华蓥山煤田龙门峡北井田含煤性及煤层稳定性评价

胡平

摘要：根据岩性组合特征研究了龙门峡北井田含煤地层的含煤性。龙潭组一段（P2l 1）为本区的含煤段，本段含煤1-3层，一般为1层，从下至上煤层编号为I0、I1、I2煤层，其中I1煤层属全区可采煤层，其它各煤层均属不可采煤层。本段煤层平均总厚1.93m，全区可采煤层平均总厚1.82m。本段含煤系数为9.9%，全区可采煤层含煤系数9.3%。本文经采用常规评价和数理统计评价， I1煤层均为较稳定煤层。

关键词：龙门峡北井田；含煤性；煤层稳定性评价

一、井田概况

龙门峡北井田位于渠县县城南东155°方位、直距约17km。矿区北距达州市75km、东距大竹县县城20km。行政区划属渠县望溪乡、奉家乡、卷硐乡及大竹县庙坝乡、清水乡。井田西侧有襄渝铁路，其琅琊站距矿区中心约7.5Km，东侧有210国道和达渝高速公路，交通方便。井田地理坐标为东经107°01′19″～107°03′48″，北纬30°38′38″～30°44′32″，矿区南北长约11.00km，东西平均宽1.44km，面积为15.7 km2。

二、井田地质

本区在构造上属新华夏系第三沉降带四川盆地川东褶皱带西缘华蓥山背斜中段北部。华蓥山背斜西侧为渠县向斜，东侧依次有大竹向斜、中山背斜、峨层山背斜、明月峡背斜等，轴向北北东，彼此呈线状平行展布。

华蓥山背斜为本井田主要构造，背斜枢纽线以2°～4°的倾伏角由南向北倾伏。地层走向N10～40°E，含煤地层倾角西翼10°～50°，东翼15°～45°，为近似对称的脊状背斜。区内未发现次级褶皱，地表未发现断层，深部在个别钻孔中发现隐伏断层共4条，断距7～85m，对煤层有一定的破坏作用。总体看，该井田构造复杂程度为中等。

本区为隐伏井田，地表出露最老地层为三叠系下统飞仙关组第二段（T1 f 2）。含煤地层为二叠系上统龙潭组（P2l），上与二叠系上统长兴组（P2c）呈整合接触，下与二叠系下统茅口组（P1m） 呈假整合接触。煤层深埋地下，在区内最高标高约364m。

三、含煤地层

区内含煤地层为二叠系上统龙潭组（P2l ），与下伏地层二叠系下统茅口组假整合接触。本组厚112.24～173.39m，平均147m。按岩性本区该组分为五段，现从上至下分述于后：

龙潭组五段（P2l 5）：厚26.67～59.82m，平均36.93m，在井田的西翼N20-3号一带最厚达59.82m。该段属泻湖沉积，顶部为深灰至黑灰色粉砂质泥岩，中上部为灰色～深灰色中厚层状泥晶～粉晶石灰岩、泥质灰岩与粉砂质泥岩互层；下部为粉砂质泥岩、灰绿色粉砂岩、细砂岩。

龙潭组四段（P2l 4）：厚60.37～73.24m，平均65.17m，该段在井田内厚度较稳定，属海湾相沉积。上部为浅灰至灰色中厚层状泥晶～粉晶石灰岩，含燧石结核；中部为深灰色燧石灰岩；下部为粉晶石灰岩。上、下部各夹二至三层深灰色薄层砂质泥岩。

龙潭组三段（P2l 3）：厚7.68～21.21m，平均16.01m，以井田中部为最厚，南、北两端变薄。在该层的顶部普遍有一层0.5～1.0m厚的紫红色菱铁矿层，为潮坪环境变为海湾环境的重要标志。本段岩性为深灰至黑灰色薄层～中厚层泥岩、砂质泥岩，中夹1～2层灰色薄层泥质灰岩，含少量硫铁矿晶粒和和菱铁矿结核。

龙潭组二段（P2l 2）：厚11.69～18.80m，平均15.89m，在井田南端最厚，向北有变薄的趋势。该段岩性上、下部为浅灰～灰色，中部为灰色至深灰色中厚层状泥晶～粉晶石灰岩，富含燧石结核，下部含浸染状黄铁矿，中部夹两层深灰色薄层泥岩。

龙潭组一段（P2l 1）：厚14.62～25.39m，平均19.57m，在井田南端较薄，其余地段厚度变化不大。该段属泥炭沼泽相沉积，岩性为灰～深灰色粉砂质泥岩、泥岩、粉砂岩及煤层，含硫铁矿结核及植物碎片化石，显水平层理。本段含煤1-3层，一般为1层，从下至上煤层编号为I0、I1、I2煤层，其中I1煤层属全区可采煤层，其它各煤层均属不可采煤层。在该段底部有一层厚约2.5m的浅灰色铝质泥岩，其中含有大量的黄铁矿晶体。

