煤層對比方法在礦井開采中的應用

李承東（華亭煤業集團有限責任公司山寨煤礦，甘肅省平涼市744112）

煤層對比方法在礦井開采中的應用

李承東（華亭煤業集團有限責任公司山寨煤礦，甘肅省平涼市744112）

在礦井開采期間，為了能夠準確地對煤層進行揭露及開采，減少因盲目揭露而造成的損失，通過對已有地質資料的分析研究，利用含煤段特征、煤層的標志層、結構、間距、厚度、頂底板巖性及化石特征等綜合的煤層對比方法，可以準確地確定煤層群開采的層位，科學地指導煤層群開采的層位控制，為礦井開采設計提供技術保障，促進礦井的安全高效生產。

煤層群開采；煤層對比；標志層；頂底板

引言

對于勘探階段煤層對比，前人研究的比較多，技術也比較成熟。如何針對不同礦井不同情況，尋找適合的煤層對比方法，是礦井地質工作中的非常實際和重要的問題。本文就結合華亭煤業集團山寨煤礦開采期間煤層對比方法進行探討。

1 概況

山寨井田的含煤地層為中侏羅統延安組，總的平均厚度為153.81m。主要賦存5個煤層（組），共7層煤。自上而下為煤1、煤2-1、煤2-2、煤2-3、煤3、煤4和煤5。煤5層系全區可采煤層，煤3層屬大部分可采煤層，其它煤層均為零星可采或不可采煤層。

2 煤層對比

2.1 標志層對比

標志層對比是煤層對比工作中的最常用，最有效的方法之一。山寨井田標志層如下：

（1）主要標志層（K3）-“似鮞狀”砂巖：位于延安組第一段下部，系煤5層底板。主要巖性為灰褐、灰黑色含石英細礫的砂巖及砂質泥巖。具有俗稱的“似鮞狀”結構，層位穩定，全區分布，特征明顯，是確定煤5層的可靠標志。

（2）局部標志層：系劣質油頁巖，條痕褐色，頁理較發育，含油率極低。一般為二層，第一層（K1）位于延安組第二段上部，發育在距煤1頂板以上5～10m處，厚度0.05～1.60m，平均0.43m，時而相變為灰黑色含炭泥巖，層位較穩定，是確定煤1的良好標志；第二層（K2）位于第二段Ⅱ旋回頂部，煤4層之下，厚度較K1大，可達數米。在本井田特征明顯，作為對比煤4層和劃分Ⅱ旋回頂界的局部標志層。

2.2 煤層層間距對比

層間距是指上一層煤底板與下一層煤頂板之間的垂直距離。通過研究，山寨井田內發育的各煤層層間距分別為：煤1與煤2-1以及煤2-1和煤2-2間一般保持在11m左右，而煤2-2與煤2-3及煤2-3和煤3間的間距較小，一般為7m左右；煤1至煤3層的間距也較穩定，一般在40m；煤3層與煤4層的間距由北向南明顯增大，一般兩者相距10m左右；煤4與煤5間距變化大，平均38m。總體講各煤層層間距相對較穩定，但由北向南、自西向東有增大的趨勢，差異性較明顯，有利于煤層對比。

2.3 煤層本身特征對比

煤層本身特征對比法，是根據煤層的厚度、穩定性和結構復雜程度、煤的物理性質、煤巖特征和煤質資料等不同及其共有的組合關系等進行煤層對比的一種方法。

山寨井田煤層的發育特征及其組合規律極為明顯，因此利用煤層厚度，結合煤層所處的剖面位置及整體變化趨勢，亦是區內煤層對比的主要方法之一。

山寨井田從含煤巖系垂向沉積的宏觀方面看，因煤系沉積環境的演變，使主要含煤段、復含煤段以及不含煤段截然分離，自成體系，加之局部標志層相映，涇渭分明，互不混淆。這給段與旋回的劃分和各煤層的對比提供了較好的地質依據。

