新安煤田中东部二1煤层厚度变化原因探讨.pdf

2 0 1 2年第 4期 能 源 技 术 与 管 理 3 3 d o i l O 3 9 6 9 i s s n 1 6 7 2 9 9 4 3 2 0 1 2 0 4 0 1 4 新安煤田中东部二 1 煤层厚度变化原因探讨 米利华 河南省煤田地质局 二队 河南 洛阳 4 7 1 0 2 3 摘要 从新安煤田沉积环境及其后期构造等几方面分析 了煤 田中东部煤厚变化原 因 分 析结果表 明 煤田中东部二 煤层厚度总体稳定 沉积时分流河道 冲刷致使 区北部 出现大片薄 无煤带 后期构造的改造是导致煤厚出现厚薄相间的主要原因 该变 化规律为煤 田以后勘探 开采提供 了一定的地质依据 关键词 二 煤层厚度 变化特征 沉积环境演化 后期构造 变化原 因 中图分类号 P 5 7 1 文献标识码 B 文章编号 1 6 7 2 9 9 4 3 2 0 1 2 0 4 3 3 0 2 0引 言 赋存于二叠系下统 山西组底部的二 煤层是 新安煤 田最 主要的可采煤层 其层位稳定 结构简 单 分布范 围广 在豫西普遍发育 是该煤 田最有 经济价值的煤层 但其二 煤层煤厚变化 稳定程 度 的确定 仍是新安煤 田勘查工作中的一个难题 1 新安煤田中东部二 煤层厚度变化特征 新安煤 田中东部二 煤层厚度分带示意图如 图 1 所示 从 图 1 可以明显看出如下特征 从狂 口普查区 孟津煤矿 新义井 田深部详查 区有一北 西方 向的无煤带 区域上向北西方向进入济源 向 东南方向进入偃龙煤 田北部 从 已获资料看 此带 内无二 煤层 在北西 向无煤带西南的广大地区 图 1 新安煤田中东部二 煤层厚度分带示意图 均有二 煤层赋存 但厚度变化大 在 O 1 8 3 2 m 之间 平均煤厚 4 O 0 m 其特点是以中厚煤带 厚 煤带为主 不可采点与特厚煤点零星分布其中 新 安煤 田中东部主要勘查区二 煤层稳定性统计如 表 1 所示 表 1 新安煤田中东部主要勘查区二 煤层稳定性统计 新安井 田 新义二井 新义井 田 孟津井 田 新义井 田深部 合计 1 l 5 0 1 8 3 2 5 0 O l 1 5 2 4 2 0 l 5 4 7 4 5 0 8 9 2 3 4 0 2 2 1 0 2 9 28 6 0 1 8 3 2 4 2 2 9 2 4 1 7 7 3 4 2 6 7 5 3 O1 6 4 3 41 6 O 4 0 0 7 3 4 3 4 8 8 2 7 6 8 2 3 6 3 9 5 2 9 7 8 0 3 0 2 9 7 3 3 4 8 9 2二 煤层厚度变化原因探讨 2 1 二 煤层沉积前后的环境演化 新安煤 田中东部山西组下段至太原组上段地 层的垂直层序可划分为 6 层 其层位 厚度稳定 如图 2所示 2 1 1 石灰岩 浅海相 本层石灰岩在区内广泛分布 凡穿过层位 均 可见到 厚度 5 7 m 岩性 中厚 一厚层状生物碎屑 S 一一 I S e r 0 8 L 道 泽 湾 洲河 沼 海 孔 角流 湾炭 坪湖 海 三 分 海泥 潮 泻 浅 1 管l l I 鼠 洲河 沼 海 角流 炭 坪 湖 海 一 一 一 分 泥 潮 泻 浅 直 3 4 米利华新安煤田中东部二 煤层厚度变化原因探讨 2 0 1 2年第 4期 i 角洲 分流 湾 海湾 泥炭沼泽 潮坪 泻湖海湾 浅海 4 1 o 2 2 L 1 狂 l O l L 图 2 新安煤田二 煤层上 下垂直层序类型 石灰岩 上部夹硅质条带 以波状层理为主 局部 具水平纹理或交错层理 显示水动力条件的变化 镜下特征 灰岩颗粒成分由大量的钙质生物化石 