内蒙古呼鲁斯太矿区煤层发育特征研究

马海军

摘要：呼鲁斯太矿区位于贺兰山煤田内，为小型含煤盆地，主要含煤地层是上石炭统太原组及下二叠统山西组。本文通过对呼鲁斯太矿区煤层发育特征的系统分析以及对已有地质资料的进一步研究，认为该区煤层厚度较大，埋深适中，煤质较好，资源比较集中，具有较好的开发利用价值。

关键词：呼鲁斯太矿区;煤层;发育特征

呼鲁斯太煤矿区位于贺兰山中段、内蒙古阿拉善左旗境内，矿区所处大地构造单元为中朝准地台（一级构造单元）鄂尔多斯西缘拗陷带（二级构造单元）贺兰山台拗（三级构造单元）。区内有4个开采煤矿，即百灵煤矿、巴音煤矿、福泉煤矿、乌兰煤矿。本文在充分收集以往钻孔资料后，对区内煤层发育特征进行了研究分析。

1.地层与含煤地层

呼鲁斯太煤矿区发育地层有老至新为上石炭统太原组、下二叠山西组、下石盒子组、上二叠统上石盒子组、石千峰组、第四系。

呼鲁斯太煤矿区可采煤层赋存于上石炭统太原组及下二叠统山西组中，呼鲁斯太煤矿区含煤南部较北部多，北部含煤22层，其中太原组可采煤层13层（22、21、16、15、14、13、12、11、10、8、7、6、5号），山西组可采煤层3层（3、2下、2号）。南部含煤25层，其中太原组可采煤层12层（22、15、13、12、、12上1、10、10上、9、8、7、6、5号），山西组含煤3层，可采2层

（3、2号）。石盒子组含煤3层～4层，均不可采。煤系地层平均厚度258.0m，煤层平均总厚度24.69m，含煤系数9.6%。可采煤层平均总厚度20.68m，可采含煤系数8.0%。

2.构造特征

呼鲁斯太煤矿区总的构造形式为一走向北西20°～30°，倾向南西，倾角20°～30°的单斜构造。呼鲁斯太煤矿区北部局部发育微缓褶曲共六组，均发育在石炭系地层中，断裂发育，以走向正断层为主，断层总数为41条，除F5和F75断层规模较大，其他断层规模较小，对生产影响不大。呼鲁斯太煤矿区南部共有褶曲51组，断层87条，其中除F14、F28、F88、F23为较大的正断层外、余者大部分为逆或逆掩断层，绝大部分褶曲和断层都集中在煤矿区南部2km2左右的范圍内，致使煤矿区南北构造形态截然不同。矿区中北部11km2左右的范围内，仅有F14、F88正断层，F154、F155逆掩断层对煤层有影响，断层面倾向与地层倾向一致，落差一般3m～20m，虽F83落差较大（25m以上），但其位于井田边部，未切割主要煤层。在煤系上伏石盒子地层中短轴褶曲较发育，但K6砂岩对褶曲起缓冲作用。据钻孔控制和煤层底板等高线的反映，上伏地层中的褶曲对煤层无影响。仅A7、S7一组褶曲对5-22号煤层+1350水平以上有影响。矿区中北部为一简单的单斜构造。

煤矿区南部构造复杂，以F22、F19断层为主，于煤系地层中产生次一级的互相不连续的伏瓦式逆或逆掩断层和轴向近东西的复杂褶皱，部分褶皱南侧地层向北倒转，形成

“S”形构造，这一种复杂地段将给未来生产上的部署带来一定的困难。具体见图1。

3.煤层特征

3.1煤层厚度

呼鲁斯太煤矿区煤层厚度在0～40.71m之间，平均16.69m。在钻孔HX24处由于受断层影响，煤层逆冲在原有煤层之上，发育较厚。在本区煤层厚度总体由东西两侧向中部增厚，在HX01及HX13钻孔附近，形成小型聚煤中心，煤层发育相对较厚（见图2）。

区内含可采煤层有8层，即2、3、5、6、8、9、10号煤层为大部可采的较稳定煤层，7、10号煤层为局部可采的不稳定煤层。现将主要可采煤层叙述如下：

（1）2号煤层。位于二叠系下统山西组中下部。区内煤层自然厚度0～8.75m，平均2.48m。埋藏深度4.05m～1273.83m，平均523m，在整个呼鲁斯太矿区东部埋深较浅。该煤层结构简单，不含～含1层夹矸，个别钻孔出现有三层夹矸。层位较稳定，厚度总体由西向东、由南向北增厚，可采区主要分布在北部、东部。顶板岩性多以中粒砂岩、炭质泥岩为主，底板岩性多为炭质泥岩及砂质泥岩。

（2）3号煤。位于二叠系下统山西组下部。区内煤层自然厚度0～26.73m，平均6.79m;可采厚度0.85m～26.73m，平均7.78m。埋藏深度12.9m～1335.91m，平均543m;煤层总体由中东部向西南、北部变厚，全区可采，只有HX18钻孔附近及东部边界不可采。该煤层结构简单，一般含0～1层夹矸，个别钻孔出现两层夹矸。煤层顶板岩性以炭质泥岩及泥岩为主，底板岩性多为泥岩。

（3）5号煤。位于石炭系上统太原组上部，在西部详查区内煤层自然厚度0.28m～2.54m，平均1.21m;可采厚度0.75m～2.54m，平均1.55m。埋藏深度723m～1364m，平均1055m;煤层总体由南向北变厚，不可采区分布在西部HX17、HX18钻孔一带。该煤层结构简单。煤层顶底板岩性均为泥岩为主。

