摘 要:下峪口煤礦目前主采煤層中2#煤層距上部2#上煤距離較近,在2#煤巷道掘進(jìn)過(guò)程中,經(jīng)常出現(xiàn)巷道內(nèi)同時(shí)揭露2#煤層和2#上煤層,曾多次發(fā)生2#煤巷道誤穿2#上煤層位,造成巷道報(bào)廢和接續(xù)緊張,給礦井正常生產(chǎn)造成了極大損失,因此研究該區(qū)域的2#煤層與相鄰薄煤層的相鄰關(guān)系,因此開(kāi)展2#煤層和2#上煤層規(guī)律性研究迫在眉睫。本文主要采用古生物對(duì)比法、標(biāo)志層法、層間距法、煤層煤質(zhì)特征法進(jìn)行綜合對(duì)比,研究2#煤層和2#上煤層差異性,實(shí)現(xiàn)層位判斷,正確指導(dǎo)采掘作業(yè)。
關(guān)鍵詞:下峪口煤礦;層位對(duì)比;規(guī)律;研究
1 概述
煤巖層層位對(duì)比分析方法對(duì)于煤田地質(zhì)勘查、儲(chǔ)量估算、正確指導(dǎo)采掘作業(yè),以及煤炭資源的開(kāi)發(fā)利用都有著極其重要的意義,是研究含煤地層層序、地質(zhì)構(gòu)造、煤層厚度變化、煤層間距、煤層賦存規(guī)律的基礎(chǔ)工作,是煤田地質(zhì)勘查工作的主要任務(wù)之一。
下峪口煤礦目前主采煤層中2#煤距2#上煤距離近,部分區(qū)域還有2#下煤層沉積,在二水平2~3采區(qū)下山翼上部2#煤與2#上煤間距為0.7~2m,在+300南運(yùn)上部一帶間距趨于0m,即2#與2#上煤合并為一層,在巷道掘進(jìn)過(guò)程中極容易發(fā)生誤穿層位事故,加之2#煤層地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,部分區(qū)域煤層分叉、沉積不穩(wěn)定,使得礦井地層對(duì)比方法較為困難。在2#煤巷道掘進(jìn)過(guò)程中,曾多次發(fā)生2#煤巷道誤穿2#上煤層位,造成巷道報(bào)廢和接續(xù)緊張,給礦井正常生產(chǎn)造成了極大損失,因此研究該區(qū)域的2#煤層與相鄰薄煤層的相鄰關(guān)系,指導(dǎo)巷道正常有序掘進(jìn)任務(wù)迫在眉睫。
2 研究區(qū)域地質(zhì)條件
2—4采區(qū)位于燎原井田深部,受井田邊界構(gòu)造骨架的制約控制,其構(gòu)造形態(tài)總體呈一走向NE-SW,傾向NW的單斜構(gòu)造,該采區(qū)處于原下—燎原礦井邊界背部構(gòu)造的南翼,其背部地層產(chǎn)狀為走向N-S,傾向W,傾角平均5°,向南部,等高線收斂變陡,產(chǎn)狀變?yōu)镹E-SW,傾向NW,傾角平均7°。
2#上煤層在井田中發(fā)育較為普遍,其與2#煤層之間間距變化趨勢(shì)為:在二水平2~3采區(qū)下山翼上部一帶為0.7~2m,向深部逐漸增厚達(dá)7m,在+300南運(yùn)上部一帶間距趨于0m,即2#與2#上煤合并為一層,向北部2-1采區(qū)及一水平4采區(qū)兩層煤間距逐漸加大,達(dá)5~11m。根據(jù)生產(chǎn)中揭露的資料,2#煤與2#上煤層在局部其間距變化較大,還有合并的現(xiàn)象。在煤層分布區(qū),最大厚度1.31m,最小0.10m,平均0.40m,井田鉆孔見(jiàn)煤率57%,煤層可采性指數(shù)0.094,屬極不穩(wěn)定不可采煤層。
