對某井田地質特征及可采煤層研究分析

李洪剛

摘 要：區內總的構造線方向為北北東及北東向，主要發育一些短軸褶曲及小斷層，主要可采煤層有8#、15#二層，局部可采煤層有3#上、8#、9#上、9#下、12#五層。本文對該井田地層、地質特征及可開采煤層進行了比較研究。

關鍵詞：某井田；地質特征；煤層；對比研究

1 地層特征

井田內，地層由老至新為奧陶系上石炭統太原組，二疊系下統山西組，下石盒子組，二疊系上統上石盒子組。

在本井田內主要標志層為K1～K13，其中K1作為本溪組與太原組的分界，但其不穩定。在確定該兩組地層分界線時，可以本溪組頂部灰巖作為輔助標志。K2、K3、K4是全井田穩定的灰巖標志層。K7砂巖有時變化較大，全區共有22個點相變為砂質泥巖，相變點集中于井田的中部。當砂巖相變不易確定時，可以8#煤頂板穩定的海相泥巖頂作為太原組與山西組的分界標志。K8砂巖為山西組與下石盒子組分界砂巖，有時也相變為砂質泥巖，分布在本井田中部。K10、K12在區內穩定，分布范圍廣，是區內劃分地層的可靠標志。

2 地質特征

本區處于該是扶構造的散開部位。南部為沾尚——武鄉——陽城北北東向褶帶，該褶帶是沁水塊坳的主體，主要出露二疊系、三疊系地層。由一系列不同級別褶皺組成的復式向斜。在昔陽縣之西，沾尚以南、以老廟山為核心是一個弧形褶曲組成的小型蓮花狀構造。

本區地層總的走向為北西——北北西向，傾向南西，傾角5°～10°，受區域構造控制，區內總的構造線方向為北北東及北東向。主要發育一些短軸褶曲及稀疏小斷層。由于地層比較寬緩。兩個短軸褶曲之間往往形成一個鞍部。區內斷層規模小，落差較大的多為逆斷層，以下將區內主要構造分述如下：

2.1 斷層：區內共有較大斷層14條：F1為區內較大的逆斷層，位于首采區內北部及南部控制程度高，北部貴-20號孔落差為47米，南部落差變小，79-15、79-16、79-17號孔依次落差為32m、29m、25.5m，巷道中見該斷層落差為23～32米，往南逐漸消失，在79-13號孔見斷層并伴隨有陷落柱。鉆孔中見斷層部位在大原組石灰巖之中。斷層中部落差大，但控制程度低。地面未見該斷層出露。F2斷層控制程度高，鉆孔控制層位在大原組底部，南部5-34號孔見斷層并伴有陷落柱。F8為區內又一較大的逆斷層，控制程度高，附近地面見有陷落柱。其余斷層基本控制可靠，或地面可見，因落差較小，或未涉及煤層，因此對煤層影響不大。

2.2 褶曲：區內共有大小褶曲29條，絕大多數走向為NE-NNE向，延伸長度最大7.5公里。

2.3 陷落柱：區內陷落柱十分發育，除西北部地面少見以外。全區共見較大陷落柱169個，最大直徑150米，傾角一般75°～80°。地面陷落柱特征明顯：地層層序混亂，局部出現新地層。產狀與周圍巖層明顯不同。有陷落柱的鉆孔，巖芯破碎，測井曲線反映不正常，有次生膠結角礫巖等特征。

3 含煤性及可采煤層

區內主要的含煤地層為二疊系下統山西組及石炭系上統太原組。山西組一般厚度65米。含局部可采煤層2層，含不可采煤層1層，含煤系數5%。太原組一般厚度114米。含可采集局部可采煤層5層。總厚9.96米，含煤系數9.4%。主要可采煤層有8#、15#二層，局部可采煤層有3#上、8#、9#上、9#下、12#五層。各煤層特征列表如下（表1）：

