二1煤层

二1煤层（精选九篇）

二1煤层 篇1

1煤系地层及构造特征

该区地层属华北地层区、豫西地层分区、渑池—确山小区。区域地层走向为北东向, 倾向南东, 由老至新依次为中元古界汝阳群、新元古界洛峪群, 古生界寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系, 中生界三叠系, 新生界新近系及第四系。石炭统本溪组 (C2b) 与下伏中奥陶统马家沟组为平行不整合接触, 新生界不整合于下伏地层之上, 由西到东逐渐增厚, 地貌由丘陵过渡为冲积平原。其中石炭—二叠系是区内最主要的含煤地层。构造以褶皱和断裂为主。褶皱有陕新背斜、新安向斜、土古洞背斜、铁门向斜。区域断层按走向分为北西、北东、近东西向和近南北向4组。主要断层有:石井河断层、许村—香坊沟断层、龙潭沟断层、省磺矿断层、马窑—祖师庙断层。

2煤层特征

根据新安煤田正村煤矿资料, 煤层倾角10～13°。含煤地层由老至新依次为太原组、山西组、石盒子组, 总厚度575.15 m, 划分为8个煤段, 含煤30层, 煤层总厚6.75 m, 含煤系数1.17%。全区仅二1煤层为全区可采, 其他煤层属不可采或局部可采。可采煤层厚3.65 m, 可采含煤系数0.63%。

(1) 全区可采煤层为二1煤层, 赋存于山西组下部, 上距砂锅窑砂岩78.40m, 下距 L7灰岩16.69 m。

煤层结构较简单, 一般夹矸层数1～3层, 最多达8层。夹矸单层厚0.04～1.54 m, 平均0.49 m。夹矸岩性为黑色砂质泥岩、泥岩或炭质泥岩。二1煤层底板为灰及深灰色粉砂岩或细粒砂岩, 夹黑色泥质条带, 其直接顶板多为炭质泥岩、泥岩、砂质泥岩, 部分地段为细、中粒砂岩 (大占砂岩) 。煤层顶板平整, 底板有起伏现象。由于顶板平整、底板起伏, 致使煤层厚度发生变化, 底板下凹处煤层变厚, 底板上凸处则煤厚变薄乃至尖灭。

(2) 局部可采煤层有3层, 即一1、二2和二4煤层。

①一1煤层:位于太原组底部, 顶板为太原组生物碎屑灰岩, 底板为本溪组铝土质黏土岩或铝土岩。属较稳定型煤, 煤层厚度0.22～2.07 m, 平均0.89 m, 煤层结构简单, 偶含夹矸1～2层, 厚0.14～1.55 m。为块状无烟煤。②二2煤层:赋存于山西组中下部, 夹于砂质泥岩、泥岩之中, 下距二1煤层约15 m, 上距砂锅窑砂岩54 m, 煤层厚0.50～8.50 m, 一般厚0.64～1.35 m, 煤层结构简单, 分布不稳定, 局部含夹矸1层。③二4煤层:位于山西组上部, 夹于砂质泥岩、小紫泥岩之中, 煤厚一般为0.24～3.20 m, 煤层结构复杂, 有分叉现象, 属不稳定的局部可采煤层。

3煤质

二1煤层为灰黑色, 条痕黑灰色, 具玻璃光泽, 多呈粉状产出, 结构疏松, 属构造煤类。煤岩类型属半亮型煤。煤的视密度平均为1.39 t/m3, 真密度测试结果为1.50 t/m3。据显微定量结果, 煤中有机组分平均为90.8%, 其中镜质组73.1%, 半镜质组15.8%, 半丝质组1.3%, 丝质组0.6%;无机组分占9.2%, 其中大部分为黏土矿物, 含量达7.4%, 占无机组分总量的90%。镜煤最大反射率平均为2.30%。二1煤层原煤灰分 (Ad) 产率平均为18.39%。灰熔融软化温度 (ST) 1 280 ℃, 属高熔融灰分。原煤全硫 (St, d) 1.79%。磷、砷含量较低, 磷平均为0.017%, 砷含量平均为0.7×10-6～2.2×10-6。原煤挥发分 (Vdaf) 平均15.87%。二1煤层干燥基恒容高位发热量 (Qgr, v, d) 为28.76～28.90 MJ/kg, 属高热值煤。依据GB 5751—86《中国煤炭分类国家标准》二1煤层应属低中灰、 中硫、低磷、高熔融性粉状贫煤, 属非炼焦用煤。

4瓦斯

底板标高+150～+25 m 水平的二1煤层, 瓦斯涌出量为10～15 m3/t;+25～-200 m水平的二1煤层, 瓦斯涌出量为15～25 m3/t, 应属高瓦斯煤层。二1煤层煤尘具有爆炸危险性。为防止瓦斯集聚, 开采中还应注意监测和通风。二1煤层属不易自燃煤层。地温梯度值1.76～2.37 ℃/hm, 平均地温梯度值2.03 ℃/hm, 属于正常增温地区。二1煤层底板温度的变化基本上随煤层埋藏深度的增加而增大。二1煤层底板标高-300 m水平以深, 可能会出现因地温梯度增高而形成的一级热害区。

5煤层厚度变化特征

新安煤田含煤地层为石炭—二叠系, 其中普遍可采1层 (二1煤) , 局部可采3层 (一1、二2、二4) , 主要煤种为烟煤, 其中含少量焦煤。二1煤层赋存于二叠系下统山西组大占砂岩下, 上距砂锅窑砂岩60～70 m, 下距L7灰岩12～20 m, 层位稳定。据钻孔及井巷工程揭露, 煤厚0.26～18.88 m, 平均4.22 m。

(1) 新安煤田煤层厚度变化大。

据井田内勘探钻孔揭露的煤厚资料统计, 煤厚变化在 0～18.88 m之间, 平均煤厚4.22 m。其中, 煤厚<1.5 m 的比例较高, 达24%;煤厚>9.0 m的较少;煤厚基本稳定在1.5～ 6.0 m, 占54%。煤层变异系数89.6%, 可采指数0.84, 该区煤层属不稳定煤层。新安煤田煤层变化较大, 为叙述方便将其分为3个区片:铁门片、北冶片和狂口片。①铁门片 (铁门镇东南煤层) 煤层最薄0.02 m, 最厚可达9.01 m, 平均4.00 m。据江村—南李村—郁山井田资料, 二1煤层沿倾向和走向均有突然增厚或变薄现象, 煤层结构简单, 一般不含夹矸, 局部含矸1层, 矸厚0.06～0.55 m, 岩性多为泥岩或炭质泥岩。②北冶片 (指铁门镇东北—北冶东部煤层) 煤层厚0～18.88 m, 平均厚4.32 m, 结构复杂, 含矸0～5层。③狂口片 (北冶北部煤层) 煤层厚0～5.91 m, 结构简单, 含夹矸2～3层, 厚0.2～0.3 m。局部缺失。煤层顶板为大占砂岩或砂质泥岩, 底板为细砂岩或砂质泥岩。

煤层沿走向和倾向均有较大的变化。主要表现为厚、薄煤带相间分布, 煤厚局部呈突变关系, 煤层整体上呈似层状、藕节状或透镜状, 倾向表现尤其明显。在走向上, 井田中部煤层厚度变化较大, 东部、西部变化较小;在倾向上, 由浅部到深部, 煤厚变化由不稳定到稳定, 厚薄煤带相间分布。 总体为西部厚、东部薄、北部厚、南部薄。

(2) 新安煤田煤厚变化主要受以下因素影响:

