云南省以勞養(yǎng)武煤礦地質特征與可采煤層對比研究

蔣 全，寇正中，李 政，華學建，周 杰

(四川省煤田地質局一三五隊，四川 瀘州 646000)

1 礦區(qū)地層及可采煤層

礦區(qū)內鉆孔揭露地層由老至新依次為：二疊系上統(tǒng)峨眉山玄武巖組(P3β)、龍?zhí)督M(P3l)，三疊系下統(tǒng)卡以頭組(T1k)、飛仙關組(T1f)以及第四系(Q)地層組成[1]。二疊系龍?zhí)督M(P3l)為煤系地層，厚217.90～247.09 m，平均229.53 m。含煤34～45層，平均為37層，煤層總厚31.72～41.40 m，平均36.14 m，平均含煤系數(shù)15.75%，煤層可采厚度平均28.44 m，平均可采含煤系數(shù)12.39%，其中有全區(qū)可采、大部可采煤層共11層，自上而下編號為C8、C9、C10、C11、C14、C15、C16、C18、C19、C21、C23煤層，其中C8、C9、C10、C11、C14、C15、C16、C19、C21煤層為全區(qū)可采，C18、C23煤層為大部可采，不可采及含零星可采煤層有C1、C6、C7、C13、C17、C25。

二疊系龍?zhí)督M(P3l)可采煤層主要發(fā)育在中下部，上部基本無具有工業(yè)價值的煤層。根據(jù)含煤性及巖性特征，以C8煤層頂板之上劃分為第3段(P3l3)，C8煤層頂板至C16煤層底板劃分為第2段(P3l2)，C16煤層底板以下劃分為第1段(P3l1)。

龍?zhí)督M第3段(P3l3)厚62.95～83.68 m，平均75.24 m，含煤8～18層，平均12層，煤層總厚平均5.26 m，平均含煤系數(shù)7.01%，其中可采和零星可采煤層0～2層，煤層可采厚度平均1.00 m，平均可采含煤系數(shù)1.13%。

龍?zhí)督M第2段(P3l2)厚75.49～86.06 m，平均80.50 m，含煤12～16層，平均14層，煤層總厚平均16.55 m，平均含煤系數(shù)20.56%，其中可采和零星可采煤層7～11層，煤層可采厚度平均14.86 m，平均可采含煤系數(shù)18.44%。

龍?zhí)督M第1段(P3l1)厚61.41～80.13 m，平均73.79 m，含煤9～14層，平均12層，煤層總厚平均14.33 m，平均含煤系數(shù)19.44%，其中可采和零星可采煤層2～9層，煤層可采厚度平均12.00 m，平均可采含煤系數(shù)16.24%[2]。

2 構造特征

礦區(qū)位于富源—彌勒大斷裂東側的九河—新村向斜中段，該向斜由礦區(qū)北東部穿過礦區(qū)，兩翼地層傾角為3(°)～25(°)。受富源—彌勒大斷裂的影響，區(qū)內主要形成走向近南北、傾向東的斷裂，構成礦區(qū)的構造骨架(見圖1)。

2.1 褶皺

礦區(qū)位于九河—新村向斜兩翼，南自劃12號拐點附近向北延入礦區(qū)，經(jīng)礦區(qū)劃10拐點延出本次勘探區(qū)。北段礦區(qū)外被F13、F14斷層切割[3]。軸向近南北，延長約6 km，向北傾沒。向斜西翼受F2斷層所限，寬1.1 km。軸部最新地層為T1f3，兩翼最老地層主要為T1k，為近東西傾向，地層傾角平緩，一般小于10(°)。

圖1 礦區(qū)構造

2.2 斷層

礦區(qū)內斷層較發(fā)育，共發(fā)現(xiàn)13條斷層，斷距在4～170 m之間，并以張扭性的正斷層為主(見表1)。

3 巖漿巖

礦區(qū)深部有巖漿巖分布，為二疊系上統(tǒng)峨眉山玄武巖組(P3β)地層，巖性上部為灰色凝灰?guī)r，下部為墨綠色、深灰色致密塊狀玄武巖，常具杏仁狀、氣孔狀構造，厚度約250 m[4]。主要可采煤層均位于煤系中部，距離峨眉山玄武巖約60 m，因此區(qū)內巖漿巖對煤層、煤質無直接影響。