煤1層：系全區層位穩定煤層，無論其它煤層存在與否，煤1層或層位總是存在的，這為對比其它煤層起了提綱攜領的作用。煤1層厚度較小，僅零星可采，含2～3層夾矸，最多達4層，特征明顯易對比。

煤2層（組）：雖稱煤組，但以三層單獨煤層出現，從上到下為煤2-1、煤2-2、煤2-3，其穩定性依次變好，厚度也有增大之趨勢。煤2-2與煤2-3多相伴出現。

煤3層：為第二段中厚度最大，層位最穩定的一層煤。除4勘探線以南尖滅外，基本可見及。結構簡單，且煤層上下多發育炭質泥巖。系復合含煤段的主干煤層，也極易對比。

煤4層：厚度小，層位較穩定，有時分層較多，位于煤3和煤5之間，亦較易確定其層位。

煤5層：層位穩定，厚度大，一般為特厚煤層，屬基本遍及全區的較穩定煤層，上部結構復雜，下部相對較簡單，且居于煤系地層之下部，其本身特征就是良好的對比標志。

3 煤層對比方法的綜合應用

以上煤層對比方法都是礦井開采期間的常用方法，在山寨煤礦煤5層開采及煤3層的首次揭露過程中都得到了應用。尤其是在煤3層的首次揭露上，效果非常明顯。

在煤3層首次揭露期間，由于揭露區距周邊鉆孔比較遠（均在200m以上）。在該區附近的巷道掘進過程中就已經揭露了煤4層及其底板K2標志層（如圖1）。通過對周邊鉆孔資料對比，發現煤4與煤3的間距均在10～12m之間。通過計算，兩者的水平距離應在30～35m之間。而該區域煤3層底板等高線資料顯示，該段煤4與煤3層的水平距離在85m左右，兩者相差太大，為巷道設計及施工帶來困難。為了消除疑慮，在該處打了一組探煤孔進行驗證后發現，在距離煤4層底板10.5m處有一厚度2.5m在煤層。故對原設計的25°上山揭露改為水平石門揭露，結果在水平距離32.5m處揭露了一層真厚度為2.2m的煤層。為了進一步證實該煤層為煤3層，采用了如下幾種煤層對比方法：通過對煤層間距對比，水平距離32.5m與之前預測的30～35m基本相符；揭露煤層的厚度與周邊鉆孔的平均厚度基本相符；煤3層的底板巖性為細砂巖，與周邊鉆孔一致；煤層中夾矸及其煤層的煤巖特征與地質報告一直；煤4層底板K2標志層是一典型的劣質油頁巖，可以作為煤層對比的重要依據。通過以上方法的綜合應用，最后確定已揭露的煤層為目的層煤3層，從而避免了設計上的一次較大的失誤，也為今后煤層揭露及對比提供了有力的技術支撐。

4 結論

圖1 煤3層原設計巷道與實際施工巷道示意圖

（1）從礦井地質條件及煤層賦存狀況分析，通過利用含煤段特征、煤層的標志層、結構、間距、厚度、頂底板巖性及化石特征等煤層對比方法，可以準確地確定煤層群開采的層位。

（2）通過煤層綜合對比，能夠科學地指導煤層群開采的層位控制，為礦井開采設計提供技術保障，促進礦井的安全高效生產。

（3）礦井開采期間的煤層對比，應因礦井的不同，開采區域的不同，而采用不同的對比方法，不能一概而論，但總體來說必須盡可能地對比準確、可靠。

[1]鄒常璽，張培礎.煤田地質學[M].北京：煤炭工業出版社，1989：224～244.

[2]趙鵬大，李萬亨.礦床勘查與評價[M].北京：地質出版社，1995：206～208.

[3]何光強.煤田地質勘查中煤層對比方法探討[T].煤田科學技術，2009，37（6）：106～107.

TD822

A

2095-2066（2016）05-0107-02

2016-1-20

李承東（1973-），男，工程師，本科，主要從事煤礦地質、防治水等方面的工作。