百贯沟井田煤层赋存调查与沉积古地理分析研究

高东山+王长鑫+段登善

摘 要：本文通过对已掌握的矿井地质资料，分析研究井田煤厚与古地理环境之间的联系，总结得出井田煤厚赋存规律，对矿井安全生产，提高企业经济效益具有十分重要的作用。

关键词：煤厚变化；稳定性评价；古地理环境

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

1 矿井概况

百贯沟井田位于崇信县赤城乡及黄花乡境内，距崇信县城约27km。井田范围西起崇信县赤城乡后埫，东终赤城乡水磨村的南沟，北起黄花乡的油府庄，南终赤城乡史家沟门，东西长约为6.3km，南北长约为1.7km，面积为7.5707km2。矿井设计生产能力60万吨/年，含煤地层为侏罗系下统延安组，含煤地层总厚度128.82m，含煤2～3层，分别为煤2①、煤3、煤5，煤层总厚度13.02m。

2 井田煤层特征

2.1 煤3层

（1）煤层赋存情况。本煤层位于延安组的第二段中下部，下距煤5 28m，上距直罗组底部含砾粗砂岩84.5m，为矿井主要可采煤层。

（2）煤层厚度及稳定性评价。依据矿井井田内钻孔揭露地层情况，全区穿层点48个，见煤点27个，沉积缺失点21个。见煤点中，可采点25个，不可采点2个。见煤点两极厚度0.15～16.52m，平均4.95m。煤层变异系数r=99%，可采性指数km=0.93。

按照煤层厚度频率分布、变异系数和可采率等项指标衡量，煤3为局部可采的不稳定中厚煤层。

（3）煤层厚度变化规律。煤层厚煤带（>5m）与薄煤带（<2m）呈相间排列或孤岛式显现，且煤厚等值线总体呈NE向，与古河流三角洲沉积环境相符合，反应了古河流三角洲成煤环境的特征。

煤厚横向上具有南厚北薄的趋势，井田北部煤厚可以从0.51m（12-1孔）—2.53m（10-1孔），一般厚度为1—2.5m，表现出煤厚较薄，但变化不大。而南部煤厚由2.14m（7-3孔）—12.38m（313孔），一般厚度在3—6m之间，表现出煤层厚度较北部大，但变化亦大的特点。另外，煤厚自西向东有递增的趋势，因此，煤3层煤厚在平面上总体反映为由北东向南西递增的趋势。

垂向上煤厚具有浅部薄（一般煤厚都在1—2.5m之间），深部厚（一般煤厚都在3—6m之间）的特点，这与区域地质构造密切相关。

2.2 煤5层

（1）煤层赋存情况。本煤层位于延安组第一段中上部。上距煤3 28m，下距富县组杂色碎屑岩9.3m，为矿井主要可采煤层。

（2）煤层厚度及稳定性评价。依据矿井井田内钻孔揭露地层情况，全区穿层点48个，见煤点37个，沉积缺失点10个，断层缺失点1个。见煤点中，可采点37个。见煤点两极厚度0.76～31.66m，平均10.15m。煤层变异系数r=84%，可采性指数km=1。

（3）煤层厚度变化规律。煤层厚煤带（>10m）与薄煤带（<5m）与赋存特征煤3类似，煤厚等值线总体也呈现NE向，与古河流三角洲沉积环境相符合，反应了古河流三角洲成煤环境的特征。

煤厚横向上和垂向上变化不大，无明显规律，反映沉积古地理环境对煤沉积极为有利，沉积古地理较平坦，横向没有大的起伏，三角洲成煤垛体大，气候温和湿润，沉积时间长，从而形成特厚煤层。

综合上述，煤5层全区厚度变化较大，无明显的规律可循，属大部分可采的不稳定特厚煤层。

3 煤厚沉积与古地理环境分析研究

井田位于鄂尔多斯西缘分区平凉-马家滩地层小区的东南部，隶属华亭矿区，矿区在延安组沉积时期，古地形地貌发育特征明显，受三叠系末期的剥蚀作用控制。研究区整体地势平坦，局部地区发育的古隆起形成了无煤区。矿区延一段地层是在富县组地形填平补齐的基础上沉积的。中下侏罗统地层沉积早期，地壳因长期夷平，在低洼地区形成广阔的湿地沼泽，为煤5沉积提供了良好的聚煤场所。延二段沉积时期，由于地形起伏差异逐渐变小，岩相古地形环境以河沼相为主，河床相、河漫相及沼泽相交替出现，形成了该段地层以沉积河流体系的河道、河漫滩沉积为主的中粗粒砂巖。零星分布的煤层形成于短暂而不稳定的泥炭沼泽相，煤层相对较薄，且厚度极不稳定（如煤3）。延三段沉积时，区域地形趋于平坦，主干河流已经远离成煤区，从而形成了湖沼化冲积平原，岩相古地理环境以湖沼相为主。煤层形成于滨湖泥炭沼泽。随后，由于太平洋板块俯冲于亚欧板块，地壳整体抬升，成煤作用结束。

4 结语

煤层沉积与其区域范围中的古代地理构造情况、古代地理环境的变化情况以及古代气候条件的影响情况等有着非常重要的连接关系。研究煤层沉积与古地理环境之间的关系，更加有助于判断和确定当前区域煤层沉积的具体情况内容。根据地层厚度、砂体厚度、泥岩厚度、砂（砂岩+砾岩）泥（泥岩+粉砂岩）岩比值、煤层厚度等，根据这些单因素值，恢复主要成煤期古地理面貌，为聚煤作用分析提供理论依据。

研究煤层沉积与古地理环境沉积之间的关系能够更好的对煤层沉积产生的条件和规律进行分析，进而更有效率的完成对煤炭资源的开采和利用。

注：①、煤2为极薄煤层，由于资料缺乏，本文暂时不考虑。

参考文献：

[1]王明勇，陈国富.甘肃省崇信县百贯沟井田煤炭详查（最终）报告[J].2009（01）.

[2]焦养泉，李思田，杨士恭.三角洲-湖泊沉积体系及聚煤研究[J].

[3]沈树龙.华亭矿区聚煤规律及控煤因素分析[J].甘肃省煤田地质局.

[4]马永辉.赤城煤田地质构造及其控煤作用[J].甘肃煤田地质局一四六队.

[5]贺丹，李智学.黄陇侏罗纪煤田控煤构造研究[J].山西省煤田地质局勘探研究院.

[6]赵德才.浅析鄂尔多斯盆地中侏罗系延安组煤层形成[J].宁夏回族自治区核工业地质勘查院.

[7]周宝昌.鄂尔多斯盆地侏罗纪聚煤规律[J].

作者简介：高东山（1989-），男，湖南邵阳人，从事煤矿地质防治水工作。endprint