云南彝良县两河煤矿地质特征与可采煤层评价研究

刘胜彪，张正国

(云南煤层气资源勘查开发有限公司，云南 昆明 650000)

1 矿区地层及含煤地层

两河煤矿区内出露的地层由老至新有二叠系中统茅口组(P2m)，二叠系上统峨嵋山玄武岩组(P3β)，二叠系上统宣威组(P3x),三叠系下统卡以头组(T1k),三叠系下统飞仙关组(T1f),三叠系下统永宁镇组(T1y),三叠系中统关岭组(T2g),三叠系上统须家河组(T3x)及第四系(Q)[1]。

两河煤矿区含煤地层为二叠系上统宣威组(P3x)，地层厚度132.75 m，根据其岩性组合特征可划分为两段。第1段厚68.75 m，岩性以紫红色、紫灰色凝灰质泥岩，玄武质粉砂岩夹薄层炭质泥岩为主，一般不含煤层；第2段厚66.97 m，岩性以浅灰色、深灰色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩及煤层为主。

宣威组第2段中含煤3～8层，一般6层，编号自上而下依次为C1、C2、C3、C4、C5、C6等，煤层总厚2.09 m，含煤系数3%。局部可采煤层1层，可采煤层平均总厚0.71 m，可采含煤系数1%。

2 矿区构造

2.1 褶曲

彝良县两河向斜总体为一由南西自北东展布的向斜构造，向斜轴部出露地层为三叠系上统须家河组(T3x)细—中粒石英砂岩，由轴部至两翼依次为三叠系中统关岭组(T2g)紫红色、灰绿色碎屑岩夹层状石灰岩、白云质灰岩，三叠系下永宁镇组(T1y)薄～中厚层状石灰岩，三叠系下统飞仙关组(T1f)紫灰色、紫红色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，三叠系下统卡以头组(T1k)灰绿色泥质粉砂岩、粉砂岩，二叠系上统宣威组(P3x)泥质粉砂岩夹煤层，二叠系上统峨嵋山组(P3m)玄武岩等。各地层出露完整，连续性较好。向斜北西翼岩层产状在轴部近水平，至含煤地层部分，岩层逐渐变为近于直立；向斜南东翼地层倾角在轴部近水平，至含煤地层部分渐变至40(°)。即两河煤矿区总体为一轴部较舒缓，北西翼紧密，南东翼倾角相对较平缓的不对称向斜构造形态。

2.2 断层

两河煤矿区目前尚未发现大的断层，本次工作仅在窝窝头、麦子坝等飞仙关组和关岭组地层里观测到了断距小于10 m的断层，断层产状分别为78(°)∠54(°)和32(°)∠65(°)，断层性质均为逆断层，断层延伸长度不详，推测二者均未切割至含煤地层。

煤矿区内总体构造形态为轴部较舒缓，北西翼紧密，南东翼倾角相对较平缓的不对称向斜构造形态；向斜北西翼含煤地层呈陡倾斜和轻微倒转，构造复杂程度为中等类型；南东翼倾角相对较平缓，构造类型中等偏简单。含煤地层未发现受岩浆侵入影响，断裂构造不发育。煤矿区总体构造复杂程度属中等类型[2-3]。

3 煤层对比研究

3.1 地质特征

两河煤矿区内地质构造复杂程度为中等，地层层序正常，地层岩性组合特征明显，含煤地层未发现受断层破坏和岩浆岩侵入的影响，为岩、煤层对比提供了有利的条件。煤层对比以煤层结构、夹矸特性、煤层组合特征、顶底板岩性岩相特征等为对比标志，遵循从整体到局部、从宏观到微观、先易后难的原则逐一进行对比。根据上述对比方法和原则，区内共确定岩、煤层对比标志4个，分别编号为b1、b2、b3、b4，分述如下。

b1：卡以头组与宣威组地层分界岩性组合特征。卡以头组地层以灰绿色粉砂岩、泥质粉砂岩为主，底部与宣威组接触带上颜色变浅，岩性变细，硅质条带及包裹体明显增多，下伏宣威组地层以灰及深灰色粉砂岩、泥质粉砂岩为主，两组地层较容易区分，其分界线即为区内第1个岩、煤层对比标志。

b2：C2、C3煤层岩性组合特征。区内C2与C3煤层之间有一层厚3～5 m的细砂岩，成分以长石为主，钙、泥质胶结，分选性中等。该层细砂岩较为纯净，夹深灰色炭质条带是其主要特征，此标志全区发育。细砂岩以上第1层煤即为C2煤层，以下第1层即为C3煤层[4-5]。

C2煤层之上常发育1～2层煤层或炭质泥岩，编号为C1，与C2煤层间距1.73～4.50 m，有时与C2煤层合并。

b3：C4煤层及其顶底板岩性特征。C4煤层为区内层位较稳定煤层，据本次工程控制，其厚度有由浅入深变厚的趋势。C4煤层与C3煤层之间菱铁岩条带增多，岩石较坚硬。C4煤层以下，地层岩性变化较大，铁质增多，煤层赋存不稳定，多以薄煤层或炭质泥岩形式出现。

