內蒙古呼魯斯太礦區煤層發育特征研究

馬海軍

摘要：呼魯斯太礦區位于賀蘭山煤田內，為小型含煤盆地，主要含煤地層是上石炭統太原組及下二疊統山西組。本文通過對呼魯斯太礦區煤層發育特征的系統分析以及對已有地質資料的進一步研究，認為該區煤層厚度較大，埋深適中，煤質較好，資源比較集中，具有較好的開發利用價值。

關鍵詞：呼魯斯太礦區;煤層;發育特征

呼魯斯太煤礦區位于賀蘭山中段、內蒙古阿拉善左旗境內，礦區所處大地構造單元為中朝準地臺（一級構造單元）鄂爾多斯西緣拗陷帶（二級構造單元）賀蘭山臺拗（三級構造單元）。區內有4個開采煤礦，即百靈煤礦、巴音煤礦、福泉煤礦、烏蘭煤礦。本文在充分收集以往鉆孔資料后，對區內煤層發育特征進行了研究分析。

1.地層與含煤地層

呼魯斯太煤礦區發育地層有老至新為上石炭統太原組、下二疊山西組、下石盒子組、上二疊統上石盒子組、石千峰組、第四系。

呼魯斯太煤礦區可采煤層賦存于上石炭統太原組及下二疊統山西組中，呼魯斯太煤礦區含煤南部較北部多，北部含煤22層，其中太原組可采煤層13層（22、21、16、15、14、13、12、11、10、8、7、6、5號），山西組可采煤層3層（3、2下、2號）。南部含煤25層，其中太原組可采煤層12層（22、15、13、12、、12上1、10、10上、9、8、7、6、5號），山西組含煤3層，可采2層

（3、2號）。石盒子組含煤3層～4層，均不可采。煤系地層平均厚度258.0m，煤層平均總厚度24.69m，含煤系數9.6%。可采煤層平均總厚度20.68m，可采含煤系數8.0%。

2.構造特征

呼魯斯太煤礦區總的構造形式為一走向北西20°～30°，傾向南西，傾角20°～30°的單斜構造。呼魯斯太煤礦區北部局部發育微緩褶曲共六組，均發育在石炭系地層中，斷裂發育，以走向正斷層為主，斷層總數為41條，除F5和F75斷層規模較大，其他斷層規模較小，對生產影響不大。呼魯斯太煤礦區南部共有褶曲51組，斷層87條，其中除F14、F28、F88、F23為較大的正斷層外、余者大部分為逆或逆掩斷層，絕大部分褶曲和斷層都集中在煤礦區南部2km2左右的范圍內，致使煤礦區南北構造形態截然不同。礦區中北部11km2左右的范圍內，僅有F14、F88正斷層，F154、F155逆掩斷層對煤層有影響，斷層面傾向與地層傾向一致，落差一般3m～20m，雖F83落差較大（25m以上），但其位于井田邊部，未切割主要煤層。在煤系上伏石盒子地層中短軸褶曲較發育，但K6砂巖對褶曲起緩沖作用。據鉆孔控制和煤層底板等高線的反映，上伏地層中的褶曲對煤層無影響。僅A7、S7一組褶曲對5-22號煤層+1350水平以上有影響。礦區中北部為一簡單的單斜構造。

煤礦區南部構造復雜，以F22、F19斷層為主，于煤系地層中產生次一級的互相不連續的伏瓦式逆或逆掩斷層和軸向近東西的復雜褶皺，部分褶皺南側地層向北倒轉，形成

“S”形構造，這一種復雜地段將給未來生產上的部署帶來一定的困難。具體見圖1。

3.煤層特征

3.1煤層厚度

呼魯斯太煤礦區煤層厚度在0～40.71m之間，平均16.69m。在鉆孔HX24處由于受斷層影響，煤層逆沖在原有煤層之上，發育較厚。在本區煤層厚度總體由東西兩側向中部增厚，在HX01及HX13鉆孔附近，形成小型聚煤中心，煤層發育相對較厚（見圖2）。

區內含可采煤層有8層，即2、3、5、6、8、9、10號煤層為大部可采的較穩定煤層，7、10號煤層為局部可采的不穩定煤層。現將主要可采煤層敘述如下：

（1）2號煤層。位于二疊系下統山西組中下部。區內煤層自然厚度0～8.75m，平均2.48m。埋藏深度4.05m～1273.83m，平均523m，在整個呼魯斯太礦區東部埋深較淺。該煤層結構簡單，不含～含1層夾矸，個別鉆孔出現有三層夾矸。層位較穩定，厚度總體由西向東、由南向北增厚，可采區主要分布在北部、東部。頂板巖性多以中粒砂巖、炭質泥巖為主，底板巖性多為炭質泥巖及砂質泥巖。

（2）3號煤。位于二疊系下統山西組下部。區內煤層自然厚度0～26.73m，平均6.79m;可采厚度0.85m～26.73m，平均7.78m。埋藏深度12.9m～1335.91m，平均543m;煤層總體由中東部向西南、北部變厚，全區可采，只有HX18鉆孔附近及東部邊界不可采。該煤層結構簡單，一般含0～1層夾矸，個別鉆孔出現兩層夾矸。煤層頂板巖性以炭質泥巖及泥巖為主，底板巖性多為泥巖。