①沉积环境是决定二1煤层厚度的前提条件。②山西组二1 煤层段岩层沉积过程中, 由于沉降的不均衡性, 形成次级的隆起和拗陷, 因拗陷区比隆起区先进入泥炭沼泽化阶段, 且持续的时间长, 故形成了较厚的煤层。③塑性的二1煤层在区内厚度最大, 且赋存于刚性的大占砂岩和L7灰岩层间, 在印支、燕山构造运动的应力作用下, 产生对应于构造形式的塑性流变, 原生结构被破坏, 原始厚度被改变, 有利地段形成厚煤带, 反之, 形成薄煤带。

6结语

新安煤田二1煤层为低中灰、 中硫、低磷、高熔融性粉状贫煤, 属非炼焦用煤;属高瓦斯煤层, 为防止瓦斯集聚, 开采中也应注意监测和通风;属煤尘有爆炸危险性的煤层;属不易自燃煤层;属正常增温地区, 但当二1煤层底板标高-300 m水平以深, 可能会出现因地温梯度增高而形成的一级热害区。二1煤层厚度在区内变化较大, 这是多种因素制约的结果, 但影响该区煤层厚度的主要因素是原始沉积环境和后期构造。

摘要：对新安煤田煤系地层及构造特征、煤层特征进行了分析与归纳, 阐述了二1煤的煤层、煤质、瓦斯、煤层厚度变化特征及影响厚度变化的因素。上述分析对该区区内找煤、煤矿生产开采以及煤矿开采过程中瓦斯、煤尘、地热等灾害防治工作有较大的借鉴、参考意义。

二1煤层 篇2

云盖山煤矿二1煤层厚度变化特征及成因分析

通过对云盖山煤矿一矿煤田二1煤层的沉积环境、聚煤特征、发育情况以及后期地质变化等因素的研究,详细分析了二1煤层分布、厚度变化特征和影响二1煤层分布及厚度变化的主要因素,分析结果表明:二1煤层厚度变化大的主因是原生沉积因素和后期构造形变的`相互作用,该研究对矿井的开拓布置、煤炭生产具有较大的指导作用.

作 者：李潮洋 赵少亭 作者单位：河南永锦能源有限公司,云盖山煤矿一矿,河南,禹州,461670刊 名：中州煤炭英文刊名：ZHONGZHOU COAL年，卷(期)：“”(6)分类号：P613关键词：煤层厚度 沉积环境 构造形变 聚煤特征

二1煤层 篇3

摘要：本次揭煤利用揭煤点上部20米已有巷道－掘进煤翻车机峒室的有利条件提前施工测压钻孔及排放钻孔，在掘进煤翻车机硐室打2个穿透13-1煤层的测压钻孔，之后在掘进煤翻车机硐室向揭煤区域施工27个排放钻孔，提前释放瓦斯。在中央胶带机斜巷掘至13-1煤层法距3米时停头刷斜面，斜面施工结束后进行防突效果检验，效检结果为:Δh2max=100<200Pa，qmax=2.13<4.00L/min，均小于临界值，采取深孔松动爆破一次揭开13-1煤层。在施工钻孔的时候不影响中央胶带机下段的正常掘进，大大缩短了揭煤的准备时间，为该巷与中央胶带机尾部联巷贯通及强力皮带安装赢得了宝贵时间，实际缩短揭煤工期一个月，经济效益十分明显。

关键词：快速揭煤

1 揭煤前的准备工作

中央胶带机斜巷下段施工时，由地质部门做好预测，准确掌握中央胶带机斜巷与13-1煤层的距离，由于掘进煤翻车机硐室在中央胶带机斜巷13-1煤层的揭煤点的正上方，垂距20米，所以选择在掘进煤翻车机硐室施工测压钻孔与瓦斯排放钻孔，这样即可以施工钻孔也不影响掘进作业，经过打2个穿透13-1煤层的探煤测压钻孔(测得水气混合压力最高4.22MPa)，进一步确定13-1煤层的位置，之后同样在掘进煤翻车机硐室开始施工27个排放钻孔，均匀布置在中央胶带机斜巷揭煤地点，控制揭煤地点巷道轮廓线3米的范围，排放孔终孔间距为2米。

2 防治突出措施效果检验

在采取防突措施之后，中央胶带机斜巷掘至13-1煤层法距3米时停头将迎头刷成与13－1煤层平行的斜面。斜面施工结束后进行防突效检，效检钻孔在工作面迎头布置4个，控制在巷道轮廓线外2米的范围之内，防突效检使用钻屑指标法进行检验，使用MD-2瓦斯解吸仪测定钻屑解吸指标Δh2值，使用JN－2型胶囊封孔器与ZLD－2多级流量计测定钻孔瓦斯涌出初速度q值，（根据防突细则，Δh2临界值取200pa，q临界值取4.0L/min）。实测结果为:Δh2max=100<200Pa，qmax=2.13<4.00L/min，均小于临界值，见下表1：

3 深孔松动爆破揭煤

在完善通风系统、安全防护措施到位后，采取深孔松动爆破，成功揭开13-1煤层。松动爆破孔，逐个施工，逐个装药。装药全过程均由放炮队长负责，通风技术人员跟班。爆破药卷采用直径42mm，长1000mm的深孔松动爆破控制专用药管，每个钻孔在煤层段装药，即装药长度等于煤层段长度，为保证爆破效果，每个炮眼用两发一段毫秒电雷管和放炮用的胶质线做两个炮头，并用绝缘胶带缠紧，防止短路和断路。装药采用正向装药方式。起爆方式：孔外两发雷管的胶质线并联，7个孔间串联网路起爆。由于炮孔内有煤渣，在装药前要进行探孔，探孔用专用探孔管进行，在探孔管刚拨出时，立即将专用药管按其自身螺纹一管一管对接地装入炮孔中，注意母线附于管壁侧面，并用胶带固定，以防药管与孔壁的摩擦使雷管脚线脱落。若无法装入，则必须用钻杆透孔，或用压风扫孔。装药完毕后，采用安徽理工大研制的专用压风注料罐将略潮的5mm以下粒径的土料压入孔内。封孔长度为岩石段长度，即药管以外部分全部封实。爆破钻孔共布置16个，孔径60mm，总孔长324m，炸药量计96kg。

4 揭煤瓦斯情况

云顶煤业二1煤层瓦斯地质规律研究 篇4

云顶煤矿位于洛阳市新安县城北15km的石寺镇境内, 属新安煤田西翼浅部矿井之一。矿井采用斜立井混合开拓方式。主井净直径5m, 深度555.5m;副井净直径5m, 深549m。全井田共划分为六个采区, 其中, -6m水平上山采区两个, -100m水平上山采区两个, 下山采区两个。首采区为-6m水平东翼南三采区[1]。2008年1月河南理工大学煤矿安全工程技术研究中心, 对南三采区二1煤层瓦斯突出危险性进行了鉴定。鉴定结果为:南三采区二1煤层无突出危险性, 为非突出煤层[3]。

井田内煤系地层为石炭二迭系。其中, 二迭系山西组底部发育的二1煤为本区唯一的普遍可采煤层。该煤层厚度较大, 且在短距离内变化也大, 煤层倾角较平缓, 基本属于缓倾斜煤层。直接顶板为炭质泥岩、泥岩、砂质泥岩, 间接顶板为灰色厚层状中粒砂岩。底板以粉砂岩为主, 有时相变为泥岩或细粒砂岩。