生物骨骼 碎屑 内碎屑和团粒组成 基质主要为 泥晶方解石部分经过重结晶而成的微晶方解石 生物化石以蜓和海百合茎最为丰富 此外还 有腕足类 苔鲜和少量的珊瑚等 以上的特征表明 灰岩中以正常海生物群为 主 如蜓 海百合茎 腕足类等反 映其沉积属气候 温暖 中等能量 正常盐分的海洋浅水环境 2 1 2 泥岩 泻湖 海湾相 位于 I J 7 石灰岩之上 全区发育厚度 3 5 m 薄 层状 深黑色 致密 隐水平纹理 以含大量黄铁矿 结核为特征 黄铁矿结核以瘤状 草莓状为主 局 部为不规则团块状 偶见植物化石碎片 底部可见 腕足类化石碎片 偶见夹有薄层石灰岩 I J 8 显示泻湖海湾相对闭塞环境下局部变化 2 1 3 二 煤层底板砂岩 潮坪相 位于泻湖相泥岩之上 厚 1 3 m 岩性 以细 一 粉砂岩 夹泥质条带 具脉状 透镜状层理 砂岩矿 物成熟度高 层面含 白云母片及炭质 并可见较多 的垂直和斜交层面的动物潜穴 局部生物扰动构 造发育 含少量的黄铁矿结核 局部可见少量的植 物化石碎片 显示为潮坪沉积 2 1 4 二 煤层 泥炭沼泽相 位于潮坪沉积之上 下部以灰黑色泥岩 具块 状层理 含有大量的植物根化石 向上进入泥炭沼 泽 早期为半咸水盐沼 向上即演化为陆上淡水森 林沼泽 成煤植物以高大的鳞木和蕨类为主 2 1 5 二 煤层顶板泥岩 海湾相沉积 二 煤层是在一次暂短 的海浸之后结束 的 在煤 田中东部 因为代表这次海浸 的泥岩很薄 常 被其后的三角洲分流河道冲刷而不被保存 岩性为黑色薄层状泥岩 具水平纹理 该煤田 的郁 山井 田曾在本层 中见到石灰岩 登封煤 田马 岭 山井 田在此层 中采到过不完整的腕足类化石 显示为浅水海湾环境 2 1 6 大占砂岩 三角洲分流河道相分流 向湾相 位于二 煤层顶板泥岩之上 岩性为灰 白色 厚层状细 一中粒长石英砂岩 厚度 0 3 0 m 具 大 型板状交错层理 正粒序 层面含大量白云母片及 炭质 底部 以泥砾 煤砾为特征 显示 为三角洲分 流河道沉积 横向上常相变为粉砂岩 砂质泥岩 分流问湾 大 占砂岩主砂体厚度 1 8 m 呈北西 向展布 有 3个分流河道 呈指状 向南西方向进入新安煤 田 厚度1 0m 指状砂体之间属分流间湾沉积 主 砂体展布方 向与无煤带展布方向一致 范围重叠 2 2环境演化与二 煤层沉积厚度 新安煤 田中东部山西组 太原组上段走 向沉 积断面如图 3 所示 0 O1 5 0 8 0 2 1 5 0 2 0 2 7 4l 0 22 1 40 1 S 1 I 7 L 二 匡 勇臣 匪 匿 臣 砂岩煤层及夹矸石灰岩大占砂岩 二 士 f 层 石灰岩 底板砂岩 图 3 河南省新安煤田中东部山西组 太原组上段 走 向沉积断面 1 从图 3 上可以明显看 出 石灰岩 浅海 相 一泥岩 泻湖 海湾相 一条带状砂岩 潮坪相 一 二 煤层泥 炭沼泽相显示 为一 明显 的海退序 列 全区内岩性岩相稳定 变化不大 2 二 煤层形成于海退与海进的转折时期 此时聚煤盆地缓慢稳定的下沉 平坦 广阔的潮上 带聚煤环境 温 暖 潮湿的古气候 繁盛 的晚古生 代华夏植物群 为厚度 3 5 m稳定的二 煤层沉 积提供 了良好的条件 3 二 煤层是在一次短暂的海浸结束的 之 后 区内进入三角洲体沉积 此时三角洲建设作用 很强 主河道 由北西向东南方向进积 冲蚀了下伏 二 煤层顶板泥岩和二 煤层 形成大占砂岩与二 煤层底板泥岩接触 这是区内北西 向无煤带形成 的主要原因 在无煤带的外 围 大 占砂岩与二 煤 层直接接触 冲蚀了部分二 煤层 形成不可采带 2 3 后期构造对二 煤层厚度的改造 