霍東礦區(qū)煤層連續(xù)性對比分析研究

翟虎威，程子恒

（山西省煤炭地質(zhì)一一四勘查院有限公司，山西 長治 046000）

1 概 況

霍東礦區(qū)作為國家規(guī)劃礦區(qū)之一，承擔(dān)著科學(xué)合理開發(fā)建設(shè)大型煤礦的任務(wù)。目前，該礦區(qū)包含各類煤炭礦權(quán)和礦產(chǎn)地近百個，具有豐富的地質(zhì)資料和海量數(shù)據(jù)，但區(qū)塊劃分多而雜，缺乏系統(tǒng)性高精度的地質(zhì)研究成果。為修編霍東礦區(qū)總體規(guī)劃，組織進行礦區(qū)地質(zhì)資料匯編，將原本分散獨立的區(qū)塊地質(zhì)資料，通過整合研究與對比分析，形成全礦區(qū)尺度的具有連續(xù)性的成套地質(zhì)成果，為新核準(zhǔn)煤礦和煤礦礦界調(diào)整提供了基本依據(jù)。此次研究是對煤層進行層位對比和統(tǒng)一劃分，確定了各煤層的連續(xù)性和分叉合并特征。

按照國家發(fā)展改革委對山西霍東礦區(qū)總體規(guī)劃的批復(fù)，礦區(qū)北部以沁河河源保護區(qū)南邊界、沁源縣城規(guī)劃區(qū)邊界為界；東部北段以2 號煤層埋深1 500 m 等深線為界，南段以潞安礦區(qū)西邊界為界；南部以晉城礦區(qū)被邊界為界；西部南段以2 號煤層露頭線、翼城翅果油樹自然保護區(qū)邊界為界，中段以浮山大斷裂、古縣和浮山縣城規(guī)劃區(qū)邊界、F18 斷層、F19 斷層和F7 斷層為界與霍州礦區(qū)相鄰，北段以2 號煤層露頭線為界。礦區(qū)南北長約126 km，東西寬約53 km，面積約4 110 km2，煤炭資源總量約366 億t。目前，該礦區(qū)包含了33 個礦產(chǎn)地、3 個探礦權(quán)、34 個采礦權(quán)和10 個關(guān)閉礦。由于礦區(qū)位于沁水復(fù)式向斜的西翼，西部中段為深大斷裂邊界，故煤層總體呈西部淺東部深、南北淺中部深的特點，從而導(dǎo)致采礦權(quán)和關(guān)閉礦分布在西部的南北兩端，礦產(chǎn)地和探礦權(quán)分布在中東部廣大區(qū)域。

2 總體含煤特征

礦區(qū)主要含煤地層為下二疊統(tǒng)山西組（P1s）和上石炭統(tǒng)太原組（C3t）。山西組和太原組總計含煤12～20 層，其中發(fā)育最好的有5 層，分別是山西組2、3 號煤層和太原組9、10 和11 號煤層。

山西組地層形成于濱海沖積平原和三角洲平原，以陸相地層為主。地層總厚度18.47～72.18 m，平均厚度46.28 m；含煤3～6 層，其余為砂巖、泥巖、粉砂巖組成；煤層總厚4.96 m，含煤系數(shù)10.7%。

太原組形成于濱海平原過渡帶，是以過渡相地層為主的海陸交互相含煤地層。地層總厚度61.2～144.1 m，平均厚度106.33 m；含煤9～14 層，其余為砂巖、粉砂巖、泥巖、石灰?guī)r組成；煤層總厚7.12 m，含煤系數(shù)7.1%。

3 對比分析思路及方法

按單個小區(qū)塊進行評價時，各煤層的連續(xù)性和穩(wěn)定性較好；按礦區(qū)大尺度進行評價時，兩組煤層均呈現(xiàn)出分叉合并和尖滅變薄的特征，但具有漸變性和規(guī)律性。由于34 個采礦權(quán)和10 個關(guān)閉礦的勘探程度和地質(zhì)資料精度高，且面積范圍小，占總礦區(qū)的17%，煤層連續(xù)性對比相對簡單，因此主要采用33 個礦產(chǎn)地和3 個探礦權(quán)的384 個鉆孔資料進行煤層連續(xù)性對比分析研究，以10 號煤層為對比基準(zhǔn)，以特殊標(biāo)志層、煤層厚度及結(jié)構(gòu)、巖性組合等特征，進行連續(xù)剖面對比分析，最終展布在各煤層平面圖上，形成煤層各類圖件的基礎(chǔ)圖層。

4 各組煤層的對比分析成果

4.1 山西組2、3 號煤層

山西組2、3 號煤層對比分析如圖1 和表1 所示。山西組2 號煤層在礦區(qū)西部存在零星尖滅區(qū)，尖滅區(qū)外圍存在擴大的不可采區(qū)；可采區(qū)大面積分布，占礦區(qū)總面積的68%，總體上東部條件優(yōu)于西部；高值區(qū)位于中部和南部，厚度最大值為4.20 m；礦區(qū)東南部合并增厚為3 號煤層，面積443.16 km2。3 號煤層在礦區(qū)西南部存在尖滅區(qū)，外圍東部及西北部存在不可采區(qū)；可采區(qū)（含合并區(qū)） 位于中東部和北部，面積2 569.75 km2，呈集中連片分布，煤層厚度較為穩(wěn)定，開發(fā)利用和規(guī)劃條件較好。

表1 各煤層連續(xù)性分析成果Table 1 The continuity analysis results of each coal seams

圖1 2、3 號煤層連續(xù)性分析成果Fig.1 The continuity analysis results of No.2 and No.3 coal seams

4.2 太原組9、10 和11 號煤層

太原組9、10 和11 號煤層對比分析如圖2 和表1 所示。太原組9 號煤層在礦區(qū)中部和北部的局部為獨立煤層，呈分散狀，內(nèi)部存在不可采區(qū)；剩余大部分合并增厚為10 號煤層。10 號煤層為主煤層，接受9 號和15 號煤層合并，大部分為可采區(qū)（面積占93%），最大厚度9.86 m，僅北中部存在零星不可采區(qū)。11 號煤層獨立性較好，僅東南部局部合并增厚為10 號煤層，合并區(qū)面積僅占總礦區(qū)的3%。

5 結(jié) 論

本文基于霍東礦區(qū)內(nèi)33 個礦產(chǎn)地、3 個探礦權(quán)、34 個采礦權(quán)和10 個關(guān)閉礦的煤層數(shù)據(jù)，對山西組和太原組2 個含煤巖組煤層連續(xù)性進行了對比分析研究，主要研究結(jié)論如下。

（1） 從煤層連續(xù)性和煤厚來看，山西組2 號煤層在礦區(qū)東北部和西南角煤層條件稍好，3 號煤層?xùn)|部區(qū)域煤層條件優(yōu)越。總體上看，3 號煤層條件優(yōu)于2 號煤層，煤層合并區(qū)不大且具有一定趨勢，建議3 號煤層為開發(fā)利用和總體規(guī)劃的主力煤層。

（2） 太原組9 號和10 號煤層分叉合并特征較為復(fù)雜，層間距較小；10 號和11 號煤層分叉合并特征較為簡單，層間距較大。總體上看，10 號煤層條件優(yōu)于9 號和11 號煤層，建議10 號煤層為開發(fā)利用和總體規(guī)劃的主力煤層，且9 號和10 號煤層以合并開發(fā)為主。