黑眼泉北井田煤層對比認識的轉(zhuǎn)變

夏威威，付 蒙

(新疆維吾爾自治區(qū)煤田地質(zhì)局一五六煤田地質(zhì)勘探隊，新疆 烏魯木齊 830009)

0 引言

可靠的煤層對比是摸清煤層賦存規(guī)律，正確評價煤層穩(wěn)定性和可采性、煤質(zhì)及其工業(yè)用途，估算井田資源(儲量)，制定礦區(qū)發(fā)展規(guī)劃，編制礦井設(shè)計的重要依據(jù)。礦井生產(chǎn)實踐表明，由于煤層對比不正確引起的煤炭評價和資源(儲量)估算上錯誤，遠遠大于煤質(zhì)變化與估算方法選用不當所造成的失誤，由此導致礦井設(shè)計錯誤，井巷工程報廢，經(jīng)濟損失慘重。因此，正確的煤層對比對巖性、巖相變化、煤層連續(xù)性和穩(wěn)定性、后期構(gòu)造作用強烈地區(qū)尤其重要，是煤炭地質(zhì)勘查及礦井地質(zhì)工作需要重視的關(guān)鍵問題。

巴里坤礦區(qū)盆地基底起伏不平，各凹陷盆地中沉積的地層厚度、巖性和含煤性均存在差異性。自20世紀50年代末至今有許多地勘單位和學者進行過不同目的的地質(zhì)調(diào)查工作，為本區(qū)地層的劃分、對比提供了豐富的基礎(chǔ)資料。礦區(qū)地層劃屬天山褶皺帶東準噶爾地層分區(qū)—北塔山地層小區(qū)。區(qū)域發(fā)育有古生界志留系、泥盆系、石炭系和二疊系，這些地層組成了本區(qū)山間凹陷的基底，在此基礎(chǔ)上又沉積了中生界三疊系、侏羅系、白堊系和新生界的新近系、古近系和第四系地層。

黑眼泉北井田屬巴里坤礦區(qū)，位于礦區(qū)的中南部，距離巴里坤縣城130 km，行政區(qū)劃屬巴里坤縣管轄。井田東西長約5 km，南北平均寬約3.5 km，面積17.5 km2。

井田含煤地層為侏羅系下統(tǒng)八道灣組(J1b)，地層平均厚度180 m，含編號煤層6層，為A1、A2、A3、A4、A5、A6號，煤層總厚平均10 m，含煤系數(shù)5.6%。其中，主要可采煤層2層，為A3、A6號。2011年9月新疆煤田地質(zhì)局一五六隊提交了《新疆巴里坤煤田巴里坤縣黑眼泉北井田勘探報告》，2018年7月在原有勘探報告的基礎(chǔ)上進行了黑眼泉井田補充勘探。規(guī)劃建設(shè)的黑眼泉井田位于巴里坤礦區(qū)中部，開展煤層對比將對后期礦井開采十分必要，通過對礦區(qū)煤層對比，也可轉(zhuǎn)變?nèi)藗児逃姓J識。

1 勘探階段的認識

1.1 煤層對比

煤層對比是以具一定特征的巖層、煤層、巖性組合、旋回結(jié)構(gòu)或一定動植物化石或化石群的巖層作為標志進行的。即根據(jù)煤層本身的特征和含煤巖系中各種標志，找出各見煤點間煤層層位對應關(guān)系的工作。

侏羅系下統(tǒng)八道灣組，巖性以灰色-深灰色、黑色細粉砂巖為主，其間夾有薄層狀泥巖、粗砂巖，泥質(zhì)膠結(jié)，各煤層的間距雖有一定變化，但還是有一定變化范圍及規(guī)律。

A3號煤層為全區(qū)可采煤層，有厚度大，層位較為穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，無夾矸等特點，易于其他煤層區(qū)分；根據(jù)煤層在剖面上所處的空間位置，產(chǎn)狀進行剖面連線，以確定煤層形態(tài)；以A3號煤層底板連線為對比基線，其他煤層間距穩(wěn)定，煤層特征明顯，再以各煤層的自身特征、層間距及沉積旋回等特征結(jié)合測井曲線形態(tài)進行輔助對比，主要可采煤層對比是可靠的。

1.2 認識依據(jù)

勘探階段認識的主要依據(jù)是鉆探的鉆孔資料，由于勘探區(qū)煤層穩(wěn)定，構(gòu)造簡單，布設(shè)鉆孔較少，在地質(zhì)剖面、煤層底板等高線以及對比圖上所繪制的煤層形態(tài)，主要是依據(jù)少量的鉆孔資料來確定。地質(zhì)資料缺少是勘探階段認識不足的主要原因，如圖1～3所示。

圖1 勘探階段B勘查線剖面

2 補充勘探階段的認識

2.1 煤層對比

煤層對比是延伸煤層的有效方法，也是摸清鉆孔間煤層賦存狀態(tài)、埋藏深度、層數(shù)、厚度及其變化，建立煤系沉積構(gòu)架的重要手段。作為煤系內(nèi)一種普通而又特殊的巖石，煤層對比目的在于印證煤層特征的一致和空間位置的相對架構(gòu)。正如現(xiàn)代地層學概念所強調(diào)的巖石地層單位劃分與對比的多重性那樣，煤系(層)有多少種特征和屬性，就有多少種劃分與對比方法。