矿区内石炭 二叠系 三叠系沉积期 间 无大 的构造运动 仅在二叠系上统上 下转第 1 3 0页 遭 湾 洲 河 海 角 流 坪 湖 海 分 潮 泻 浅 同 b 辱一 一日 1 3 0 张谷春煤和煤矸石的放射性检测 2 0 1 2 年第 4 期 0 2 O 外照射指数为 0 4 5 则 内照射指数 R a 和外照 射指数 r 的测量结果应该分别是 I R a 0 2 0 5 0 0 3 5 0 0 3 L o 4 5 5 0 0 3 5 0 0 6 当样 品中镭 一 2 2 6 钍 一 2 3 2 钾 一 4 0放射性 比 活度之和大于 3 7 B q k g 时 标准规定的试验方 法要 求测量不 确定度 扩展 因子 1 不大 于 2 0 测量过程中如发现数据异常 可随时用标样 对 能谱仪进行校准 2 结论 煤和煤矸石放射性检测主要依据 建筑材料 放射性核素限量 G B 6 5 6 6 但考虑到煤和煤矸石 的特殊性 样 品的称样量和平衡时间应根据实际 情况确定 煤和煤矸石放射性检测只要提供内照射指数 和外照射指数 即可 一般不需要作出放射性 是否合格 的判定 如果要求判定结论 应参照 建 筑材料放射性核素限量 G B 6 5 6 6 标准规定 并考 虑煤和煤矸石的灰分大小再作判断 参 考 文 献 1 秦 云虎 张谷春 潘树仁 等 煤炭资源勘 查煤质评 价 规范 M 北京 煤炭工业出版社 2 0 1 0 2 马振珠 韩颖 王南萍 等 建筑材料放射 性核 素限量 R 北京 中华人 民共和 国国家质量监督检验检疫总 局 2 0 1 0 作者简介 张谷春 1 9 6 9 一 男 高级工程师 硕士 毕业于中国矿 业大学环境工程专业 现任江苏地质矿产设计研究院副院 长 长期从事煤质 岩矿测试研究工作 收稿 日期 2 0 1 1 1 2 1 9 上接第 3 4页 石盒子组与石千峰组之间有一平 行不整合 海西运动 在新安煤 田内缺失 了九煤 段 印支运动在煤田内及外 围表现为东西向宽缓 的隆坳 主要构造形迹为新安向斜和陕新背斜 燕 山早期新安煤田内及外 围表现为北西 向的左行走 滑 岸上 一襄郏断裂 F 及北部的北西 向断裂带 燕山晚期在新义井 田深部外 围的主要构造形迹为 北东的常袋断层 正断层 在印支期 的隆坳及燕山早期的左行走滑中 处于两层坚硬岩石之间 I J 7 石灰岩 大 占砂岩 厚 度较大且软的二 煤层在构造应力 的作用下发生 剧烈 的塑性流变 强烈的改变了二 煤层原始沉 积厚度 主要表现为 钻探及矿井开采证实 区 内二 煤层均呈粉状 为糜棱煤 煤层的原始结构 均破坏贻尽 钻探及井下资料证实 二 煤层无 论在走向上还是倾 向上均有厚薄相间的特征 矿井下所见二 煤层在塑性流变中将顶板大 占砂 岩卷入煤层中 煤层薄层夹矸强烈褶皱 二 煤 层顶板和底板泥岩中滑动镜面发育 当二 煤 层顶 底均为泥岩时 顶 底板一齐褶皱 煤厚变为 不可采 井下观测证实 在钻孔密度小时用内插 法圈定的不可采带 不能正确的反映煤层变化规 律 在开采到厚煤层的屡见不鲜 不可采带零星 分布 范围有 限 该煤 田浅部的砂锅窑煤矿在开采 面积 0 2 2 k m z 内 见不可采带 3 处 其中煤厚 0 1 0 m 者一处 分布面积 3 2 0 0 m 厚度 0 3 m及 0 7 m 者各一处 分布面积均为 5 0 0 0 m 不可采面积 占 已采面积的 6 如图 4所示 图4 砂 锅窑 煤矿二 煤层不可采带 分布示意图 3 结论 区内二 煤层沉积前和沉积 中 环境演化相 对稳定 原始沉积厚度虽有变化 但相对稳定 二 煤层沉积后 大 占期三角洲分流河