四、含煤性

本区含煤地层为二叠系上统龙潭组（P2l ）。煤系含煤1-3层，一般为1层，从下至上煤层编号为I0、I1、I2煤层，煤层平均总厚1.93m，含煤系数为1.3%。

龙潭组一段（P2l 1）为本区的含煤段。本段按岩性可分为9层，现从新到老叙述如下：

（9）粉砂质泥岩、泥岩：灰～深灰色，致密，含黄铁矿结核，夹钙质条带，显水平层理，含较多完整的动物化石 。厚0.00～3.23m，平均0.91m。

（8）钙质泥岩、泥岩、粉砂质泥岩：深灰色、灰色，緻密性脆，显水平层理，含星散状硫铁矿晶粒，产完整的动物化石，尤以底部富集，厚1.09～5.65m，平均2.52m。

（7）I2煤层：上距龙潭组二段（P2l 2）一般3.43m；下距I1煤层一般7.87m。该煤层为不含夹矸的单一结构煤层，在区内不稳定，厚度变化大。I2煤层主要分布在21-2号勘探线以北及20-1号勘探线以南的大部份地区，而20-1号勘探线～20-1号勘探线间则无I2煤层分布。I2煤层厚0.00～0.54m，平均0.10m，属不可采煤层。

（6）泥质粉砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩：上部多为泥质粉砂岩、粉砂岩，呈深灰色、灰色。下部多为粉砂质泥岩、泥岩，呈深灰色、黑灰色。中部偶为细砂岩，呈灰色。含黄铁矿和菱铁矿结核，底部黄铁矿呈薄层状产出。具水平～水平波状层理。含植物碎片化石。厚3.29～13.85m，平均7.87m。

（5）I1煤层：黑色，厚0.68～3.40m，平均1.82m。本层煤是本井田主要可采煤层。endprint

（4）泥岩、粉砂质泥岩、细砂岩：泥岩、粉砂质泥岩呈深灰色、黑灰色，细腻致密，有滑感，具鲕状结构，含植物根部化石。局部夹有细砂岩，呈浅灰色、灰褐色、灰色。厚0.00～4.97m ，平均2.56m。

（3）I0煤层：上距I1煤层一般2.56m；下距茅口组（P1m）顶界一般3.44m。该煤层为不含夹矸的单一结构煤层，在区内不稳定，厚度变化大。I0煤层仅在北端（即22-1号勘探线～23-1号勘探线间）的背斜轴部及南端（即19号勘探线～20号勘探线间）有零星分布，且均为煤线。I0煤层厚0.00～0.15m ，平均0.01m，属不可采煤层。

（2）泥岩、砂质泥岩：深灰色、黑灰色，含植物化石和星散状黄铁矿晶粒，其下局部为细砂岩，泥质胶结，显水平层理，底部含菱铁矿结核。厚0.00～2.79m，平均1.02m。

（1）铝质泥岩：灰白色、浅灰色，致密细腻，具滑感，具鲕状结构。上部黄铁矿含量较少，下部富含结核状、星散状黄铁矿晶粒。厚0.79～4.58m，平均2.42m。此层全区普遍覆于茅口组灰岩之上，为对比煤层的标志层。

龙潭组一段（P2l 1）煤层平均总厚1.93m，全区可采煤层平均总厚1.82m。本段含煤系数为9.9%，全区可采煤层含煤系数9.3%。

本区按岩性组合特征划分有4个标志层，即1号标志层二叠系下统茅口组（P1m）灰、深灰色厚层状灰岩，2号标志层龙潭组第一段（P2l 1）底部的灰白色、浅灰色铝质泥岩，3号标志层I1煤层直接顶板黑灰色、深灰色泥岩，4号标志层龙潭组第二段（P2l 2）灰色中～厚层状石灰岩。详见表1。

