兗州煤田煤炭地質特征分析

摘 要：兗州煤田屬全隱蔽型煤田，沉積基底為奧陶系，整體構造為一向斜構造區內褶曲較發育并伴有一定數量的斷層，巖漿巖及陷落柱均不發育，對煤層影響不大，總體構造復雜程度屬中等。區域內地勢較平坦，地表水系發育，盆地內除第四系上組和奧陶系灰巖外，其他含水層補給、徑流、排泄條件均不好，兗州煤田含煤地層為太原組和山西組，可采與局部可采煤層有8層，煤質優良，具廣泛的工業價值及開發利用前景。

關鍵詞：兗州煤田；煤層；地質構造特征；水文地質

前言

兗州煤田位于山東省西南部，行政區劃屬濟寧市管轄，地跨濟寧、兗州、曲阜、鄒城等縣市，主體部分在兗州市、曲阜市、鄒城市境內。北、西、南以含煤地層露頭為自然邊界，東部及東北部分別以嶧山斷層、時莊斷層為自然邊界。兗州煤田總面積為3400多平方公里，探明煤炭儲量91億噸。品種屬優良的煉焦配煤和動力煤，含硫分、磷分和灰分很低，發熱量高[1]。深入研究兗州礦區的煤炭地質特征不但具有理論意義，而且對于隱伏區、空白區和缺煤地區的勘探靶區選擇、資源枯竭礦山的外圍勘探具有現實指導意義。

1 礦區地質概況

兗州煤田所處大地構造位置屬華北板快（Ⅰ）魯西地塊（Ⅱ）魯西南潛隆起區（Ⅲ），它處于荷澤-兗州隆起東北邊緣的兗州凸起。

本區區域構造基本特征明顯表現為斷塊型。含煤地層為石炭-二迭紀月門溝群太原組和山西組[2]。

1.1 太原組（C-PyT）

為兗州煤田主要含煤地層之一，全區分布。太原組屬海陸交互相沉積，厚度145.92～223.00m，平均174.89m，以煤田中東部較厚，但整個煤田太原組總的厚度變化趨勢不大，且旋回明顯，韻律清晰。含石灰巖10～14層；含煤16～24層（包括分叉煤層），其中16上、17煤層為全區主要可采煤層。

1.2 山西組（PyS）

山西組厚度0～152.91m，平均108.68m，煤田中部較厚，向南、北兩側有變薄趨勢。以泥巖、粉砂巖為主，夾中砂巖、細砂巖，含煤2～3層。

2 煤層

2.1 含煤性

兗州煤田含煤地層為太原組和山西組，平均地層總厚283.57m。共含煤23層，其中山西組含煤3層：1、2（2上）、3（3上、3下），太原組含煤20層：4、5、6、7、8（8上、8下）、9、10（10上、10中、10下）、11、12上、12（12中、12下）、13、14、15上、15下、16上、16下、17、18上、18中、18下。煤層總厚14.59～19.79m，平均17.31m，平均含煤系數6.1%。

2.2 可采煤層

兗州煤田可采、大部及局部可采煤層共8層：2（2上）、3（3上、3下）、6、10（10下）、15上、16上、17、18上，平均總厚13.88m。山西組3（3上、3下）煤層為全區主要可采煤層，平均厚度8.22m，占可采煤層總厚度的59.22%。

3 區內地質構造特征

3.1 區內地層及褶曲

兗州煤田總體表現為一寬緩不對稱、軸向北東東、向東傾伏的向斜構造（即兗州向斜）。兗州煤田其構造格局和展布規律受區域構造控制，以兗州向斜為主，煤田內還發育次一級寬緩褶曲，并伴有一定數量的斷層，斷層產狀以近南北向、北西向、北東向為主。煤田北部局部地段含煤地層中有巖漿巖侵入。

3.2 斷層發育

區內斷層按走向分為近東西向、近北東向、北西向及近南北向四組，其中以北西向最為發育，次為近北東向、近南北向，近東西向斷層不發育；按斷層性質分為正斷層及逆斷層，區內斷層絕大部分為高角度正斷層，發育少量逆斷層；主要斷層統計見表1。

4 區內水文地質條件

4.1 區域水文地質概況

區域水文地質單元東起嶧山斷層，西至聊考斷裂，北至汶泗斷層，南至鳧山斷層[3]。區域內地勢較平坦，地表水系發育。南部鳧山有寒武系及奧陶系灰巖零星出露，北部滋陽山有奧陶系灰巖零星出露，其他區域均被第四系覆蓋。

4.2 礦區水文地質條件

州礦區為一全隱蔽式煤田，上為第四系所覆蓋，下以奧陶系灰巖為基底。構造形態為一不完整的向斜盆地，東部為嶧山斷裂。西、北、南部為奧灰隱伏露頭[4]。盆地內除第四系上組和奧陶系灰巖外，其他含水層補給、徑流、排泄條件均不好。

4.3 充水因素分析

礦床充水條件好壞的根本因素取決于其充水水源的規模和充水途徑的導水性能。本區開采上組煤時的主要充水水源為3煤層頂、底板砂巖裂隙水和太原組三灰水，它們接受補給的能力均較差；開采下組煤的主要充水水源為太原組十下灰和奧灰水，其中尤以奧灰水對下組煤的開采威脅最大。主要的充水途徑有斷裂帶、接觸帶、采空區冒落裂隙帶、底板裂隙帶。

5 結束語

該礦區為全隱蔽型石炭-二疊系含煤區，總體表現為一寬緩不對稱、向東傾伏的向斜構造（即兗州向斜）。煤田東部邊界即區域性嶧山斷層。兗州礦區其構造格局和展布規律受區域構造控制，以兗州向斜為主，礦區內還發育次一級寬緩褶曲，并伴有一定數量的斷層，斷層產狀以近南北向、北西向、北東向為主。礦區北部局部地段含煤地層中有巖漿巖侵入。

兗州礦區地層產狀總體上有一定規律，礦區南部（兗州向斜南翼）地層走向總體為近東西向；西部（兗州向斜轉折端向北）橫河煤礦至古城煤礦一帶，地層走向總體變為近南北向、局部近北西向；礦區北部則總體轉為北北東向。

礦區內褶曲較發育并伴有一定數量的斷層，總體上應屬中等構造復雜程度。

參考文獻

[1]王永瑋.中國煤炭資源分布現狀和遠景預測[J].問題探討，2007，6（5）：44-45.

[2]羅斐.煤炭資源的現狀及結構分析[J].中國煤炭，2008，34（3）.

[3]馬蓓蓓，魯春霞，張雷.中國煤炭資源開發的潛力評價與開發戰略[J].資源科學，2009，31（2）：224-230.

[4]杜貴成，王永玲.我國煤炭資源中長期需求預測[J].東北財經大學學報，2007，2：67-69.

作者簡介：顧云莎（1990-），男，山東青島人，山東科技大學碩士研究生，研究方向為水工環。