曹家峪勘查区含煤地层特征对比

Huabei Natural Resources029

曹家峪勘查区含煤地层特征对比

齐 乐

（山西省煤炭地质148勘查院，山西 太原 030053）

摘要：文章以山西省沁水煤田曹家峪勘查区煤系地层为研究对象，系统调查了其可采煤层特征，并通过标志层、层间距法、煤质及物性特征方法对可采煤层进行对比，分析了断层对主要煤层的影响程度。关键词：地层特征；煤层对比；可采煤层中图分类号：P624 文 献标识码：A文章编号：1672-7487（2019）02-29-31 引言

为全面落实地质找矿突破战略行动纲要，推进地质找矿新机制的建立，对本区勘查工程曹家峪勘查区进行煤炭地质勘查工程，查明本区煤层特征及储量情况。勘查区位于山西省沁水煤田东部，阳泉矿区南部，距和顺县城西南约11km处，在曹家峪村—康家沟村—后仪岭村一带。本区地势南高北低，西高东低最高点位于区内南部紫金山顶，海拔标高1701.07m；最低点位于区东边界附近的西河河床内，海拔标高1349.00m。最大相对高差为352.07m。本区属海河流域，漳河水系，但均属季节性溪流，这些支沟河床坡度大，受大气降水影响，除了雨季洪水期流量大外，一般很小，甚至断流。西河穿过区内经大佛头往东南汇入清漳东源。据调查西河百年一遇的洪水位标高由西北向东南为1437.86-1348.90m。

NW翼地层倾角4-9°，SE翼地层倾角5-10°，区内延伸长度4.6km，基本对称。陷落柱位于西北部前仪岭村西沟北侧，地面形态为椭圆形，长轴为70m,短轴为55m，陷落体岩性为刘家沟组，排序杂乱，围岩地层为石千峰组及刘家沟组。

3 含煤地层特征

含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组，煤层自上而下编号分别为1、2、3、4、5、6、81、84、9上、9、11、13、14、15号，共14层。含煤地层平均厚度181.60m，煤层平均厚度12.75m，含煤系数7.02%。其中可采煤层平均厚度为9.13m，含煤系数为5.03%。1-6号煤层产于山西组，含煤地层平均厚度为50.30m，煤层平均厚度为2.66m，含煤系数为5.29%，4号煤位于本组中部，大部较稳定可采。其中山西组可采煤层平均厚度0.93m，含煤系数为1.85%。81-15号煤层产于太原组，其含煤地层平均厚度为131.30m，煤层平均厚度为10.11m，含煤系数为7.70%，84号煤位于本组中上部，大部较稳定可采，14、15号煤位于本组下部，全区稳定可采。其中太原组可采煤层平均厚度8.20m，含煤系数为6.25%。

4号煤层位于山西组中部，上距下石盒子组K8砂岩33m左右。上与2号煤间距为20.82-38.92m，平均26.66m，煤层厚度0.60-1.30m，平均为0.93m，含0-1层夹矸，结构简单，顶板为泥岩、砂质泥岩，底板以泥岩为主，属大部可采的较稳定煤层。84号煤层位于太原组上部，上与4号煤间距为29.51-46.73m，平均39.29m，煤层厚度0.25-2.09m，平均为1.51m，含0-1层夹矸，结构简单，顶板为泥岩、砂质泥岩，底板以泥岩、砂质泥岩为主，属大部可采的较稳定煤层。14号煤层位于太原组下段，上与84号煤间距为74.05-92.44m，平均80.47m，煤层厚度0.80-1.70m，平均为

2 区域地质背景

勘查区位于太行山中段西侧，属侵蚀中山区，地形复杂，切割剧烈，基岩大面积出露，由东向西依次为二叠系上统上石盒子组、石千峰组、三叠系下统刘家沟组，部分地区为黄土层覆盖。受区域构造的控制，本区构造复杂程度简单，基本构造形态为向北西缓倾斜的单斜构造，在此基础上发育有NNE向的向背斜构造，地层倾角一般5-15°。发育有落差大于30m正断层2条、褶曲2条、陷落柱1个，未发现岩浆岩侵入。其中主要背斜位于中东部前仪岭村东南，轴向南部为N30°E，北部为N10°E，轴部及两翼卷入地层为石盒子组及石千峰组，NW翼地层倾角5-9°，SE翼地层倾角5-8°，区内延伸长度5.3km，基本对称。主要向斜位于东部边界附近，轴向南部为N45°E,中部为N21°E，北部为N17°E，轴部及两翼地层为石盒子组，