4 煤層對比

對比依據(jù)是煤層所在位置，采用標志層為主，結合層間距、煤層自身特征(層位、厚度、結構、硫分、灰分、煤巖特征)、物性參數(shù)特征、頂?shù)装逄卣骱徒Y核等，對各煤層進行綜合對比。

表1 斷層基本情況

注：F表示出露地表斷層，f表示隱伏斷層。

4.1 標志層

區(qū)內分布穩(wěn)定、特征明顯、具可對比性的巖性標志層有5層，自上而下編號為B1、B2、B3、B4、B5。

1)B1標志層

位于C1煤層頂板之上0～1.34 m，平均0.59 m處，為T1k底部綠灰色、淺灰綠色薄—中厚層狀砂質泥巖、泥質粉砂巖，底部常有一薄層泥巖，其上2～5 m內龍須狀方解石脈發(fā)育，該龍須狀方解石脈為T1k底部巖石所獨有。該標志層區(qū)在礦區(qū)內層位穩(wěn)定，全區(qū)分布。C1煤層下5 m左右含舌形貝Lingulasp、腕足類等動物化石[5]。

2)B2標志層

位于C6煤層頂板。巖性為灰黑色薄層狀泥巖，致密，質純，細膩，貝殼狀斷口，厚0.10～0.83 m，平均0.42 m，地表風化后常呈片狀。該標志層在礦區(qū)內層位穩(wěn)定，全區(qū)分布。

3)B3標志層(排骨層)

位于C8煤層與C9煤之間，為薄層灰色粉砂巖和薄層菱鐵礦互層，平均厚21.51 m。菱鐵礦單層厚度一般5 cm，含完整的大羽羊齒化石，是劃分C8、C9煤層良好標志。同時C9煤層厚度大、煤質好、結構簡單，煤層下部含1層1～2 cm穩(wěn)定的隱晶高嶺石夾矸，全區(qū)穩(wěn)定，是對比C9煤層的良好標志。

4)B4標志層

位于C16煤層之下1.05～3.26 m，平均1.97 m處，厚0.30～0.96 m，平均0.62 m。巖性為黑色薄層狀泥巖，致密，質純，細膩，貝殼狀斷口，其下為一層薄煤層。該標志層在礦區(qū)內層位穩(wěn)定，全區(qū)分布。

5)B5標志層

位于C25煤層底板，厚0.70～7.12 m，平均4.01 m。巖性為灰白色塊狀鋁土質泥巖，泥質結構，含有大量星散狀、塊狀黃鐵礦。該標志層在礦區(qū)內層位穩(wěn)定，全區(qū)分布。

4.2 層間距

層間距是確定煤層的方法之一，總體來看區(qū)內各煤層層間距變化較大，但從同一條勘探線及相鄰鉆孔所揭露的數(shù)據(jù)來看，煤層層間距相對比較穩(wěn)定，且多數(shù)是近距離煤層，這種特征可作為煤層對比依據(jù)。

4.3 煤層自身特征

1)層位：C1、C25煤層在區(qū)內具有層位和厚度均較穩(wěn)定的特征。C1煤層位于煤系地層龍?zhí)督M頂部，其上無其他煤層；C25煤層位于煤系地層龍?zhí)督M底部，其下無其他煤層，多與灰白色鋁土質泥巖直接接觸。這兩層煤對比關系確定后，其他煤層可根據(jù)其上下關系進行對比。

