对某井田地质特征及可采煤层研究分析

李洪刚

摘 要：区内总的构造线方向为北北东及北东向，主要发育一些短轴褶曲及小断层，主要可采煤层有8#、15#二层，局部可采煤层有3#上、8#、9#上、9#下、12#五层。本文对该井田地层、地质特征及可开采煤层进行了比较研究。

关键词：某井田；地质特征；煤层；对比研究

1 地层特征

井田内，地层由老至新为奥陶系上石炭统太原组，二叠系下统山西组，下石盒子组，二叠系上统上石盒子组。

在本井田内主要标志层为K1～K13，其中K1作为本溪组与太原组的分界，但其不稳定。在确定该两组地层分界线时，可以本溪组顶部灰岩作为辅助标志。K2、K3、K4是全井田稳定的灰岩标志层。K7砂岩有时变化较大，全区共有22个点相变为砂质泥岩，相变点集中于井田的中部。当砂岩相变不易确定时，可以8#煤顶板稳定的海相泥岩顶作为太原组与山西组的分界标志。K8砂岩为山西组与下石盒子组分界砂岩，有时也相变为砂质泥岩，分布在本井田中部。K10、K12在区内稳定，分布范围广，是区内划分地层的可靠标志。

2 地质特征

本区处于该是扶构造的散开部位。南部为沾尚——武乡——阳城北北东向褶带，该褶带是沁水块坳的主体，主要出露二叠系、三叠系地层。由一系列不同级别褶皱组成的复式向斜。在昔阳县之西，沾尚以南、以老庙山为核心是一个弧形褶曲组成的小型莲花状构造。

本区地层总的走向为北西——北北西向，倾向南西，倾角5°～10°，受区域构造控制，区内总的构造线方向为北北东及北东向。主要发育一些短轴褶曲及稀疏小断层。由于地层比较宽缓。两个短轴褶曲之间往往形成一个鞍部。区内断层规模小，落差较大的多为逆断层，以下将区内主要构造分述如下：

2.1 断层：区内共有较大断层14条：F1为区内较大的逆断层，位于首采区内北部及南部控制程度高，北部貴-20号孔落差为47米，南部落差变小，79-15、79-16、79-17号孔依次落差为32m、29m、25.5m，巷道中见该断层落差为23～32米，往南逐渐消失，在79-13号孔见断层并伴随有陷落柱。钻孔中见断层部位在大原组石灰岩之中。断层中部落差大，但控制程度低。地面未见该断层出露。F2断层控制程度高，钻孔控制层位在大原组底部，南部5-34号孔见断层并伴有陷落柱。F8为区内又一较大的逆断层，控制程度高，附近地面见有陷落柱。其余断层基本控制可靠，或地面可见，因落差较小，或未涉及煤层，因此对煤层影响不大。

2.2 褶曲：区内共有大小褶曲29条，绝大多数走向为NE-NNE向，延伸长度最大7.5公里。

2.3 陷落柱：区内陷落柱十分发育，除西北部地面少见以外。全区共见较大陷落柱169个，最大直径150米，倾角一般75°～80°。地面陷落柱特征明显：地层层序混乱，局部出现新地层。产状与周围岩层明显不同。有陷落柱的钻孔，岩芯破碎，测井曲线反映不正常，有次生胶结角砾岩等特征。

3 含煤性及可采煤层

区内主要的含煤地层为二叠系下统山西组及石炭系上统太原组。山西组一般厚度65米。含局部可采煤层2层，含不可采煤层1层，含煤系数5%。太原组一般厚度114米。含可采集局部可采煤层5层。总厚9.96米，含煤系数9.4%。主要可采煤层有8#、15#二层，局部可采煤层有3#上、8#、9#上、9#下、12#五层。各煤层特征列表如下（表1）：

4 煤质特征

本区各煤层的颜色呈钢灰色、金属光泽，条痕呈黑——灰黑色，条带状结构，层状构造，具内外生裂隙，裂隙中均有矿物质充填，贝壳状、眼球状及阶梯状断口，各煤层平均视密度在1.3～1.45之间。据阳泉矿务局生产矿井资料。各煤层的显微硬度（Hr）多在50kg/mm2以上.可磨性好，抗碎强度高，热稳定性好。从生产大样资料中得知，粒煤以上各级占50%左右，粉煤约占37%，其余为矸石及黄铁矿。本区各煤层多以光亮型、半亮型煤为主，少数为半暗型煤。太原组煤富含黄铁矿结核。各煤层均为无烟煤。其镜煤平均最大反射率（R°max）在2.938%～3.202%之间。

5 可采煤层对比研究

K4灰岩以下煤层按照前述对比特征易于对比，如：15#煤位于太原组底部，第一旋徊之中，K2灰岩以下20米左右，属厚煤层，夹矸层较多，曲线异常幅值高，厚度大，硫分含量较高，对比可靠。12#煤位于太原组中部，K3与K4之间，第二旋徊之中，位于K4灰岩下5米左右，一般有一层稳定的夹矸，硫分含量偏高。12#煤虽然层位稳定，但可采范围不大，仍属局都可采的薄煤层。K4为高电阻率低伽马，其下为11#煤，仅为一煤线，具有高伽马异常，曲线组合特征明显且稳定，可作为12#煤的物性标志。

K4灰岩之上煤层，对比较困难。但K4以上的8#煤，为区内仅次于15#煤的主要可采煤层，9#煤组及6#煤局部可采，有必要在对比方面多找一些依据。

9#煤组，分9#下、9#、9#上煤，均位于K4至S2砂岩的旋徊之中，9#下煤距K4灰岩顶5米左右，底板为泥岩，顶板为砂岩（S1），在本区的中部发育，视电阻率异常中等，伽马高异常突出，煤层顶底板常有伽马高异常。厚度不均匀，局部厚度可达2.70米（46号孔）。可采区平均厚度0.88米，厚度较大的部位集中在9、10、11线的中段，一般不含夹矸，或局部一层夹矸。9#煤位于S1砂体的枝杈部位，9#上与9#下中间，多不发育，仅见薄煤层、煤线或炭泥岩，层位也不太稳定。9#上煤距下部K4灰岩21米左右，距顶部K7砂岩22米左右，S1砂体之上，S2砂体之下，在本区北部发育，向南尖灭、缺失。最大厚度1.68米，可采区平均厚度0.31米，结构较简单，或有一层夹矸。底板多为泥岩，顶板或间接顶板为砂岩（S2），所以底板电阻率低而伽马值高，而顶板电阻率高而伽马值低，见电测井曲线示意图。

4#煤位于6#煤之上14米左右，发育在山西组第二旋迥之中，4#煤局部地区发育，且煤层较厚，但面积不大，大部分地区不可采。该煤层间接顶板多为砂岩，煤层多位于高阻砂岩之下，底板多为泥岩、砂泥岩，视电阻率及伽马幅值较低，而自然伽马较高。与4#煤处于同一旋迥之中的3#煤层，分上、下两层，两层煤间距最大15.07米，有时合并，3#下煤仅零星可采。3#上煤仅北部可采，最大厚度可达1.38米，可采区平均厚度0.75米。3#煤在山西组上部煤层中，伽马异常幅度最高，3#煤顶底板一般为较厚层砂岩，在视电阻率曲线上位于很宽的高异常中间的凹中，伽马伽马异常突出，易于辨认。煤质特征明显。属中灰、低硫煤。2#煤及1#煤处于第二旋徊之中，2#煤常分为二层薄煤层，层位稳定，但无可采点，1#煤是山西组最上一层煤，距K8砂岩3米左右。