作者简介：齐乐（1986—），男，河南安阳人，助理工程师，本科，毕业于太原理工大学资源勘查工程专业，现从事煤田地质方向的研究。（邮箱）zhouruidark@qq.comDI󰀁ZHI󰀁KAN󰀁TAN

地质勘探

1.18m，含0-1层夹矸，结构简单，顶板为泥岩、石灰岩，底板为泥岩、砂质泥岩，属全区可采的稳定煤层。15号煤层位于太原组下部，上与14号煤间距为6.34-12.93m，平均9.95m，煤层厚度4.-6.03m，平均为5.51m，结构简单，含0-1层泥岩夹矸，层位稳定，变化规律明显，结构简单，顶板多为泥岩，个别点为砂质泥岩。底板多为泥岩、砂质泥岩，个别点为炭质泥岩、含炭泥岩，属全区可采的稳定煤层。见图1。另外本区2号煤为不稳定、不可采煤层，其与K8间距为4.25-9.25m，平均6.45m，煤层厚度0.40-1.35m，平均0.79m。含0-1层夹石，结构简单。顶板多为泥岩或砂质泥岩，底板多为砂质泥岩。

图1 15号煤层厚度等值线图

4 可采煤层对比

区内太原组的K4、K3、K23层石灰岩，层位稳定，14、15号煤层厚度较大、层位稳定，物性特征明显等，为煤层对比提供了可靠的地质依据。本次煤层对比采用的主要对比方法是标志层及层间距法，辅以煤质、物性特征等方法。

山西组2号煤层，赋存于山西组上部，其与K8间距为4.25-9.25m，平均6.45m，2号煤层在井田内发育不好，为不可采煤层。4号煤层，赋存于山西组中部，上距下石盒子组K8砂岩33m左右，是山西组的主要可采煤层，结构简单，层位稳定；4号煤层下常有一层2-3m厚的高电阻率粉砂岩，

物性标志明显。6号煤层，赋存于山西组下部，常有缺失，煤层稳定性差，底部K7砂岩及太原组8号煤层顶板海相泥岩是区分6、8号煤层的良好标志。K7砂岩为山西组底部标志层，赋存于8号煤层顶板海相泥岩之上，在详查区发育较好。以深灰色细粒砂岩为主，平行层理发育，炭屑及植物碎片纹层发育，测井曲线上，电阻率自下而上增高、伽玛自下而上降低。

太原组为海陆交互相沉积，标志层沉积稳定，煤层易于对比。本组标志层从下到上沉积有K2、K3、K4等3层石灰岩，厚度变化小，层位稳定，是本组的主要标志层。81号煤层赋存于太原组上部84号煤层之上,层位较稳定。84号煤层赋存于太原组上部,顶板为海相泥岩，是84号煤层的良好的辅助标志。11号煤层赋存于K4、K3石灰岩之间，K4石灰岩为11号煤层的直接顶板。13号煤层赋存于K3石灰岩之下，层位较稳定。14号煤层赋存于15号煤层之上、K2石灰岩之下，结构较简单，层位稳定，直接顶板多为泥岩、石灰岩。测井曲线上，14号煤层电阻率高、自然伽玛低、伽玛伽玛高，反映特征明显；14号煤层为含煤地层中稳定煤层，为良好的对比标志层，是本次勘查的主要煤层之一。15号煤层上距14号煤平均厚度9.95m，顶板多为砂质泥岩、泥岩。其电阻率、伽玛伽玛、自然电位在煤层中最高，伽玛在煤层中最低。常含1-2层泥岩夹矸，层位稳定，为厚煤层，测井曲线上，15号煤层电阻率高、自然伽玛低、伽玛伽玛高，反映特征明显；15号煤层为含煤地层中主要稳定可采煤层，为良好的对比标志层，是本次勘查的主要煤层之一。

5 断层对可采煤层的影响分析

区内发现两条落差大于30m的正断层，其中一条位于区内西北部前仪岭村西，断层走向N30°E，倾向NW，倾角63-66°，落差10-60m，上、下盘地层为石千峰组及刘家沟

组，延伸长度2.3km左右。另一条正断层位于详查区的西南部曹家峪村西，断层走向N15-60°E，倾向NW，倾角70-75°，落差30-50m，上盘地层为石盒子组、石千峰组及刘家沟组，下盘岩性为石盒子组、石千峰组，延伸长度4.6 km左右。距这两断层最近的钻孔为001、ZK2、ZK4，三钻孔4号煤层的厚度分别为0.79m、1.10m、0.87m，84号煤层的厚度分别为0.25m、2.09m、1.90m，14号煤层的厚度分别为1.10m、1.60m、1.13m，15号煤层的厚度分别为4.m、5.67m、5.78m，两断层附近的这三个钻孔的4层可采煤层厚度变化均与区内另两个钻孔ZK1、ZK3相差不大，由此可知断层对区内煤层厚度影响较小。此外，这三个钻

