下峪口煤礦2—4采區2#煤層位對比規律研究

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#煤巷道掘進過程中，經常出現巷道內同時揭露2#煤層和2#上煤層，曾多次發生2#煤巷道誤穿2#上煤層位，造成巷道報廢和接續緊張，給礦井正常生產造成了極大損失，因此研究該區域的2#煤層與相鄰薄煤層的相鄰關系，因此開展2#煤層和2#上煤層規律性研究迫在眉睫。本文主要采用古生物對比法、標志層法、層間距法、煤層煤質特征法進行綜合對比，研究2#煤層和2#上煤層差異性，實現層位判斷，正確指導采掘作業。

關鍵詞：下峪口煤礦;層位對比;規律;研究

1 概述

煤巖層層位對比分析方法對于煤田地質勘查、儲量估算、正確指導采掘作業，以及煤炭資源的開發利用都有著極其重要的意義，是研究含煤地層層序、地質構造、煤層厚度變化、煤層間距、煤層賦存規律的基礎工作，是煤田地質勘查工作的主要任務之一。

下峪口煤礦目前主采煤層中2#煤距2#上煤距離近，部分區域還有2#下煤層沉積，在二水平2～3采區下山翼上部2#煤與2#上煤間距為0.7～2m，在+300南運上部一帶間距趨于0m，即2#與2#上煤合并為一層，在巷道掘進過程中極容易發生誤穿層位事故，加之2#煤層地質構造復雜，部分區域煤層分叉、沉積不穩定，使得礦井地層對比方法較為困難。在2#煤巷道掘進過程中，曾多次發生2#煤巷道誤穿2#上煤層位，造成巷道報廢和接續緊張，給礦井正常生產造成了極大損失，因此研究該區域的2#煤層與相鄰薄煤層的相鄰關系，指導巷道正常有序掘進任務迫在眉睫。

2 研究區域地質條件

2—4采區位于燎原井田深部，受井田邊界構造骨架的制約控制，其構造形態總體呈一走向NE-SW，傾向NW的單斜構造，該采區處于原下—燎原礦井邊界背部構造的南翼，其背部地層產狀為走向N-S，傾向W，傾角平均5°，向南部，等高線收斂變陡，產狀變為NE-SW，傾向NW，傾角平均7°。

2#上煤層在井田中發育較為普遍，其與2#煤層之間間距變化趨勢為：在二水平2～3采區下山翼上部一帶為0.7～2m，向深部逐漸增厚達7m，在+300南運上部一帶間距趨于0m，即2#與2#上煤合并為一層，向北部2-1采區及一水平4采區兩層煤間距逐漸加大，達5～11m。根據生產中揭露的資料，2#煤與2#上煤層在局部其間距變化較大，還有合并的現象。在煤層分布區，最大厚度1.31m，最小0.10m，平均0.40m，井田鉆孔見煤率57%，煤層可采性指數0.094，屬極不穩定不可采煤層。

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，煤層結構簡單，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。可采范圍分布在2-4采區內上部東南段，煤層直接頂為泥巖，砂質泥巖，厚0-3.29米，一般為1.0米左右，老頂為中細粒砂巖，粉砂巖，含植物根莖化石。

3 煤層層位對比研究方法

根據研究區域內勘查地質特征，區內煤層對比，主要選擇古生物對比法、標志層法、層間距法、煤層煤質特征發進行綜合對比。古生物對比方法，主要是確定煤層頂底板巖石內化石樣本的不同，來區分不同煤層。標志層對比方法關鍵問題主要為標志層的確定，如何選擇分布穩定，易于區別的標志層作為判定依據。層間距法問題關鍵應用鉆探、物探手段得到煤層的實際間距，并通過地質構造趨勢性分析，得出煤層間距變化規律。煤層煤質化驗特征分析，通過對井下鉆探獲取2#煤、2#上煤煤層樣本，在煤質科進行化驗分析，得出各個煤層的化學參數，通過選擇差異較大的參數作為層位對比判定的依據。

