河南胡襄煤矿控矿因素及找矿方向研究

郭冰

（1.河南理工大学，河南 焦作 454000；2.河南省煤炭地质勘察研究总院，河南 郑州 450052）

河南胡襄煤矿控矿因素及找矿方向研究

郭冰1，2

（1.河南理工大学，河南 焦作 454000；2.河南省煤炭地质勘察研究总院，河南 郑州 450052）

本文以河南胡襄煤田为研究对象，在分析胡襄煤田地质概况的基础上，探讨了其煤层深度、覆盖层厚度、构造特征、顶部以及底部层的岩性特征，并对这些因素的控矿作用进行分析，最后指出了今后的找矿方向，以期为今后的找矿工作提供参考。

控煤因素；找矿；构造

胡襄煤田是2005年河南地矿局发现的一个大型煤田，煤层埋深较深，均值大于900m；含煤的层系为石炭-二叠系，主要采煤层系为二2和二1层系；煤层的主要煤类为焦煤瘦、煤炭和贫煤。本文根据现有资料进行细致研究，探讨区内煤层的赋存特征及控矿因素，有利于胡襄煤田的开发，对下一步的矿井的部署也可提供参考。

1 胡襄煤田地质概况

胡襄煤田位于华北拗陷次级构造单元通许隆起的东段，东部毗邻永城断陷褶皱带，南部毗邻周口凹陷，北部是开封凹陷。整个区域主要是断裂构造，整体走向为东西方向，煤田的南部褶皱构造比较发育。区域内地层总体为由北向南方向的单斜构造，倾角范围为3°～13°。

2 煤层富集规律及控制因素

煤矿的富集规律可以从多个方面进行具体分析，如从煤层的生产情况、储存条件等进行具体分析。本文主要研究了胡襄煤田的煤层厚度及埋藏深度，整个煤田的有效埋深、地质上的构造特征，煤层的顶部和底部两端的岩性及变质程度等各方面对煤层富集的影响。

2.1 煤层厚度

煤层的厚度会影响煤炭的生产能力及储集强度。当煤层厚度增加时，整个煤层的储集能力也会随之增加。对于二1煤层，煤层的厚度并不会成为影响煤层含煤量的主要因素，但煤层厚度却是影响二2煤层储集能力的主要因素之一。当煤层厚度逐渐增加时，含煤量也会随之增加。这主要是因为煤层的储层本身就是一种高度致密的低渗透性岩层，煤层的上部层位和下部层位对中部层位有较好的封盖作用。

2.2 煤层埋深

根据研究区域的二2层和二1层埋深和煤层储集量的关系可以发现，随着埋深的增加，煤层的储集量具有增加的趋势，两者之间具备了一定的关系，但这种关系并不明显。对于二2层系来说，煤层的埋深对煤层的储集量有一定影响，随着埋藏深度的增加，煤层的储集量变化趋势是首先快速增加然后缓慢增加。但对于二1层系来说，煤层的埋藏深度对煤层储集量的影响较小。

2.3 上覆层厚度

通过研究发现，当上覆层厚度增加时，煤层的储集能力也会随之增加，且两者之间具备了一定的对数关系。从统计学得出两者的关系为［1］：

上述公式中：W是煤层的储集量，D则是上覆层的厚度。

可见，上覆层厚度也是影响二2层系储集能力的主要因素之一，具体表现为：随着上覆层基岩厚度的增加，储集能力先是快速增加而后缓慢增加。但对于二1层系，上覆层的基岩厚度对煤层储集能力的影响并没有表现得特别明显，这说明，上覆层厚度的大小对此层系储集能力的影响并不大。

2.4 地质构造

2.4.1 褶皱构造。柘城向斜，处在普查区西部的南段，整个向斜主要受断层DF11的影响，走向为从北西西-南东东方向变为东西方向，且东西方向的向斜断层比较多，两端并不对称，北西西-南东东方向的向斜比较对称。所以，对于二2和二1两个层系，构造运动导致煤从向斜轴部向两端运移，最后形成富集带。这主要是因为东西方向的向斜抬起且由北东向南西方向发生倾覆，北西西-南东东方向的向斜两翼聚集的煤炭向东西方向转移，但东西方向的向斜受到断层的影响，东西向向斜两端煤炭储集量不是很高。