C4煤层以下至宣威组二段底部，一般发育两层煤层或炭质泥岩，本次工作将其编号为C5、C6。

b4：宣威组一、二段分界岩性组合特征，分界标志为第一层紫红色凝灰岩顶板，据调查，区内煤层全部赋存于此标志以上的宣威组第2段，此标志以下的第1段不含煤层。此标志全区发育，为区内岩、煤层对比的重要标志。

3.2 地球物理测井曲线特征

本区测井曲线对比的对象主要是含煤段地层。对比方法以曲线形态特征对比为主，将测井曲线形态及其变化规律作为主要对比依据，同时也参考了层厚、层间距、岩性的变化规律。对比选用1∶200深度比例尺的自然伽玛(GR)、伽玛伽码(GG)和电阻率电位(NR)3种曲线。煤矿区内四个钻孔的测井曲线全部参加了对比，通过对各种测井曲线的详细研究，共获得了4个在煤矿区内具有代表性、形态特征明显、分布稳定的测井曲线对比标志。现将4个标志的曲线形态特征描述如下[6-7]。

1)WB1∶C1煤层标志

在含煤地层的上部，C1煤层在GG曲线上呈高值正异常，且在C1煤层顶板或者底板，GR曲线上呈块状高值正异常。与NR曲线高幅值正异常、GR曲线低幅值负异常一一对应，在C1煤层下部出现的煤层就是C2煤层。利用此标志可以准确地确定C1煤层的层位(见图1)。

图1 C1煤层标志特征曲线图

2)WB2∶C3煤层组合标准

WB2标志的特点是C3煤层在GG曲线上呈尖峰状正异常，与NR曲线高幅值正异常、GR曲线低幅值负异常一一对应。且在C3煤层底板GR曲线上呈两个块状低值负异常(见图2)。

图2 C3煤层组合标准特征曲线图

3)WB3∶C4煤层组合标志特征。

在含煤地层中段，C4煤层在GG曲线呈高值尖峰状正异常，与NR曲线高幅值正异常、GR曲线低幅值负异常一一对应。且在C4煤层底部NR曲线呈块状高值正异常。与NR曲线高幅值正异常、GR曲线低幅值负异常一一对应。在C4煤层下部接着出现的煤层就是C5煤层(该煤层区内不稳定)。该标志煤矿区内稳定(见图3)。

图3 C4煤层组合标志特征曲线图

4)WB4∶基低特征

含煤地层的底部进入了峨眉山组玄武岩地层，在该地层的顶部主要是凝灰岩为主，凝灰岩在GR曲线呈中高幅值的正异常。在NR曲线低幅值负异常，和含煤地层有着明显的差别，容易区分。进入玄武岩地层后，玄武岩在GG、GR曲线上呈低值负异常，且曲线平直，NR曲线则呈高值正异常(见图4)。

图4 煤层底部凝灰岩标志特征曲线图

4 煤层可采性评价

区内6层编号煤层平均厚度均小于0.70 m，达不到最低可采厚度要求。其中部分煤层所有工程控制点均小于最低可采厚度；个别煤层有少量工程控制点达到可采厚度。分述如下：

C1煤层：6个工程控制点中，1个点尖灭，1个点为碳质泥岩，厚度0.00～0.56 m，平均0.23 m，厚度变化较大，均达不到最低可采厚度要求，本煤层为不可采煤层。

C2煤层：6个工程控制点中，1个点为碳质泥岩，煤层厚度0.08～0.47 m，平均0.26 m，均达不到最低可采厚度要求，本煤层为不可采煤层。

C3煤层：7个工程控制点，厚度0.08～0.50 m，平均0.38 m，均达不到最低可采厚度要求，本煤层为不可采煤层。

C4煤层：8个工程控制点，厚度0.08～0.74 m，平均0.35 m，厚度变化较大。本煤层有两个工程控制点达到最低可采厚度，厚度分别为0.68 m和0.74 m，两个点均位于中深部，其余工程控制点均不可采。本煤层为局部可采煤层。

C5煤层：9个工程控制点，厚度0.10～0.45 m，平均0.24 m，均达不到最低可采厚度要求，本煤层为不可采煤层。

C6煤层：6个工程控制点，厚度0.20～0.81 m，平均0.41 m，厚度变化较大。本煤层有1个工程控制点达到最低可采厚度，厚度为0.81 m(ZK902孔)，其余工程控制点均不可采。推测本煤层在中深部局部地段为可采煤层，属零星可采煤层。

5 结 论

1)两河煤矿区内岩、煤层对比工作遵循从整体到局部、从宏观到微观的原则，运用煤层、顶底板岩性组合特征、地球物理测井曲线特征等标志进行综合对比，对比方法较为妥当。首先通过b1、b4以及WB4等标志，将对比范围限定在宣威组第2段以内；第二，通过WB1、WB2、WB3、b2、b3等标志将区内层位较稳定的C1、C2、C3、C4等3层煤的层位加以确定。通过对比，C2、C3、C4等3层煤对比可靠，C1煤层对比基本可靠，C5、C6等2层煤对比不可靠。

2)煤矿区内6层煤层，仅一层为局部可采，为较稳定型煤层，勘查内煤层稳定程度类型归属于较稳定型。