究

摘 要：下峪口煤礦目前主采煤層中2#煤層距上部2#上煤距離較近，在2#煤巷道掘進(jìn)過程中，經(jīng)常出現(xiàn)巷道內(nèi)同時揭露2#煤層和2#上煤層，曾多次發(fā)生2#煤巷道誤穿2#上煤層位，造成巷道報廢和接續(xù)緊張，給礦井正常生產(chǎn)造成了極大損失，因此研究該區(qū)域的2#煤層與相鄰薄煤層的相鄰關(guān)系，因此開展2#煤層和2#上煤層規(guī)律性研究迫在眉睫。本文主要采用古生物對比法、標(biāo)志層法、層間距法、煤層煤質(zhì)特征法進(jìn)行綜合對比，研究2#煤層和2#上煤層差異性，實現(xiàn)層位判斷，正確指導(dǎo)采掘作業(yè)。

關(guān)鍵詞：下峪口煤礦;層位對比;規(guī)律;研究

1 概述

煤巖層層位對比分析方法對于煤田地質(zhì)勘查、儲量估算、正確指導(dǎo)采掘作業(yè)，以及煤炭資源的開發(fā)利用都有著極其重要的意義，是研究含煤地層層序、地質(zhì)構(gòu)造、煤層厚度變化、煤層間距、煤層賦存規(guī)律的基礎(chǔ)工作，是煤田地質(zhì)勘查工作的主要任務(wù)之一。

下峪口煤礦目前主采煤層中2#煤距2#上煤距離近，部分區(qū)域還有2#下煤層沉積，在二水平2～3采區(qū)下山翼上部2#煤與2#上煤間距為0.7～2m，在+300南運上部一帶間距趨于0m，即2#與2#上煤合并為一層，在巷道掘進(jìn)過程中極容易發(fā)生誤穿層位事故，加之2#煤層地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，部分區(qū)域煤層分叉、沉積不穩(wěn)定，使得礦井地層對比方法較為困難。在2#煤巷道掘進(jìn)過程中，曾多次發(fā)生2#煤巷道誤穿2#上煤層位，造成巷道報廢和接續(xù)緊張，給礦井正常生產(chǎn)造成了極大損失，因此研究該區(qū)域的2#煤層與相鄰薄煤層的相鄰關(guān)系，指導(dǎo)巷道正常有序掘進(jìn)任務(wù)迫在眉睫。

2 研究區(qū)域地質(zhì)條件

2—4采區(qū)位于燎原井田深部，受井田邊界構(gòu)造骨架的制約控制，其構(gòu)造形態(tài)總體呈一走向NE-SW，傾向NW的單斜構(gòu)造，該采區(qū)處于原下—燎原礦井邊界背部構(gòu)造的南翼，其背部地層產(chǎn)狀為走向N-S，傾向W，傾角平均5°，向南部，等高線收斂變陡，產(chǎn)狀變?yōu)镹E-SW，傾向NW，傾角平均7°。

2#上煤層在井田中發(fā)育較為普遍，其與2#煤層之間間距變化趨勢為：在二水平2～3采區(qū)下山翼上部一帶為0.7～2m，向深部逐漸增厚達(dá)7m，在+300南運上部一帶間距趨于0m，即2#與2#上煤合并為一層，向北部2-1采區(qū)及一水平4采區(qū)兩層煤間距逐漸加大，達(dá)5～11m。根據(jù)生產(chǎn)中揭露的資料，2#煤與2#上煤層在局部其間距變化較大，還有合并的現(xiàn)象。在煤層分布區(qū)，最大厚度1.31m，最小0.10m，平均0.40m，井田鉆孔見煤率57%，煤層可采性指數(shù)0.094，屬極不穩(wěn)定不可采煤層。

2#煤層位于山西組中部，下距3#煤層5.46-19.34m，一般9m左右，煤厚0-2.28m，一般厚度0.5-1.2m，煤層結(jié)構(gòu)簡單，一般不含夾矸，含煤面積占總面積的96%，可采面積占總面積的39%，系局部可采煤層。可采范圍分布在2-4采區(qū)內(nèi)上部東南段，煤層直接頂為泥巖，砂質(zhì)泥巖，厚0-3.29米，一般為1.0米左右，老頂為中細(xì)粒砂巖，粉砂巖，含植物根莖化石。

3 煤層層位對比研究方法

根據(jù)研究區(qū)域內(nèi)勘查地質(zhì)特征，區(qū)內(nèi)煤層對比，主要選擇古生物對比法、標(biāo)志層法、層間距法、煤層煤質(zhì)特征發(fā)進(jìn)行綜合對比。古生物對比方法，主要是確定煤層頂?shù)装鍘r石內(nèi)化石樣本的不同，來區(qū)分不同煤層。標(biāo)志層對比方法關(guān)鍵問題主要為標(biāo)志層的確定，如何選擇分布穩(wěn)定，易于區(qū)別的標(biāo)志層作為判定依據(jù)。層間距法問題關(guān)鍵應(yīng)用鉆探、物探手段得到煤層的實際間距，并通過地質(zhì)構(gòu)造趨勢性分析，得出煤層間距變化規(guī)律。煤層煤質(zhì)化驗特征分析，通過對井下鉆探獲取2#煤、2#上煤煤層樣本，在煤質(zhì)科進(jìn)行化驗分析，得出各個煤層的化學(xué)參數(shù)，通過選擇差異較大的參數(shù)作為層位對比判定的依據(jù)。

