煤層對(duì)比方法在礦井開采中的應(yīng)用

李承東（華亭煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司山寨煤礦，甘肅省平?jīng)鍪?44112）

煤層對(duì)比方法在礦井開采中的應(yīng)用

李承東（華亭煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司山寨煤礦，甘肅省平?jīng)鍪?44112）

在礦井開采期間，為了能夠準(zhǔn)確地對(duì)煤層進(jìn)行揭露及開采，減少因盲目揭露而造成的損失，通過(guò)對(duì)已有地質(zhì)資料的分析研究，利用含煤段特征、煤層的標(biāo)志層、結(jié)構(gòu)、間距、厚度、頂?shù)装鍘r性及化石特征等綜合的煤層對(duì)比方法，可以準(zhǔn)確地確定煤層群開采的層位，科學(xué)地指導(dǎo)煤層群開采的層位控制，為礦井開采設(shè)計(jì)提供技術(shù)保障，促進(jìn)礦井的安全高效生產(chǎn)。

煤層群開采；煤層對(duì)比；標(biāo)志層；頂?shù)装?/p>

引言

對(duì)于勘探階段煤層對(duì)比，前人研究的比較多，技術(shù)也比較成熟。如何針對(duì)不同礦井不同情況，尋找適合的煤層對(duì)比方法，是礦井地質(zhì)工作中的非常實(shí)際和重要的問(wèn)題。本文就結(jié)合華亭煤業(yè)集團(tuán)山寨煤礦開采期間煤層對(duì)比方法進(jìn)行探討。

1 概況

山寨井田的含煤地層為中侏羅統(tǒng)延安組，總的平均厚度為153.81m。主要賦存5個(gè)煤層（組），共7層煤。自上而下為煤1、煤2-1、煤2-2、煤2-3、煤3、煤4和煤5。煤5層系全區(qū)可采煤層，煤3層屬大部分可采煤層，其它煤層均為零星可采或不可采煤層。

2 煤層對(duì)比

2.1 標(biāo)志層對(duì)比

標(biāo)志層對(duì)比是煤層對(duì)比工作中的最常用，最有效的方法之一。山寨井田標(biāo)志層如下：

（1）主要標(biāo)志層（K3）-“似鮞狀”砂巖：位于延安組第一段下部，系煤5層底板。主要巖性為灰褐、灰黑色含石英細(xì)礫的砂巖及砂質(zhì)泥巖。具有俗稱的“似鮞狀”結(jié)構(gòu)，層位穩(wěn)定，全區(qū)分布，特征明顯，是確定煤5層的可靠標(biāo)志。

（2）局部標(biāo)志層：系劣質(zhì)油頁(yè)巖，條痕褐色，頁(yè)理較發(fā)育，含油率極低。一般為二層，第一層（K1）位于延安組第二段上部，發(fā)育在距煤1頂板以上5～10m處，厚度0.05～1.60m，平均0.43m，時(shí)而相變?yōu)榛液谏磕鄮r，層位較穩(wěn)定，是確定煤1的良好標(biāo)志；第二層（K2）位于第二段Ⅱ旋回頂部，煤4層之下，厚度較K1大，可達(dá)數(shù)米。在本井田特征明顯，作為對(duì)比煤4層和劃分Ⅱ旋回頂界的局部標(biāo)志層。

2.2 煤層層間距對(duì)比

層間距是指上一層煤底板與下一層煤頂板之間的垂直距離。通過(guò)研究，山寨井田內(nèi)發(fā)育的各煤層層間距分別為：煤1與煤2-1以及煤2-1和煤2-2間一般保持在11m左右，而煤2-2與煤2-3及煤2-3和煤3間的間距較小，一般為7m左右；煤1至煤3層的間距也較穩(wěn)定，一般在40m；煤3層與煤4層的間距由北向南明顯增大，一般兩者相距10m左右；煤4與煤5間距變化大，平均38m?？傮w講各煤層層間距相對(duì)較穩(wěn)定，但由北向南、自西向東有增大的趨勢(shì)，差異性較明顯，有利于煤層對(duì)比。

2.3 煤層本身特征對(duì)比

煤層本身特征對(duì)比法，是根據(jù)煤層的厚度、穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、煤的物理性質(zhì)、煤巖特征和煤質(zhì)資料等不同及其共有的組合關(guān)系等進(jìn)行煤層對(duì)比的一種方法。

山寨井田煤層的發(fā)育特征及其組合規(guī)律極為明顯，因此利用煤層厚度，結(jié)合煤層所處的剖面位置及整體變化趨勢(shì)，亦是區(qū)內(nèi)煤層對(duì)比的主要方法之一。

山寨井田從含煤巖系垂向沉積的宏觀方面看，因煤系沉積環(huán)境的演變，使主要含煤段、復(fù)含煤段以及不含煤段截然分離，自成體系，加之局部標(biāo)志層相映，涇渭分明，互不混淆。這給段與旋回的劃分和各煤層的對(duì)比提供了較好的地質(zhì)依據(jù)。