2)厚度：C9煤層是全區(qū)分布最廣和最穩(wěn)定的煤層，其為龍?zhí)督M2段(P3l2)第1層厚度大于2 m的煤層，其上無他煤層厚度大于2 m。

3)結構：C19煤層結構極復雜，一般含2～6層泥巖夾矸，在區(qū)內所有煤層中為結構最復雜煤層。

4)硫分：各煤層含硫量在剖面上由上往下呈增高的明顯規(guī)律，C8～C14煤層硫分平均為0.09%～0.21%，C15～C16煤層硫分平均為0.69%～0.81%，均屬低硫煤；C18煤層硫分平均為1.65%，屬中高硫煤；C19～C23煤層硫分平均為3.94%～5.44%，屬高硫煤。根據(jù)煤層含硫量的高低，在近距離煤層進行對比時，C16與C18、C19煤層區(qū)別明顯。

5)灰分：煤層灰分在剖面上有上、下部高，中部略低的趨勢，C8、C9、C19、C21煤層平均灰分為28.15%、17.15%、19.19%、26.78%。根據(jù)煤層灰分的高低，可確定近距離C8、C9煤層和C19、C21煤層的對比關系。

4.4 主要煤層物性特征

經(jīng)綜合對比，利用煤層自身特征、曲線形態(tài)以及標志層控制，礦區(qū)內查明了C8、C9、C10、C11、C14、C15、C16、C18、C19、C21、C23煤層，其中C8、C9、C10、C11、C14、C15、C16、C19、C21煤層為全區(qū)可采煤層，C18、C23煤層為大部分可采煤層。現(xiàn)將各煤層物性特征敘述于下。

C8煤層：位于龍?zhí)督M2段(P3l2)頂部，下距標志層2(wb2)為18.66 m。視電阻率與伽瑪伽瑪曲線呈單峰狀、劍狀高異常，自然伽瑪曲線呈低異常，夾矸處自然伽瑪呈高異常。煤層平均厚度為1.42 m，夾矸0～1層，全區(qū)穩(wěn)定，對比性好，屬全區(qū)可采煤層。

C9煤層：位于龍?zhí)督M2段(P3l2)上部，C9為標志層2(wb2)。視電阻率與伽瑪伽瑪曲線呈單峰狀高異常，自然伽瑪曲線呈低異常，夾矸處自然伽瑪呈高異常。煤層平均厚度為2.54 m，夾矸0～1層，全區(qū)穩(wěn)定，對比性好，屬全區(qū)可采煤層。

C10煤層：位于龍?zhí)督M2段(P3l2)上部，上距標志層2(wb2)為9.34 m。視電阻率與伽瑪伽瑪曲線呈雙峰狀高異常，下分層視電阻率與伽瑪伽瑪均低于上分層，自然伽瑪曲線呈低異常，夾矸處自然伽瑪呈高異常。煤層平均厚度為1.83 m，夾矸0～1層，對比性好，屬全區(qū)可采煤層[6]。

C11煤層：位于龍?zhí)督M2段(P3l2)中部，上距標志層2(wb2)為23.57 m。視電阻率與伽瑪伽瑪曲線呈單峰或多峰狀高異常，下部分層視電阻率與伽瑪伽瑪均高于上分層，自然伽瑪曲線呈低異常，夾矸處自然伽瑪呈高異常。煤層平均厚度為1.28 m，夾矸0～2層，屬全區(qū)可采煤層。

C14煤層：位于龍?zhí)督M2段(P3l2)下部，下距標志層3(wb3)為13.57 m。視電阻率與伽瑪伽瑪曲線呈雙峰狀高異常，下分層視電阻率與伽瑪伽瑪均低于上分層，自然伽瑪曲線呈低異常，夾矸處自然伽瑪呈高異常。煤層平均厚度為1.60 m，夾矸0～1層，對比性較好，屬全區(qū)可采煤層。

C15煤層：位于龍?zhí)督M2段(P3l2)下部，下距標志層3(wb3)為5.54 m。視電阻率與伽瑪伽瑪曲線呈雙峰狀高異常，自然伽瑪曲線呈低異常，夾矸處自然伽瑪呈高異常。煤層平均厚度為2.22 m，夾矸0～2層，對比性好，屬全區(qū)可采煤層。

