下峪口煤矿2—4采区2#煤层位对比规律研究

摘 要：下峪口煤矿目前主采煤层中2#煤层距上部2#上煤距离较近，在2#煤巷道掘进过程中，经常出现巷道内同时揭露2#煤层和2#上煤层，曾多次发生2#煤巷道误穿2#上煤层位，造成巷道报废和接续紧张，给矿井正常生产造成了极大损失，因此研究该区域的2#煤层与相邻薄煤层的相邻关系，因此开展2#煤层和2#上煤层规律性研究迫在眉睫。本文主要采用古生物对比法、标志层法、层间距法、煤层煤质特征法进行综合对比，研究2#煤层和2#上煤层差异性，实现层位判断，正确指导采掘作业。

关键词：下峪口煤矿;层位对比;规律;研究

1 概述

煤岩层层位对比分析方法对于煤田地质勘查、储量估算、正确指导采掘作业，以及煤炭资源的开发利用都有着极其重要的意义，是研究含煤地层层序、地质构造、煤层厚度变化、煤层间距、煤层赋存规律的基础工作，是煤田地质勘查工作的主要任务之一。

下峪口煤矿目前主采煤层中2#煤距2#上煤距离近，部分区域还有2#下煤层沉积，在二水平2～3采区下山翼上部2#煤与2#上煤间距为0.7～2m，在+300南运上部一带间距趋于0m，即2#与2#上煤合并为一层，在巷道掘进过程中极容易发生误穿层位事故，加之2#煤层地质构造复杂，部分区域煤层分叉、沉积不稳定，使得矿井地层对比方法较为困难。在2#煤巷道掘进过程中，曾多次发生2#煤巷道误穿2#上煤层位，造成巷道报废和接续紧张，给矿井正常生产造成了极大损失，因此研究该区域的2#煤层与相邻薄煤层的相邻关系，指导巷道正常有序掘进任务迫在眉睫。

2 研究区域地质条件

2—4采区位于燎原井田深部，受井田边界构造骨架的制约控制，其构造形态总体呈一走向NE-SW，倾向NW的单斜构造，该采区处于原下—燎原矿井边界背部构造的南翼，其背部地层产状为走向N-S，倾向W，倾角平均5°，向南部，等高线收敛变陡，产状变为NE-SW，倾向NW，倾角平均7°。

2#上煤层在井田中发育较为普遍，其与2#煤层之间间距变化趋势为：在二水平2～3采区下山翼上部一带为0.7～2m，向深部逐渐增厚达7m，在+300南运上部一带间距趋于0m，即2#与2#上煤合并为一层，向北部2-1采区及一水平4采区两层煤间距逐渐加大，达5～11m。根据生产中揭露的资料，2#煤与2#上煤层在局部其间距变化较大，还有合并的现象。在煤层分布区，最大厚度1.31m，最小0.10m，平均0.40m，井田钻孔见煤率57%，煤层可采性指数0.094，属极不稳定不可采煤层。

2#煤层位于山西组中部，下距3#煤层5.46-19.34m，一般9m左右，煤厚0-2.28m，一般厚度0.5-1.2m，煤层结构简单，一般不含夹矸，含煤面积占总面积的96%，可采面积占总面积的39%，系局部可采煤层。可采范围分布在2-4采区内上部东南段，煤层直接顶为泥岩，砂质泥岩，厚0-3.29米，一般为1.0米左右，老顶为中细粒砂岩，粉砂岩，含植物根茎化石。

3 煤层层位对比研究方法

根据研究区域内勘查地质特征，区内煤层对比，主要选择古生物对比法、标志层法、层间距法、煤层煤质特征发进行综合对比。古生物对比方法，主要是确定煤层顶底板岩石内化石样本的不同，来区分不同煤层。标志层对比方法关键问题主要为标志层的确定，如何选择分布稳定，易于区别的标志层作为判定依据。层间距法问题关键应用钻探、物探手段得到煤层的实际间距，并通过地质构造趋势性分析，得出煤层间距变化规律。煤层煤质化验特征分析，通过对井下钻探获取2#煤、2#上煤煤层样本，在煤质科进行化验分析，得出各个煤层的化学参数，通过选择差异较大的参数作为层位对比判定的依据。