煤1層：系全區(qū)層位穩(wěn)定煤層，無(wú)論其它煤層存在與否，煤1層或?qū)游豢偸谴嬖诘?，這為對(duì)比其它煤層起了提綱攜領(lǐng)的作用。煤1層厚度較小，僅零星可采，含2～3層夾矸，最多達(dá)4層，特征明顯易對(duì)比。

煤2層（組）：雖稱煤組，但以三層單獨(dú)煤層出現(xiàn)，從上到下為煤2-1、煤2-2、煤2-3，其穩(wěn)定性依次變好，厚度也有增大之趨勢(shì)。煤2-2與煤2-3多相伴出現(xiàn)。

煤3層：為第二段中厚度最大，層位最穩(wěn)定的一層煤。除4勘探線以南尖滅外，基本可見及。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且煤層上下多發(fā)育炭質(zhì)泥巖。系復(fù)合含煤段的主干煤層，也極易對(duì)比。

煤4層：厚度小，層位較穩(wěn)定，有時(shí)分層較多，位于煤3和煤5之間，亦較易確定其層位。

煤5層：層位穩(wěn)定，厚度大，一般為特厚煤層，屬基本遍及全區(qū)的較穩(wěn)定煤層，上部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，下部相對(duì)較簡(jiǎn)單，且居于煤系地層之下部，其本身特征就是良好的對(duì)比標(biāo)志。

3 煤層對(duì)比方法的綜合應(yīng)用

以上煤層對(duì)比方法都是礦井開采期間的常用方法，在山寨煤礦煤5層開采及煤3層的首次揭露過(guò)程中都得到了應(yīng)用。尤其是在煤3層的首次揭露上，效果非常明顯。

在煤3層首次揭露期間，由于揭露區(qū)距周邊鉆孔比較遠(yuǎn)（均在200m以上）。在該區(qū)附近的巷道掘進(jìn)過(guò)程中就已經(jīng)揭露了煤4層及其底板K2標(biāo)志層（如圖1）。通過(guò)對(duì)周邊鉆孔資料對(duì)比，發(fā)現(xiàn)煤4與煤3的間距均在10～12m之間。通過(guò)計(jì)算，兩者的水平距離應(yīng)在30～35m之間。而該區(qū)域煤3層底板等高線資料顯示，該段煤4與煤3層的水平距離在85m左右，兩者相差太大，為巷道設(shè)計(jì)及施工帶來(lái)困難。為了消除疑慮，在該處打了一組探煤孔進(jìn)行驗(yàn)證后發(fā)現(xiàn)，在距離煤4層底板10.5m處有一厚度2.5m在煤層。故對(duì)原設(shè)計(jì)的25°上山揭露改為水平石門揭露，結(jié)果在水平距離32.5m處揭露了一層真厚度為2.2m的煤層。為了進(jìn)一步證實(shí)該煤層為煤3層，采用了如下幾種煤層對(duì)比方法：通過(guò)對(duì)煤層間距對(duì)比，水平距離32.5m與之前預(yù)測(cè)的30～35m基本相符；揭露煤層的厚度與周邊鉆孔的平均厚度基本相符；煤3層的底板巖性為細(xì)砂巖，與周邊鉆孔一致；煤層中夾矸及其煤層的煤巖特征與地質(zhì)報(bào)告一直；煤4層底板K2標(biāo)志層是一典型的劣質(zhì)油頁(yè)巖，可以作為煤層對(duì)比的重要依據(jù)。通過(guò)以上方法的綜合應(yīng)用，最后確定已揭露的煤層為目的層煤3層，從而避免了設(shè)計(jì)上的一次較大的失誤，也為今后煤層揭露及對(duì)比提供了有力的技術(shù)支撐。

4 結(jié)論

圖1 煤3層原設(shè)計(jì)巷道與實(shí)際施工巷道示意圖

（1）從礦井地質(zhì)條件及煤層賦存狀況分析，通過(guò)利用含煤段特征、煤層的標(biāo)志層、結(jié)構(gòu)、間距、厚度、頂?shù)装鍘r性及化石特征等煤層對(duì)比方法，可以準(zhǔn)確地確定煤層群開采的層位。

（2）通過(guò)煤層綜合對(duì)比，能夠科學(xué)地指導(dǎo)煤層群開采的層位控制，為礦井開采設(shè)計(jì)提供技術(shù)保障，促進(jìn)礦井的安全高效生產(chǎn)。

（3）礦井開采期間的煤層對(duì)比，應(yīng)因礦井的不同，開采區(qū)域的不同，而采用不同的對(duì)比方法，不能一概而論，但總體來(lái)說(shuō)必須盡可能地對(duì)比準(zhǔn)確、可靠。

[1]鄒常璽，張培礎(chǔ).煤田地質(zhì)學(xué)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1989：224～244.

[2]趙鵬大，李萬(wàn)亨.礦床勘查與評(píng)價(jià)[M].北京：地質(zhì)出版社，1995：206～208.

[3]何光強(qiáng).煤田地質(zhì)勘查中煤層對(duì)比方法探討[T].煤田科學(xué)技術(shù)，2009，37（6）：106～107.

TD822

A

2095-2066（2016）05-0107-02

2016-1-20

李承東（1973-），男，工程師，本科，主要從事煤礦地質(zhì)、防治水等方面的工作。