內(nèi)蒙古呼魯斯太礦區(qū)煤層發(fā)育特征研究

馬海軍

摘要：呼魯斯太礦區(qū)位于賀蘭山煤田內(nèi)，為小型含煤盆地，主要含煤地層是上石炭統(tǒng)太原組及下二疊統(tǒng)山西組。本文通過對(duì)呼魯斯太礦區(qū)煤層發(fā)育特征的系統(tǒng)分析以及對(duì)已有地質(zhì)資料的進(jìn)一步研究，認(rèn)為該區(qū)煤層厚度較大，埋深適中，煤質(zhì)較好，資源比較集中，具有較好的開發(fā)利用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：呼魯斯太礦區(qū);煤層;發(fā)育特征

呼魯斯太煤礦區(qū)位于賀蘭山中段、內(nèi)蒙古阿拉善左旗境內(nèi)，礦區(qū)所處大地構(gòu)造單元為中朝準(zhǔn)地臺(tái)（一級(jí)構(gòu)造單元）鄂爾多斯西緣拗陷帶（二級(jí)構(gòu)造單元）賀蘭山臺(tái)拗（三級(jí)構(gòu)造單元）。區(qū)內(nèi)有4個(gè)開采煤礦，即百靈煤礦、巴音煤礦、福泉煤礦、烏蘭煤礦。本文在充分收集以往鉆孔資料后，對(duì)區(qū)內(nèi)煤層發(fā)育特征進(jìn)行了研究分析。

1.地層與含煤地層

呼魯斯太煤礦區(qū)發(fā)育地層有老至新為上石炭統(tǒng)太原組、下二疊山西組、下石盒子組、上二疊統(tǒng)上石盒子組、石千峰組、第四系。

呼魯斯太煤礦區(qū)可采煤層賦存于上石炭統(tǒng)太原組及下二疊統(tǒng)山西組中，呼魯斯太煤礦區(qū)含煤南部較北部多，北部含煤22層，其中太原組可采煤層13層（22、21、16、15、14、13、12、11、10、8、7、6、5號(hào)），山西組可采煤層3層（3、2下、2號(hào)）。南部含煤25層，其中太原組可采煤層12層（22、15、13、12、、12上1、10、10上、9、8、7、6、5號(hào)），山西組含煤3層，可采2層

（3、2號(hào)）。石盒子組含煤3層～4層，均不可采。煤系地層平均厚度258.0m，煤層平均總厚度24.69m，含煤系數(shù)9.6%。可采煤層平均總厚度20.68m，可采含煤系數(shù)8.0%。

2.構(gòu)造特征

呼魯斯太煤礦區(qū)總的構(gòu)造形式為一走向北西20°～30°，傾向南西，傾角20°～30°的單斜構(gòu)造。呼魯斯太煤礦區(qū)北部局部發(fā)育微緩褶曲共六組，均發(fā)育在石炭系地層中，斷裂發(fā)育，以走向正斷層為主，斷層總數(shù)為41條，除F5和F75斷層規(guī)模較大，其他斷層規(guī)模較小，對(duì)生產(chǎn)影響不大。呼魯斯太煤礦區(qū)南部共有褶曲51組，斷層87條，其中除F14、F28、F88、F23為較大的正斷層外、余者大部分為逆或逆掩斷層，絕大部分褶曲和斷層都集中在煤礦區(qū)南部2km2左右的范圍內(nèi)，致使煤礦區(qū)南北構(gòu)造形態(tài)截然不同。礦區(qū)中北部11km2左右的范圍內(nèi)，僅有F14、F88正斷層，F(xiàn)154、F155逆掩斷層對(duì)煤層有影響，斷層面傾向與地層傾向一致，落差一般3m～20m，雖F83落差較大（25m以上），但其位于井田邊部，未切割主要煤層。在煤系上伏石盒子地層中短軸褶曲較發(fā)育，但K6砂巖對(duì)褶曲起緩沖作用。據(jù)鉆孔控制和煤層底板等高線的反映，上伏地層中的褶曲對(duì)煤層無影響。僅A7、S7一組褶曲對(duì)5-22號(hào)煤層+1350水平以上有影響。礦區(qū)中北部為一簡單的單斜構(gòu)造。

煤礦區(qū)南部構(gòu)造復(fù)雜，以F22、F19斷層為主，于煤系地層中產(chǎn)生次一級(jí)的互相不連續(xù)的伏瓦式逆或逆掩斷層和軸向近東西的復(fù)雜褶皺，部分褶皺南側(cè)地層向北倒轉(zhuǎn)，形成