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地质勘探

贫煤计算资源量；ZK1、ZK2、ZK4号钻孔8号煤层为无烟煤（WY），仅ZK3号一个钻孔为贫烟（PM），不好划分范围，因此8号煤层全部按无烟煤计算资源量。

3）在控制的资源量（332）范围内断层两侧、陷落柱外围及最低可采边界线以里各留出50m范围为（333）资源量块段。

依据规范规定，勘查区资源量类别主要根据以下原则划分：本次勘查工作对勘查区内煤炭资源的经济意义进行了概略研究，经综合分析研究国内煤炭市场的供求形势及勘查区内及周边的开采条件，认为对勘查区内煤炭资源进行开发利用是可能实现经济效益的，因此勘查区内煤炭资源是经过概略研究且内蕴经济的。勘查区构造复杂程度属简单类，估算资源量的主要可采煤层14、15号煤层稳定程度为稳定型。依据地质可靠程度，确定14、15号煤层原则上以1500×1500m的煤层工程控制点连线及外推750m所圈定的范围为控制的资源量（332），以3000×3000m的煤层工程控制点连线及外推1500m圈定的范围为推断的资源量(333)。4、8煤层为较稳定，依据规范，降级处理，依据上述工程点间距估算推断的及预测的资源量。

原因引起的变化。例如本文涉及的储量增减是由于进行更高精度勘探造成的。勘查区北部在沁水煤田和顺区普查区内，本次勘查与山西省沁水煤田和顺区普查区重叠部分内原普查报告估算煤炭资源量2920万吨，本次勘查估算3250万吨，增加330万吨，其原因主要是勘查程度提高致使各煤层厚度、视密度、可采范围等造成的变化。其中4、8号煤层是由于原和顺普查重叠部分不可采，从而4号煤层资源量增加212万吨，8号煤层资源量增加148万吨。原和顺普查重叠部分14号煤层视密度为1.41t/m3，平均厚度1.08m；本次勘查视密度为1.47t/m3，平均厚度分别为1.13m（控制的资源量332-2）、0.98m（推断的资源量333-1）、1.05m（推断的资源量333-3），14号煤层资源量减少

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69万吨。原和顺普查重叠部分15号煤层视密度为1.41 t/m，

平均厚度3.63m；本次勘查视密度为1.43t/m3，平均厚度分别为4.80m（控制的资源量332-2）、3.85m（推断的资源量333-2）、3.70m（推断的资源量333-3），15号煤层资源量增加39万吨。

5 结论

本文通过具体实例探讨了矿产资源储量分类、估算工业指标及参数的确定，并具体分析了块段划分原则、具体问题的处理方法以及资源储量正常增减的使用参数、计算方法，为相关从业人员进行煤炭资源储量计算提供了依据。

参考文献：

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4 资源储量估算结果及增减

通过估算，全区共获得4、8、15号煤层煤炭资源量（332+333+334？）18213万吨，另有14号煤层高硫煤（332+333+334？）3207万吨；全区(含高硫煤)共获得煤炭资源量（332+333+334？）21420万吨，其中控制的资源量(332)为9497万吨，占总资源量的44%，推断的资源量(333)为10373万吨，（332+333）资源量合计为19870万吨，占总资源量的93%，预测的资源量(334？)为1550万吨。勘查区总资源量中无烟煤为19856万吨，贫煤为15万吨。

矿产资源由于矿井开采动用资源量、矿界变更或采勘对比及重算，均可造成储量变化。而资源储量的正常增减是指由于矿区进行补充勘探、采勘对比或井界变动、重算等

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孔的4层可采煤层的煤质变化均无异常。

参考文献：

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6 结论

曹家峪勘查区可采煤层为4、84、14、15号，其中14、15号煤层为全区可采的稳定煤层，4、84号煤层为大部可采的较稳定煤层。含煤地层沉积稳定，旋回结构明显，标志层及煤层本身特征突出，可采的14、15号煤层对比可靠，4、84号煤层对比较可靠。通过断层附近钻孔可采煤层厚度与本区其它钻孔对比表明煤层厚度变化不大，断层对区内煤层厚度影响较小。