柘城背斜，处在普查区西部南段，走向为东西方向，两翼不对称，北部倾角比较小，南部倾角比较大，西部及北翼因为断层的影响走向发生变化。通过分析发现，煤炭从两端向轴部运移，最后形成富集带，特别是东段的南翼部分，含量较高；但北段及西段的南翼因为断层的原因，含量比较低。

2.4.2 断裂构造。从胡襄煤田钻孔和断裂构造的位置关系来看，无论是二2层系还是二1层系，距离断层比较近的钻孔及处在煤层露头线的钻孔含煤量比其他钻孔要小，且下盘含量要比上盘含量要小，这主要是因为：第一，胡襄煤田断层一般为张性正断层，封闭性特别差，容易发生运移；第二，因为下降盘在下降时，构造运动比较强烈，在对煤层进行作用时，温度逐渐增加，导致更多煤层分子结构发生热分解，造成局部生烃量增大；第三，下降盘容易发生次级断裂，破坏煤层的运移通道，此外，构造运动的结果增加了对煤体结构的整体破坏程度，这大大降低了煤层的渗透能力，使煤炭相对富集；第四，在煤层露头线附近，煤层的覆盖层渗透能力比较强，导致煤的运移，造成储集量降低。

2.5 变质程度

根据实际测量数据可以发现，胡襄煤田煤层的含量和煤层R0之间具有很明显的离散性，煤层的含量随着R0max的增大而增加。可见，煤的变质程度也在一定程度上影响二2和二1层系含量的变化。这主要是因为，煤的变质程度越大，微孔的含量就会越高，煤炭的表面积也会跟着变大，进而增强了煤层的吸附能力［2］。

3 深部煤炭资源找矿方向

河南省古生界石炭二叠系煤层比较发育，深度在2 000m以内的含煤面积可达14 540 km2，可预测总煤量为926亿t，能源潜力非常巨大。商丘-杞县隆起区大面积埋藏石炭二叠系煤炭低层，并且具有较好的连续性。通过已经勘探过的胡襄区可以知道，主要可采的煤层埋藏深度最浅的是950m，二1层煤层的厚度为1.3～2.45m，整个煤层的累积厚度可达5m左右。预测整个煤层埋藏深度在2 000 m以内的含煤面积可以达到3 300 km2以上，整个煤炭资源量超过190亿t［3］，找矿潜力巨大，是一个非常好的煤炭资源后备地区。

4 结论

①煤层的厚度对胡襄煤田的含量有一定影响，且当煤层厚度增加时，煤层的含量也在随之增加。

②煤层的埋藏深度和有效的埋藏深度是胡襄煤田二2层系含量的重要影响因素之一，且影响非常明显，含量随着埋深的增加，都呈现出先快速增加然后缓慢增加的趋势，但对二1层系含量的影响不太明显。

③煤的变质程度、地质构造特征及煤层顶部和底部的岩性对胡襄煤田二1层系和二2层系的含量也有一定程度的影响。

［1］ 张连强，杨义栋.河南胡襄矿区深部煤层地质特征及其对瓦斯赋存的影响［J］.地质与资源，2001（6）：469-472.

［2］ 张胜利，李宝芳，陈晓东.鄂尔多斯盆地东缘煤层气控制因素探讨［J］.石油勘探与开发，1996（4）：11-15.

［3］ 赵庆波.煤层气地质选区评价理论与勘探技术［M］.北京：石油工业出版社，2009.

Study on Ore Control Factors and Prospecting Direction of Hu xiang Coal Mine in Henan

Guo Bing1,2
（1.Henan Polytechnic University，Jiaozuo Henan 454000；2.Henan Province General Institute of Coal Geology Exploration，Zhenzhou Henan 450052）

Taking Huxiang coal mine in Henan as the research object,on the basis of analyzing the geologi⁃cal situation of Huxiang coal mine,this paper discussed the coal seam depth,cover thickness,structural characteristics,the top and bottom layer lithology,and analyzed these factors of ore controlling role,finally pointed out the prospecting direction in the future,in order to provide reference for future prospecting work.

coal controlling factors;prospecting;structureStudy on ore

P618.51

A

1003-5168（2017）11-0101-02

2017-10-09

郭冰（1979-），男，本科，工程师，研究方向：煤炭地质勘查。