2井田地质构造特征研究

云顶煤矿位于新安向斜的北翼, 总体构造形态为一单斜构造, 走向NE, 倾向SE, 倾角5°～10°。该井田构造小断层以正断层为主, 倾角较大。局部发育小褶曲, 使煤层局部变薄或增厚。所在的新安煤田位于华北板块南缘, 华熊台缘坳陷的渑池—确山拗陷褶断束北西部。区域内发育较大的褶曲构造为新安向斜, 断裂构造主要为一组北西—南东向或近东西向的张性断裂。新安向斜北翼地层倾角平缓, 一般6～14°, 地层出露完整。井田构造形态总体为一走向北东、倾向南东的单斜构造, 地层倾角一般5～10°;断裂构造以正断层为主, 均位于井田北部和西部边界。本区无岩浆活动, 构造复杂类型为简单型。

3矿井瓦斯地质规律研究

3.1 断层、褶皱构造对瓦斯赋存的影响

云顶煤矿位于新安向斜的西北翼, 总体构造形态为一单斜构造, 走向NE, 倾向SE, 倾角5～10°。井田构造比较简单, 小断层以正断层为主, 倾角大于50°, 逆断层较少, , 局部发育小褶曲, 使煤层局部变薄或增厚, 一般对瓦斯赋存影响不大。

3.2 顶、底板岩性对瓦斯赋存的影响

云顶煤矿二1煤层层位稳定, 顶板为细～中粒砂岩, 局部伪顶为炭质页岩, 老顶为厚层状细～中粒长石石英砂岩 (大占砂岩) ;底板为砂岩或泥岩、页岩。煤层结构简单, 一般含夹矸0～2层, 厚0.1～0.3m。总体来说, 二1煤层顶底板有利于瓦斯的逸散。

3.3 煤层埋深及上覆基岩厚度对瓦斯赋存的影响

(1) 煤层埋深对瓦斯赋存的影响

云顶煤矿目前测定的瓦斯含量数据缺乏。2007年矿方曾委托河南理工大学对南三采区二1煤层瓦斯突出危险性进行鉴定, 其中有三组瓦斯压力数据可靠, 因而可采用《煤矿瓦斯抽采基本指标AQ 1026-2006》规定的b) 法计算瓦斯含量值, 其计算公式为

undefined (3-1)

式中 W——煤层瓦斯含量, m3/t;

a, b——吸附常数;

P——煤层绝对瓦斯压力, MPa;

Ad——煤的灰分, %;

Mad——煤的水分, %;

π——煤的孔隙率, m3/m3:

γ——煤的容重 (假比重) , t/m3。

利用瓦斯压力计算瓦斯含量结果见表1。

跟据现有的瓦斯含量资料, 绘制二1煤层瓦斯含量与埋深关系散点图 (图1所示) 。

(2) 煤层上覆基岩厚度对瓦斯赋存的影响

煤层上覆基岩厚度为煤层埋藏深度减去第四系地层沉积厚度。第四系地层主要为黄土层, 一般分布于地表, 胶结性不好, 孔隙度大, 连通性好, 容易释放瓦斯。由于第四系松散沉积物易于搬运, 厚度变化较大, 这就造成煤层上覆地层垂向上变化较大。在第四纪松散沉积厚度较小、垂向差异不大的矿井, 上覆基岩厚度对瓦斯的影响比较小。井田内第四系厚度分布变化不大, 因此, 基岩厚度与煤层埋深对煤层的瓦斯赋存影响具有对应性。

3.4 水文地质条件对瓦斯赋存的影响

本矿床为充水裂隙充水矿床, 充水方式为顶板直接充水或底板直接充水, 该矿水文地质条件属简单～中等类型, 即东翼浅部水文地质条件简单, 西翼深部水文地质条件中等。井田含水量不大, 径流, 排泄条件均较好, 有利于瓦斯的逸散, 本井田水文地质条件对瓦斯赋存影响较小。

3.5 瓦斯含量分布及预测研究

通过分析可知, 煤层埋深对二1煤层瓦斯含量影响较大。根据二1煤层的测定结果及煤层瓦斯含量与埋深关系散点图, 可知二1煤层的瓦斯分布规律为:

二1煤层含气量与煤层埋藏深度之间离散性良好, 总体上瓦斯含量具有随埋深增加而加大的趋势, 两者之间遵循式 (3-2) 所示的统计关系:

X=0.023H-6.021 (3-2)

式中:

X——煤层瓦斯含量, m3/t;

H——煤层埋藏深度, m。

由以上分析, 利用二1煤层埋深与瓦斯含量的回归关系预测煤层瓦斯含量, 二1煤层瓦斯含量梯度达2.20m3/t/100m。依据矿井初步设计, 二1煤层埋深约在320-600m之间[4], 由式 (3-2) 可得不同的埋深所对应的瓦斯含量为:煤层埋深392m处的瓦斯含量趋势值是3m3/t;煤层埋深436m处的瓦斯含量趋势值是4m3/t;煤层埋深479m处的瓦斯含量趋势值是5m3/t;煤层埋深523m处的瓦斯含量趋势值是6m3/t;煤层埋深566m处的瓦斯含量趋势值是7m3/t。

4煤与瓦斯区域突出危险性预测

4.1 单项指标、综合指标测定结果

根据云顶煤矿二1煤层南三采区回风上山、胶带上山、东轨道石门及副立井底测定的有关突出危险性指标, 结合煤层瓦斯基础参数, 计算得出云顶煤矿二1煤层各测定地点的突出危险性单项指标、综合指标如表2, 表3所示。

4.2 煤与瓦斯突出危险性分析

在4个测定地点, 埋深小于570m, 二1煤层的破坏类型取Ⅴ类, 坚固性系数f=0.10～0.40, 瓦斯放散初速度指标△P=17～18, 瓦斯压力0.32～0.63MPa, 单项预测指标未全部超过临界值;综合指标D=-15.435～-1.939, K=42.5～180, 指标未全部超过临界值。因此, 根据单项指标和综合指标鉴定结果, 在南三采区回风上山统尺400m、480m和925m处及副立井底4个测定地点, 不具有瓦斯突出危险性。进而预测井田南三采区二1煤层无煤与瓦斯突出危险性。

5结论

(1) 研究了矿井瓦斯地质规律

新安煤田位于华北板块南缘, 华熊台缘拗陷的渑池—确山陷褶断束北西部。从地质构造、顶底板岩性、煤层埋深、水文地质等因素进行分析, 研究各因素对瓦斯赋存的影响。矿井煤层瓦斯含量整体上随煤层埋深增加而增大。二1煤层瓦斯含量与埋深的数学模型为:X=0.021H-5.1232。

(2) 煤与瓦斯区域突出危险性预测

根据预测地点各项已知参数, 计算出了各点单项指标和综合指标。由结果可知, 各项预测指标均未全部超过临界值, 井田南三采区二1煤层无煤与瓦斯突出危险性。

摘要：本文根据云顶煤矿的井田地质构造特征, 对各因素对二1煤层瓦斯赋存的影响进行分析, 得出煤层埋深对二1煤层瓦斯赋存的影响较大, 并以此预测了二1煤层瓦斯含量。通过计算云顶煤矿二1煤层各测定地点的突出危险性单项指标、综合指标, 得出井田南三采区二1煤层无煤与瓦斯突出危险性的结论, 对云顶煤矿二1煤层的瓦斯治理具有指导作用。

关键词：瓦斯赋存,地质规律,构造特征,突出危险

参考文献

[1]洛阳新安电力集团渠里煤矿改扩建工程建井地质报告, 中煤三建三十工程处, 2008.3.

