丰城市流舍煤矿煤层特征及煤岩层对比研究
2023-03-07金奇慕
金奇慕
(江西省地质局一九五地质队,江西 南昌 330200)
流舍煤矿为洛市矿区流舍井田的一部分,矿区中心位于丰城市城区140°方向,直距27 km,生产规模为年产21 万t,矿井开采深度:标高±0~ -500 m。流舍井1987 年动工建设,划分两个水平,第一水平标高为-150 m,第二水平标高为-300 m。投产采区布置在南翼第一采区、第二采区。该矿区共有10 层煤,主要可采的为34#、22#、13#,其他煤层为局部可采。现-300 m 水平已基本采完,需对该矿深部资源进行开采,但由于深部地层复杂,煤层不稳定,厚度变化大,导致深部煤层对比困难,因此需要对流舍煤矿的地层、矿层进行分析,得出好的地层对比法,为矿井深部矿产勘查提供可靠依据。
1 矿区概况
流舍矿井属萍乐凹陷带的中部,褶皱、断层发育,并有岩浆出入。褶皱多为北东向,断层以逆断层为主,偶见少量正断层和平移断层。
流舍煤矿区出露地层有:第四系(Q)、三叠系上统安源组(T3a)和上元古界神山群(Pt3)。其中,三叠系上统安源组(T3a)在区内广泛分布,安源组地层总厚在850 m 以上,自上而下分为5、4、3、2、1 段。
2 含煤地层及煤层特征
2.1 含煤地层
该区含煤地层为安源组地层,自上而下分为5、4、3、2、1 段。现叙述如下:
(1)5 段:厚度0~250 m,灰色、深灰色粉砂岩,且含钙,夹泥质、钙质细砂岩,含薄煤、炭泥,仅34 号煤层可采,产丰富的植物化石,含瓣鳃类和腹足类化石。
(2)4 段:地层厚度一般89~105 m,灰至深灰色粉砂岩,夹浅灰色细砂岩和煤层,底部多为砾岩,含煤10 层,其中24、25、26、32、33 煤层局部可采,产植物化石和瓣鳃类等动物化石。
(3)3 段:地层厚度为220 m 左右,上部为深灰色、灰黑色粗、细粉砂岩、浅灰色细砂岩和中粒砂岩及几层可采煤层(22 号、19 号、15 号、13 号),下部为砂岩、少量粉砂岩及薄煤,底部为砾岩、砂岩,产较多植物化石,偶见微量瓣鳃类、腹足类化石。
(4)2 段:厚度0~60 m,一般厚30 m,以深灰色粉砂岩为主,浅灰色细砂岩少量,水平层理发育,镜面发育,偶见植物化石和瓣鳃类动物化石,无煤。
(5)1 段:厚度0~280 m,一般厚60 m 左右,以灰白色、浅灰色、紫红色砾岩为主,夹中粗粒砂岩和少量粉砂岩,偶见炭化植物茎化石碎片,不含煤。
2.2 煤层特征
(1)34 号煤层:位于5 段底部砂岩之上约20 m,纯煤厚度0~7.30 m,平均1.72 m,夹矸0~13 层,其夹矸岩性以炭质粉砂岩为主。煤层厚度变化大,结构为简单~复杂,属不稳定煤层,为本矿区主要可采煤层之一。煤层顶板一般为粉砂岩,局部为细砂岩,底板多为细粉砂岩。
(2)33 号煤层:位于4 段顶部,纯煤厚度0~3.90 m,平均0.76 m,夹矸0~4 层。煤层厚度变化不大,煤层结构简单,属不稳定煤层。属薄煤层,其顶板为粉砂岩,细粒砂岩次之,底板为粉砂岩。
(3)32 号煤层:位于4 段,距离5 段底部砂岩约8 m。32 号煤层与33 号煤层呈煤组形式出现,纯煤厚度0.31~7.65 m,平均1.04 m,可采范围内煤层厚度变化不大,可分出的夹矸0~3 层。煤层结构简单,属局部可采的不稳定煤层。煤层顶板和底板都为粉砂岩。