2#煤層位于山西組中部,下距3#煤層5.46-19.34m,一般9m左右,煤厚0-2.28m,一般厚度0.5-1.2m,煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,一般不含夾矸,含煤面積占總面積的96%,可采面積占總面積的39%,系局部可采煤層??刹煞秶植荚?-4采區(qū)內(nèi)上部東南段,煤層直接頂為泥巖,砂質(zhì)泥巖,厚0-3.29米,一般為1.0米左右,老頂為中細(xì)粒砂巖,粉砂巖,含植物根莖化石。
3 煤層層位對(duì)比研究方法
根據(jù)研究區(qū)域內(nèi)勘查地質(zhì)特征,區(qū)內(nèi)煤層對(duì)比,主要選擇古生物對(duì)比法、標(biāo)志層法、層間距法、煤層煤質(zhì)特征發(fā)進(jìn)行綜合對(duì)比。古生物對(duì)比方法,主要是確定煤層頂?shù)装鍘r石內(nèi)化石樣本的不同,來(lái)區(qū)分不同煤層。標(biāo)志層對(duì)比方法關(guān)鍵問(wèn)題主要為標(biāo)志層的確定,如何選擇分布穩(wěn)定,易于區(qū)別的標(biāo)志層作為判定依據(jù)。層間距法問(wèn)題關(guān)鍵應(yīng)用鉆探、物探手段得到煤層的實(shí)際間距,并通過(guò)地質(zhì)構(gòu)造趨勢(shì)性分析,得出煤層間距變化規(guī)律。煤層煤質(zhì)化驗(yàn)特征分析,通過(guò)對(duì)井下鉆探獲取2#煤、2#上煤煤層樣本,在煤質(zhì)科進(jìn)行化驗(yàn)分析,得出各個(gè)煤層的化學(xué)參數(shù),通過(guò)選擇差異較大的參數(shù)作為層位對(duì)比判定的依據(jù)。
3.1 古生物化石對(duì)比法
古生物對(duì)比法是利用古生物化石的種類、數(shù)量、組合關(guān)系、保存的完整程度、礦化特征及生物活動(dòng)遺跡等方面的特征,進(jìn)行煤層對(duì)比時(shí)還應(yīng)注意結(jié)合巖相旋回研究進(jìn)行。2—4采區(qū)含煤地層主要為陸相沉積環(huán)境,煤層頂?shù)装宄:胸S富的植物莖葉化石,不同時(shí)期的成煤環(huán)境,巖層內(nèi)往往含有不同的化石樣本,記錄著不同的地史時(shí)期。通過(guò)對(duì)2—4采區(qū)鉆孔資料判讀,結(jié)合相鄰2—3采區(qū)所揭露的2#煤層及2#上煤層頂?shù)装遒Y料,我們得出了2#及2#上煤在煤層底板上有較大差異:2#煤層底板為團(tuán)塊狀,淺灰色泥巖,巖石內(nèi)含有大量的植物根化石,用手掰開(kāi)底板泥巖斷口,斷口形狀圓滑,普氏硬度系數(shù)0.2—0.4;而2#上煤層底板為片狀滑矸狀泥巖,底板內(nèi)含有植物葉片化石,硬度系數(shù)較大,斷口較鋒利,因此在巷道掘進(jìn)過(guò)程中遇到對(duì)2#與2#上煤層層位判別困難時(shí),我們常常通過(guò)比較底板內(nèi)化石樣本差異來(lái)作為煤層層位判別的依據(jù)。
標(biāo)志層,是指那些具有肉眼易于辨別的特征且穩(wěn)定而又廣泛分布的巖層,只要抓住了一個(gè)勘查區(qū)域的標(biāo)志層,就可以正確地對(duì)比其上、下層位的煤層。標(biāo)志層對(duì)比法常同其他對(duì)比方法配合使用,得到組合標(biāo)志層。通過(guò)對(duì)2-4采區(qū)地質(zhì)鉆孔整理綜合分析,結(jié)合2—3采區(qū)2#煤層巷道掘進(jìn)過(guò)程中揭露實(shí)際,該區(qū)域內(nèi)2#煤層底板下部0.5—1.5m范圍內(nèi)有一層較穩(wěn)定的炭泥巖及煤線,煤線厚約0.1m,可以作為2#煤層判定的依據(jù)。在2—4采區(qū)臨近的23209進(jìn)順巷道掘進(jìn)過(guò)程中,曾出現(xiàn)了2#及2#上煤同時(shí)出現(xiàn)在巷道斷面內(nèi),為了正確確定2#煤層層位,我們采用了拉低找下部煤線的方法控制煤層層位,這將對(duì)2—4采區(qū)2#煤層層位確定有借鑒指導(dǎo)意義。