[2]新安渠里煤矿矿井水文地质报告, 河南省煤田地质局物探测量队.

[3]洛阳新安电力集团渠里煤矿改扩建工程煤与瓦斯突出矿井鉴定报告, 河南理工大学, 2008.1.

[4]洛阳新安电力集团渠里煤矿改扩建初步设计安全专篇说明书, 煤炭工业部郑州设计研究院, 2005.7.

[5]王佑安, 《煤矿安全手册》第二篇《矿井瓦斯防治》, 煤炭工业出版社, 1997.

[6]国家煤矿安全监察局, 《煤矿安全规程》, 煤炭工业出版社, 2010.

[7]焦作矿业学院瓦斯地质研究室.瓦斯地质概率[M].北京:煤炭工业出版社, 1990

[8]周世宁, 林柏泉.煤层瓦斯赋存与流动理论[M].北京:煤炭工业出版社, 1999.

二1煤层 篇5

关键词：二1煤层,嵩山井田,煤厚变化,煤层稳定性,找煤

嵩山井田位于偃师市南约21 km。地理坐标为:东经112°46′13″~112°56′36″,北纬34°32′19″~34°34′33″。属偃龙煤田的一部分,东与瑶岭井田以嵩山断层为界,西与郭村井田衔接,东西长约14 km,南北宽2~3 km,面积约30 km2。

1 区内二1煤层厚度变化特征

1.1 赋存状况

二1煤层赋存于二叠系下统山西组下部。底板岩性主要为黑色、深灰色泥岩、砂质泥岩及炭质泥岩,常含大量的植物化石碎片及根部化石。直接顶板为深灰色泥岩、砂质泥岩,基本顶为中细粒岩屑石英砂岩(俗称大占砂岩Sd)。结构简单,偶含1~2层夹矸。

1.2 煤层稳定性统计

统计区内穿过二1煤层层位点数142个,其中见煤点数138个,可采点数122个,煤厚两极值0,15.50 m,平均煤厚3.74 m,标准差值为2.54,变异系数68%,可采性指数86%,不稳定指数为4.05。综合上述指标,二1煤层属较稳定—不稳定类型。从二1煤层厚度分级统计来看:煤厚值多集中在1.31~8.00 m之间,占总点数的77.5%(表1)。

1.3 煤厚变化规律

统计资料表明,区内无论沿走向或倾向,二1煤层均呈薄、厚相间分布。从图1分析,井田西部即60线以西薄、厚煤带呈NW向展布,与该处二1煤层下存在一潮道砂体展布方向基本一致,远离潮道砂体煤层逐渐变厚。东部嵩山断层伴生的东峪沟向斜较陡一翼分布近NW向的薄煤带,远离断层,煤层逐渐变厚,薄、厚煤带展布方向与嵩山断层走向、东峪沟向斜轴走向基本一致。南部嵩山滑动构造的前缘部位(即滑动构造的破碎带附近)分布一个与滑动构造走向一致的薄煤带,该地段已废。夹沟煤矿井下揭露煤层普遍较薄及焦村煤矿夹沟分矿所采西翼煤层多不可采,均说明了这个问题。

2 影响二1煤层厚度变化的主要因素

2.1 聚煤环境的影响

区内二1煤层是在海湾逐渐被充填所形成的广阔滨海平原基础上发育而来的。因此,古沉积环境是决定二1煤层原生厚度变化的前提条件和基本因素。尽管二1煤泥炭堆积的基底经历了潮坪的夷平作用,但陆源碎屑供给速度的不均衡性,致使受潮水影响的古地貌局部有幅度不大的起伏,基底的凸凹不平造成泥炭堆积的厚薄不均;由砂坪、混合坪、泥坪基础上发育而来的煤层一般都较稳定,厚度相应较大,但不同的亚环境对煤层厚度也有影响,如混合坪、泥坪基础上发育起来的泥炭沼泽所形成的煤层比砂坪形成的厚等,这都是局部的影响。总的来说,潮坪环境利于成煤,而该区二1煤层基本处于这种利于成煤的环境之上,只有在49~57线之间,由于晚石炭世晚期发育了呈NW向展布的潮道砂体沉积,废弃潮道之上潮坪环境的形成要晚于周围稳定的碳酸盐台地之上潮坪环境的形成,从而影响了其上泥炭沼泽的发育,泥炭层相应堆积较薄,最终形成的二1煤层也普遍较薄。远离潮道砂体的碳酸盐台地环境相对稳定,较早地形成了潮坪沉积,从而给泥炭层的发育创造了条件,成煤时间相对较长,煤层相对也较厚。在潮道砂体附近,统计了42个钻孔的煤厚资料,其中不可采点20个,占47.6%,且不可采点、薄煤点多分布在潮道砂体之上。潮道砂体之上偶尔出现厚煤点,这与局部亚环境有关。

2.2 后期构造的影响

印支期构造控制了二1煤层总体形态呈东西向展布,到了燕山早期,由于受NW—SE向挤压应力作用,导致了一期强烈的构造变形,在嵩箕区发育了NW向左行平移断裂系,分割了煤层空间展布的连续性,同时使煤层的赋存形态由原来的EW向,局部发生了偏转呈NW向或NNW向。喜山期的滑动构造对煤层又起了重要的改造作用,使煤厚重新排序。

综上所述,由于NW向断裂的剪切扭动及重力滑动构造的叠加作用,使厚度较大的山西组二1煤层产生了层间滑动效应,形成了构造煤,煤层结构遭破坏,煤层短距离增厚变薄现象普遍,这均是在构造应力作用下煤层遭受剪切推挤发生流变的结果,导致煤层厚度的重新调整。

这几期构造在区内表现突出,主要构造形迹表现为正断层,即区以北的首阳山EW向正断层,东部的NW向高角度正断层(嵩山断层)。其次为嵩山滑动构造。它们都不同程度地影响着二1煤层厚度的变化。由于区内二1煤层厚度大,煤岩组分以凝胶化组份为主,丝炭化组份少,具有较大的塑性,且其夹在两层相对较硬的岩石即大占砂岩与L7灰岩之间,在构造应力作用下发生强烈流变,原生结构遭到破坏,呈粉状、粒状或鳞片状。由于二1煤层各处顶、底有差异,从而造成变形程度不一,二1煤层不仅发生了形变,而且形成了具有一定方向的煤层增厚变薄带。

(1)嵩山断层的影响。

嵩山断层为NW向高角度正断层,属张扭性质,断层两侧的一系列派生构造表明,该张扭性断层产生以后,结构面性质发生了变化,显示压扭性质,从而使嵩山断层呈左行扭动。伴随着嵩山断层的形成,在断层西侧形成了东峪沟向斜,煤层在NW—SE向压应力作用下,由两翼向轴部迁移,但由于向斜的不对称性(即北东翼陡,西南翼缓),致使厚煤带偏向缓倾斜翼一侧,而位于北西向断裂旁侧的向斜较陡一翼煤层较薄,出现了无煤区或薄煤区。远离向斜轴,煤层由薄逐渐变厚。但薄、厚煤带方向基本上与构造线一致。