3.1 古生物化石對比法

古生物對比法是利用古生物化石的種類、數(shù)量、組合關(guān)系、保存的完整程度、礦化特征及生物活動遺跡等方面的特征，進(jìn)行煤層對比時還應(yīng)注意結(jié)合巖相旋回研究進(jìn)行。2—4采區(qū)含煤地層主要為陸相沉積環(huán)境，煤層頂?shù)装宄：胸S富的植物莖葉化石，不同時期的成煤環(huán)境，巖層內(nèi)往往含有不同的化石樣本，記錄著不同的地史時期。通過對2—4采區(qū)鉆孔資料判讀，結(jié)合相鄰2—3采區(qū)所揭露的2#煤層及2#上煤層頂?shù)装遒Y料，我們得出了2#及2#上煤在煤層底板上有較大差異：2#煤層底板為團(tuán)塊狀，淺灰色泥巖，巖石內(nèi)含有大量的植物根化石，用手掰開底板泥巖斷口，斷口形狀圓滑，普氏硬度系數(shù)0.2—0.4;而2#上煤層底板為片狀滑矸狀泥巖，底板內(nèi)含有植物葉片化石，硬度系數(shù)較大，斷口較鋒利，因此在巷道掘進(jìn)過程中遇到對2#與2#上煤層層位判別困難時，我們常常通過比較底板內(nèi)化石樣本差異來作為煤層層位判別的依據(jù)。

標(biāo)志層，是指那些具有肉眼易于辨別的特征且穩(wěn)定而又廣泛分布的巖層，只要抓住了一個勘查區(qū)域的標(biāo)志層，就可以正確地對比其上、下層位的煤層。標(biāo)志層對比法常同其他對比方法配合使用，得到組合標(biāo)志層。通過對2-4采區(qū)地質(zhì)鉆孔整理綜合分析，結(jié)合2—3采區(qū)2#煤層巷道掘進(jìn)過程中揭露實際，該區(qū)域內(nèi)2#煤層底板下部0.5—1.5m范圍內(nèi)有一層較穩(wěn)定的炭泥巖及煤線，煤線厚約0.1m，可以作為2#煤層判定的依據(jù)。在2—4采區(qū)臨近的23209進(jìn)順巷道掘進(jìn)過程中，曾出現(xiàn)了2#及2#上煤同時出現(xiàn)在巷道斷面內(nèi)，為了正確確定2#煤層層位，我們采用了拉低找下部煤線的方法控制煤層層位，這將對2—4采區(qū)2#煤層層位確定有借鑒指導(dǎo)意義。

3.3 煤層煤質(zhì)特征法

煤層煤質(zhì)對比法主要是利用煤層自身的物理和化學(xué)特征，如煤層厚度、夾矸、粘結(jié)指數(shù)等不同煤質(zhì)特征進(jìn)行對比，從煤層中獲得大量的工業(yè)元素，通過選擇差異較大的參數(shù)作為層位對比判定的依據(jù)。本次研究選擇煤質(zhì)化學(xué)化驗的方法，為了開展煤質(zhì)化驗工作，我們通過對23209進(jìn)順煤質(zhì)化驗資料復(fù)用，在2—4回斜、4215進(jìn)斜進(jìn)行了鉆孔取樣，對采集到的2#與2#上煤層進(jìn)行煤質(zhì)化驗，得到不同煤層中化學(xué)成分含量，用以作為煤層層位判定的依據(jù)。

通過煤質(zhì)科送檢數(shù)據(jù)，我們可以發(fā)現(xiàn)2#煤和2#上煤層的粘結(jié)指數(shù)（GRI）差異較大，2#上煤層粘結(jié)指數(shù)（GRI）一般不超過20，而2#煤層粘結(jié)指數(shù)（GRI）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于20，在井下生產(chǎn)過程中，可以以此依據(jù)作為兩煤層判斷的依據(jù)。

4 結(jié)論

煤層層位對比是一項長期基礎(chǔ)性的工作，在煤田地質(zhì)勘探中具有重要的作用，其對比結(jié)果直接影響到煤層、煤質(zhì)的評價，巷道的層位判斷和掘進(jìn)施工。尤其對我礦2#煤層和2#上煤層煤層間距較小，有時可在巷道內(nèi)同時揭露，煤層的層位判層工作顯得尤為重要。煤層層位對比是一項較為復(fù)雜的工作，有時采用某一種對比方法很難準(zhǔn)確地確定煤層層位，需要多種方法共同使用。

通過對我礦煤層層位對比分析研究，對于2#煤和2#上煤層層位判斷方法，運用古生物化石對比法、標(biāo)志層對比法和煤層煤質(zhì)特征法對比取得效果較好，在巷道掘進(jìn)施工過程中，可以優(yōu)先選擇簡單易行、鑒別簡便而且對比性較好的方法來判斷層位，若仍不能準(zhǔn)確判斷層位時，可以采用多種方法結(jié)合，以獲得準(zhǔn)確的地質(zhì)資料，為準(zhǔn)確地評價該區(qū)的煤炭資源提供可靠的依據(jù)。

作者簡介：

羅壽濤，男，陜西旬陽人，生于1987年9月，畢業(yè)于中國礦業(yè)大學(xué)，本科學(xué)歷，中共黨員，現(xiàn)任韓城礦業(yè)公司地質(zhì)測量部主管。