各煤层及标志层厚度和间距统计表

表1

层位 煤层及标

志层编号 煤层及标志层厚度（米）最小～最大一般

层间距（米）

最小～最大 一般

P2l 2 4号标志层 11.69～18.8015.89

1.41～8.88 3.43

P2l 1 I2煤层 0.00～0.540.10

0.83～7.82 3.32

3号标志层 0.99～6.034.47

0.00～0.00 0.00

I1煤层 0.68～3.401.82

0.00～4.97 2.56

I0煤层 0.00～0.150.01

0.00～2.79 1.02

2号标志层 0.79～4.582.42

0.00～0.00 0.00

P1m 1号标志层 厚度不详

五、可采煤层

I1煤层位于龙潭组一段（P2l 1）下部，上距龙潭组二段（P2l 2）底界一般11m；下距茅口组顶界一般6m。该煤层一般为不含夹矸的单一结构煤层，仅在南端和北端各1个孔（19-1、23-3）、西翼中部两个孔（N21-5、N22-2）共4个孔含1-3层夹矸，其中19-1、N21-5两孔均含三层夹矸，23-3、N22-2两孔均只含一层夹矸。夹矸单层厚0.05～0.27m。夹矸岩性在19-1、23-3、N22-2三孔中均为灰色、深灰色泥岩，在N21-5孔中，上、下两层夹矸为深灰色炭质泥岩，中间一层夹矸为深灰色泥岩、含少量炭质。在本区竣工的27个钻孔中，均见有I1煤层，其中厚度最小者为区内北段的N23-1号孔，煤层总厚度为0.68m；厚度最大者为区内西翼中部的N21-5号孔，煤层总厚度为3.40m。I1煤层总厚度0.68～3.40m，平均总厚度1.82m，采用厚度0.68～3.27m，平均采用厚度1.77m，属全区可采煤层。I1煤层一般无伪顶、伪底，仅在N21-6、N21-2孔中分别见有0.07m与0.06m的伪顶，岩性为灰黑色炭质泥岩；在N21-5、N22-2、23-1孔中分别见有0.05m、0.08m、0.15m的伪底，岩性分别为深灰色炭质泥岩、灰黑色炭质泥岩及灰色泥岩、含炭质。煤层直接顶板多为黑灰色、深灰色泥岩，结构致密，含较多黄铁矿结核、晶粒，含炭屑；直接底板多为深灰色、黑灰色泥岩及粉砂质泥岩，结构致密，含植物碎片化石、黄铁矿结核及晶粒。

六、煤层稳定性评价

本区I1煤层属全区可采煤层，其它各煤层均属不可采煤层。故以下仅对I1煤层的稳定性进行评价。

1、地质方法评价

据本区钻探揭露，I1煤层总厚为0.68～3.40m，采用厚度为0.68～3.27m，一般为单一结构煤层。该煤层厚度变化较大，其总厚度的两极值相差达2.72，可采厚度的两极值相差达2.59m。从I1厚度等值线图上看（详见图1），煤层厚度小于1.30m的主要分布在北端，在中部及南端有少量零星分布；厚度大于1.30m、小于2.00m的在东翼大部及西翼的北端及南端均有分布，是分布范围最广的厚度；厚度大于2.00m、小于2.50m的主要分布在西翼及东翼南端；厚度大于2.50m、小于3.00m的主要分布在西翼中部，在东翼南端有少量零星分布；厚度小于3.00m的仅分布在西翼中部，是分布范围最少的厚度。从I1煤层沿走向厚度结构变化上看，厚度由北向南总体上呈现出由薄变厚，在北端及南端虽有夹矸出现，但夹矸沿走向上迅速尖灭，其影响范围很小。从I1煤层沿倾向厚度结构变化上看，在第22号勘探线、第19号勘探线，厚度由背斜东翼向西翼总体上呈现出由薄变厚；在第20号勘探线，在10号孔以东（即背斜轴线以东），由N20-5号孔～20-1号孔～10号孔，厚度呈现出由厚～薄～厚的起伏状变化，在10号孔以西（即背斜轴线以西），厚度则呈现出由厚变薄；在第19号勘探线，由N19-1号孔～19-1号孔～19-2号孔，厚度呈现出由薄～厚～薄的起伏状变化，说明本勘探线煤层厚度由背斜轴线向两翼是呈现出由厚变薄的变化；在北端及南端虽有夹矸出现，但夹矸沿倾向上也迅速尖灭，其影响范围也很小。

图1 I1煤层厚度等值线图

总体看，I1煤层厚度变化较大，但全区可采且有一定变化规律，结构较简单，属较稳定煤层。

2、数理统计方法评价

钻探I1煤层总厚度0.68～3.40m，平均总厚度1.82m，标准差0.68，变异系数0.37。本区27个见煤钻孔，煤层采用厚度均不小于0.60m，全部可采，可采指数为1。

根据有关矿井地质规范将煤层稳定性的变异系数评价指标确定为：变异系数0.05～0.25，为稳定煤层；变异系数0.25～0.50，为较稳定煤层；变异系数0.50～0.75，为不稳定煤层；变异系数>0.75，为极不稳定煤层。根据上述变异系数指标判定结果，本区I1煤层属较稳定煤层。

综合上述常规评价和数理统计评价，两者确定的煤层稳定程度类型一致，故本区I1煤层为较稳定煤层。

七、结论

根据对龙门峡北井田含煤地层含煤性的研究，龙潭组一段（P2l 1）为本区的含煤段，本段含煤1-3层，其中I1煤层属全区可采煤层，其它各煤层均属不可采煤层。本段煤层平均总厚1.93m，全区可采煤层平均总厚1.82m。本段含煤系数为9.9%，全区可采煤层含煤系数9.3%。经常规评价和数理统计评价， I1煤层均为较稳定煤层。

参考文献：

[1] 成都地质学院沉积岩教研室. 1981（10）.沉积专辑.

[2] 杨起，韩德馨.1979（12）.中国煤田地质学（上），1980（10）.中国煤田地质学（下）.

[3] 四川省煤田地质局.2010（12）.四川省达竹矿区煤炭资源潜力评价报告.

[4] 四川省煤田地质局一三七队.2008（12）.四川省渠县华蓥山煤田龙门峡北井田煤炭勘探报告.endprint