(2)嵩山滑动构造的影响。

嵩山滑动构造东界嵩山断层,西至60勘探线,浅部:西部位于二1煤层露头附近,向东距二1煤层露头渐远,深部在副6406—7212—7705一线通过,走向长约10 km,倾向宽1.2~2.0 km,面积约15 km2,嵩山滑体的主滑面(H1)赋存于60勘探线至嵩山断层之间的二1煤层之上,组成滑体的地层主要为山西组中、上部至平顶山砂岩间的一套地层。主滑面是嵩山滑体滑动时形成的滑体与底盘的接触面,所形成的断层破碎带厚度为1.10~16.19 m,平均5.41 m。地层缺失35~290 m。滑面倾向上的形态:深部以类似高角度正断层的形式出现,中间段较平直,多顺层面滑动,向浅部滑面有微向上翘的趋势。滑面的平直段位于山西组中部至下石盒子组的下部地层内,向浅部个别地段铲失了二2煤层,逼近二1煤层。滑面形态在走向上呈波浪状,总体形态东北部高,向西南具逐渐切割加深之特征。统计区南部钻孔煤厚资料,不可采点多分布在滑动构造的前缘部位即破碎带内,这就充分说明滑面距二1煤层越近,滑体在运移过程中对煤层的压应力就越大,由于煤层的塑性,就向受挤压应力小的方向移动,最终导致在滑动构造的前缘部位煤层普遍较薄,且薄煤带走向与滑动构造走向一致,相应远离滑动构造的前缘,即在其影响带和正常带内,由于煤层距滑面相对较远,因而受挤压应力作用亦较小,煤层厚度相对稳定。厚煤带呈近EW向展布。当然,滑体运移过程不是连续的,从而对煤层的挤压应力也不均匀,这就导致局部地段会出现较为零散的不可采点或特厚煤点。

3 结语

(1)聚煤环境对二1煤层厚度影响较大,直接影响了二1煤层的原生厚度,在稳定的碳酸盐台地基础上发育起来的潮坪、泥炭沼泽所形成的煤层较厚,而在废弃潮道之上发育起来的潮坪、泥炭沼泽所形成的煤层较薄。后期构造改变了二1煤层的原生结构,制约着煤厚的变化,区内二1煤层发生的塑性流变是印支期的南北向挤压、燕山早期的NW向剪切平移及喜山期的滑动构造叠加作用的结果。

(2)井田内二1煤层虽然经历了多期构造的叠加作用,但具明显的规律性,井田中北部煤层普遍较厚,呈EW或NW向;井田南部即滑动构造的前缘部位,煤层相应较薄,向北于滑动构造的影响带、正常带煤层逐渐变厚,且薄、厚煤带呈EW向展布;东部嵩山断层附近薄、厚煤带呈NW向展布。在井田的西部分布一个近NW向展布的薄煤带,与其下废弃潮道砂体展布方向一致。

二1煤层 篇6

1 二1煤层发育情况

云盖山煤矿一矿井田二1煤层位于二叠系山西组中下部, 厚度0～14.05 m, 平均3.78 m, 煤层结构简单, 局部偶见一层或数层薄而不稳定的炭质泥岩或深灰色泥岩夹矸, 煤层厚度变化较大, 呈厚薄相间的复煤包体, 具有突然增厚、变薄以至尖灭、挤灭现象。煤层厚度方差3.13, 变异系数72%。煤类为贫瘦煤, 属全区基本可采较稳定型厚煤层。

2 山西组的沉积环境和聚煤特征

山西组的沉积环境是在太原组陆表海发生全面海退的基础上发展起来的。太原组顶部海相黑色泥岩, 偶见小个体的腕足类化石和破碎的海百合茎化石, 具水平层理, 为弱还原环境下的半咸水沉积, 标志着沉积环境已由晚石炭世末的开阔的陆表海转变成半闭塞的海湾。该组下段向上粒度变粗, 由灰黑色泥岩、粉砂岩与灰白色的细砂岩的微薄互层过渡至灰白色的细砂岩夹灰黑色泥质压扁体, 沉积构造相应由水平层理向上逐渐过渡为透镜状、缓波状层理、薄的互层层理以至压扁层理, 有垂直和倾斜的生物潜穴和斑状生物搅动构造, 含少量小的瘤状菱铁质结核, 具大量的植物化石碎屑, 其厚度一般为5～10 m。该套沉积物属于典型的海退潮坪沉积, 是海湾被充填的标志。

二1煤发育在海退末期, 泥炭层堆积在海湾潮坪基础上发育的陆地森林沼泽中, 堤滩沙不断向海的方向移动, 形成了进积的海岸, 成煤沼泽随之向海的方向扩大, 此即广阔的滨海堤滩后成煤模式。

3 煤层厚度变化情况

总体上看, 云盖山煤矿一矿井田内倾向上深部云盖山断层—下白峪断层之间煤层相对较薄。124勘探线西南尤为明显, 煤厚0～6.96 m, 平均2.44 m;119—121勘探线附近有一大致近东西向分布的薄煤带, 延展1 km以上;1109孔附近还有一个较大的薄煤、炭质泥岩带。走向上西南端108勘探线以西, 煤层发育稍差, 煤层厚度0.73～10.57 m, 平均为3.69 m;108—110勘探线附近, 煤层发育最好的块段煤层厚度0.88～14.05 m, 平均为6.57 m, 煤厚似较稳定;110—112勘探线间为一条走向宽约1 km沿北西方向延伸的薄煤带, 为区内煤层发育和保存最差的一个条带, 半数以上钻孔煤厚不可采, 煤厚0～7.23 m, 平均1.46 m;112勘探线浅部二1煤有分岔现象, 二1下煤层上距二1煤10余m, 煤厚偶尔达1 m;113～119勘探线之间煤层发育较好, 煤厚0.19～11.57 m, 平均为4.57 m, 煤厚超过6 m的厚煤包规模较小, 数量多而分布分散, 局部不可采, 小块段规模也较小, 分布零星;119—123勘探线间, 煤厚1.66～12.43 m, 平均4.12 m。煤层厚度变化如图1、图2所示。

4 煤厚变化影响因素

4.1 原生沉积

太原组和山西组是连续沉积的, 沉积环境的演变是过渡的。晚石炭世末陆表海缓波型的碳酸盐沉积是一个由生物碎屑堆积而成的富水极浅的宽广平台, 为随后早二叠世海退潮坪上大面积发育的成煤沼泽创造了有利的地理条件。

云盖山煤矿一矿煤田在111勘探线一带在海退潮坪上出现了北西向延长的潮沟和潮池, 它是在潮坪沉积物上首先发育了一个薄煤层0.3～1.0 m, 连续性差, 具小至中型交错层理或压扁层理, 1214钻孔见个别小的动物化石, 说明与海水有密切联系。混合坪上成煤沼泽发生得早, 成煤作用持续时间长, 泥炭层堆积厚, 二1煤层发育好。而潮沟和潮池成煤沼泽由于水体存在, 断续发育, 成煤作用时间短, 泥炭堆积薄, 二1煤层发育相对较差。

4.2 片流冲刷

该区123勘探线以西多数钻孔为厚度大的大占砂岩直接压煤, 大占砂岩应为注入该区半咸水海湾形成的一个亚三角洲朵叶 (即大型水下决口扇) , 属三角洲前缘相, 其底部有可能造成大面积的片流冲刷, 但冲刷幅度相对较小。该区111—112线、120—122线浅部至118—125线深部分布2条砂岩厚度最大的条带, 大占砂岩底部为中粒砂岩, 对二1煤层厚度冲刷幅度可能较大。例如:111勘探线正处在分流河道的位置, 在1117、1102孔均见形状不规则、大小不一的泥砾出现在大占砂岩的底部, 直覆于二1煤层底板岩层之上, 煤层可能全被冲刷。

4.3 后期构造 (层间滑动)