(4)26 号煤层:位于4 段的中部,上距33 号煤层41 m 左右,纯煤厚度0~7.29 m,平均1.27 m,夹矸0~6 层,夹矸岩性以碳质泥岩和碳质粉砂岩为主。煤层结构复杂,属不稳定煤层,为矿区内可采煤层。煤层顶底板岩性一般为粉砂岩。
(5)25 号煤层:位于4 段的中部,上距 26 号煤层约4 m。25 号煤层与26 号煤层呈煤组形式出现,纯煤厚度0~7.71 m,平均1.68 m,夹矸层0~6 层。煤层厚度变化较大,煤层结构较简单,局部结构为复杂,煤层稳定性差,属不稳定煤层,为矿区内可采煤层。煤层底板岩性一般为粉砂岩。
(6)22 号煤层:位于3 段顶部,煤厚0.09~3.38 m,平均1.43 m。夹矸一般4 层左右,夹矸为炭泥,煤层不稳定,为矿区主采煤层。顶底板为粉砂岩。
(7)15 号煤层:位于3 段上部,纯煤厚度0.14~3.61 m,平均1.25 m,可分出的夹矸0~5 层,煤层结构较复杂,属不稳定局部可采煤层。煤层顶底板为粉砂岩或岩浆岩。
(8)13 号煤层:位于3 段中上部,上距15 号煤层约24 m,纯煤厚度0.21~4.24 m,平均1.56 m,夹矸0~9 层,夹矸岩性以碳质粉砂岩和碳质泥岩为主。煤层厚度变化较大,煤层结构复杂,属不稳定煤层,为矿区内主要可采煤层之一。煤层顶板以粉砂岩为主,底板多为细粉砂岩。
各可采煤层情况见表1。
表1 各可采煤层情况一览表
3 岩矿层对比
矿层对比的方法为标志层、矿层特征、测井曲线及化石等多种对比。
3.1 标志对比
虽然该区无明显的标志层,但在小范围内仍有规律,其岩性特征仍可对比。
(1)1 段的底部砾岩和2 段滨海环境的粉砂岩做为矿层底板标志。
(2)各段的底部砾岩、砂岩也具有不同的岩性特征,可作为对比标志。详见表2。
表2 安源组分层砂砾岩特征一览表
(3)岩性特征:5 段的粉砂岩为钙质;15 号矿层上下常有火成岩侵入,可作为局部标志。
3.2 矿层本身对比
34 号矿层在该区内为厚矿层,结构复杂,挥发分大,粘结强;26 号和25 号矿层在该区中部为矿层组合,煤间距小,为中厚层状,并外周厚度小;33、32 号矿层也呈煤组形式出现,但其煤层厚度薄,层间距远远大于26 号与25 号煤层的层间距,一般在15 m 左右;15 号煤层常因岩浆岩侵入而变为天然焦或被岩浆岩吞食。
3.3 测井对比
依据视电阻率曲线及γ-γ 曲线作为标志。22号矿层曲线形态是从上到下逐步升高,呈阶梯状;34 号矿层曲线形态为较宽的上低下高台阶形态,其上面常有一薄矿层,为单峰窄异常曲线;26 号和25 号煤层在视电阻率和γ-γ 曲线的形态上的特点是高度、宽度相差不大,层间距常成对出现。
3.4 化石对比
(1)安源组5段地层的上部、中部以束盘螺~蚌形蛤化石组合,腹足类和瓣鳃类动物化石主要产于该段的粉砂岩中,其特点是动物化石出现的层位较多,种属和数量也比较多。
(2)安源组3 段上部植物化石是以等形侧羽叶~羽毛侧羽叶~叉羽叶的组合。其下部化石却较少。
4 结语与建议
流舍矿井深部资源前景良好,但构造复杂,矿层不稳定,厚度多变。本次通过对流舍煤矿的岩煤层进行分析,采用几种矿层对比方法,确保了对比的可靠性,为矿井深部资源勘查、准确估算煤矿储量提供依据。