黑眼泉北井田煤層對比認識的轉變

夏威威，付 蒙

(新疆維吾爾自治區煤田地質局一五六煤田地質勘探隊，新疆 烏魯木齊 830009)

0 引言

可靠的煤層對比是摸清煤層賦存規律，正確評價煤層穩定性和可采性、煤質及其工業用途，估算井田資源(儲量)，制定礦區發展規劃，編制礦井設計的重要依據。礦井生產實踐表明，由于煤層對比不正確引起的煤炭評價和資源(儲量)估算上錯誤，遠遠大于煤質變化與估算方法選用不當所造成的失誤，由此導致礦井設計錯誤，井巷工程報廢，經濟損失慘重。因此，正確的煤層對比對巖性、巖相變化、煤層連續性和穩定性、后期構造作用強烈地區尤其重要，是煤炭地質勘查及礦井地質工作需要重視的關鍵問題。

巴里坤礦區盆地基底起伏不平，各凹陷盆地中沉積的地層厚度、巖性和含煤性均存在差異性。自20世紀50年代末至今有許多地勘單位和學者進行過不同目的的地質調查工作，為本區地層的劃分、對比提供了豐富的基礎資料。礦區地層劃屬天山褶皺帶東準噶爾地層分區—北塔山地層小區。區域發育有古生界志留系、泥盆系、石炭系和二疊系，這些地層組成了本區山間凹陷的基底，在此基礎上又沉積了中生界三疊系、侏羅系、白堊系和新生界的新近系、古近系和第四系地層。

黑眼泉北井田屬巴里坤礦區，位于礦區的中南部，距離巴里坤縣城130 km，行政區劃屬巴里坤縣管轄。井田東西長約5 km，南北平均寬約3.5 km，面積17.5 km2。

井田含煤地層為侏羅系下統八道灣組(J1b)，地層平均厚度180 m，含編號煤層6層，為A1、A2、A3、A4、A5、A6號，煤層總厚平均10 m，含煤系數5.6%。其中，主要可采煤層2層，為A3、A6號。2011年9月新疆煤田地質局一五六隊提交了《新疆巴里坤煤田巴里坤縣黑眼泉北井田勘探報告》，2018年7月在原有勘探報告的基礎上進行了黑眼泉井田補充勘探。規劃建設的黑眼泉井田位于巴里坤礦區中部，開展煤層對比將對后期礦井開采十分必要，通過對礦區煤層對比，也可轉變人們固有認識。

1 勘探階段的認識

1.1 煤層對比

煤層對比是以具一定特征的巖層、煤層、巖性組合、旋回結構或一定動植物化石或化石群的巖層作為標志進行的。即根據煤層本身的特征和含煤巖系中各種標志，找出各見煤點間煤層層位對應關系的工作。

侏羅系下統八道灣組，巖性以灰色-深灰色、黑色細粉砂巖為主，其間夾有薄層狀泥巖、粗砂巖，泥質膠結，各煤層的間距雖有一定變化，但還是有一定變化范圍及規律。

A3號煤層為全區可采煤層，有厚度大，層位較為穩定，結構簡單，無夾矸等特點，易于其他煤層區分；根據煤層在剖面上所處的空間位置，產狀進行剖面連線，以確定煤層形態；以A3號煤層底板連線為對比基線，其他煤層間距穩定，煤層特征明顯，再以各煤層的自身特征、層間距及沉積旋回等特征結合測井曲線形態進行輔助對比，主要可采煤層對比是可靠的。

1.2 認識依據

勘探階段認識的主要依據是鉆探的鉆孔資料，由于勘探區煤層穩定，構造簡單，布設鉆孔較少，在地質剖面、煤層底板等高線以及對比圖上所繪制的煤層形態，主要是依據少量的鉆孔資料來確定。地質資料缺少是勘探階段認識不足的主要原因，如圖1～3所示。

圖1 勘探階段B勘查線剖面

2 補充勘探階段的認識

2.1 煤層對比

煤層對比是延伸煤層的有效方法，也是摸清鉆孔間煤層賦存狀態、埋藏深度、層數、厚度及其變化，建立煤系沉積構架的重要手段。作為煤系內一種普通而又特殊的巖石，煤層對比目的在于印證煤層特征的一致和空間位置的相對架構。正如現代地層學概念所強調的巖石地層單位劃分與對比的多重性那樣，煤系(層)有多少種特征和屬性，就有多少種劃分與對比方法。