由于层间滑动, 造成该区局部二1煤层发生塑性流变, 原始煤岩结构全遭破坏, 多呈粉末状、鳞片状, 局部形成糜棱煤、超糜棱煤等构造煤。在应力集中区形成煤层变薄带或挤灭带, 在应力分散区形成煤层变厚带, 使煤层厚度重新分布。

二1煤层位于相对坚硬的山西组大占砂岩和太原组上段灰岩之间, 而处于中间的二1煤及砂泥岩则为相对较软岩层, 尤其是二1煤层机械强度最低。井下二1煤开采和钻孔中均已证实, 在多次构造侧应力的作用下, 产生了层间滑动构造, 造成二1煤层顶板大占砂岩多已出现脆性破裂形变, 发育顺层裂隙和垂直裂隙, 局部见小型正断层, 应力集中部位砂岩强烈透镜化、碎裂化甚至出现小型揉皱形变现象;造成局部二1煤层底板砂泥岩多出现顺层劈理化 (叶理化、揉皱化) 泥岩带、共轭剪劈理泥岩带、大型滑面发育带、滑面发育带等, 使底板产生不谐调褶曲、大型挠折、挤缺等, 控制着该区二1煤层厚度和形态变化。

5 结语

(1) 造成二1煤层厚度变化的因素很复杂, 既有原生的又有后期改造的, 既有沉积的又有构造形变的, 主要是各种因素相互叠加的结果。

二1煤层 篇7

赋存于二叠系下统山西组底部的二1煤层是新安煤田最主要的可采煤层, 其层位稳定, 结构简单, 分布范围广, 在豫西普遍发育, 是该煤田最有经济价值的煤层。但其二1煤层煤厚变化、稳定程度的确定, 仍是新安煤田勘查工作中的一个难题。

1 新安煤田中东部二1煤层厚度变化特征

新安煤田中东部二1煤层厚度分带示意图如图1所示。从图1可以明显看出如下特征: (1) 从狂口普查区、孟津煤矿、新义井田深部详查区有一北西方向的无煤带, 区域上向北西方向进入济源, 向东南方向进入偃龙煤田北部, 从已获资料看, 此带内无二1煤层。 (2) 在北西向无煤带西南的广大地区, 均有二1煤层赋存, 但厚度变化大, 在0～18.32 m之间, 平均煤厚4.00 m, 其特点是以中厚煤带、厚煤带为主, 不可采点与特厚煤点零星分布其中。新安煤田中东部主要勘查区二1煤层稳定性统计如表1所示。

2 二1煤层厚度变化原因探讨

2.1 二1煤层沉积前后的环境演化

新安煤田中东部山西组下段至太原组上段地层的垂直层序可划分为6层, 其层位、厚度稳定, 如图2所示。

2.1.1 L7石灰岩 (浅海相)

本层石灰岩在区内广泛分布, 凡穿过层位, 均可见到, 厚度5～7 m, 岩性中厚-厚层状生物碎屑石灰岩, 上部夹硅质条带, 以波状层理为主, 局部具水平纹理或交错层理, 显示水动力条件的变化。镜下特征:灰岩颗粒成分由大量的钙质生物化石、生物骨骼、碎屑、内碎屑和团粒组成, 基质主要为泥晶方解石部分经过重结晶而成的微晶方解石。

生物化石以蜓和海百合茎最为丰富, 此外还有腕足类、苔鲜和少量的珊瑚等。

以上的特征表明, 灰岩中以正常海生物群为主, 如蜓, 海百合茎、腕足类等反映其沉积属气候温暖、中等能量、正常盐分的海洋浅水环境。

2.1.2 泥岩 (泻湖、海湾相)

位于L7石灰岩之上, 全区发育厚度3～5 m, 薄层状、深黑色、致密、隐水平纹理, 以含大量黄铁矿结核为特征, 黄铁矿结核以瘤状、草莓状为主, 局部为不规则团块状, 偶见植物化石碎片, 底部可见腕足类化石碎片, 偶见夹有薄层石灰岩 (L8、L9) , 显示泻湖海湾相对闭塞环境下局部变化。

2.1.3 二1煤层底板砂岩 (潮坪相)

位于泻湖相泥岩之上, 厚1～3 m, 岩性以细-粉砂岩、夹泥质条带, 具脉状、透镜状层理, 砂岩矿物成熟度高, 层面含白云母片及炭质, 并可见较多的垂直和斜交层面的动物潜穴, 局部生物扰动构造发育, 含少量的黄铁矿结核, 局部可见少量的植物化石碎片, 显示为潮坪沉积。

2.1.4 二1煤层 (泥炭沼泽相)

位于潮坪沉积之上, 下部以灰黑色泥岩, 具块状层理, 含有大量的植物根化石, 向上进入泥炭沼泽, 早期为半咸水盐沼, 向上即演化为陆上淡水森林沼泽, 成煤植物以高大的鳞木和蕨类为主。

2.1.5 二1煤层顶板泥岩 (海湾相沉积)

二1煤层是在一次暂短的海浸之后结束的, 在煤田中东部因为代表这次海浸的泥岩很薄, 常被其后的三角洲分流河道冲刷而不被保存。

岩性为黑色薄层状泥岩, 具水平纹理, 该煤田的郁山井田曾在本层中见到石灰岩, 登封煤田马岭山井田在此层中采到过不完整的腕足类化石。显示为浅水海湾环境。

2.1.6 大占砂岩 (三角洲分流河道相分流向湾相)

位于二1煤层顶板泥岩之上, 岩性为灰白色厚层状细-中粒长石英砂岩, 厚度0～30 m, 具大型板状交错层理, 正粒序, 层面含大量白云母片及炭质, 底部以泥砾、煤砾为特征, 显示为三角洲分流河道沉积, 横向上常相变为粉砂岩、砂质泥岩 (分流间湾) 。

大占砂岩主砂体厚度≥18 m, 呈北西向展布, 有3个分流河道, 呈指状向南西方向进入新安煤田 (厚度10 m) , 指状砂体之间属分流间湾沉积。主砂体展布方向与无煤带展布方向一致, 范围重叠。

2.2 环境演化与二1煤层沉积厚度

新安煤田中东部山西组、太原组上段走向沉积断面如图3所示。

(1) 从图3上可以明显看出, L7石灰岩 (浅海相) →泥岩 (泻湖、海湾相) →条带状砂岩 (潮坪相) →二1煤层泥炭沼泽相显示为一明显的海退序列, 全区内岩性岩相稳定, 变化不大。

(2) 二1煤层形成于海退与海进的转折时期, 此时聚煤盆地缓慢稳定的下沉, 平坦、广阔的潮上带聚煤环境, 温暖、潮湿的古气候, 繁盛的晚古生代华夏植物群, 为厚度3～5 m稳定的二1煤层沉积提供了良好的条件。

(3) 二1煤层是在一次短暂的海浸结束的, 之后区内进入三角洲体沉积, 此时三角洲建设作用很强, 主河道由北西向东南方向进积, 冲蚀了下伏二1煤层顶板泥岩和二1煤层, 形成大占砂岩与二1煤层底板泥岩接触。这是区内北西向无煤带形成的主要原因:在无煤带的外围, 大占砂岩与二1煤层直接接触, 冲蚀了部分二1煤层, 形成不可采带。

