贵州省普定县补郎乡江城煤矿煤层对比

彭彪

贵州省煤田地质局一一三队，贵州 贵阳 550023

江城煤矿位于贵州省普定县东北部，行政区隶属普定县补郎乡。江城煤矿位于云贵高原向东南倾斜的斜坡地带，地形复杂，山峦重叠，坡度较陡，地势较高，属高原侵蚀为主的低中山峰丛洼地地貌，地势总体南东高北西低，最高点位于矿井边界4 号拐点以西的圆宝山顶，最低位于矿井副平硐附近的溪沟，相对高差360.5m[1,2]。江城煤矿属织纳煤田补郎向斜成煤构造，井田内煤矿地质工作开展较早，前人进行了1：5 万普查地质找煤工作，划分了地层层序，填绘了主要地质构造轮廓，进行了煤炭勘查，初步确定了各可采煤层的层位、厚度、结构，控制了各主要地层的地质界线，对区内构造发育情况进行了初步分析。

1 井田地质

井田内出露地层有上二叠统峨眉山玄武岩组（P3β）、龙潭组（P3l）、长兴组（P3c），下三叠统大冶组（T1d）和永宁镇组一段（T1yn1）及第四系（Q），见图1、表1。

图1 贵州省普定县补郎乡江城煤矿地质简图Fig 1 geological map of Jiangcheng Coal Mine, Bulang Township, Puding County, Guizhou Province

表1 江城煤矿井田地层简表Table 1 Stratigraphic table of Jiangcheng Coal Mine

2 含煤地层

井田主要含煤地层为龙潭组，属海陆交互相多旋回沉积，旋回结构明显。岩性由灰-深灰色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、细砂岩、灰岩、炭质泥岩及煤层（线）组成。具水平层理、波状层理、交错层理。组内连续沉积，含煤11～24 层，一般17 层。煤系厚约347～410m，一般厚为365m（图2）。

根据岩性及其组合、沉积特征将龙潭组分为三段，即长兴组底界燧石灰岩B1至龙潭组灰岩B3顶界为第三段(P3l3)，龙潭组灰岩B3底界至龙潭组灰岩B4顶界为第二段(P3l2)，龙潭组灰岩B4底界至龙潭组铝土岩B5为第一段(P3l1)[3]。

（1）第一段（P3l1）：灰-深灰色薄层粉砂岩、钙质粉砂岩夹条带状粉砂质粘土岩、炭质粘土岩及灰岩，含2～7 薄煤层；底部常见灰白色粘土质泥岩、铝土质泥岩。本段厚80～120m，平均101m；该段沉积环境体系为泻湖、潮坪沉积环境体系，沉积旋回为海侵期。

（2）第二段（P3l2）：深灰-灰黑色薄-中厚层细砂岩、粉砂岩、粉砂质粘土岩夹灰岩、粘土岩及炭质粘土岩，富产腕足类、蜓、珊瑚等动物化石；含煤7～13 层，产主要可采煤层13、14、15。本段厚140～180m，平均150m；该段沉积体系为三角洲沉积及泻湖-潮坪沉积体系，沉积旋回为海侵期。

（3）第三段（P3l3）：深灰-灰黑色薄-中厚层细砂岩、粉砂岩、粉砂质粘土岩夹灰岩、粘土岩及炭质粘土岩，富产腕足类、蜓、珊瑚等动物化石；含煤2～11 层，可采0 煤层产于该段中部。本段厚105～150m，平均125m；该段沉积体系为三角洲沉积及泻湖-潮坪沉积体系，沉积旋回为海侵期[4]。

3 煤层对比

3.1 煤层间距对比

3.1.1 煤层特征

0 煤层，位于龙潭组第三段，煤层厚度0.57～4.30m，平均为2.02m；采用厚度0.57～4.30m，平均为1.99m，含夹矸0～1 层；区内揭煤点数17个，其中可采点数14 个，点可采率为82%，不可采范围主要位于井田西南部，大部可采，属较稳定煤层。

