安徽淮南市潘集第三煤礦煤田地質(zhì)特征及主要可采層特征分析

周曉晨

（安徽省煤田地質(zhì)局勘查研究院，安徽 合肥230088）

潘集第三煤礦位于淮南市西北部，西側(cè)與丁集煤礦毗鄰，東部與潘一煤礦接壤，南至13?1煤－900 m等高線地面投影為界，北與潘四西礦、潘四東礦相鄰，區(qū)域聚煤條件良好，資源儲量巨大［1］。為推進(jìn)潘集第三煤礦資源開發(fā)利用，本文在野外地質(zhì)調(diào)查和井田編錄的基礎(chǔ)上，總結(jié)了煤田地質(zhì)特征和可采煤層特征，為煤層資源進(jìn)一步勘查提供基礎(chǔ)依據(jù)。

1 煤田地質(zhì)特征

1.1 地層

煤田區(qū)內(nèi)被新生界地層完全覆蓋，鉆孔揭露地層由老到新依次為：①中?下奧陶系（O1－2）灰色致密厚層狀灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r和角礫狀灰?guī)r；②中石炭統(tǒng)本溪組（C2b）鋁質(zhì)泥巖、泥巖及薄層灰?guī)r；③上石炭統(tǒng)太原組（C3t）深灰色灰?guī)r、泥巖及細(xì)?中砂巖，含12～13層灰?guī)r，夾5～10層不穩(wěn)定薄煤層及炭質(zhì)泥巖；④下二疊統(tǒng)山西組（P1s）灰黑色泥巖、灰色粉砂巖，下部含煤1～3層；⑤下二疊統(tǒng)下石盒子組（P1xs）灰?深灰色泥巖及細(xì)砂巖，含煤10～11層，其中8煤、5?2煤、4?2煤、4?1煤較穩(wěn)定，為可采煤層之一［2］；⑥上二疊統(tǒng)上石盒子組（P2ss）灰?深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖，含煤17～27層；⑦上二疊統(tǒng)孫家溝組（P1sj）雜色砂質(zhì)泥巖、花斑狀砂質(zhì)泥巖、含礫中粗砂巖、泥質(zhì)砂巖等；⑧古近系（E）紫紅色、棕紅色砂礫巖和石英砂巖；⑨新近系（N）含泥砂礫層；⑩第四系（Q）以灰黃色、土黃色中砂、細(xì)、粉砂、砂質(zhì)黏土為主，為河流相及河漫灘相沉積。

1.2 構(gòu)造

潘集第三礦位于淮南復(fù)向斜之潘集背斜的南翼中部，總體形態(tài)為一單斜構(gòu)造，地層走向北西西?南東東向，地層傾角一般5°～10°，呈淺部陡深部緩的趨勢。因受區(qū)域性南北擠壓作用，發(fā)育次一級的董崗郢向斜和葉集背斜（圖1）。礦井內(nèi)發(fā)育一組向西傾伏的次一級褶曲，即董崗郢次級向斜及葉集次級背斜，兩者軸向大致平行，近東西向，貫穿全礦井與潘集背斜軸呈15°～20°夾角相交，向西傾伏，傾伏角3°～5°。

圖1 潘集第三礦井田構(gòu)造綱要圖

1.3 巖漿巖

煤田巖漿巖活動不發(fā)育，巖體分布較少，主要分布在潘集背斜，為細(xì)晶巖、煌斑巖、正長斑巖、正長煌斑巖、輝石正長巖等，呈巖脈層狀侵入，屬燕山期產(chǎn)物［3－4］。區(qū)內(nèi)巖漿巖對煤層有較大影響，其大多沿煤層侵入，使局部煤層變質(zhì)為天然焦、無煙煤，甚至被巖體吞蝕。

2 含煤性特征

礦井含煤地層為上石炭統(tǒng)太原組（C3t）和二疊系山西組（P1s）、下石盒子組（P1xs）與上石盒子組（P2ss），其中太原組含煤性差，所含煤層大多薄而不穩(wěn)定，且煤質(zhì)較差，不具備工業(yè)經(jīng)濟(jì)價值，故本文不作詳細(xì)論述。二疊系山西組和上、下石盒子組含煤地層總厚752 m，含煤層32層，煤層總厚度34.19 m；含煤地層自下而上分為7個含煤段，各含煤段含煤性差別明顯，以第二含煤段的含煤性最好，含煤系數(shù)高達(dá)10.65%，其余各段含煤系數(shù)在1.03%～7.22%之間，具體含煤情況見表1。

表1 二疊系含煤地層含煤性情況統(tǒng)計表

3 主要開采煤層特征

潘集第三礦煤田內(nèi)共有可采煤層12層，分別為17?1、16?2、16?1、13?1、11?2、8、7?1、6?1、5?2、4?2、4?1、1煤層，可采煤層總厚24.62 m。確定穩(wěn)定煤層1層（13?1煤），較穩(wěn)定煤層5層（11?2、8、5?2、4?2、4?1煤），穩(wěn)定和較穩(wěn)定煤層累計厚度16.53 m。

