贵州绥阳县联盟煤矿地质特征与可采煤层对比研究

范波

摘要：联盟煤矿位于扬子准地台风岗北北东向构造变形区北西边缘的坟坝向斜东翼，区内现今构造形迹主要定型于燕山运动。井田内次级褶皱构造不发育，仅在断裂构造附近具较小的褶曲、挠曲现象，井田内已发现的断层有5条。井田内可采煤层二层（C1.C3煤层）。C1为全区可采、稳定煤层，C3煤层为大部分可采，较稳定煤层。运用标志层法，层间距法，煤层顶底板特征及物探测井曲线特征等方面对煤层进行对比，研究结果对矿区以后的工作具有很重要的参考作用。

关键词：联盟煤矿；地质特征；可采煤层对比；贵州；绥阳县

1.矿区地层

井田内出露地层自老至新有：二叠系中统茅口组（P2m）、二叠系上统龙潭组（P1）、二系叠上统长兴组（P3）、三叠系下统夜郎组（T1）、第四系（Q）；自东向西地层分布为由老到新。现按从老到新的顺序分别叙述各地层特征。

1.1二叠系中统茅口组（P2）

浅灰色、灰白色中厚层至巨厚层状细晶至粗晶石灰岩，块状构造；产较丰富的海相生物化石。井田内出露不全，见厚大于100m。

1.2二叠系上统龙潭组（P3）

区内的含煤地层，为一套海陆交互相多旋回沉积组成。产可采煤层、局部可采、不可采煤层及煤线4层～5层。厚度一般为76.38m～88.46m，平均厚80.05m。与下伏P2m地层假整合接触关系。根据煤系地层的岩性、岩相、含煤性特征，可将含煤地层自下而上划分为第一段（P3）、第二段（P3）及第三段（P3）：

（1）龙潭组第一段（P3）：B3标志层顶界至龙潭组底界，厚度18.23m～21.90m，含全区可采煤一层（C1）。分为6个岩性层：

①深灰色中厚层状细晶灰岩，层间夹砂、泥质条带或薄层状泥岩。该层岩石坚硬，厚度较大，地表多形成陡坎，可作C1.C2煤层之间标志层（B3），厚3.85m～5.48m。

②浅灰至深灰色细砂岩，局部夹泥岩，厚2.84m～4.62m。

③深灰色泥岩，局部地段见少量粉砂岩，含大量结核状、条带状黄铁矿，厚5.41m～7.42m。

④浅灰色细晶灰岩，为C1煤层直接顶板，可作C1煤层见煤标志层（B4）厚0.47m～1.16m。

⑤煤层（C1）及炭质泥岩。厚0.85m～2.47m。

⑥浅灰色粘土质硫铁矿，上部常含炭质。黄铁矿呈团块状、结核状、星散状、晶粒状不均匀分布于粘土岩中。厚2.48m～4.89m。与下伏茅口组呈假整合接触。该层因岩性特殊、层位稳定，作为龙潭组与下伏茅口组的分界标志层（B5）。

（2）龙潭组第二段（P3）：B2标志层顶界至B3标志层顶界，厚度12.62m～21.82m。含煤层（线）1层～2层，其中C2为不可采煤层。分为4个岩性层：

①深灰色中厚层状细晶灰岩（B2），层间夹泥岩或粉砂质泥岩。上部泥质加重出现较厚的泥岩夹层。本层厚3.80m～10.36m。产腕足类生物化石。

②深灰色泥岩，厚0.69m～3.14m。

③c2煤层：为不可采煤层，厚0.29m～0.95m，煤层底板常为粘土岩或炭质泥岩。

④灰色泥岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，层间夹菱铁质灰岩条带或团块，含黄铁矿，中部夹浅灰色细砂岩。砂岩及泥质粉砂岩中见较多的植物碎片化石。该层局部含一层煤线。