3.1 古生物化石对比法

古生物对比法是利用古生物化石的种类、数量、组合关系、保存的完整程度、矿化特征及生物活动遗迹等方面的特征，进行煤层对比时还应注意结合岩相旋回研究进行。2—4采区含煤地层主要为陆相沉积环境，煤层顶底板常含有丰富的植物茎叶化石，不同时期的成煤环境，岩层内往往含有不同的化石样本，记录着不同的地史时期。通过对2—4采区钻孔资料判读，结合相邻2—3采区所揭露的2#煤层及2#上煤层顶底板资料，我们得出了2#及2#上煤在煤层底板上有较大差异：2#煤层底板为团块状，浅灰色泥岩，岩石内含有大量的植物根化石，用手掰开底板泥岩断口，断口形状圆滑，普氏硬度系数0.2—0.4;而2#上煤层底板为片状滑矸状泥岩，底板内含有植物叶片化石，硬度系数较大，断口较锋利，因此在巷道掘进过程中遇到对2#与2#上煤层层位判别困难时，我们常常通过比较底板内化石样本差异来作为煤层层位判别的依据。

标志层，是指那些具有肉眼易于辨别的特征且稳定而又广泛分布的岩层，只要抓住了一个勘查区域的标志层，就可以正确地对比其上、下层位的煤层。标志层对比法常同其他对比方法配合使用，得到组合标志层。通过对2-4采区地质钻孔整理综合分析，结合2—3采区2#煤层巷道掘进过程中揭露实际，该区域内2#煤层底板下部0.5—1.5m范围内有一层较稳定的炭泥岩及煤线，煤线厚约0.1m，可以作为2#煤层判定的依据。在2—4采区临近的23209进顺巷道掘进过程中，曾出现了2#及2#上煤同时出现在巷道断面内，为了正确确定2#煤层层位，我们采用了拉低找下部煤线的方法控制煤层层位，这将对2—4采区2#煤层层位确定有借鉴指导意义。

3.3 煤层煤质特征法

煤层煤质对比法主要是利用煤层自身的物理和化学特征，如煤层厚度、夹矸、粘结指数等不同煤质特征进行对比，从煤层中获得大量的工业元素，通过选择差异较大的参数作为层位对比判定的依据。本次研究选择煤质化学化验的方法，为了开展煤质化验工作，我们通过对23209进顺煤质化验资料复用，在2—4回斜、4215进斜进行了钻孔取样，对采集到的2#与2#上煤层进行煤质化验，得到不同煤层中化学成分含量，用以作为煤层层位判定的依据。

通过煤质科送检数据，我们可以发现2#煤和2#上煤层的粘结指数（GRI）差异较大，2#上煤层粘结指数（GRI）一般不超过20，而2#煤层粘结指数（GRI）远远大于20，在井下生产过程中，可以以此依据作为两煤层判断的依据。

4 结论

煤层层位对比是一项长期基础性的工作，在煤田地质勘探中具有重要的作用，其对比结果直接影响到煤层、煤质的评价，巷道的层位判断和掘进施工。尤其对我矿2#煤层和2#上煤层煤层间距较小，有时可在巷道内同时揭露，煤层的层位判层工作显得尤为重要。煤层层位对比是一项较为复杂的工作，有时采用某一种对比方法很难准确地确定煤层层位，需要多种方法共同使用。

通过对我矿煤层层位对比分析研究，对于2#煤和2#上煤层层位判断方法，运用古生物化石对比法、标志层对比法和煤层煤质特征法对比取得效果较好，在巷道掘进施工过程中，可以优先选择简单易行、鉴别简便而且对比性较好的方法来判断层位，若仍不能准确判断层位时，可以采用多种方法结合，以获得准確的地质资料，为准确地评价该区的煤炭资源提供可靠的依据。

作者简介：

罗寿涛，男，陕西旬阳人，生于1987年9月，毕业于中国矿业大学，本科学历，中共党员，现任韩城矿业公司地质测量部主管。