3.3 煤層煤質(zhì)特征法
煤層煤質(zhì)對(duì)比法主要是利用煤層自身的物理和化學(xué)特征,如煤層厚度、夾矸、粘結(jié)指數(shù)等不同煤質(zhì)特征進(jìn)行對(duì)比,從煤層中獲得大量的工業(yè)元素,通過(guò)選擇差異較大的參數(shù)作為層位對(duì)比判定的依據(jù)。本次研究選擇煤質(zhì)化學(xué)化驗(yàn)的方法,為了開(kāi)展煤質(zhì)化驗(yàn)工作,我們通過(guò)對(duì)23209進(jìn)順煤質(zhì)化驗(yàn)資料復(fù)用,在2—4回斜、4215進(jìn)斜進(jìn)行了鉆孔取樣,對(duì)采集到的2#與2#上煤層進(jìn)行煤質(zhì)化驗(yàn),得到不同煤層中化學(xué)成分含量,用以作為煤層層位判定的依據(jù)。
通過(guò)煤質(zhì)科送檢數(shù)據(jù),我們可以發(fā)現(xiàn)2#煤和2#上煤層的粘結(jié)指數(shù)(GRI)差異較大,2#上煤層粘結(jié)指數(shù)(GRI)一般不超過(guò)20,而2#煤層粘結(jié)指數(shù)(GRI)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于20,在井下生產(chǎn)過(guò)程中,可以以此依據(jù)作為兩煤層判斷的依據(jù)。
4 結(jié)論
煤層層位對(duì)比是一項(xiàng)長(zhǎng)期基礎(chǔ)性的工作,在煤田地質(zhì)勘探中具有重要的作用,其對(duì)比結(jié)果直接影響到煤層、煤質(zhì)的評(píng)價(jià),巷道的層位判斷和掘進(jìn)施工。尤其對(duì)我礦2#煤層和2#上煤層煤層間距較小,有時(shí)可在巷道內(nèi)同時(shí)揭露,煤層的層位判層工作顯得尤為重要。煤層層位對(duì)比是一項(xiàng)較為復(fù)雜的工作,有時(shí)采用某一種對(duì)比方法很難準(zhǔn)確地確定煤層層位,需要多種方法共同使用。
通過(guò)對(duì)我礦煤層層位對(duì)比分析研究,對(duì)于2#煤和2#上煤層層位判斷方法,運(yùn)用古生物化石對(duì)比法、標(biāo)志層對(duì)比法和煤層煤質(zhì)特征法對(duì)比取得效果較好,在巷道掘進(jìn)施工過(guò)程中,可以優(yōu)先選擇簡(jiǎn)單易行、鑒別簡(jiǎn)便而且對(duì)比性較好的方法來(lái)判斷層位,若仍不能準(zhǔn)確判斷層位時(shí),可以采用多種方法結(jié)合,以獲得準(zhǔn)確的地質(zhì)資料,為準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)該區(qū)的煤炭資源提供可靠的依據(jù)。
作者簡(jiǎn)介:
羅壽濤,男,陜西旬陽(yáng)人,生于1987年9月,畢業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué),本科學(xué)歷,中共黨員,現(xiàn)任韓城礦業(yè)公司地質(zhì)測(cè)量部主管。