（4）6号煤。位于石炭系上统太原组上部，为大部可采煤层。在西部详查区内煤层自然厚度0.19m～1.61m，平均0.95m;可采厚度0.80m～1.61m，平均1.10m。埋藏深度732m～1375m，平均1069m;该煤层结构简单。煤层厚度由西南向东北变厚，不可采区分布在中部HX17、HX18和东部HY05、HX23钻孔一带，另外有孤立不可采点HX08、HX12钻孔。顶底板岩性以泥岩为主，其次为炭质泥岩。

（5）7号煤。位于石炭系上统太原组中上部，为大部可采煤层。在西部详查区内煤层自然厚度0.23m～1.90m，平均1.11m;可采厚度0.71m～1.90m，平均1.28m。埋藏深度772m～1409m，平均1094m;该煤层层位较稳定，但厚度有一定的变化，总体上有由西南向东北逐渐增厚的变化规律，并在HY05号钻孔及F1断层一带西侧及F3断层以东和HX18、HX17钻孔以南为不可采区。该煤层结构简单，一般不含到含2层夹矸。煤层顶底板岩性以泥岩为主，次为炭质泥岩。

（6）8号煤层。位于石炭系上统太原组中上部，为大部可采煤层。在西部详查区内煤层自然厚度0.34m～3.34m，平均1.23m;可采厚度0.70m～3.34m，平均1.45m。埋藏深度776m～1424m，平均1108m;该煤层层位较稳定，但厚度有一定的变化，总体上有由南向北逐渐增厚的变化规律，不可采区范围在HX17、HX18、HX20钻孔以南。该煤层结构简单。煤层顶底板岩性以泥岩为主，粉砂岩、砂质泥岩次之。

（7）9号煤层。位于石炭系上统太原组中上部，为局部可采煤层。在西部详查区内煤层自然厚度0.15m～2.23m，平均0.88m;可采厚度0.70m～2.23m。平均厚度1.21m.埋藏深度808m～1450m，平均1145m;该煤层层位较稳定，但厚度有一定的变化，煤层总体上有中部较厚，不可采区在HX14、HX13、HX12钻孔一线以西，HX22、HX24、HY06钻孔一线以东。该煤层结构简单，不含夹矸。煤层顶板岩性以砂质泥岩为主，底板岩性以中粒砂岩为主。

（8）10号煤层。位于石炭系上统太原组中上部，为局部可采煤层。在西部详查区内煤层自然厚度0.17m～1.29m，平均0.65m;可采厚度0.87m～1.29m。平均厚度1.07m。埋藏深度825m～1417m，平均1145m;该煤层层位较稳定，但厚度有一定的变化，总体上有由南向北逐渐增厚的趋势，可采区在HX10、HX01、HX17、HX21钻孔一带。该煤层结构简单。煤层顶板岩性以粉砂岩为主，底板岩性以砂质泥岩为主。

3.2煤层埋深

本区煤层埋深变化较大，东部煤层埋深较浅，普遍小于300m，西部埋深逐渐加大，其中2煤埋深在埋藏深度4.05m～1273.83m之间，平均523m，在详查区埋深达到800m以上。

4.煤岩特征

本区煤层所测镜质组最大反射率（Rmax）在0.8825～1.8842%之间，煤的变质强度高，为中、高变质烟煤。煤类主要以焦煤为主，其次为肥煤、瘦煤，本区宏观煤岩類型以半亮煤为主，其次为半暗煤，夹暗煤、丝炭条带，煤层呈沥青光泽，参差状断口，偶见贝壳状断口，各种宏观煤岩成分交替出现，煤层呈条带状和均匀线理状结构，层状构造，内生和外裂隙较发育，性脆，利于煤层甲烷的扩散、解吸和运移。

显微煤岩类型与煤层甲烷的生气潜力及开发的难易程度都有很大的关系，一般认为镜质组含量高，具有很好的生烃能力，其产气量也高。呼鲁斯太煤矿区煤中有机质含量高，有机质含量占84.4%～96.8%，有机质中以镜质组为主，在64%～85%之间，壳质组含量很少，因此煤层具有很好的生气能力。

山西组2、3煤层及太原组5、9、13煤层，原煤平均灰分大于25.00%，属高灰分煤，洗后精煤灰分一般可降到12%以下，山西组煤层南焦北气，有显著的走向变化，属高灰、低硫、低磷煤。太原组6、8、10上、10、12、15、22号等层，原煤平均灰分由15.00%～25.00%属中灰分煤，洗后精煤灰分除22号层大于12.00%，其余各层均小于12.00%。全区唯一的低灰分煤层仍是7号层，原煤平均灰分仅11.31%，太原组煤层除含硫稍高外，均为较好的炼焦用煤。

5.结论

通过对呼鲁斯太煤矿区煤层发育特征研究表明，区内煤层厚度较大且稳定，煤变质程度高，埋深适中。煤类主要以焦煤为主，其次为肥煤、瘦煤，是较好的煤炭资源产地，且具有煤层气勘查开发前景。

参考文献：

[1]内蒙古煤田地质局.内蒙古煤炭资源潜力评价报告[R].2012.

[2]田俊伟.呼鲁斯太矿区煤层瓦斯分布规律及其控制因素探讨[J].中国煤炭地质，2014（09）：27-30.

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