3.1 古生物化石對比法

古生物對比法是利用古生物化石的種類、數量、組合關系、保存的完整程度、礦化特征及生物活動遺跡等方面的特征，進行煤層對比時還應注意結合巖相旋回研究進行。2—4采區含煤地層主要為陸相沉積環境，煤層頂底板常含有豐富的植物莖葉化石，不同時期的成煤環境，巖層內往往含有不同的化石樣本，記錄著不同的地史時期。通過對2—4采區鉆孔資料判讀，結合相鄰2—3采區所揭露的2#煤層及2#上煤層頂底板資料，我們得出了2#及2#上煤在煤層底板上有較大差異：2#煤層底板為團塊狀，淺灰色泥巖，巖石內含有大量的植物根化石，用手掰開底板泥巖斷口，斷口形狀圓滑，普氏硬度系數0.2—0.4;而2#上煤層底板為片狀滑矸狀泥巖，底板內含有植物葉片化石，硬度系數較大，斷口較鋒利，因此在巷道掘進過程中遇到對2#與2#上煤層層位判別困難時，我們常常通過比較底板內化石樣本差異來作為煤層層位判別的依據。

標志層，是指那些具有肉眼易于辨別的特征且穩定而又廣泛分布的巖層，只要抓住了一個勘查區域的標志層，就可以正確地對比其上、下層位的煤層。標志層對比法常同其他對比方法配合使用，得到組合標志層。通過對2-4采區地質鉆孔整理綜合分析，結合2—3采區2#煤層巷道掘進過程中揭露實際，該區域內2#煤層底板下部0.5—1.5m范圍內有一層較穩定的炭泥巖及煤線，煤線厚約0.1m，可以作為2#煤層判定的依據。在2—4采區臨近的23209進順巷道掘進過程中，曾出現了2#及2#上煤同時出現在巷道斷面內，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2—4采區2#煤層層位確定有借鑒指導意義。

3.3 煤層煤質特征法

煤層煤質對比法主要是利用煤層自身的物理和化學特征，如煤層厚度、夾矸、粘結指數等不同煤質特征進行對比，從煤層中獲得大量的工業元素，通過選擇差異較大的參數作為層位對比判定的依據。本次研究選擇煤質化學化驗的方法，為了開展煤質化驗工作，我們通過對23209進順煤質化驗資料復用，在2—4回斜、4215進斜進行了鉆孔取樣，對采集到的2#與2#上煤層進行煤質化驗，得到不同煤層中化學成分含量，用以作為煤層層位判定的依據。

通過煤質科送檢數據，我們可以發現2#煤和2#上煤層的粘結指數（GRI）差異較大，2#上煤層粘結指數（GRI）一般不超過20，而2#煤層粘結指數（GRI）遠遠大于20，在井下生產過程中，可以以此依據作為兩煤層判斷的依據。

4 結論

煤層層位對比是一項長期基礎性的工作，在煤田地質勘探中具有重要的作用，其對比結果直接影響到煤層、煤質的評價，巷道的層位判斷和掘進施工。尤其對我礦2#煤層和2#上煤層煤層間距較小，有時可在巷道內同時揭露，煤層的層位判層工作顯得尤為重要。煤層層位對比是一項較為復雜的工作，有時采用某一種對比方法很難準確地確定煤層層位，需要多種方法共同使用。

通過對我礦煤層層位對比分析研究，對于2#煤和2#上煤層層位判斷方法，運用古生物化石對比法、標志層對比法和煤層煤質特征法對比取得效果較好，在巷道掘進施工過程中，可以優先選擇簡單易行、鑒別簡便而且對比性較好的方法來判斷層位，若仍不能準確判斷層位時，可以采用多種方法結合，以獲得準確的地質資料，為準確地評價該區的煤炭資源提供可靠的依據。

作者簡介：

羅壽濤，男，陜西旬陽人，生于1987年9月，畢業于中國礦業大學，本科學歷，中共黨員，現任韓城礦業公司地質測量部主管。