对某井田地质特征及可采煤层研究分析
2018-10-20李洪刚
李洪刚
摘 要:区内总的构造线方向为北北东及北东向,主要发育一些短轴褶曲及小断层,主要可采煤层有8#、15#二层,局部可采煤层有3#上、8#、9#上、9#下、12#五层。本文对该井田地层、地质特征及可开采煤层进行了比较研究。
关键词:某井田;地质特征;煤层;对比研究
1 地层特征
井田内,地层由老至新为奥陶系上石炭统太原组,二叠系下统山西组,下石盒子组,二叠系上统上石盒子组。
在本井田内主要标志层为K1~K13,其中K1作为本溪组与太原组的分界,但其不稳定。在确定该两组地层分界线时,可以本溪组顶部灰岩作为辅助标志。K2、K3、K4是全井田稳定的灰岩标志层。K7砂岩有时变化较大,全区共有22个点相变为砂质泥岩,相变点集中于井田的中部。当砂岩相变不易确定时,可以8#煤顶板稳定的海相泥岩顶作为太原组与山西组的分界标志。K8砂岩为山西组与下石盒子组分界砂岩,有时也相变为砂质泥岩,分布在本井田中部。K10、K12在区内稳定,分布范围广,是区内划分地层的可靠标志。
2 地质特征
本区处于该是扶构造的散开部位。南部为沾尚——武乡——阳城北北东向褶带,该褶带是沁水块坳的主体,主要出露二叠系、三叠系地层。由一系列不同级别褶皱组成的复式向斜。在昔阳县之西,沾尚以南、以老庙山为核心是一个弧形褶曲组成的小型莲花状构造。
本区地层总的走向为北西——北北西向,倾向南西,倾角5°~10°,受区域构造控制,区内总的构造线方向为北北东及北东向。主要发育一些短轴褶曲及稀疏小断层。由于地层比较宽缓。两个短轴褶曲之间往往形成一个鞍部。区内断层规模小,落差较大的多为逆断层,以下将区内主要构造分述如下:
2.1 断层:区内共有较大断层14条:F1为区内较大的逆断层,位于首采区内北部及南部控制程度高,北部貴-20号孔落差为47米,南部落差变小,79-15、79-16、79-17号孔依次落差为32m、29m、25.5m,巷道中见该断层落差为23~32米,往南逐渐消失,在79-13号孔见断层并伴随有陷落柱。钻孔中见断层部位在大原组石灰岩之中。断层中部落差大,但控制程度低。地面未见该断层出露。F2断层控制程度高,钻孔控制层位在大原组底部,南部5-34号孔见断层并伴有陷落柱。F8为区内又一较大的逆断层,控制程度高,附近地面见有陷落柱。其余断层基本控制可靠,或地面可见,因落差较小,或未涉及煤层,因此对煤层影响不大。
2.2 褶曲:区内共有大小褶曲29条,绝大多数走向为NE-NNE向,延伸长度最大7.5公里。
2.3 陷落柱:区内陷落柱十分发育,除西北部地面少见以外。全区共见较大陷落柱169个,最大直径150米,倾角一般75°~80°。地面陷落柱特征明显:地层层序混乱,局部出现新地层。产状与周围岩层明显不同。有陷落柱的钻孔,岩芯破碎,测井曲线反映不正常,有次生胶结角砾岩等特征。
3 含煤性及可采煤层
区内主要的含煤地层为二叠系下统山西组及石炭系上统太原组。山西组一般厚度65米。含局部可采煤层2层,含不可采煤层1层,含煤系数5%。太原组一般厚度114米。含可采集局部可采煤层5层。总厚9.96米,含煤系数9.4%。主要可采煤层有8#、15#二层,局部可采煤层有3#上、8#、9#上、9#下、12#五层。各煤层特征列表如下(表1):
4 煤质特征
本区各煤层的颜色呈钢灰色、金属光泽,条痕呈黑——灰黑色,条带状结构,层状构造,具内外生裂隙,裂隙中均有矿物质充填,贝壳状、眼球状及阶梯状断口,各煤层平均视密度在1.3~1.45之间。据阳泉矿务局生产矿井资料。各煤层的显微硬度(Hr)多在50kg/mm2以上.可磨性好,抗碎强度高,热稳定性好。从生产大样资料中得知,粒煤以上各级占50%左右,粉煤约占37%,其余为矸石及黄铁矿。本区各煤层多以光亮型、半亮型煤为主,少数为半暗型煤。太原组煤富含黄铁矿结核。各煤层均为无烟煤。其镜煤平均最大反射率(R°max)在2.938%~3.202%之间。
5 可采煤层对比研究
K4灰岩以下煤层按照前述对比特征易于对比,如:15#煤位于太原组底部,第一旋徊之中,K2灰岩以下20米左右,属厚煤层,夹矸层较多,曲线异常幅值高,厚度大,硫分含量较高,对比可靠。12#煤位于太原组中部,K3与K4之间,第二旋徊之中,位于K4灰岩下5米左右,一般有一层稳定的夹矸,硫分含量偏高。12#煤虽然层位稳定,但可采范围不大,仍属局都可采的薄煤层。K4为高电阻率低伽马,其下为11#煤,仅为一煤线,具有高伽马异常,曲线组合特征明显且稳定,可作为12#煤的物性标志。
K4灰岩之上煤层,对比较困难。但K4以上的8#煤,为区内仅次于15#煤的主要可采煤层,9#煤组及6#煤局部可采,有必要在对比方面多找一些依据。
9#煤组,分9#下、9#、9#上煤,均位于K4至S2砂岩的旋徊之中,9#下煤距K4灰岩顶5米左右,底板为泥岩,顶板为砂岩(S1),在本区的中部发育,视电阻率异常中等,伽马高异常突出,煤层顶底板常有伽马高异常。厚度不均匀,局部厚度可达2.70米(46号孔)。可采区平均厚度0.88米,厚度较大的部位集中在9、10、11线的中段,一般不含夹矸,或局部一层夹矸。9#煤位于S1砂体的枝杈部位,9#上与9#下中间,多不发育,仅见薄煤层、煤线或炭泥岩,层位也不太稳定。9#上煤距下部K4灰岩21米左右,距顶部K7砂岩22米左右,S1砂体之上,S2砂体之下,在本区北部发育,向南尖灭、缺失。最大厚度1.68米,可采区平均厚度0.31米,结构较简单,或有一层夹矸。底板多为泥岩,顶板或间接顶板为砂岩(S2),所以底板电阻率低而伽马值高,而顶板电阻率高而伽马值低,见电测井曲线示意图。
4#煤位于6#煤之上14米左右,发育在山西组第二旋迥之中,4#煤局部地区发育,且煤层较厚,但面积不大,大部分地区不可采。该煤层间接顶板多为砂岩,煤层多位于高阻砂岩之下,底板多为泥岩、砂泥岩,视电阻率及伽马幅值较低,而自然伽马较高。与4#煤处于同一旋迥之中的3#煤层,分上、下两层,两层煤间距最大15.07米,有时合并,3#下煤仅零星可采。3#上煤仅北部可采,最大厚度可达1.38米,可采区平均厚度0.75米。3#煤在山西组上部煤层中,伽马异常幅度最高,3#煤顶底板一般为较厚层砂岩,在视电阻率曲线上位于很宽的高异常中间的凹中,伽马伽马异常突出,易于辨认。煤质特征明显。属中灰、低硫煤。2#煤及1#煤处于第二旋徊之中,2#煤常分为二层薄煤层,层位稳定,但无可采点,1#煤是山西组最上一层煤,距K8砂岩3米左右。