鄂爾多斯市泊江海子礦井田煤層特征分析

周曉晨

摘要：泊江海子礦井田位于東勝煤田的西北，屬于鄂爾多斯盆地的重要組成部分，區(qū)域聚煤條件良好。研究表明：井田內(nèi)以褶皺構(gòu)造為主，斷層規(guī)模小，斷距小，對煤層破壞不大；井田內(nèi)含煤地層穩(wěn)定，厚度大，含煤層數(shù)較多，可采煤層厚度穩(wěn)定，其中，全區(qū)可采煤層2層，大部可采煤層1層和局部可采煤層3層，顯示井田區(qū)域煤炭資源潛力較大；煤巖以低變質(zhì)煙煤為主，含有較低的灰分和全硫，具有較高的利用價值。

關(guān)鍵詞：井田地質(zhì)特征；煤層特征；泊江海子礦

1.礦井地質(zhì)

1.1地層

泊江海子礦井位于東勝煤田的西北邊緣，地層由老至新發(fā)育有：①中三疊統(tǒng)二馬營組紫色泥巖、灰色和淺灰色砂巖和粉砂巖；②上三疊統(tǒng)延長組為一套灰綠色中—粗粒砂巖，局部含礫，其頂部在個別地段發(fā)育有一層薄層雜色砂質(zhì)泥巖，該組為煤系地層的沉積基底；③中—下侏羅統(tǒng)延安組是礦井內(nèi)的主要含煤地層，主要由一套淺灰、灰白色各粒級的砂巖，灰色、深灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖和煤層組成，可進一步分為三段[1-2]：第一巖段從延安組底界至5-1煤層頂板，地層厚度40.90～106.78m，平均69.97m，巖性為灰白色中粗粒石英砂巖、細粒砂巖、粉砂巖及深灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖互層，含5、6煤組，含煤1～5層，其中5-1煤層為區(qū)內(nèi)主要可采煤層；第二巖段從5-1煤層頂板至3-1煤層頂板，以灰白色中、細粒砂巖、深灰—灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖為主，該巖段含3、4兩個煤組，含煤5層，其中3-1和4-2煤層為礦井內(nèi)主要可采煤層，3-1下、3-2、4-1煤層為礦井內(nèi)次要可采煤層；第三巖段從3-1煤層頂板至延安組頂界，為深灰色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖，該巖段含2煤組，含煤1～2層，為不可采的薄煤層[3]；④中侏羅統(tǒng)為礦井內(nèi)的次要含煤地層，下部為淺黃、青灰色中、粗砂巖，局部夾粉砂巖、砂質(zhì)泥巖及薄煤層，1煤組在區(qū)內(nèi)的個別鉆孔賦存，不可采；上部巖性主要為紫紅色、雜色砂質(zhì)泥巖、泥巖與灰綠、黃綠色粉砂巖互層；⑤下白堊統(tǒng)志丹群以灰綠、淺紅色礫巖為主；⑥第四系厚度變化較大，厚度0～49.80m，平均16.77m。

1.2構(gòu)造

礦井構(gòu)造形態(tài)總體為一走向東西，向北傾斜的單斜構(gòu)造，地層傾角1°～3°，地層產(chǎn)狀沿走向及傾向均有一定變化，但變化不大，局部傾角達10°。褶曲構(gòu)造較為發(fā)育，主要有臺什村西向斜、于家村西背斜、蘇家村北向斜、泊江海子礦西背斜和泊江海子礦南背斜等。礦區(qū)內(nèi)斷層不甚發(fā)育，三維地震解釋勘探區(qū)有斷層15條（圖1），但落差、延伸長度均較小。

1.3巖漿巖

井田內(nèi)未見巖漿巖出露。

2.煤層特征

2.1可采煤層

區(qū)內(nèi)可采煤層主要分布在中—下侏羅統(tǒng)延安組中，自上而下分別為3-1、3-1下、3-2、4-1、4-2和5-1煤共6層，累計可采厚度12.62m。其中，井田內(nèi)全部可采煤層2層，分別為3-1和5-1煤層，平均累厚7.11m，占可采總厚的56.34%；大部可采煤層1層，為4-2煤層，厚度為1.79m，占可采總厚的14.18%；局部可采煤層3層，分別為3-1下、3-2和4-1煤層，平均總厚3.72m，占可采總厚的29.48%。

（1）3-1煤層。位于第二含煤段上部，下距3-1下煤5m左右，煤層厚度0.17m～7.26m，平均4.08m，井田東北部直接頂板受沖刷缺失，煤層變薄。含煤面積40.6671km2，其中可采面積36.31km2，面積可采系數(shù)89.29%。全區(qū)可采煤層結(jié)構(gòu)簡單（以無夾矸和1層夾矸為主，少數(shù)含有2～3層夾矸），煤類以不粘煤（BN）為主，有少量長焰煤（CY）?？刹煞秶鷥?nèi)煤層厚度變化不大，為井田內(nèi)可采的穩(wěn)定煤層。煤層直接頂以泥巖為主，其次為砂巖與粉砂巖，泥巖類占54%，粉砂巖類占17%，砂巖類占29%；直接底以泥巖為主，泥巖類占76%，粉砂巖占11%，砂巖類各占13%。

