百貫溝井田煤層賦存調(diào)查與沉積古地理分析研究

高東山+王長鑫+段登善

摘 要：本文通過對已掌握的礦井地質(zhì)資料，分析研究井田煤厚與古地理環(huán)境之間的聯(lián)系，總結(jié)得出井田煤厚賦存規(guī)律，對礦井安全生產(chǎn)，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益具有十分重要的作用。

關(guān)鍵詞：煤厚變化；穩(wěn)定性評價(jià)；古地理環(huán)境

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.076

1 礦井概況

百貫溝井田位于崇信縣赤城鄉(xiāng)及黃花鄉(xiāng)境內(nèi)，距崇信縣城約27km。井田范圍西起崇信縣赤城鄉(xiāng)后埫，東終赤城鄉(xiāng)水磨村的南溝，北起黃花鄉(xiāng)的油府莊，南終赤城鄉(xiāng)史家溝門，東西長約為6.3km，南北長約為1.7km，面積為7.5707km2。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力60萬噸/年，含煤地層為侏羅系下統(tǒng)延安組，含煤地層總厚度128.82m，含煤2～3層，分別為煤2①、煤3、煤5，煤層總厚度13.02m。

2 井田煤層特征

2.1 煤3層

（1）煤層賦存情況。本煤層位于延安組的第二段中下部，下距煤5 28m，上距直羅組底部含礫粗砂巖84.5m，為礦井主要可采煤層。

（2）煤層厚度及穩(wěn)定性評價(jià)。依據(jù)礦井井田內(nèi)鉆孔揭露地層情況，全區(qū)穿層點(diǎn)48個(gè)，見煤點(diǎn)27個(gè)，沉積缺失點(diǎn)21個(gè)。見煤點(diǎn)中，可采點(diǎn)25個(gè)，不可采點(diǎn)2個(gè)。見煤點(diǎn)兩極厚度0.15～16.52m，平均4.95m。煤層變異系數(shù)r=99%，可采性指數(shù)km=0.93。

按照煤層厚度頻率分布、變異系數(shù)和可采率等項(xiàng)指標(biāo)衡量，煤3為局部可采的不穩(wěn)定中厚煤層。

（3）煤層厚度變化規(guī)律。煤層厚煤帶（>5m）與薄煤帶（<2m）呈相間排列或孤島式顯現(xiàn)，且煤厚等值線總體呈NE向，與古河流三角洲沉積環(huán)境相符合，反應(yīng)了古河流三角洲成煤環(huán)境的特征。

煤厚橫向上具有南厚北薄的趨勢，井田北部煤厚可以從0.51m（12-1孔）—2.53m（10-1孔），一般厚度為1—2.5m，表現(xiàn)出煤厚較薄，但變化不大。而南部煤厚由2.14m（7-3孔）—12.38m（313孔），一般厚度在3—6m之間，表現(xiàn)出煤層厚度較北部大，但變化亦大的特點(diǎn)。另外，煤厚自西向東有遞增的趨勢，因此，煤3層煤厚在平面上總體反映為由北東向南西遞增的趨勢。

垂向上煤厚具有淺部?。ㄒ话忝汉穸荚?—2.5m之間），深部厚（一般煤厚都在3—6m之間）的特點(diǎn)，這與區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造密切相關(guān)。

2.2 煤5層

（1）煤層賦存情況。本煤層位于延安組第一段中上部。上距煤3 28m，下距富縣組雜色碎屑巖9.3m，為礦井主要可采煤層。

（2）煤層厚度及穩(wěn)定性評價(jià)。依據(jù)礦井井田內(nèi)鉆孔揭露地層情況，全區(qū)穿層點(diǎn)48個(gè)，見煤點(diǎn)37個(gè)，沉積缺失點(diǎn)10個(gè)，斷層缺失點(diǎn)1個(gè)。見煤點(diǎn)中，可采點(diǎn)37個(gè)。見煤點(diǎn)兩極厚度0.76～31.66m，平均10.15m。煤層變異系數(shù)r=84%，可采性指數(shù)km=1。

（3）煤層厚度變化規(guī)律。煤層厚煤帶（>10m）與薄煤帶（<5m）與賦存特征煤3類似，煤厚等值線總體也呈現(xiàn)NE向，與古河流三角洲沉積環(huán)境相符合，反應(yīng)了古河流三角洲成煤環(huán)境的特征。

煤厚橫向上和垂向上變化不大，無明顯規(guī)律，反映沉積古地理環(huán)境對煤沉積極為有利，沉積古地理較平坦，橫向沒有大的起伏，三角洲成煤垛體大，氣候溫和濕潤，沉積時(shí)間長，從而形成特厚煤層。

綜合上述，煤5層全區(qū)厚度變化較大，無明顯的規(guī)律可循，屬大部分可采的不穩(wěn)定特厚煤層。

3 煤厚沉積與古地理環(huán)境分析研究

井田位于鄂爾多斯西緣分區(qū)平?jīng)?馬家灘地層小區(qū)的東南部，隸屬華亭礦區(qū)，礦區(qū)在延安組沉積時(shí)期，古地形地貌發(fā)育特征明顯，受三疊系末期的剝蝕作用控制。研究區(qū)整體地勢平坦，局部地區(qū)發(fā)育的古隆起形成了無煤區(qū)。礦區(qū)延一段地層是在富縣組地形填平補(bǔ)齊的基礎(chǔ)上沉積的。中下侏羅統(tǒng)地層沉積早期，地殼因長期夷平，在低洼地區(qū)形成廣闊的濕地沼澤，為煤5沉積提供了良好的聚煤場所。延二段沉積時(shí)期，由于地形起伏差異逐漸變小，巖相古地形環(huán)境以河沼相為主，河床相、河漫相及沼澤相交替出現(xiàn)，形成了該段地層以沉積河流體系的河道、河漫灘沉積為主的中粗粒砂巖。零星分布的煤層形成于短暫而不穩(wěn)定的泥炭沼澤相，煤層相對較薄，且厚度極不穩(wěn)定（如煤3）。延三段沉積時(shí)，區(qū)域地形趨于平坦，主干河流已經(jīng)遠(yuǎn)離成煤區(qū)，從而形成了湖沼化沖積平原，巖相古地理環(huán)境以湖沼相為主。煤層形成于濱湖泥炭沼澤。隨后，由于太平洋板塊俯沖于亞歐板塊，地殼整體抬升，成煤作用結(jié)束。

4 結(jié)語

煤層沉積與其區(qū)域范圍中的古代地理構(gòu)造情況、古代地理環(huán)境的變化情況以及古代氣候條件的影響情況等有著非常重要的連接關(guān)系。研究煤層沉積與古地理環(huán)境之間的關(guān)系，更加有助于判斷和確定當(dāng)前區(qū)域煤層沉積的具體情況內(nèi)容。根據(jù)地層厚度、砂體厚度、泥巖厚度、砂（砂巖+礫巖）泥（泥巖+粉砂巖）巖比值、煤層厚度等，根據(jù)這些單因素值，恢復(fù)主要成煤期古地理面貌，為聚煤作用分析提供理論依據(jù)。

研究煤層沉積與古地理環(huán)境沉積之間的關(guān)系能夠更好的對煤層沉積產(chǎn)生的條件和規(guī)律進(jìn)行分析，進(jìn)而更有效率的完成對煤炭資源的開采和利用。

注：①、煤2為極薄煤層，由于資料缺乏，本文暫時(shí)不考慮。

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作者簡介：高東山（1989-），男，湖南邵陽人，從事煤礦地質(zhì)防治水工作。endprint