（3）第三段（P3）：长兴灰岩底界至B2标志层顶界，厚35.93m～49.09m。含大部可采煤一层（C3），不可采煤层一层（C4），可分为7个岩性层（组）：

①深灰色泥岩，局部夹灰岩薄层（或透镜体），厚8.02m～15.30m。该层为P3l与P3c分层标志层。

②深灰色中厚层状细晶灰岩，底部夹小于0.20m泥岩，厚1.16m～3.39m（B1）。该层为C4煤层直接或间接顶板，为C4煤层的主要标志层。

③c4煤层：厚0.20m～1.00m。粉状、鳞片状，煤层底板常为粘土岩或炭质泥岩。该煤层向南部逐渐演变为可采煤层。

④灰色粉砂岩，夹泥质条带，局部见条带状黄铁矿，中部泥质较重，显平行层理，厚1.71m～9.18m。

⑤深灰色泥岩，上部含少量砂质条带，下部见大量团块状黄铁矿，厚2.12m～4.96m。

⑥c3煤层：厚0.82m～2.27m。煤层中局部夹一层炭质泥岩夹矸，夹矸厚0.10m～0.32m。该煤層向南部逐渐演变为不可采煤层。

⑦深灰色泥岩，下部夹薄层状深灰色细晶灰岩，局部见少量泥质粉砂岩，粉砂岩，含黄铁矿结核。厚11.83m～23.91m。

1.3二叠系上统长兴组（P3c）

灰色、深灰色中厚层状至厚层状细晶至中晶石灰岩，块状构造。含硅质，呈燧石结核、团块及条带状。产较丰富的较大个体海相生物化石。厚度较稳定，厚69.65m～74.32m，平均厚71.99m。与下伏P3l地层为整合接触关系。

1.4三叠系下统夜郎组（T1y）

该层根据岩性组合特征可划分为三个岩性段：沙堡湾段、玉龙山段和九级滩段。

①沙堡湾段为浅灰色、浅灰绿色薄层状钙质泥岩、泥岩夹薄层状泥灰岩，普遍发育水平纹理构造。该段厚度较稳定，厚6.09m。与下伏P3c地层呈整合接触关系。

②玉龙山段为浅灰色、灰色及浅灰绿色中厚层状至厚层状泥灰岩、灰岩及泥质灰岩；泥晶结构、泥质结构为主，顶部发育鲕粒状结构；以块状构造为主，部分地段发育水平纹理构造。厚144.51m。

③九级滩段为紫红色、紫褐色薄层状粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，夹浅灰色中厚层状、厚层状泥质灰岩；发育水平纹理、层理构造。偶尔见动物化石。厚度大于100m。

2.矿区构造

井田位于坟坝向斜东冀北段。坟坝向斜轴部位于草坟坝至陈家湾一线，轴向近南北，向南与栋青坝向斜相接。该向斜西冀地层倾向70°～95°，倾角50°～80°，局部地段有倒转现象。向斜东冀地层倾向230°～280°，一般为250°～270°，倾角15°～50°，一般为20°～40°。向斜轴部出露最新地层为下三叠统茅铺组，整体为一轴面向西倾的紧闭斜歪向斜。井田内为一单斜构造，地层、煤层呈单斜产出，倾向230°～280°，一般为240°～270°，区内倾角一般为10°～28°。井田内次级褶皱构造不发育，仅在断裂构造附近具较小的褶曲、挠曲现象。井田内已发现的断层有5条。现将各断层分述如下：F9断层：位于井田中部，走向北西，倾向南西，延伸约1200m，水平断距小于50m，垂直断距小于25m。由ZKl702.ZKl502钻孔控制。该断层为一走向逆断层，对区内煤层有一定的破坏。F11断层：位于井田南部。出露于新场湾、水井坎，走向长1000余米，断层倾向北西，为一斜交地层走向的正断层，垂直落差小于20m。通过对联盟生产坑道调查，该断层对煤层无破坏。F12断层：通过本次核实工作，该断层地表仅在南面出露，延伸310m，联盟煤矿生产矿井多处揭露，有两个断面，断层倾向北东，为正断层，断层累计落差16m。F13断层：出露于大屋基至黄脚板，走向长1400m，倾向西南，为一斜交地层走向的正断层，垂直落差25m左右。隐伏断层：根据钻孔揭露在ZKl601孔深171.60m处遇到规模较小的隐伏逆断层造成C1煤层以下地层重复4.50m。

上述断层处于井田先期开采地段的断层有F9，垂直断距<25m，由ZKl502.ZK1702钻孔工程控制查明，隐伏断层由ZK1601钻孔工程揭露控制。综上所述，井田地质构造复杂程度属中等。

3.煤层特征

3.1含煤性

井田内含煤地层为二叠系上统龙潭组（P31），由一套海陆交互相多旋回沉积组成。含煤地层厚76.38m～88.46m，平均厚80.05m，含煤层4层，含煤平均总厚3.64m，含煤率为4.55%；可采煤层2层（C3为大部分可采、C1为全区可采），可采煤层平均总厚2.48m，含煤率3.10%；不可采煤层2层（C4、C2）。各可采煤层稳定性参数、评价情况、分布、组合特征见表1。