C16煤層：位于龍?zhí)督M2段(P3l2)底部，C16為標志層3(wb3)。視電阻率與伽瑪伽瑪曲線呈單峰狀高異常，自然伽瑪曲線呈低異常，夾矸處自然伽瑪呈高異常。煤層平均厚度為1.89 m，夾矸0～1層，全區(qū)穩(wěn)定，對比性好，屬全區(qū)可采煤層。

C18煤層：位于龍?zhí)督M1段(P3l1)上部，下距標志層4(wb4)為6.76 m。視電阻率、伽瑪伽瑪曲線多呈“M”高異常，自然伽瑪曲線呈低異常，夾矸處自然伽瑪呈高異常。煤層平均厚度為1.49 m，夾矸0～2層，對比性較好，屬大部可采煤層。

C19煤層：位于龍?zhí)督M1段(P3l1)上部，C19煤層為標志層4(wb4)。視電阻率與伽瑪伽瑪曲線由下到上逐漸升高，呈階梯狀、簇狀，結構復雜，自然伽瑪曲線呈低異常，夾矸處自然伽瑪呈高異常。煤層平均厚度為4.81 m，夾矸1～6層，對比性好，屬全區(qū)可采煤層。

C21煤層：位于龍?zhí)督M1段(P3l1)下部，上距標志層4(wb4)為9.40 m。煤層下部自然伽瑪曲線呈高異常。視電阻率與伽瑪伽瑪曲線由下到上呈逐漸升高，自然伽瑪曲線呈低異常，結構復雜，夾矸處自然伽瑪呈高異常。煤層平均厚度為2.23 m，夾矸0～4層，對比性好，屬全區(qū)可采煤層。

C23煤層：位于龍?zhí)督M1段(P3l1)下部，下距標志層5(wb5)為2.47 m。煤層自然伽瑪曲線呈高異常。視電阻率與伽瑪伽瑪曲線呈單峰狀，煤層頂部自然伽瑪曲線呈高異常，夾矸處自然伽瑪呈高異常。煤層平均厚度為1.84 m，夾矸0～1層，對比性較好，屬大部可采煤層。

4.5 煤層頂?shù)装逄卣?/h3>

C8煤層頂板為1.10～5.22 m厚灰白—灰色細粒砂巖，其次是粉砂巖，泥質粉砂巖，局部為中粒砂巖，含礫石和菱鐵礦結核，見植物化石，巖石層理面含炭屑，易沿層理面剝離，分布廣，層位較穩(wěn)定。

C9煤層頂板為薄層灰色粉砂巖和薄層菱鐵礦互層，一般厚15 m左右。菱鐵礦單層厚度一般5 cm，含完整的大羽羊齒化石，是劃分C8、C9煤層良好標志。

C23煤層頂板為1.10～13.07 m厚灰白—灰色細粒砂巖，其次是粉砂巖，泥質粉砂巖，局部為粗粒砂巖，含菱鐵礦結核及團塊狀黃鐵礦，見植物化石，分布廣，層位較穩(wěn)定。

5 結 論

通過以上綜合研究可知：以勞養(yǎng)武煤礦礦區(qū)位于九河—新村向斜的兩翼，次級褶皺不發(fā)育，區(qū)內共發(fā)現(xiàn)13條斷層，其中5條對開采有影響，較大的斷裂已控制查明或基本查明，但小斷裂較多，使煤層產(chǎn)狀發(fā)生變化，并導致煤層空間不連續(xù)，并破壞煤層結構，導致煤層增厚變薄現(xiàn)象發(fā)生，給生產(chǎn)帶來一定的影響，構造復雜程度屬中等。區(qū)內有全區(qū)可采煤層9層(C8、C9、C10、C11、C14、C15、C16、C19、C21煤層)，大部可采煤層2層(C18、C23煤層)，可采煤層厚度有一定變化，為薄—中厚煤層，結構簡單至極復雜，可采煤層與可采范圍已查明。區(qū)內全區(qū)可采及大部可采煤層對比可靠，其余煤層對比可靠性差。