張集礦二水平煤層變化規(guī)律及對比分析

俞顯忠，李小龍，張自祥，陳伯年，陳善成

（1.安徽省煤田地質(zhì)局勘查研究院， 合肥 230088， 2.安徽理工大學(xué)地球與環(huán)境學(xué)院， 安徽淮南 232001）

張集礦二水平煤層變化規(guī)律及對比分析

俞顯忠1，李小龍2，張自祥1，陳伯年1，陳善成1

（1.安徽省煤田地質(zhì)局勘查研究院， 合肥 230088， 2.安徽理工大學(xué)地球與環(huán)境學(xué)院， 安徽淮南 232001）

張集煤礦二水平有可采煤層11層，平均厚度總計26.81m，其中主要可采煤層5層，次要煤層6層，通過對二水平煤層變化規(guī)律的研究，并對煤層劃分的可靠性進(jìn)行對比，對礦井實現(xiàn)安全高效開采和增加礦井服務(wù)年限，提高煤礦經(jīng)濟(jì)效益，都有著重要的實際意義。

二水平； 煤層； 變化規(guī)律； 煤層對比

張集煤礦是淮南礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司的現(xiàn)代化主力礦井之一，是國家“九五”重點建設(shè)項目，原年設(shè)計能力400萬t。本井田為新生界松散層覆蓋的全隱蔽區(qū)。井田地層全系鉆探揭露。本區(qū)二疊系含煤段總厚857m。含有名煤層32層，總厚32.48m，含煤系數(shù)3.85%。共分七個含煤段，以第一、二、四段含煤最富，含煤系數(shù)分別達(dá)9.45%、6.14%、6.32%。

1 二水平可采煤層分析

根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范對煤層穩(wěn)定程度劃分原則，參考可采指數(shù)和變異系數(shù)指標(biāo)確定了各可采煤層的穩(wěn)定性，張集煤礦二水平有可采煤層11層，平均厚度總計26.81m［1－4］。其中主要可采煤層5層，13－1、11－2、8、6、1煤層，平均總厚為18.60m，占可采總厚69.38%，是全區(qū)可采的穩(wěn)定或較穩(wěn)定煤層。次要煤層6層，其中17－1、13－1下、9－1、7－2、7－1、4－2煤層煤層均為大部可采或局部可采的不穩(wěn)定或極不穩(wěn)定煤層，平均總厚7.59m，占可采總厚的28.31%，見表1。

1.1 主要可采煤層

1.1.1 13－1煤層

煤層厚度0～8.28m，平均厚度為4.41 m。上距16－1煤層101.78m。頂?shù)装逡阅鄮r為主，少數(shù)砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖，個別頂板為中細(xì)砂巖、石英砂巖。二水平有115個鉆孔穿過，可采點113個，厚度0～8.28m，平均4.78m。由東向西煤層變薄的趨勢明顯。1.1.2 11－2煤層

煤層厚度0～4.79m，平均2.57m。頂?shù)装宕蠖酁槟鄮r、砂質(zhì)泥巖，局部頂板為粉細(xì)砂巖。二水平有124個鉆孔穿過，可采點124個，厚度0.78～3.95m，平均2.61m，全區(qū)可采。

1.1.3 8煤層

煤層厚度0～6.03m，平均2.90m。頂板巖性主要為砂質(zhì)泥巖和泥巖，砂質(zhì)泥巖為灰黑。色～深灰黑色，厚層狀，性脆，局部含根莖等植物化石。二水平有113個鉆孔穿過，可采點112個，厚度0.60～6.03m，平均3.11m。

表1 張集礦二水平主要可采煤層情況統(tǒng)計表

1.1.4 6煤層

煤層厚度0～6.01m，平均厚度為2.59m。頂板巖性主要為砂質(zhì)泥巖、粉細(xì)砂巖、泥巖等。二水平有120個鉆孔穿過，可采點98個，厚度0～6.01m，平均2.50m。從中向東、西煤層厚度有變薄的趨勢。西三采區(qū)大部不可采，西一、東一的南部有不可采區(qū)分布。整個二水平大部可采，如圖1所示。

圖1 張集煤礦二水平6煤層不可采分布范圍圖

1.1.5 1煤層

煤層厚度0～10.74m，平均為6.14m。頂?shù)装宕蠖酁槟鄮r、砂質(zhì)泥巖，砂巖頂板主要出現(xiàn)在西部，成帶狀分布，局部沖刷煤層。二水平有151個鉆孔穿過，可采點143個，厚度0～10.74m，平均6.09m。煤層有北厚南薄，東厚西薄的趨勢。僅在西三、西二、西一、采區(qū)有不可采范圍分布。二水平大部可采，如圖2所示。

圖2 張集煤礦二水平1煤層不可采分布范圍圖

1.2 次要煤層

1.2.1 17－1煤層

煤層厚度為0～4.71m，平均厚度為0.89m。平均層間距107.44m。頂?shù)装宥酁槟鄮r、砂質(zhì)泥巖，少數(shù)為細(xì)砂巖，個別有中砂巖。二水平有61個鉆孔穿過，可采點38個，厚度0～4.71m，平均1.01m，二水平局部可采。

1.2.2 13－1下煤層

煤層厚度0～1.90m，平均0.60m。上距13－1煤3.48m。煤層頂?shù)装宥酁槟鄮r、砂質(zhì)泥巖。二水平有116個鉆孔穿過，可采點56個，厚度0～1.90m，平均0.60m。西三、西二、東二大部不可采，東一局部有不可采區(qū)。整個二水平局部可采。