（2）3-1下煤層。位于第二含煤段上部，下距3-2煤約9m，煤層厚度0m～1.80m，平均0.62m。含煤面積40.6671km2，其中可采面積13.03km2，面積可采系數(shù)32.04%。局部可采煤層結(jié)構(gòu)簡單（大部分不含夾矸，少數(shù)含1層夾矸）。煤類以不粘煤（BN）為主，有少量長焰煤（CY），可采范圍內(nèi)煤層厚度變化較大，為局部可采的不穩(wěn)定煤層。煤層直接頂、底板均以砂質(zhì)泥巖和泥巖為主，少量粉砂巖、砂巖。其中，直接頂砂質(zhì)泥巖類占73%，泥巖類占14%，砂巖類占13%；直接底砂質(zhì)泥巖類占90%，粉砂巖類占6%，砂巖類占4%。

（3）3-2煤層。位于第二含煤段中上部，下距4-1煤約16m，煤層厚度0m～3.04m，平均0.64m。含煤面積40.6671km2，其中可采面積14.48km2，面積可采系數(shù)36.63%。局部可采煤層結(jié)構(gòu)簡單（以無夾矸為主，少數(shù)含1層夾矸，極個別點含2層夾矸），煤類單一（BN），可采范圍內(nèi)煤層厚度變化較大，為局部可采的不穩(wěn)定煤層。煤層直接頂板以砂質(zhì)泥巖和粉砂巖為主，局部為細粒砂巖，頂板砂質(zhì)泥巖占61%，粉砂巖類占29%，砂巖類占10%；直接底以砂質(zhì)泥巖為主，局部為粉砂巖，砂質(zhì)泥巖占87%，粉砂巖類占9左右%，砂巖類占4%。

（4）4-1煤層。位于第二含煤段中部，下距5-1煤11m左右，煤層厚度0m～4.84m，平均0.83m，含煤面積40.6671km2，其中可采面積14.27km2，面積可采系數(shù)35.09%。局部可采煤層結(jié)構(gòu)簡單（以無夾矸為主，少數(shù)點含1層夾矸，個別點含2層夾矸），煤類單一（BN），可采范圍內(nèi)煤層厚度變化較大，為局部可采的不穩(wěn)定煤層。煤層直接頂以砂質(zhì)泥巖和泥巖為主，其次為粉砂巖及細砂巖，砂質(zhì)泥巖類占51%，泥巖占29%，粉砂巖和砂巖各類占7%和13%；直接底以砂質(zhì)泥巖為主，局部為砂巖，砂質(zhì)泥巖類占89%，砂巖類占11%左右。

（5）4-2煤層。位于第一含煤段中下部，下距太原組灰?guī)r頂部約17m，煤層厚度0m～2.99m，平均1.11m。含煤面積40.6671km2，其中可采面積25.54km2，面積可采系數(shù)62.80%。煤層結(jié)構(gòu)簡單（大部分不含夾矸，少數(shù)點含1～2層夾矸），煤類單一（BN），可采范圍內(nèi)煤層厚度變化大，為大部可采的較穩(wěn)定煤層。煤層直接頂板以砂質(zhì)泥巖和砂巖為主，砂質(zhì)泥巖類占81%，砂巖類占19%；直接底板為砂質(zhì)泥巖和泥巖為主，砂質(zhì)泥巖占79%，泥巖占21%。

（6）5-1煤層。位于第一含煤段下部，下距三疊系延長組頂界70m左右，煤層厚度0m～4.25m，平均2.78m。含煤面積40.6671km2，其中可采面積39.39km2，面積可采系數(shù)96.86%。全區(qū)可采煤層結(jié)構(gòu)簡單（以不含夾矸和含一層夾矸為主，少數(shù)含2層夾矸），煤類單一（BN）。依據(jù)可采性指數(shù)、變異系數(shù)、可采面積分布特征，綜合確定為全區(qū)可采的穩(wěn)定煤層。煤層直接頂板為砂質(zhì)泥巖和泥巖，砂質(zhì)泥巖占78%，泥巖占22%，直接底板為砂質(zhì)泥巖，個別為砂巖，砂質(zhì)泥巖占86%，砂巖占14左右%。