地層組合特征：侏羅系下統(tǒng)八道灣組為井田主要含煤地層，巖性以泥巖、粉細砂巖為主，其頂部以一套砂礫巖層與三工河組(J1s)為界；下部A6煤層下有一層中砂巖層，穩(wěn)定發(fā)育。三疊系地層巖性以深灰色粉細砂巖為主，顏色較八道灣組巖性要深，較易判別，其以一套中粗砂巖與八道灣組為界。

煤層組合特征：煤層厚度、結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性、含矸情況、煤層間距等是劃分與對比煤層不可或缺的依據(jù)。井田內(nèi)有2套穩(wěn)定發(fā)育的可采煤層，分別為A1～A3號和A6號，其中A1～A3號煤層間距較小，A3號煤層厚度最大，層位較為穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，無夾矸等特點，易于與其他煤層區(qū)分，極易對比。本次對比以A3號煤層為對比基線，A3號煤層與下部A6號煤層間距穩(wěn)定，且A6號煤層為最下一層可采煤層，其下部有一套中砂巖，層位穩(wěn)定。

測井曲線物性反映特征：測井數(shù)據(jù)是不同類型巖石物性的地球物理響應。利用測井數(shù)據(jù)獲得的曲線具有連續(xù)性好、可比性強、干擾小的特點，被廣泛應用于煤層對比中。井田內(nèi)煤、巖層物性條件較好，煤層在3條主要測井曲線上的異常形態(tài)、異常幅值反映明顯，總體表現(xiàn)為三側(cè)向電阻率(GR)和伽馬(GG)曲線的幅值高、自然伽馬(NG)異常值低的特征，但測井曲線形態(tài)隨煤層結(jié)構(gòu)變化而略有差異。各煤層反應在測井曲線上均有一定的峰形和峰值特征，加上煤層之間砂巖、泥巖等不同巖層的舒緩山字形，凹字形等低峰值等特征，煤、巖層對比效果較好。

2.2 認識依據(jù)

對煤層對比的認識主要依據(jù)補充勘探階段施工的大量鉆孔資料。經(jīng)過對比分析，B-2孔、C-2孔中A3號煤層在對比圖、地質(zhì)剖面上繪制比較通順(如圖1、圖2所示)，但在煤層底板等高線圖上形態(tài)反映有些出入，出現(xiàn)鼓肚現(xiàn)象(圖3)。按照補充勘探施工鉆孔資料重新對比，A3號煤層在對比圖、地質(zhì)剖面圖及煤層底板等高線圖上形態(tài)通順、自然，如圖4～6所示。

圖2 勘探階段C勘查線剖面

圖3 勘探階段A3號煤層底板等高線

圖4 補充勘探B勘查線剖面

圖5 補充勘探C勘查線剖面

圖6 補充勘探A3號煤層底板等高線

2.3 認識的轉(zhuǎn)變

井田內(nèi)未開展地面物探，僅補充了大量孔距較小的鉆孔，本次補充勘探階段煤層對比是根據(jù)鉆孔原始編錄資料及測井對比曲線而確定。

對井田內(nèi)煤層對比認識的轉(zhuǎn)變主要通過地質(zhì)“三邊”工作。前期施工依據(jù)勘探階段地質(zhì)資料，確定煤層對比，指導鉆探施工。補充勘探前期，通過B勘查線上B-4、B-5、B-6、B-7號鉆孔的施工，發(fā)現(xiàn)B-2號鉆孔中煤層對比為A3號煤層有些差異，在地質(zhì)剖面圖上無法完全反映，通過對B-1、B-2、B-5、B-6、B-7號鉆孔資料分析對比，B-2號鉆孔中煤層應為A6號煤層，B-5、B-6、B-7號鉆孔中煤層應為A1、A3號煤層，B-1號鉆孔中煤層對比沒有變化。依據(jù)地質(zhì)“三邊”工作的數(shù)據(jù)分析及圖件修改，否定了勘探初期確定的煤層對比，重新確定了煤層對比層位。在此基礎(chǔ)上，在C勘查線上又增加了新的C-3號鉆孔進行驗證。C-2號鉆孔中煤層應為A6號煤層。補充勘探工作結(jié)束后，根據(jù)施工鉆孔數(shù)據(jù)，修正了勘探階段煤層對比層位，重新繪制了地質(zhì)剖面圖、煤層底板等高線圖。實地驗證了補充勘探階段各煤層對比是可靠的。

3 結(jié)語

通過井田內(nèi)大量鉆孔資料的綜合分析和相互驗證，取得了可靠的對比結(jié)果。最終否定了勘探初期B-2、C-2號孔中A3號煤層的對比，明確了勘探初期B-2、C-2號孔中A3號煤層實際為補充勘探階段A6號煤層。從而取得了較好的地質(zhì)效果，為該區(qū)后期礦井建設(shè)提供了較可靠的地質(zhì)依據(jù)。