2.3 后期构造对二1煤层厚度的改造

矿区内石炭、二叠系、三叠系沉积期间, 无大的构造运动, 仅在二叠系上统上石盒子组与石千峰组之间有一平行不整合 (海西运动) , 在新安煤田内缺失了九煤段, 印支运动在煤田内及外围表现为东西向宽缓的隆坳, 主要构造形迹为新安向斜和陕新背斜, 燕山早期新安煤田内及外围表现为北西向的左行走滑 (岸上-襄郏断裂F58) 及北部的北西向断裂带, 燕山晚期在新义井田深部外围的主要构造形迹为北东的常袋断层 (正断层) 。

在印支期的隆坳及燕山早期的左行走滑中, 处于两层坚硬岩石之间 (L7石灰岩, 大占砂岩) 厚度较大且软的二1煤层在构造应力的作用下发生剧烈的塑性流变, 强烈的改变了二1煤层原始沉积厚度, 主要表现为: (1) 钻探及矿井开采证实, 区内二1煤层均呈粉状, 为糜棱煤, 煤层的原始结构均破坏贻尽。 (2) 钻探及井下资料证实, 二1煤层无论在走向上还是倾向上均有厚薄相间的特征。 (3) 矿井下所见二1煤层在塑性流变中将顶板大占砂岩卷入煤层中, 煤层薄层夹矸强烈褶皱。 (4) 二1煤层顶板和底板泥岩中滑动镜面发育。 (5) 当二1煤层顶、底均为泥岩时, 顶、底板一齐褶皱。煤厚变为不可采。 (6) 井下观测证实, 在钻孔密度小时用内插法圈定的不可采带, 不能正确的反映煤层变化规律, 在开采到厚煤层的屡见不鲜。 (7) 不可采带零星分布, 范围有限。该煤田浅部的砂锅窑煤矿在开采面积0.22 km2内, 见不可采带3处, 其中煤厚0.10 m者一处, 分布面积3 200 m2, 厚度0.3 m及0.7 m者各一处, 分布面积均为5 000 m2, 不可采面积占已采面积的6%, 如图4所示。

3 结论

区内二1煤层沉积前和沉积中, 环境演化相对稳定, 原始沉积厚度虽有变化, 但相对稳定;二1煤层沉积后, 大占期三角洲分流河道的冲刷是造成区内北部无煤带和相邻的薄煤带的主要原因;后期的构造运动, 使二1煤层产生了塑性流变, 剧烈的改变了二1煤层的原始沉积厚度局部出现特厚点、零点及不可采点, 这是区内二1煤层厚度变化的主要原因;区内二1煤层稳定程度可以确定为较稳定, 勘探时, 可以用500 m的基本工程线距圈定 (331) 。

摘要：从新安煤田沉积环境及其后期构造等几方面分析了煤田中东部煤厚变化原因, 分析结果表明:煤田中东部二1煤层厚度总体稳定, 沉积时分流河道冲刷致使区北部出现大片薄、无煤带, 后期构造的改造是导致煤厚出现厚薄相间的主要原因。该变化规律为煤田以后勘探、开采提供了一定的地质依据。

二1煤层 篇8

暴雨山井田二1煤层赋存于山西组下部, 位于大占砂岩和老君堂砂岩之间, 下距太原组L7灰岩平均19.00 m, 形成于三角洲平原发育起来的泥炭沼泽中, 是井田的主要勘查对象和开采煤层, 其层位及厚度相对稳定, 全区可采。但是, 由于在形成过程中沉积环境的变化, 使得该煤层在井田内分岔现象较普遍, 部分地段分岔为二11、二12、二13煤层, 其中二11煤层位于下部, 是主要分岔煤层, 层位及厚度较稳定, 二12、二13煤层分别位于中部、上部, 层位及厚度不稳定, 而在部分地段又出现合并现象[1]。

1 二1煤层分岔、合并的特征

1.1 分岔煤层的分布

二11煤层在井田内普遍发育, 付12线以西, 二1煤层多为单一煤层二11煤层, 仅个别钻孔出现夹矸或见到分岔煤层。向东部在13～14勘查线、付16～付17勘查线、付19～21勘查线三个区段内, 二12煤层普遍发育, 如图1所示。二13煤层仅在个别钻孔中见到, 无明显分布规律。

1.2 分岔煤层的稳定性

井田内二1煤层常见的、层位和厚度较为稳定的分岔煤层为二11煤层, 在走向上和倾向上层位均较稳定, 在所有施工的钻孔中, 穿过层位点114个, 见煤点111个, 可采点97个, 煤层厚度0～18.96 m, 平均3.91 m, 煤层结构简单, 厚度一般大于另外两个分层, 仅在少量钻孔中二1煤层厚度大于二11煤层。

二12煤层层位及厚度均不稳定, 全井田可采见煤点48个, 可采范围分布在14～27勘查线间, 其中18～23勘查线间的+400～+150 m底板等高线水平范围内集中了约50%的可采见煤点, 煤层厚度0～17.16 m, 平均1.92 m, 煤层结构较简单。

二13煤层层位和厚度极不稳定, 仅在1605孔中见到, 厚度0.23 m, 为偶尔出现的薄煤层。

1.3 分岔煤层的间距及合并

二11与二12煤层的间距在倾向上浅部和中部较大, 而深部则变小, 从而使煤层趋于合并的规律。二11与二12煤层的间距最大达13.20 m, 其间岩性多为泥岩、砂质泥岩或粉砂岩, 局部地段的个别钻孔中为细粒砂岩, 当二11和二12煤层接近合并时, 其间岩层常为炭质泥岩或含炭质泥岩。

在13～14勘查线、付16～付17勘查线、付19～21勘查线三个区段内, 二11与二12煤层的间距普遍较大, 两煤层间所夹的岩层的粒度也较粗;相应地在付14勘查线附近、18～19勘查线区段内和21勘查线以东, 二11与二12煤层之间的间距缩小, 所夹岩层的粒度也变细, 甚至两煤层完全合并而呈单一煤层出现。在这些区段内往往有二1煤层的特厚点出现, 如付1401孔二1煤层厚度达12.78 m, 1805孔达14.26 m, 1908孔达18.96 m、2304孔达10.09 m、2401孔达12.33 m, 占本井田大于10 m的煤厚点的5/6。

二13煤层为偶尔发育的薄煤层, 在局部地段的短距离内有与二12煤层合并的特征。

2 二11、二12、二13为二1煤层分岔煤层的证据

二11、二12、二13煤层基本为同一地质时期、同一沉积环境下发育的三个独立的煤层, 但是它们应同属于二1煤层的分岔煤层, 其证据如下:

(1) 在不同地段内, 特征明显的大占砂岩分别是三层煤的间接或直接顶板。

(2) 三层煤间所夹的岩层多为泥岩、砂质泥岩或粉砂岩, 这些岩层中均含有较多的呈丝丝缕缕状的菱铁矿结核、较多较大的炭质碎屑及黄铁矿散晶。

(3) 三层煤间所夹的粉砂岩和局部地段出现的细粒砂岩与大占砂岩的成份相近, 岩性相似, 这说明了它们的沉积物质来源基本一致, 沉积环境也相类同。

(4) 根据原煤工业分析、各种硫和煤灰成分等指标, 利用数学地质方法判别分析, 二11、二12、二13应属同一煤层的分岔。

(5) 坡池煤矿井下所揭露的二11和二12的分岔、合并关系, 是符合本井田二1煤层的分岔、合并规律的。因为该矿正处于二11与二12的合并部位, 其深部的1901孔和付1803孔中即见单一煤层;1802孔中二11与二12的间距仅为3.12 m。在二11和二12合并部位, 小范围内出现分岔应属正常现象。