3.1 13?1煤層

位于第四含煤段中下部，下距11?2煤層平均72.96 m。13?1煤層厚度0～6.81 m，平均3.76 m。煤層結(jié)構(gòu)較簡單，煤類單一。含煤面積48.87 km2，可采面積為48.74 km2，面積可采比例為99.7%，可采性指數(shù)0.96，煤層變異系數(shù)為30%。可采范圍內(nèi)煤層厚度變化很小，變化規(guī)律明顯，為全區(qū)可采的穩(wěn)定煤層。煤層頂板以泥巖為主，其次為砂質(zhì)泥巖、中砂巖、粉砂巖和細(xì)砂巖，少量炭質(zhì)泥巖；底板以泥巖為主，其次為砂質(zhì)泥巖，少量粉砂巖。

3.2 11?2煤層

位于第三含煤段中上部，下距8煤層平均85.87 m。11?2煤層厚度0～10.55 m，平均1.97 m。煤層結(jié)構(gòu)簡單，以單層結(jié)構(gòu)為主，少量含1～3層夾矸，煤類單一。含煤面積48.27 km2，可采面積為43.40 km2，面積可采比例為89.9%，可采性指數(shù)0.90，煤層變異系數(shù)為30%，可采范圍內(nèi)煤層厚度有一定變化，但規(guī)律較明顯，為大部分可采的較穩(wěn)定煤層。煤層頂板以泥巖為主，次為砂質(zhì)泥巖、粉砂巖，少數(shù)為細(xì)砂巖和中砂巖；底板主要為泥巖，次為砂質(zhì)泥巖，少量粉砂巖。

3.3 8煤層

位于第二含煤段上部，下距7?1煤層平均11.93 m。8煤層厚度0～12.07 m，平均3.04 m。煤層結(jié)構(gòu)較簡單，以單層結(jié)構(gòu)為主，少量含1～2層夾矸，煤類單一。該煤層見巖漿巖侵入，變質(zhì)為天然焦。含煤面積29.19 km2，可采面積為29.06 km2，可采性指數(shù)0.91，煤層變異系數(shù)為38%。煤層頂板以泥巖為主，次為砂質(zhì)泥巖，少量粉砂巖和砂巖；底板以泥巖為主，少數(shù)為砂質(zhì)泥巖。

3.4 5?2煤層

位于第二含煤段中部，下距4?2煤層平均11.81 m。5?2煤層厚度0～10.13 m，平均2.63 m。煤層結(jié)構(gòu)簡單，以單層結(jié)構(gòu)為主，少數(shù)含1～3層夾矸，煤類單一。區(qū)內(nèi)西北端存在3處小范圍的巖漿吞蝕區(qū)，受巖漿巖侵入影響，少數(shù)鉆孔煤層變質(zhì)為天然焦。煤層頂板多為泥巖、砂質(zhì)泥巖，少量粉砂巖和細(xì)砂巖；底板多為泥巖、砂質(zhì)泥巖，少量粉砂巖。

3.5 4?2煤層

位于第二含煤段中部，下距4?1煤層平均6.21 m。4?2煤層厚度0～6.58 m，平均1.48 m。煤層結(jié)構(gòu)簡單，以單層結(jié)構(gòu)為主，少數(shù)含1～2層夾矸，煤類單一。不可采區(qū)主要位于－800 m以下，區(qū)內(nèi)西北端有巖漿巖侵入，變質(zhì)為天然焦。煤層頂板主要為粉砂巖、砂質(zhì)泥巖和泥巖，其次為細(xì)砂巖，個別點為中砂；底板主要為粉砂巖、泥巖和砂質(zhì)泥巖，其次為細(xì)砂巖。

3.6 4?1煤層

位于第二含煤段中部，下距1煤層平均80.43 m。4?1煤層厚度0～7.92 m，平均3.65 m。煤層結(jié)構(gòu)簡單，以單層結(jié)構(gòu)為主，少量含1層夾矸，煤類單一（QM、1／3JM）。含煤面積21.20 km2，可采面積為20.80 km2，面積可采比例為98.1%，可采性指數(shù)0.87，煤層變異系數(shù)為39%。煤層頂板主要為粉砂巖、細(xì)砂巖，其次為砂質(zhì)泥巖和泥巖；底板主要為泥巖和砂質(zhì)泥巖，次為粉砂巖，少數(shù)為細(xì)砂巖。

4 結(jié)論

綜上所述，潘集第三煤礦資源豐富，初步探查出可采煤層12層，其中穩(wěn)定煤層1處，較穩(wěn)定煤層5處，累計厚度可達(dá)16.53 m，顯示出巨大的找礦潛力。此外，礦區(qū)內(nèi)煤炭資源豐富，聚煤條件良好，深部找礦意義重大。但潘集第三煤礦的向斜和背斜構(gòu)造核部可見不同規(guī)模的小巖枝、巖脈侵入，對煤炭資源起較明顯的破壞作用，后期應(yīng)查明巖漿巖對該區(qū)域煤炭資源的影響。