后柳灣井田煤田地質特征與煤層對比

張 羽

（包鋼礦業有限責任公司）

后柳灣井田位于內蒙古自治區東勝煤田的納林河礦區內，行政隸屬鄂爾多斯市烏審旗烏蘭陶勒蓋鎮管轄，西距烏審旗嘎魯圖鎮約為25 km。該井田地處鄂爾多斯高原，地貌為沙丘地貌，東部黃土大面積分布，為黃土塬地貌。地勢總體為西高東低、南北高中間低。前人對該區煤礦的研究主要集中在水文地質［1-3］等方面，本研究主要針對東勝煤田納林河礦區后柳灣井田地質特征及煤層對比作簡要介紹。

1 地質概況

（1）構造。東勝煤田屬中朝大陸板塊鄂爾多斯斷塊伊陜單斜區東勝—靖邊單斜中部。后柳灣井田位于東勝煤田西南部，總體為一走向北北東，傾向北北西，傾角為1~2°，局部達6°的單斜構造，地層產狀沿走向及傾向均有一定變化，中部較陡，兩側寬緩。斷裂構造在地表少見。

（2）地層。區內地表為第四系風積砂、黃土、洪沖積、坡積砂礫層廣泛覆蓋，基本沒有基巖出露（圖1）。地層由老至新發育有三疊系上統延長組（T3y）灰綠色中—粗粒砂巖、侏羅系中下統延安組（J1-2y）砂巖和砂泥巖、侏羅系中統直羅組（J2z）細砂巖和泥巖、侏羅系中統安定組（J2a）泥巖和粉砂巖、白堊系下統志丹群（K1zh）砂巖和泥巖、和第四系（Q）為上更統馬蘭黃土及全新統風積砂。區內主要含煤地層為侏羅系延安組（J1-2y），可劃分為3個巖性段，各段均含有可采煤層，其中第3巖段（J1-2y3）含煤性最好，第2巖段（J1-2y2）含煤性中等，第1巖段（J1-2y1）含煤性較差。

研究區區域地質見圖1。

2 煤層特征

區內主要含煤地層為侏羅系延安組（J1-2y），平均厚度為237.41 m，含有2、3、4、5、6共5個煤組，含煤13層，按沉積旋回和巖性組合特征，劃分為3個巖段。其中延安組1巖段（J1-2y1）含5、6這2個煤組，含煤7層（5-1上、5-1、5-1下、5-2上、5-2、6-1、6-2號煤層）；延安組2巖段（J1-2y2）含3、4這2個煤組，含煤3層（3-1、4-1上、4-1號煤層）；延安組3巖段（J1-2y3）含2號1個煤組，含煤3層（2-1、2-2、2-3號煤層）。單孔煤層總厚為11.45～23.04 m，平均為15.72 m，含煤系數為6.62%；單孔可采煤層總厚為7.99～19.93 m，平均為12.57 m，含煤系數為5.29%，分布規律明顯。3個巖段的含煤性見表1。

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區內共有編號對比煤層13層，其中5層為可采煤層，全區可采煤層有2層（2-2、3-1號煤層）；大部可采煤層3層（4-1、5-1上、5-2號煤層）。各可采煤層主要發育特征見表2。

3 煤層對比

煤層對比有多種方法，并且在其他地區煤礦有很好的示范效果［4-7］。本次煤層對比是在黃陶勒蓋及擴區普查階段煤層對比基礎上，以全區發育的、并位于煤系地層中上部的3-1號煤層作為煤層對比基線，采用了沉積旋回法、標志層法、煤層層間距及底板標高追索法、巖性組合法、煤層地震物性特征對比法進行綜合對比。

3.1 沉積旋回法

對含煤地層延安組運用沉積體系分析和過程分析法進行研究劃分和對比。根據沉積體系的演化和聚煤周期性將延安組劃分為3個巖段，每個巖段再次劃分為多個旋迥（亞段），各個旋迥（亞段）代表著三角洲的一個生長過程。運用組合規律對煤組和煤層進行對比，煤層處于三角洲沉積層序的頂部，2煤組位于延安組上部，屬于延安組第3巖段；3、4煤組位于延安組中部，屬于延安組第2巖段；5、6煤組位于延安組下部，屬于延安組第1巖段，依此對比煤組和煤組的煤層。

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3.2 標志層法

本區延安組上覆地層為灰綠色直羅組地層，顏色與延安組不同，易于區分。進入延安組后，有一層灰白色中—粗粒長石石英砂巖位于2-1煤層頂板之上，為1個標志層。延安組底部有1層灰白色中—粗粒石英砂巖，為1個標志層。通過這2個標志層可控制含煤地層的頂底界面。在2煤組與3煤組之間有1層灰白色中細粒砂巖，厚度穩定，全區發育，為又1個標志層。2-2、3-1、4-1、5-1上、5-2號可采煤層煤層結構相對穩定，厚度變化規律明顯，是很好的對比標志層。

3.3 層間距及底板標高追索法

礦區聚煤沉積環境穩定構造變動影響微弱，煤層基本保持原始的賦存狀態。地層沉積厚度相對穩定，煤層之間沉積物厚度相對穩定，含煤地層各段厚度及煤層間距在區內較為穩定。利用煤層間距和底板標高逐孔追索進行煤層對比。區內2-2號煤層與6-1號煤層間距穩定，平均為138 m左右；2-2號煤層與3-1號煤層間距平均為20.26 m；3-1號煤層和4-1號煤層間距平均為44.69 m，間距較穩定；4-1號煤層與5-1上煤層、4-1號煤層與5-2號煤層、5-1上煤層與6-1號煤層、5-2號煤層與6-1號煤層之間間距都較為穩定。利用煤層間距可以很好的對比區內的煤層。

3.4 巖性組合法

地層垂向層序的巖性組合特征是沉積環境的物質表現。因此，沉積環境相同，其物質表現、巖性組合具有相似性。如3-1號煤層與4-1號煤層之間的巖性組合特點一般為逆粒序，反映在測井曲線上呈“倒叢樹型”，這種組合特點在一定范圍內是穩定的。如6煤組下部成煤時的泥炭沼澤環境使其底部沉積物粒度呈現上細下粗的正粒序特點，為6-1號煤層對比提供依據。而3與4煤組、4與5煤2021年10月12日組以三角洲體系沉積為主，沉積物粒度是下細上粗的逆粒序特點，為4-1號煤層和5-1上號煤層的對比提供依據。

3.5 煤層地震物性特征對比法

反射波的對比解釋以疊加時間剖面為主，結合偏移時間剖面進行。經層位標定及波組特征分析，確定了本區用于對比解釋的標準反射波T2-2波、T3-1波。解釋過程中對過地震測線的鉆孔制作人工合成地震記錄，并根據人工合成地震記錄的結果，逐孔對比反射波，利用標準反射波能量較強、波組波形特征穩定的特點，連續追蹤，反復對比解釋。劃分出了2層，全區可采煤層和3層大部可采煤層。

4 結語

以東勝煤田納林河礦區后柳灣井田為研究對象，對沉積旋回法等方法在煤層對比中的應用方式進行了詳細研究，通過全面分析，多種對比方法相輔相成，綜合運用，提高了巖、煤層對比的直觀性和可靠性，準確劃分了2層全區可采煤層和3層大部可采煤層。本次煤層對比依據充分，煤層對比的可靠程度相對較高，對比較為理想。