1.2.3 9－1煤層

煤層厚度0～3.35m，平均1.11m。頂板巖性：主要為砂質(zhì)泥巖、泥巖和砂巖，局部為石英砂巖。底板巖性：主要為砂質(zhì)泥巖、泥巖和砂巖等。9－1煤下部1～2m范圍內(nèi)有1～3條煤線。二水平有110個鉆孔穿過，可采點89個，厚度0～3.35m，平均1.47m。西三采區(qū)大部不可采，西二和北一有小范圍的不可采區(qū)。二水平大部分可采，如圖3所示。

圖3 張集煤礦二水平9－1煤層不可采分布范圍圖

1.2.4 7－2煤層

煤層厚度0～2.49m，平均0.83m。二水平有119個鉆孔穿過，可采點78個，厚度0～2.49m，平均0.82m。西二、西一采區(qū)外基本不可采，東一和北一基本不可采，在東二的西部有一可采條帶，全區(qū)局部可采。

1.2.5 7－1煤層

煤層厚度0～2.70m，平均0.91m。頂板巖性：主要為砂質(zhì)泥巖、泥巖、粉細(xì)砂巖等。底板巖性：主要為砂質(zhì)泥巖、泥巖、中細(xì)砂巖等。7－1煤底2.4m處有一層厚約0.1m的乳白色鋁土質(zhì)泥巖。二水平有118個鉆孔穿過，可采點65個，厚度0～2.40m，平均0.86m。不可采區(qū)主要分布在西三的西部、西二、西一的南部、東二、北一。整個二水平局部分可采。

1.2.6 4－2煤層

煤層厚度0～4.14m，平均厚度為1.37m。二水平有129個鉆孔穿過，可采點78個，厚度0～3.78m，平均1.10m。東二、西一、北一采區(qū)大部不可采、東一、西二、西三均有不可采范圍分布。整個二水平局部可采，如圖4所示。

圖4 張集煤礦二水平4－2煤層不可采分布范圍圖

2 煤層對比及可靠度分析

2.1 煤層對比的方法和依據(jù)

二水平煤層對比的主要方法是利用標(biāo)志層，并以巖性組合特征、古生物化石分布規(guī)律、煤層組合特征、可采煤層結(jié)構(gòu)以及煤層間距和測井曲線等各種特征為依據(jù)，進(jìn)行綜合對比。并歸納出輔助對比標(biāo)志。

2.1.1 標(biāo)志層

花斑泥巖。位于13－1煤層下15m左右，厚約5m，由紫紅色、褐色團(tuán)塊構(gòu)成，含較多菱鐵質(zhì)鮞粒，層位穩(wěn)定，全區(qū)發(fā)育，是對比13－1煤層的主要標(biāo)志。

鋁質(zhì)泥巖。位于4－2煤層下15m左右，厚4～15m，乳白色、淺灰色、致密，細(xì)膩具滑感，富含菱鐵鮞粒，常與花斑泥巖共生。全區(qū)穩(wěn)定。視電阻率電位曲線呈高阻反映，阻值高于其它泥巖，自然伽瑪曲線呈高幅值反映，為形態(tài)單一的高異常，是對比6－4煤層的主要標(biāo)志。

太原組頂部灰?guī)r。位于1煤下17m左右，厚約3m，灰色，微密，含腕足類及蜓科類化石。是對比1煤層的可靠標(biāo)志。

2.1.2 輔助標(biāo)志

17－1煤層的對比依據(jù)是煤層組合特征和較為發(fā)育的砂泥巖互層，含有較大云母片，偶見海豆牙化石。

11－2煤層視電阻率電位曲線呈陡急單一的高峰，頂部含有豐富植物化石。

8煤層位于全區(qū)最大的煤組之中，煤組以多而厚的可采煤層為特點，煤層間距一般為3～5m，8煤厚度大，層位穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)單一。8煤或9煤頂部常含有豐富植物化石。

1煤層上部常有灰色巨厚層狀砂巖，局部含有細(xì)礫，或有泥質(zhì)包體。煤層下部砂泥巖互層發(fā)育，層面上富含大片狀白云母，其下即為灰黑色微密均一海相泥巖、互層中具蟲孔及生物擾動構(gòu)造，含礓狀、團(tuán)塊狀菱鐵結(jié)核。

2.2 煤層對比可靠程度分析

本次對二水平的煤層（＞0.3m）根據(jù)上述的方法和依據(jù)進(jìn)行而來重新對比。二水平主要可采煤層13－1、11－2、8、6、1等煤層，特征明顯，層位穩(wěn)定，標(biāo)志突出，煤層對比可靠。次要可采煤層17－1、13－1下、9－1、7－2、7－1、4－2等煤層，對比基本可靠。其他煤層對比可靠性差。

張集煤礦二水平有可采煤層11層，平均厚度總計26.81m。其中主要可采煤層5層，是全區(qū)可采的穩(wěn)定或較穩(wěn)定煤層。次要煤層6層，煤層均為大部可采或局部可采的不穩(wěn)定或極不穩(wěn)定煤層，平均總厚7.59m，占可采總厚的28.31%。通過對二水平煤層變化規(guī)律的研究和煤層對比可靠度分析，對礦井實現(xiàn)安全高效開采和增加礦井服務(wù)年限，提高煤礦經(jīng)濟(jì)效益，都有著重要的實際意義。

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TD82

B

1671－4733（2012）01－0001－04

10.3969/j.issn.1671－4733.2012.01.001

2012－02－16

俞顯忠（1966－），男，安徽當(dāng)涂人，高級工程師，從事煤田地質(zhì)科研及管理工作，電話：18655123511。