地層組合特征：侏羅系下統八道灣組為井田主要含煤地層，巖性以泥巖、粉細砂巖為主，其頂部以一套砂礫巖層與三工河組(J1s)為界；下部A6煤層下有一層中砂巖層，穩定發育。三疊系地層巖性以深灰色粉細砂巖為主，顏色較八道灣組巖性要深，較易判別，其以一套中粗砂巖與八道灣組為界。

煤層組合特征：煤層厚度、結構、穩定性、含矸情況、煤層間距等是劃分與對比煤層不可或缺的依據。井田內有2套穩定發育的可采煤層，分別為A1～A3號和A6號，其中A1～A3號煤層間距較小，A3號煤層厚度最大，層位較為穩定，結構簡單，無夾矸等特點，易于與其他煤層區分，極易對比。本次對比以A3號煤層為對比基線，A3號煤層與下部A6號煤層間距穩定，且A6號煤層為最下一層可采煤層，其下部有一套中砂巖，層位穩定。

測井曲線物性反映特征：測井數據是不同類型巖石物性的地球物理響應。利用測井數據獲得的曲線具有連續性好、可比性強、干擾小的特點，被廣泛應用于煤層對比中。井田內煤、巖層物性條件較好，煤層在3條主要測井曲線上的異常形態、異常幅值反映明顯，總體表現為三側向電阻率(GR)和伽馬(GG)曲線的幅值高、自然伽馬(NG)異常值低的特征，但測井曲線形態隨煤層結構變化而略有差異。各煤層反應在測井曲線上均有一定的峰形和峰值特征，加上煤層之間砂巖、泥巖等不同巖層的舒緩山字形，凹字形等低峰值等特征，煤、巖層對比效果較好。

2.2 認識依據

對煤層對比的認識主要依據補充勘探階段施工的大量鉆孔資料。經過對比分析，B-2孔、C-2孔中A3號煤層在對比圖、地質剖面上繪制比較通順(如圖1、圖2所示)，但在煤層底板等高線圖上形態反映有些出入，出現鼓肚現象(圖3)。按照補充勘探施工鉆孔資料重新對比，A3號煤層在對比圖、地質剖面圖及煤層底板等高線圖上形態通順、自然，如圖4～6所示。

圖2 勘探階段C勘查線剖面

圖3 勘探階段A3號煤層底板等高線

圖4 補充勘探B勘查線剖面

圖5 補充勘探C勘查線剖面

圖6 補充勘探A3號煤層底板等高線

2.3 認識的轉變

井田內未開展地面物探，僅補充了大量孔距較小的鉆孔，本次補充勘探階段煤層對比是根據鉆孔原始編錄資料及測井對比曲線而確定。

對井田內煤層對比認識的轉變主要通過地質“三邊”工作。前期施工依據勘探階段地質資料，確定煤層對比，指導鉆探施工。補充勘探前期，通過B勘查線上B-4、B-5、B-6、B-7號鉆孔的施工，發現B-2號鉆孔中煤層對比為A3號煤層有些差異，在地質剖面圖上無法完全反映，通過對B-1、B-2、B-5、B-6、B-7號鉆孔資料分析對比，B-2號鉆孔中煤層應為A6號煤層，B-5、B-6、B-7號鉆孔中煤層應為A1、A3號煤層，B-1號鉆孔中煤層對比沒有變化。依據地質“三邊”工作的數據分析及圖件修改，否定了勘探初期確定的煤層對比，重新確定了煤層對比層位。在此基礎上，在C勘查線上又增加了新的C-3號鉆孔進行驗證。C-2號鉆孔中煤層應為A6號煤層。補充勘探工作結束后，根據施工鉆孔數據，修正了勘探階段煤層對比層位，重新繪制了地質剖面圖、煤層底板等高線圖。實地驗證了補充勘探階段各煤層對比是可靠的。

3 結語

通過井田內大量鉆孔資料的綜合分析和相互驗證，取得了可靠的對比結果。最終否定了勘探初期B-2、C-2號孔中A3號煤層的對比，明確了勘探初期B-2、C-2號孔中A3號煤層實際為補充勘探階段A6號煤層。從而取得了較好的地質效果，為該區后期礦井建設提供了較可靠的地質依據。