2.2顯微煤巖特征

礦井煤呈黑色，條痕為褐黑色，條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造；瀝青光澤，參差狀、棱角狀斷口，內(nèi)生裂隙較發(fā)育，常為黃鐵礦及方解石薄膜充填，煤層中見黃鐵礦結(jié)核。宏觀煤巖成分以暗煤、亮煤為主，見絲炭，屬半暗型煤。礦井各煤層顯微煤巖組分以鏡質(zhì)組為主，惰質(zhì)組次之，殼質(zhì)組含量最少。鏡質(zhì)組含量為27.7%～73.2%，惰質(zhì)組含量為21.9%～53.2%，殼質(zhì)組含量1.5%～8.4%。無機組分以粘土礦物為主，含量為0%～18.8%，其它成分在3%以下。此外，各可采煤層有機組分中鏡質(zhì)組、惰質(zhì)組、殼質(zhì)組單項含量均小于95%，3-1、3-1下、3-2、4-2、5-1煤層鏡質(zhì)組+惰質(zhì)組含量大于95%，均屬微鏡惰煤，4-1煤層屬微三合煤。各可采煤層無機組分含量在0%～20.7%之間，以粘土礦物為主，硫化物、氧化物、碳酸鹽巖平均含量均在3%以下，故該礦井顯微礦化類型屬微復(fù)礦質(zhì)煤。鏡質(zhì)組最大反射率（Rmax）在0.2561%～0.4352%之間，為低變質(zhì)煙煤，煤級名稱為低煤級煤。

2.3煤的灰分

各可采煤層原煤干燥基灰分平均值為10.94%～13.48%，均為低灰煤。其中，3-1煤層的原煤灰分實測為5.22%～30.37%，平均12.74%；3-1下煤層的原煤灰分實測為4.72%～23.37%，平均11.05%；3-2煤層的原煤灰分實測為5.00%～23.45%，平均11.05%；4-1煤層的原煤灰分實測為5.50%～28.74%，平均11.70%；4-2煤層的原煤灰分實測為5.62%～29.52%，平均10.94%；5-1煤層的原煤灰分實測為6.73%～33.31%，平均13.48%。由上可知：泊江海子礦井田內(nèi)的煤層均屬于低灰煤，其中3-1和5-1煤層總體以低灰煤為主，次為特低灰煤，少量中灰煤和中高灰煤；3-1下、3-2、4-1和4-2煤層總體以特低灰煤為主，次為低灰煤，少量中灰煤。

2.4煤的全硫

各可采煤層原煤全硫?qū)崪y極值為0.08%～2.85%，平均含量為0.48%～0.81%，4-1煤層為特低硫煤，其余煤層均屬低硫煤。其中，3-1煤層的實測兩極值為0.10%～2.78%，平均0.81%；3-1下煤層的實測兩極值為0.20%～2.48%，平均0.64%；3-2煤層的實測兩極值為0.08%～2.34%，平均0.60%；4-1煤層的實測兩極值為0.16%～1.17%，平均0.48%；4-2煤層的實測兩極值為0.14%～2.85%，平均0.63%；5-1煤層的實測兩極值為0.13%～2.10%，平均0.60%。由上可知：3-1和4-1煤層總體以低硫煤和特低硫煤為主，次為中硫煤，少量中高硫煤；3-1下、3-2、4-2和5-1煤層總體以特低硫煤為主，次為低硫煤，少量中硫煤和中高硫煤。

3.煤層穩(wěn)定程度評價

根據(jù)《煤礦地質(zhì)工作規(guī)定》第十二條規(guī)定，煤層穩(wěn)定性以煤層厚度變化規(guī)律和可采性劃分，采用定性評價為主、定量評價為輔的方法確定。參與資源儲量估算的可采煤層6層，分別為3-1、3-1下、3-2、4-1、4-2和5-1煤層，累計可采厚度12.62m。通過對各可采煤層的定性和定量分析，確定穩(wěn)定煤層2層，分別為3-1和5-1煤，平均累厚7.11m；較穩(wěn)定煤層1層，即4-2煤，平均累厚1.79m。穩(wěn)定和較穩(wěn)定煤層平均累厚8.90m，占可采煤層總厚的70.52%；不穩(wěn)定煤層3層（3-1下、3-2、4-1、），平均累度3.72m，占可采煤層總厚的29.48%。可采煤層以穩(wěn)定和較穩(wěn)定為主。各煤層資源儲量估算結(jié)果顯示，穩(wěn)定和較穩(wěn)定煤層的資源儲量占全區(qū)資源儲量的86.11%，其中穩(wěn)定煤層資源儲量占全區(qū)資源儲量74.76%。因此，綜合確定全區(qū)煤層穩(wěn)定程度為穩(wěn)定類型。

4.結(jié)論

綜上所述，泊江海子礦井田內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜程度屬于簡單型，斷層對煤層的破壞作用較小。井田內(nèi)含煤地層穩(wěn)定，厚度大，含煤層數(shù)較多，可采煤層厚度穩(wěn)定，其中，穩(wěn)定可采煤層2層，較穩(wěn)定煤層1層和不穩(wěn)定煤層3層，顯示井田區(qū)域煤炭資源潛力較大。

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