（3）5號煤。位于石炭系上統太原組上部，在西部詳查區內煤層自然厚度0.28m～2.54m，平均1.21m;可采厚度0.75m～2.54m，平均1.55m。埋藏深度723m～1364m，平均1055m;煤層總體由南向北變厚，不可采區分布在西部HX17、HX18鉆孔一帶。該煤層結構簡單。煤層頂底板巖性均為泥巖為主。

（4）6號煤。位于石炭系上統太原組上部，為大部可采煤層。在西部詳查區內煤層自然厚度0.19m～1.61m，平均0.95m;可采厚度0.80m～1.61m，平均1.10m。埋藏深度732m～1375m，平均1069m;該煤層結構簡單。煤層厚度由西南向東北變厚，不可采區分布在中部HX17、HX18和東部HY05、HX23鉆孔一帶，另外有孤立不可采點HX08、HX12鉆孔。頂底板巖性以泥巖為主，其次為炭質泥巖。

（5）7號煤。位于石炭系上統太原組中上部，為大部可采煤層。在西部詳查區內煤層自然厚度0.23m～1.90m，平均1.11m;可采厚度0.71m～1.90m，平均1.28m。埋藏深度772m～1409m，平均1094m;該煤層層位較穩定，但厚度有一定的變化，總體上有由西南向東北逐漸增厚的變化規律，并在HY05號鉆孔及F1斷層一帶西側及F3斷層以東和HX18、HX17鉆孔以南為不可采區。該煤層結構簡單，一般不含到含2層夾矸。煤層頂底板巖性以泥巖為主，次為炭質泥巖。

（6）8號煤層。位于石炭系上統太原組中上部，為大部可采煤層。在西部詳查區內煤層自然厚度0.34m～3.34m，平均1.23m;可采厚度0.70m～3.34m，平均1.45m。埋藏深度776m～1424m，平均1108m;該煤層層位較穩定，但厚度有一定的變化，總體上有由南向北逐漸增厚的變化規律，不可采區范圍在HX17、HX18、HX20鉆孔以南。該煤層結構簡單。煤層頂底板巖性以泥巖為主，粉砂巖、砂質泥巖次之。

（7）9號煤層。位于石炭系上統太原組中上部，為局部可采煤層。在西部詳查區內煤層自然厚度0.15m～2.23m，平均0.88m;可采厚度0.70m～2.23m。平均厚度1.21m.埋藏深度808m～1450m，平均1145m;該煤層層位較穩定，但厚度有一定的變化，煤層總體上有中部較厚，不可采區在HX14、HX13、HX12鉆孔一線以西，HX22、HX24、HY06鉆孔一線以東。該煤層結構簡單，不含夾矸。煤層頂板巖性以砂質泥巖為主，底板巖性以中粒砂巖為主。

（8）10號煤層。位于石炭系上統太原組中上部，為局部可采煤層。在西部詳查區內煤層自然厚度0.17m～1.29m，平均0.65m;可采厚度0.87m～1.29m。平均厚度1.07m。埋藏深度825m～1417m，平均1145m;該煤層層位較穩定，但厚度有一定的變化，總體上有由南向北逐漸增厚的趨勢，可采區在HX10、HX01、HX17、HX21鉆孔一帶。該煤層結構簡單。煤層頂板巖性以粉砂巖為主，底板巖性以砂質泥巖為主。

3.2煤層埋深

本區煤層埋深變化較大，東部煤層埋深較淺，普遍小于300m，西部埋深逐漸加大，其中2煤埋深在埋藏深度4.05m～1273.83m之間，平均523m，在詳查區埋深達到800m以上。

4.煤巖特征

本區煤層所測鏡質組最大反射率（Rmax）在0.8825～1.8842%之間，煤的變質強度高，為中、高變質煙煤。煤類主要以焦煤為主，其次為肥煤、瘦煤，本區宏觀煤巖類型以半亮煤為主，其次為半暗煤，夾暗煤、絲炭條帶，煤層呈瀝青光澤，參差狀斷口，偶見貝殼狀斷口，各種宏觀煤巖成分交替出現，煤層呈條帶狀和均勻線理狀結構，層狀構造，內生和外裂隙較發育，性脆，利于煤層甲烷的擴散、解吸和運移。

顯微煤巖類型與煤層甲烷的生氣潛力及開發的難易程度都有很大的關系，一般認為鏡質組含量高，具有很好的生烴能力，其產氣量也高。呼魯斯太煤礦區煤中有機質含量高，有機質含量占84.4%～96.8%，有機質中以鏡質組為主，在64%～85%之間，殼質組含量很少，因此煤層具有很好的生氣能力。

山西組2、3煤層及太原組5、9、13煤層，原煤平均灰分大于25.00%，屬高灰分煤，洗后精煤灰分一般可降到12%以下，山西組煤層南焦北氣，有顯著的走向變化，屬高灰、低硫、低磷煤。太原組6、8、10上、10、12、15、22號等層，原煤平均灰分由15.00%～25.00%屬中灰分煤，洗后精煤灰分除22號層大于12.00%，其余各層均小于12.00%。全區唯一的低灰分煤層仍是7號層，原煤平均灰分僅11.31%，太原組煤層除含硫稍高外，均為較好的煉焦用煤。

5.結論

通過對呼魯斯太煤礦區煤層發育特征研究表明，區內煤層厚度較大且穩定，煤變質程度高，埋深適中。煤類主要以焦煤為主，其次為肥煤、瘦煤，是較好的煤炭資源產地，且具有煤層氣勘查開發前景。

參考文獻：

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