3.2可采煤层

井田内可采煤层二层（C1.C3煤层）。C1为全区可采、稳定煤层，C3煤层为大部分可采，较稳定煤层。现将区内各煤层自下而上分述：

3.2.1 C1煤层

位于龙潭组底部，下距茅口组灰岩顶界3.73m～4.89m，一般4.26m。煤层全层厚度（可采厚度）为0.85m～2.47m，平均1.29m。本区见煤点18个，可采点18个，点可采率100%；可采面积5.22km2，面可采率100%；含0～1层夹石，夹石厚度0.11m～0.36m，一般厚0.23m，结构简单。直接顶板为灰岩（B4标志层），底板为粘土质硫铁矿层（B5标志层）；属全区稳定可采煤层。

3.2.2 C3煤层

位于龙潭组上部，上距煤系顶界（P3c/P31）15.68m～27.83m，平均为22.69m，上距C4煤层5.50m～10.53m，一般8.36m，下距C2煤层顶界22.52m～36.87m，一般29.72m。煤层全层厚度为0.17m～2.27m，平均0.83m；可采厚度为0.82m～2.27m，平均1.19m。本区见煤点21个，可采点12个，点可采率57%；其在钻孑LZKl601以北可采，可采面积1.86kin2，面可采率42%；含0～1层夹矸，厚度为0.10m～0.32m，平均厚0.21m，结构简单。顶板为泥岩，底板为粘土岩；属较稳定大部分可采煤层。

4.煤层对比

根据含煤岩系的沉积序列，煤层的空间组合关系、岩性组合特征、煤层赋存状态及煤层自身的特点、顶底板特征等方面选用沉积序列、煤层的空间组合关系、标志层法、层间距法、煤层顶底板特征及物探测井曲线特征等方面进行对比，其对比情况如下：

4.1标志层法

借助煤系地层中有一定层位并沿走向、倾向分布稳定的特殊岩性层（标志层），用以确定煤层的层序及空间关系进行对比的方法，井田内自上而下建立了4个标志层。其对比情况如下：

（1）B1标志层：该层位于C4煤层之上，是C4煤层的直接或间接顶板，岩性为深灰色中厚层细晶灰岩。厚度1.19m～3.39m，全区稳定，易于识别，是确定C4、C3煤层的重要标志层。

（2）B2标志层：该层位于含煤岩系中部，第二含煤段顶部，C2煤层之上，岩性为深灰色细晶灰岩石，厚度3.82m～10.87m，全区稳定，是确定C2煤层的直接标志层。

（3）B3标志层：位于龙潭组一段顶部，岩性为深灰色中厚层状细晶灰岩，含燧石，层间夹砂、泥质条带或薄层状泥岩，厚4.04m～5.70m。该层岩石坚硬，厚度较大，地表多形成陡坎，易识别，可作为C1.C2煤层之间辅助标志层。

（4）B4标志层：岩性为浅灰色细晶灰岩，该层位于c1煤层之上，厚度0.47m～1.07m，全区稳定，是C1煤层的直接顶板。

（5）B5标志层：该层产于煤系地层底部，为粘土质硫铁矿层，假整合于茅口组灰岩侵蚀面之上，为C1煤层的直接底板。厚度3.73m～4.89m，全区稳定，是确定C1煤层的可靠标志层，也是确定含煤地层底界的标志层。

4.2层间距法

利用煤层之间、煤层与含煤岩系的顶底界之间的层间距关系进行分析对比，确定煤层的相对位置。C4煤层与P3c/P3I之间、C4与C3、C3与C2煤层之间、C1与P31/P2m之间层间距也相对稳定，利用层间距法进行对比亦较可靠。

4.3煤层自身特征对比法

井田内具有编号煤层C1.C2.C3、C4中，除C2煤层主要以块状煤为主，易于区分其他煤层，其余3层煤均以粉状煤为主，其中C1煤层上部有少量块煤。

4.4测井曲线特征对比

根据本区已取得的地质资料，以本次测井资料为依据，综合研究对比确定取得本次测井结果，通过对比确定了三叠系下统夜郎组（T。v）；二叠系上统长兴组（PC）；二叠系上统龙潭组（P1）；二叠系中统茅口组（Pm）；通過对比确定组合标志层3层（WB1.WB3、WB5）；通过对比确定了C1.C2.C3煤层，煤层对比可靠的有C1.C2.C3煤层。