4 煤質特征

本區各煤層的顏色呈鋼灰色、金屬光澤，條痕呈黑——灰黑色，條帶狀結構，層狀構造，具內外生裂隙，裂隙中均有礦物質充填，貝殼狀、眼球狀及階梯狀斷口，各煤層平均視密度在1.3～1.45之間。據陽泉礦務局生產礦井資料。各煤層的顯微硬度（Hr）多在50kg/mm2以上.可磨性好，抗碎強度高，熱穩定性好。從生產大樣資料中得知，粒煤以上各級占50%左右，粉煤約占37%，其余為矸石及黃鐵礦。本區各煤層多以光亮型、半亮型煤為主，少數為半暗型煤。太原組煤富含黃鐵礦結核。各煤層均為無煙煤。其鏡煤平均最大反射率（R°max）在2.938%～3.202%之間。

5 可采煤層對比研究

K4灰巖以下煤層按照前述對比特征易于對比，如：15#煤位于太原組底部，第一旋徊之中，K2灰巖以下20米左右，屬厚煤層，夾矸層較多，曲線異常幅值高，厚度大，硫分含量較高，對比可靠。12#煤位于太原組中部，K3與K4之間，第二旋徊之中，位于K4灰巖下5米左右，一般有一層穩定的夾矸，硫分含量偏高。12#煤雖然層位穩定，但可采范圍不大，仍屬局都可采的薄煤層。K4為高電阻率低伽馬，其下為11#煤，僅為一煤線，具有高伽馬異常，曲線組合特征明顯且穩定，可作為12#煤的物性標志。

K4灰巖之上煤層，對比較困難。但K4以上的8#煤，為區內僅次于15#煤的主要可采煤層，9#煤組及6#煤局部可采，有必要在對比方面多找一些依據。

9#煤組，分9#下、9#、9#上煤，均位于K4至S2砂巖的旋徊之中，9#下煤距K4灰巖頂5米左右，底板為泥巖，頂板為砂巖（S1），在本區的中部發育，視電阻率異常中等，伽馬高異常突出，煤層頂底板常有伽馬高異常。厚度不均勻，局部厚度可達2.70米（46號孔）。可采區平均厚度0.88米，厚度較大的部位集中在9、10、11線的中段，一般不含夾矸，或局部一層夾矸。9#煤位于S1砂體的枝杈部位，9#上與9#下中間，多不發育，僅見薄煤層、煤線或炭泥巖，層位也不太穩定。9#上煤距下部K4灰巖21米左右，距頂部K7砂巖22米左右，S1砂體之上，S2砂體之下，在本區北部發育，向南尖滅、缺失。最大厚度1.68米，可采區平均厚度0.31米，結構較簡單，或有一層夾矸。底板多為泥巖，頂板或間接頂板為砂巖（S2），所以底板電阻率低而伽馬值高，而頂板電阻率高而伽馬值低，見電測井曲線示意圖。

4#煤位于6#煤之上14米左右，發育在山西組第二旋迥之中，4#煤局部地區發育，且煤層較厚，但面積不大，大部分地區不可采。該煤層間接頂板多為砂巖，煤層多位于高阻砂巖之下，底板多為泥巖、砂泥巖，視電阻率及伽馬幅值較低，而自然伽馬較高。與4#煤處于同一旋迥之中的3#煤層，分上、下兩層，兩層煤間距最大15.07米，有時合并，3#下煤僅零星可采。3#上煤僅北部可采，最大厚度可達1.38米，可采區平均厚度0.75米。3#煤在山西組上部煤層中，伽馬異常幅度最高，3#煤頂底板一般為較厚層砂巖，在視電阻率曲線上位于很寬的高異常中間的凹中，伽馬伽馬異常突出，易于辨認。煤質特征明顯。屬中灰、低硫煤。2#煤及1#煤處于第二旋徊之中，2#煤常分為二層薄煤層，層位穩定，但無可采點，1#煤是山西組最上一層煤，距K8砂巖3米左右。