13 煤层，位于龙潭组第二段，上距0 号煤层103.25～140.50m，平均124.42m，煤层厚度0.76～5.62m，平均为2.09m；采用厚度0.76～5.62m，平均1.89m；区内揭煤点数20 个，其中可采点数19 个，J602 孔尖灭，点可采率为95%。含夹矸0～1 层，全区可采，属较稳定煤层。

14 号煤层，位于龙潭组第二段，上距13 号煤层10.38～41.92m，平均27.65m，煤层厚度0.50～5.91m，平均为2.22m；采用厚度0.50～5.91m，平均2.13m；区内揭煤点数20 个，其中可采点数19 个，不可采点为801 孔，点可采率为95%。含夹矸0～2 层，全区可采，属较稳定煤层。

15 号煤层，位于龙潭组第二段，上距14 号煤层14.50～40.88m，平均32.30m，煤层厚度0～8.33m，平均为1.45m；采用厚度0.42～8.33m，平均1.63m；区内揭煤点数21 个，其中可采点数15个，点可采率为71%，不可采范围位于井田西南部。含夹矸0～2 层，大部可采，属较稳定煤层[5]。

3.1.2 煤层间距对比

本区主要可采煤层有4 层，0 号煤层位于龙潭组第三段，下距13 号煤层103.25～140.50m，平均间距124.42m，13、14 和15 号煤层位于龙潭组第二段，为一煤层组，相互间距为27.65～32.30m，4 层可采煤层层间距稳定，结构较简单，稳定程度为较稳定（表2）。

图2 贵州省普定县补郎乡江城煤矿含煤地层综合柱状图Fig 2 Comprehensive stratigraphic column of coal-bearing strata in Jiangcheng coal mine, Puding County, Guizhou province

表2 可采煤层间距一览表Table 2 List of available coal seam spacing

3.2 标志层对比

井田为典型的海陆交互相沉积，沉积环境稳定，变化小，规律性明显，沉积旋回清楚，物性特征明显，易于对比。本次煤层对比在龙潭组建立了5 个标志层（B1、B2、B3、B4、B5），对龙潭组自上而下进行控制，确定了煤层对比的格架[6,7]。各标志层的特征分述如下：

标一（B1）：灰-深灰色石灰岩，位于龙潭组上段顶部，长兴组底部，厚8.47～15.27m，平均11.87m，产少量腕足类动物化石，层位稳定，全区发育。下距0 号煤层40.39～94.40m，平均63.20m。

标二（B2）：灰-深灰色石灰岩，厚0.37～4.91m，平均2.64m，富含蜿足类动物化石，层位较稳定，全区发育。上距0 号煤层底35.51～46.40m，平均42.32m；下距B3顶板36.99～51.82m，平均44.48m。

标三（B3）：灰-深灰色泥质灰岩，厚0.87～2.51m，平均1.82m，产少量腕足类动物化石，其底板发育有一层薄煤线，层位稳定，全区发育。下距13 号煤层顶11.21～51.50m，平均26.67m。

标四（B4）：灰-深灰色泥质灰岩，厚0.69～5.95m，平均3.32m，产少量腕足类动物化石，其底板发育有一层薄煤线，层位稳定，全区发育。上距15 号煤层底6.99～21.75m，平均15.64m；下距27 号煤层顶24～38m，平均31m。

标五（B5）：灰白色铝土质泥岩，为龙潭组底界，即为龙潭组与峨眉山玄武岩组地层的分层标志，厚0.64～3.79m，平均厚度2.16m，上距27号煤层底70～101m，平均85m[8]。

5 个标志层及4 层可采煤层厚度、竖向空间结构稳定，岩性特征稳定，分布范围广，能够清晰的反应出标志层与煤层的位置分布情况。B1 作为进入煤系地层的重要标志，为确定0 号主采煤层提供重要指导作用；B3 和B4 处在煤系中部，存在13、14 和15 三层煤组；B5 一层铝土岩为煤系地层结束的重要依据[9,10]（图3）。

图3 江城煤矿勘探线地质剖面图Fig 3 Geological section of exploration line in Jiangcheng coal mine