“S”形構(gòu)造，這一種復(fù)雜地段將給未來生產(chǎn)上的部署帶來一定的困難。具體見圖1。

3.煤層特征

3.1煤層厚度

呼魯斯太煤礦區(qū)煤層厚度在0～40.71m之間，平均16.69m。在鉆孔HX24處由于受斷層影響，煤層逆沖在原有煤層之上，發(fā)育較厚。在本區(qū)煤層厚度總體由東西兩側(cè)向中部增厚，在HX01及HX13鉆孔附近，形成小型聚煤中心，煤層發(fā)育相對(duì)較厚（見圖2）。

區(qū)內(nèi)含可采煤層有8層，即2、3、5、6、8、9、10號(hào)煤層為大部可采的較穩(wěn)定煤層，7、10號(hào)煤層為局部可采的不穩(wěn)定煤層?，F(xiàn)將主要可采煤層敘述如下：

（1）2號(hào)煤層。位于二疊系下統(tǒng)山西組中下部。區(qū)內(nèi)煤層自然厚度0～8.75m，平均2.48m。埋藏深度4.05m～1273.83m，平均523m，在整個(gè)呼魯斯太礦區(qū)東部埋深較淺。該煤層結(jié)構(gòu)簡單，不含～含1層夾矸，個(gè)別鉆孔出現(xiàn)有三層夾矸。層位較穩(wěn)定，厚度總體由西向東、由南向北增厚，可采區(qū)主要分布在北部、東部。頂板巖性多以中粒砂巖、炭質(zhì)泥巖為主，底板巖性多為炭質(zhì)泥巖及砂質(zhì)泥巖。

（2）3號(hào)煤。位于二疊系下統(tǒng)山西組下部。區(qū)內(nèi)煤層自然厚度0～26.73m，平均6.79m;可采厚度0.85m～26.73m，平均7.78m。埋藏深度12.9m～1335.91m，平均543m;煤層總體由中東部向西南、北部變厚，全區(qū)可采，只有HX18鉆孔附近及東部邊界不可采。該煤層結(jié)構(gòu)簡單，一般含0～1層夾矸，個(gè)別鉆孔出現(xiàn)兩層夾矸。煤層頂板巖性以炭質(zhì)泥巖及泥巖為主，底板巖性多為泥巖。

（3）5號(hào)煤。位于石炭系上統(tǒng)太原組上部，在西部詳查區(qū)內(nèi)煤層自然厚度0.28m～2.54m，平均1.21m;可采厚度0.75m～2.54m，平均1.55m。埋藏深度723m～1364m，平均1055m;煤層總體由南向北變厚，不可采區(qū)分布在西部HX17、HX18鉆孔一帶。該煤層結(jié)構(gòu)簡單。煤層頂?shù)装鍘r性均為泥巖為主。

（4）6號(hào)煤。位于石炭系上統(tǒng)太原組上部，為大部可采煤層。在西部詳查區(qū)內(nèi)煤層自然厚度0.19m～1.61m，平均0.95m;可采厚度0.80m～1.61m，平均1.10m。埋藏深度732m～1375m，平均1069m;該煤層結(jié)構(gòu)簡單。煤層厚度由西南向東北變厚，不可采區(qū)分布在中部HX17、HX18和東部HY05、HX23鉆孔一帶，另外有孤立不可采點(diǎn)HX08、HX12鉆孔。頂?shù)装鍘r性以泥巖為主，其次為炭質(zhì)泥巖。

（5）7號(hào)煤。位于石炭系上統(tǒng)太原組中上部，為大部可采煤層。在西部詳查區(qū)內(nèi)煤層自然厚度0.23m～1.90m，平均1.11m;可采厚度0.71m～1.90m，平均1.28m。埋藏深度772m～1409m，平均1094m;該煤層層位較穩(wěn)定，但厚度有一定的變化，總體上有由西南向東北逐漸增厚的變化規(guī)律，并在HY05號(hào)鉆孔及F1斷層一帶西側(cè)及F3斷層以東和HX18、HX17鉆孔以南為不可采區(qū)。該煤層結(jié)構(gòu)簡單，一般不含到含2層夾矸。煤層頂?shù)装鍘r性以泥巖為主，次為炭質(zhì)泥巖。

