后柳湾井田煤田地质特征与煤层对比

2021-10-22张羽

现代矿业 2021年9期

张羽

（包钢矿业有限责任公司）

后柳湾井田位于内蒙古自治区东胜煤田的纳林河矿区内，行政隶属鄂尔多斯市乌审旗乌兰陶勒盖镇管辖，西距乌审旗嘎鲁图镇约为25 km。该井田地处鄂尔多斯高原，地貌为沙丘地貌，东部黄土大面积分布，为黄土塬地貌。地势总体为西高东低、南北高中间低。前人对该区煤矿的研究主要集中在水文地质［1-3］等方面，本研究主要针对东胜煤田纳林河矿区后柳湾井田地质特征及煤层对比作简要介绍。

1 地质概况

（1）构造。东胜煤田属中朝大陆板块鄂尔多斯断块伊陕单斜区东胜—靖边单斜中部。后柳湾井田位于东胜煤田西南部，总体为一走向北北东，倾向北北西，倾角为1~2°，局部达6°的单斜构造，地层产状沿走向及倾向均有一定变化，中部较陡，两侧宽缓。断裂构造在地表少见。

（2）地层。区内地表为第四系风积砂、黄土、洪冲积、坡积砂砾层广泛覆盖，基本没有基岩出露（图1）。地层由老至新发育有三叠系上统延长组（T3y）灰绿色中—粗粒砂岩、侏罗系中下统延安组（J1-2y）砂岩和砂泥岩、侏罗系中统直罗组（J2z）细砂岩和泥岩、侏罗系中统安定组（J2a）泥岩和粉砂岩、白垩系下统志丹群（K1zh）砂岩和泥岩、和第四系（Q）为上更统马兰黄土及全新统风积砂。区内主要含煤地层为侏罗系延安组（J1-2y），可划分为3个岩性段，各段均含有可采煤层，其中第3岩段（J1-2y3）含煤性最好，第2岩段（J1-2y2）含煤性中等，第1岩段（J1-2y1）含煤性较差。

研究区区域地质见图1。

2 煤层特征

区内主要含煤地层为侏罗系延安组（J1-2y），平均厚度为237.41 m，含有2、3、4、5、6共5个煤组，含煤13层，按沉积旋回和岩性组合特征，划分为3个岩段。其中延安组1岩段（J1-2y1）含5、6这2个煤组，含煤7层（5-1上、5-1、5-1下、5-2上、5-2、6-1、6-2号煤层）；延安组2岩段（J1-2y2）含3、4这2个煤组，含煤3层（3-1、4-1上、4-1号煤层）；延安组3岩段（J1-2y3）含2号1个煤组，含煤3层（2-1、2-2、2-3号煤层）。单孔煤层总厚为11.45～23.04 m，平均为15.72 m，含煤系数为6.62%；单孔可采煤层总厚为7.99～19.93 m，平均为12.57 m，含煤系数为5.29%，分布规律明显。3个岩段的含煤性见表1。

区内共有编号对比煤层13层，其中5层为可采煤层，全区可采煤层有2层（2-2、3-1号煤层）；大部可采煤层3层（4-1、5-1上、5-2号煤层）。各可采煤层主要发育特征见表2。

3 煤层对比

煤层对比有多种方法，并且在其他地区煤矿有很好的示范效果［4-7］。本次煤层对比是在黄陶勒盖及扩区普查阶段煤层对比基础上，以全区发育的、并位于煤系地层中上部的3-1号煤层作为煤层对比基线，采用了沉积旋回法、标志层法、煤层层间距及底板标高追索法、岩性组合法、煤层地震物性特征对比法进行综合对比。

3.1 沉积旋回法

对含煤地层延安组运用沉积体系分析和过程分析法进行研究划分和对比。根据沉积体系的演化和聚煤周期性将延安组划分为3个岩段，每个岩段再次划分为多个旋迥（亚段），各个旋迥（亚段）代表着三角洲的一个生长过程。运用组合规律对煤组和煤层进行对比，煤层处于三角洲沉积层序的顶部，2煤组位于延安组上部，属于延安组第3岩段；3、4煤组位于延安组中部，属于延安组第2岩段；5、6煤组位于延安组下部，属于延安组第1岩段，依此对比煤组和煤组的煤层。

3.2 标志层法

本区延安组上覆地层为灰绿色直罗组地层，颜色与延安组不同，易于区分。进入延安组后，有一层灰白色中—粗粒长石石英砂岩位于2-1煤层顶板之上，为1个标志层。延安组底部有1层灰白色中—粗粒石英砂岩，为1个标志层。通过这2个标志层可控制含煤地层的顶底界面。在2煤组与3煤组之间有1层灰白色中细粒砂岩，厚度稳定，全区发育，为又1个标志层。2-2、3-1、4-1、5-1上、5-2号可采煤层煤层结构相对稳定，厚度变化规律明显，是很好的对比标志层。

3.3 层间距及底板标高追索法

矿区聚煤沉积环境稳定构造变动影响微弱，煤层基本保持原始的赋存状态。地层沉积厚度相对稳定，煤层之间沉积物厚度相对稳定，含煤地层各段厚度及煤层间距在区内较为稳定。利用煤层间距和底板标高逐孔追索进行煤层对比。区内2-2号煤层与6-1号煤层间距稳定，平均为138 m左右；2-2号煤层与3-1号煤层间距平均为20.26 m；3-1号煤层和4-1号煤层间距平均为44.69 m，间距较稳定；4-1号煤层与5-1上煤层、4-1号煤层与5-2号煤层、5-1上煤层与6-1号煤层、5-2号煤层与6-1号煤层之间间距都较为稳定。利用煤层间距可以很好的对比区内的煤层。

3.4 岩性组合法

地层垂向层序的岩性组合特征是沉积环境的物质表现。因此，沉积环境相同，其物质表现、岩性组合具有相似性。如3-1号煤层与4-1号煤层之间的岩性组合特点一般为逆粒序，反映在测井曲线上呈“倒丛树型”，这种组合特点在一定范围内是稳定的。如6煤组下部成煤时的泥炭沼泽环境使其底部沉积物粒度呈现上细下粗的正粒序特点，为6-1号煤层对比提供依据。而3与4煤组、4与5煤2021年10月12日组以三角洲体系沉积为主，沉积物粒度是下细上粗的逆粒序特点，为4-1号煤层和5-1上号煤层的对比提供依据。

3.5 煤层地震物性特征对比法

反射波的对比解释以叠加时间剖面为主，结合偏移时间剖面进行。经层位标定及波组特征分析，确定了本区用于对比解释的标准反射波T2-2波、T3-1波。解释过程中对过地震测线的钻孔制作人工合成地震记录，并根据人工合成地震记录的结果，逐孔对比反射波，利用标准反射波能量较强、波组波形特征稳定的特点，连续追踪，反复对比解释。划分出了2层，全区可采煤层和3层大部可采煤层。