3.3 煤层测井曲线对比

3.3.1 煤层测井特征

0号煤层：为一厚煤层，上覆15m 内发育一厚层灰岩，下伏10m 左右发育一薄煤层。0 号煤层的侧向电阻率总体呈宽峰状下部有台阶状反映；自然伽马曲线为低幅值“U”型或“V”型反映；伽马-伽马曲线为高幅值宽峰或尖峰状反映[11,12]（图4）。

13 号煤层：为一薄煤层，顶板为中厚灰岩层，间接底板为较厚灰岩层。13 号煤层的侧向电阻率呈中高幅值尖峰状反映；自然伽马曲线总体为高幅值尖峰突出反映；伽马-伽马曲线为高幅值尖峰反映[11,12]（图5）。

图4 0 号煤层曲线特征对比图Fig 4 Comparison of curve characteristics of coal seam 0

图5 13 号煤层曲线特征对比图（图例同图4）Fig 5 Comparison of curve characteristics of coal seam 13

14 号煤层：为一较厚煤层，偶含夹矸，其间接顶板为三测向曲线呈较高幅值尖峰状反映的薄层灰岩，间接底板为高幅值秃峰状反映的中厚灰岩层，下伏15m 内发育两层伽马-伽马曲线呈高幅值尖峰状反映的薄煤层。14 号煤层的侧向电阻率呈较高幅值尖峰状反映；自然伽马曲线为低幅值“V”型反映，顶板的自然伽马曲线呈较高幅值尖峰突出反映，底板为台阶状反映；伽马-伽马曲线呈高幅值尖峰或宽峰状反映[11,12]（图6）。

图6 14、15 号煤层曲线特征对比图（图例同图4）Fig 6 Comparison of curve characteristics of coal seam 14 and coal seam 15

15 号煤层：为一较厚结构煤层，其间接顶板为石灰岩，下伏15m 左右反映一顶板为中厚灰岩层的薄煤层。15 号煤层的侧向电阻率呈中幅值2～3 个尖峰状反映；煤层自然伽马曲线为较高幅值尖峰，夹矸为低幅值反映，底板的自然伽马曲线呈高幅值宽峰状反映；伽马-伽马曲线呈中高幅值2～3 个尖峰状反映[11,12]（图6）。

3.3.2 煤层测井特征对比

不同岩性的岩层有着不一样的物性特征，在3 条参数曲线上会呈现出不同的形态、幅值，根据参数曲线的异常幅值、形态特征、特征值差异等，在测井解释软件上确定煤层、标志层。0 号煤层侧向电阻率宽峰状下部有台阶状、自然伽马低幅值“U”型或“V”型、伽马-伽马高幅值宽峰或尖峰状，13、14、15 号煤层侧向电阻率中高幅值尖峰状、自然伽马高幅值宽尖峰突出、伽马-伽马中高幅值尖峰状（表3）。

表3 0、13、14、15 煤层在侧向电阻率、自然伽马、伽马—伽马曲线上典型形状Table3 Typical shapes of coal seam 0,13,14,15 on three-lateral resistivity,natural gamma,gamma curve

4 结论

江城煤层含煤地层为上二叠统龙潭组，根据岩性及其组合、沉积特征分为三段，龙潭组第三段（P3l3）为长兴组底界B1至B2顶界，主要可采煤层为0 号煤层；龙潭组第二段（P3l2）为B2底界至B4顶界，主要可采煤层为13、14 和15号；龙潭组第一段（P3l1）为B4底界至含煤地层底界（铝土岩），无可采煤层。不同煤层的测井曲线幅度异常、形态异常及特殊形态组合关系等有较大差别，0 号煤层的侧向电阻率总体呈宽峰状下部有台阶状反映，自然伽马曲线为低幅值“U”型或“V”型反映，伽马-伽马曲线为高幅值宽峰或尖峰状反映；13、14、15 号煤层的侧向电阻率呈中、高幅值尖峰状反映，煤层自然伽马曲线总体高幅值宽、尖峰突出反映，伽马-伽马曲线呈中、高幅值尖峰状反映。