（6）8號(hào)煤層。位于石炭系上統(tǒng)太原組中上部，為大部可采煤層。在西部詳查區(qū)內(nèi)煤層自然厚度0.34m～3.34m，平均1.23m;可采厚度0.70m～3.34m，平均1.45m。埋藏深度776m～1424m，平均1108m;該煤層層位較穩(wěn)定，但厚度有一定的變化，總體上有由南向北逐漸增厚的變化規(guī)律，不可采區(qū)范圍在HX17、HX18、HX20鉆孔以南。該煤層結(jié)構(gòu)簡單。煤層頂?shù)装鍘r性以泥巖為主，粉砂巖、砂質(zhì)泥巖次之。

（7）9號(hào)煤層。位于石炭系上統(tǒng)太原組中上部，為局部可采煤層。在西部詳查區(qū)內(nèi)煤層自然厚度0.15m～2.23m，平均0.88m;可采厚度0.70m～2.23m。平均厚度1.21m.埋藏深度808m～1450m，平均1145m;該煤層層位較穩(wěn)定，但厚度有一定的變化，煤層總體上有中部較厚，不可采區(qū)在HX14、HX13、HX12鉆孔一線以西，HX22、HX24、HY06鉆孔一線以東。該煤層結(jié)構(gòu)簡單，不含夾矸。煤層頂板巖性以砂質(zhì)泥巖為主，底板巖性以中粒砂巖為主。

（8）10號(hào)煤層。位于石炭系上統(tǒng)太原組中上部，為局部可采煤層。在西部詳查區(qū)內(nèi)煤層自然厚度0.17m～1.29m，平均0.65m;可采厚度0.87m～1.29m。平均厚度1.07m。埋藏深度825m～1417m，平均1145m;該煤層層位較穩(wěn)定，但厚度有一定的變化，總體上有由南向北逐漸增厚的趨勢，可采區(qū)在HX10、HX01、HX17、HX21鉆孔一帶。該煤層結(jié)構(gòu)簡單。煤層頂板巖性以粉砂巖為主，底板巖性以砂質(zhì)泥巖為主。

3.2煤層埋深

本區(qū)煤層埋深變化較大，東部煤層埋深較淺，普遍小于300m，西部埋深逐漸加大，其中2煤埋深在埋藏深度4.05m～1273.83m之間，平均523m，在詳查區(qū)埋深達(dá)到800m以上。

4.煤巖特征

本區(qū)煤層所測鏡質(zhì)組最大反射率（Rmax）在0.8825～1.8842%之間，煤的變質(zhì)強(qiáng)度高，為中、高變質(zhì)煙煤。煤類主要以焦煤為主，其次為肥煤、瘦煤，本區(qū)宏觀煤巖類型以半亮煤為主，其次為半暗煤，夾暗煤、絲炭條帶，煤層呈瀝青光澤，參差狀斷口，偶見貝殼狀斷口，各種宏觀煤巖成分交替出現(xiàn)，煤層呈條帶狀和均勻線理狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，內(nèi)生和外裂隙較發(fā)育，性脆，利于煤層甲烷的擴(kuò)散、解吸和運(yùn)移。

顯微煤巖類型與煤層甲烷的生氣潛力及開發(fā)的難易程度都有很大的關(guān)系，一般認(rèn)為鏡質(zhì)組含量高，具有很好的生烴能力，其產(chǎn)氣量也高。呼魯斯太煤礦區(qū)煤中有機(jī)質(zhì)含量高，有機(jī)質(zhì)含量占84.4%～96.8%，有機(jī)質(zhì)中以鏡質(zhì)組為主，在64%～85%之間，殼質(zhì)組含量很少，因此煤層具有很好的生氣能力。

山西組2、3煤層及太原組5、9、13煤層，原煤平均灰分大于25.00%，屬高灰分煤，洗后精煤灰分一般可降到12%以下，山西組煤層南焦北氣，有顯著的走向變化，屬高灰、低硫、低磷煤。太原組6、8、10上、10、12、15、22號(hào)等層，原煤平均灰分由15.00%～25.00%屬中灰分煤，洗后精煤灰分除22號(hào)層大于12.00%，其余各層均小于12.00%。全區(qū)唯一的低灰分煤層仍是7號(hào)層，原煤平均灰分僅11.31%，太原組煤層除含硫稍高外，均為較好的煉焦用煤。

5.結(jié)論

通過對(duì)呼魯斯太煤礦區(qū)煤層發(fā)育特征研究表明，區(qū)內(nèi)煤層厚度較大且穩(wěn)定，煤變質(zhì)程度高，埋深適中。煤類主要以焦煤為主，其次為肥煤、瘦煤，是較好的煤炭資源產(chǎn)地，且具有煤層氣勘查開發(fā)前景。

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