鹤岗南矿区煤层新构想

【摘 要】通过对以往煤层对比方法的总结经验，针对靶区的煤层进行分析，探明该区的特殊岩段、特殊标志层，依此可以对煤层进行定案，从而对矿区的建矿、开采地提供了详实的、准确的地质资料。

【关键词】煤层；标志层；砾岩；凝灰岩

目的：鹤矿集团南山煤矿是一个年产300万吨以上的大型矿井，其资源已处于严重危机中，鹤矿集团选中峻德-兴安煤矿深部区做为其接替区。这一新区（南矿区）现以达到详查勘探地步，因而煤层对比准确程度对矿区今后的开采有着非常重要的意义。

煤层对比的正确与否关系到煤层层数和层位的确定，直接影响正确地判断构造，精确地计算储量和煤矿的合理开发。因此在煤田勘查过程中，煤层对比也是对煤炭资源评价的一项根本性工作。

由于同一煤层、标志层和煤组在煤岩特征和煤层结构、岩性、岩性的垂向组合以及成因上具有一定的相似性，他们测井响应曲线也具有一定的特殊性，是煤岩层对比的良好标志，完全可以作为对比依据。依此煤层对比大致可归为两大类：（1）根据含煤岩系的特点进行对比，如利用标志层、顶底板特征、古生物、岩性、岩相、旋回结构、重矿物电测曲线等特点；（2）根据煤层本身特点进行对比，如利用煤层厚度、夹矸、煤层结构、煤质、煤层群、煤层间距离的煤岩特征等。

1.标志层对比法

标志层的意义其实相当广泛，任何一种岩层或煤层，甚至夹矸都有可能成为某些对比的标志层。针对不同类型的标志层，进行相应的特征研究，掌握其自身显著特征才能有利于正确对比。

2.煤层物性―测井曲线对比方法

由于气候变化的周期性、区域性，所产生的沉积岩层在一定区域具有较好的等时性和侧向连续性，所以用测井曲线进行地层对比成为可能。

测井曲线是地下各种地质信息的综合反映，利用测井曲线进行地层对比，通常的方法是按照曲线在同一岩层或同一层段上的最大相似性原则进行的。采用的信息主要包括岩性特征、厚度特征、位置特征、曲线形态特征和邻层特征。煤系（煤层及其围岩）在电性、密度、自然放射性强度等物性参数及曲线形态上可能会存在差异，根据这些差异中的明显部分进行煤层对比是可靠的。

3.岩相旋回结构对比法

岩相旋回结构对比是根据含煤层建造本身的物理特征。分为粒度旋回和岩相旋回结构。这一方法需从研究煤层区域内的沉积规律和沉积相（体系）入手进行深入研究。旋回结构划分难度大，工作量大。

4.煤层间距对比法

煤层间距对比是利用各煤层间的大约间距进行对比的方法。这种方法研究使用的关键条件是所在研究区地质构造简单，地层（主要是煤层）比较稳定，层间距变化不大。较理想的地质环境较少，适用的条件难以达到，故而其对比精度低。

5.煤质煤岩特征对比方法

煤质煤岩特征对比是利用各煤层煤样化验资料，以煤质煤岩等相关参数为基础进行煤层对比的方法。常用的有灰分、全硫，其他如砷等微量元素参与煤层对比也有。这种方法对比可靠程度高，但取样多，测试多，通常情况下，对于区域内对比困难，模糊性强的少量煤层，与数学地质方法结合使用。

6.数学地质对比方法

是将部分比较适合地质特点的数学方法引入煤层对比中来，解决一些常规对比方法难以明确对比的方法。目前为止主要有四种方法，分别是判别分析法，灰色系统，模糊数学，神经网络。

7.其他对比法

比如煤层厚度，煤层群、顶底板岩性等对比方法。

本次对比主要以测井曲线、标志层、特殊岩段为基础，结合煤层本身特点（如厚度、结构）、层间距、煤层群和顶底板岩性综合对比。

下面以17号、23号煤在走向剖面来说明煤层在横向方向上的特点（如图1）：

从图上看17号煤层属特厚煤层（这是判断17号煤层的第一个标志），其底板普遍发育一层厚约2-4米左右的灰褐色凝灰质砂岩（JX09-4孔实见），从图上可以看出凝灰岩在HGG曲线呈明显的低幅值，HG呈高幅值，DLW呈明显的低异常 （这是判断17号煤层的第二个标志）。从13线JX09-9可以看出煤层结构较简单，往南，北均出现5-7个夹层，煤层结构复杂，在兴安14线以南分为17-1，17-2两分层，总厚度2.16-15.45米，平均为9.06米。17煤在HGG呈明显的高异常，HG呈明显低异常，曲线基部较清楚，界面清晰，幅值高，峰值分叉明显、参差不齐半幅值基本与煤层的顶底界面一致。从这可看出17煤成煤时期较长，在成煤过程中存在多次地壳振荡，导致成煤作用短暂终止，形成多层夹矸或炭质页岩（这是判断17号煤层的第三个标志）。

23号煤层属中厚-厚煤层，厚0.37-6.06米，一般3.18米，煤层结构单一。从13线可看出23煤层结构简单，往南、北两侧煤层逐渐加厚，变复杂，出现夹石和炭页。这与17煤基本相似。从曲线上可看出HGG呈明显的高异常，HG呈明显低异常，曲线基部清楚，界面清晰，幅值高，半幅值基本与煤层的顶底界面一致。

在纵向上看，结合鹤岗煤田沉积特点有以下规律（如图2）：本区可采和局部可采19个煤层，其中全区普遍发育的有2个煤层（17、23），大部可采3个（21、22-1、22-2）局部可采14个煤层（3、9、11、12、18、24、25、26、27-1、27-2、28、30、33）不可采6个煤层（7、13、15、34、35、36）。

本区第一层煤3号煤层顶部55米处有一层南岭砾岩；11号煤层顶板为厚层河床相含砾粗砂岩，32号煤下30-40米处有一层含砾或含砾粗砂岩，砾径3-5cm，由花岗岩、粗面岩和石英岩组成，磨圆度3-4级，这一标准的河床相堆积（称北大岭岩段）是对比下部煤层的重要标志；36号层下部发育一层20-40米砾岩，不整合在古老片麻岩、片岩、花岗岩之上。

本区9号煤顶板或底板普遍发育一层1.0m左右浅褐色或暗灰色凝灰岩；12号与13号煤之间普遍发育一层1.5-2.4m左右浅绿色或棕色凝灰岩；17号煤底板普遍发育一层4.0m左右灰白色凝灰角砾岩；24号煤底板普遍发育一层1.0m左右灰褐色凝灰岩或凝灰质砂岩；27号层之间夹有一层3.0-4.0m凝灰岩或凝灰质粉砂岩；30号煤下部有一夹层0.15-0.36m左右浅褐色凝灰岩。

总而言之，通过分析南矿区煤层和与峻德、兴安煤层对比可得如下结论：

（1）下部煤层34、35在峻德、兴安大部可采或局部可采，在南矿区为全区不可采，中部煤层7、13、15、31在南矿区为全区不可采。

（2）南矿区煤层在横向上煤层以13线为基点，向两侧渐变复杂，出现增厚现象，说明成煤时期长，成煤过程中存在多次地壳振荡，造成多层夹矸或炭质页岩，甚至多个煤分层； 在纵向上有四层砾岩或含砾砂岩，六层凝灰岩或凝灰质粉砂岩，这些标志层对分析这一地区的煤层对比起到了关键性的作用。我们可以以这些为切入点，分孔进行对比，在由孔到线，由线到面，由面到立体组合，形成空间网络，这样在地下较大范围内控制了煤层的走向、倾向、倾角，对矿区的开采提供了详实的、准确的地质资料，这也是我们广大科技人员不解努力的方向。

【参考文献】

[1]峻德矿，兴安矿地质报告.

[2]危机矿山报告.

[3]煤田地质.