3 二1煤层分岔、合并的成因探讨

煤层的形成和发育受聚煤作用的影响, 而沉积环境的变化和成煤物质的来源及补给又控制着聚煤作用的发生和发展, 进而对煤层的赋存形态、分岔或合并等产生一定的影响。

该区二1煤层发育在河控三角洲沉积体系之上, 在早二叠世早期, 该区曾发生了短暂的海浸。在聚煤作用时期, 由于受泥炭沼泽基底发生不均衡沉降及小规模短暂海浸的双重作用影响, 造成成煤物质补偿不足, 泥炭堆积中断, 出现碎屑沉积, 导致井田内部分地段的煤层出现分岔或合并[2]。

当沉积基底的沉降速度与泥炭堆积速度保持平衡时, 成煤物质补偿充足, 泥炭得以沉积并保存下来, 形成厚度较稳定的二1煤层;当沉积基底的沉降速度大于泥炭堆积速度时, 在沉降幅度大、速度快的地段, 由于海浸作用的影响, 覆水较深, 成煤物质补偿不足, 泥炭沉积中断, 造成了短时期的碎屑沉积, 使二1煤层出现了分岔;当沉积基底的沉降速度小于泥炭堆积速度时, 在沉降幅度小、速度较慢的地段, 成煤物质补偿充足, 泥炭沉积丰富, 二1煤层往往沉积厚度较大, 这即是在二11、二12煤层临近合并的地段, 二1煤层常出现特厚煤层点的原因。

如图2所示, 图中O点为单一煤层, M点临近合并, 当然图中所示分岔的形成原因只不过是简化模式, 实际情况要复杂得多。

而在13～14勘查线、付16～付17勘查线、付19～21勘查线间二11和二12煤层的间距较大, 出现了厚达13.20 m的泥岩、砂质泥岩或粉砂岩, 这只不过是在聚煤作用时期, 此三个区段内沉积基底的沉降幅度和速度均较大, 碎屑物质沉积丰富、时间稍长所造成的。

4 结论

从煤层的顶板特征、其间所夹岩层的岩性特征、煤质指标分析及井下揭露的资料, 说明二11、二12、二13为二1煤层的分岔煤层。其中二11煤层是主要的、常见的分岔煤层, 在井田内普遍发育, 走向和倾向上层位和厚度均较稳定, 厚度一般大于外两个分岔煤层;二12煤层在井田内局部区段育, 层位和厚度均不稳定;二13煤层为偶尔出现薄煤层, 层位和厚度极不稳定。在倾向上, 二11与1煤层的间距浅部和中部一般较大, 深部则变小, 呈现趋于合并的规律;二13煤层在局部地段的短距离内有与二12煤层合并的特征。沉积基底的不均衡沉降是造成煤层分岔与合并的主要原因。沉积基底的沉降速度与泥炭堆积速度保持平衡时, 一般可以形成较厚的煤层;沉积基底的沉降速度大于泥炭堆积速度时, 在局部地段易使煤层出现分岔现象;沉积基底的沉降速度小于泥炭堆积速度时, 在局部地段易使分岔的煤层出现合并现象。

摘要：根据地质勘查及矿井生产资料, 总结了暴雨山井田二1煤层分岔、合并的一般特征, 提出了二11、二21、二31为二1煤层分岔煤层的证据, 并对其成因进行了分析研究, 认为沉积环境的变化是引起煤层分岔与合并的主要原因。

关键词：二1煤层,分岔,合并,特征,成因

参考文献

[1]河南煤田地质公司.河南省晚古生代聚煤规律[M].武汉:中国地质大学出版社, 1991

二1煤层 篇9

根据宝雨山矿地质报告, 宝雨山井田二1煤层瓦斯含量与煤层厚度关系比较密切, 一般随厚度的增大而增大。但井田内二1煤层厚度变化比较大, 瓦斯赋存规律复杂。

2 巷道卸压带宽度测定

2.1 现场试验地点选取

(1) 试验地点选取要求:应选择卸压时间长短不同的测点施工钻孔, 且应尽量避开断层和褶皱等地质构造带, 与硐室间隔20m以上, 相邻试验地点间隔30米以上, 附近20m范围内没有布置钻场。

(2) 矿井试验地点选取:根据本矿井的现场实际情况, 选择宝雨山矿12113外联巷和12B03运输联巷为本次试验地点。

2.2 钻屑法测定

钻屑法可测定巷旁卸压带宽度, 通过现场打钻来测定钻屑量、钻孔瓦斯涌出初速度、钻屑解吸指标。在12113外联巷距风门95m处施工φ42mm一组顺煤层钻孔3个, 单孔长度15m。此处煤壁较为完整, 无明显发育裂隙, 且20m范围内无硐室和钻场, 符合试验要求。

2.2.1 钻屑量的测定

自钻孔3m深处开始, 每米测定钻孔的钻屑量, 至15m深处, 利用同一钻孔不同深度钻屑量的不同来判定巷旁的卸压带宽度。

2.2.2 钻屑解吸指标的测定

自钻孔第3m深处开始, 每钻进2m用MD-2型煤钻屑瓦斯解吸仪测定一次钻孔的钻屑解吸指标 (Δh2或K1) , 至15m深处, 利用同一钻孔不同深度钻屑解吸指标 (Δh2或K1) 的不同来判定巷旁的卸压带宽度。测定仪器为MD-2型煤钻屑瓦斯解吸仪。

2.2.3 钻孔瓦斯涌出初速度测定

根据钻孔瓦斯涌出初速度特征确定卸压带宽度, 在卸压带内煤层透气性大大增加, 在应力集中带内煤层透气性降低到原始透气性以下;在卸压带内煤层瓦斯压力显著减小, 在应力集中带内瓦斯压力可上升到煤层原始瓦斯压力以上。即在瓦斯压力、透气性系数较大的应力集中带边缘, 钻孔瓦斯涌出初速度最大。

由此我们确定, 煤壁至钻孔瓦斯涌出初速度峰值位置的距离即为卸压带宽度。如果根据其他参数测定曲线证明钻孔瓦斯涌出初速度峰值位于应力集中带或无明显峰值时, 用其他指标确定卸压带宽度。

2.2.4 试验结果分析

通过统计回归, 得到钻孔的钻屑量S、钻屑瓦斯解吸指标Δh2和钻孔瓦斯涌出初速度q与孔深 (m) 的关系曲线图, 如图1、2、3所示。

根据钻屑法测定的实验数据和拟合的曲线可以得到以下结论: (1) 在钻孔施工工艺相同的条件下, 在卸压带内钻进的钻屑量远小于在集中应力带和原始应力带钻进时的钻屑量, 在进入原始应力带后钻屑量趋于稳定。

(2) 在钻孔施工工艺相同的条件下, 在卸压带内取样测得的钻屑解吸指标远小于在集中应力带和原始应力带取样测定的钻屑解吸指标值, 在进入原始应力带后钻屑解吸指标值趋于稳定。

(3) 根据一般研究规律, 煤壁至钻孔瓦斯涌出初速度峰值位置的距离即为卸压带宽度。

综合以上对采用钻屑法测得的12113外联巷距风门95m处卸压带的宽度数据的分析可以看出, 除了钻屑解吸指标法测定1号钻孔时测得的为7m外, 其他方法在3个钻孔中测定的结果都在9~10m之间。因此可以综合判定, 12113外联巷距风门95m处卸压带的宽度为9~10m。

2.3 煤层瓦斯含量法测定

在试验地点12113外联巷距风门90m处和12B03运输联巷30m处煤层中施工钻孔, 自4m深处开始, 每2米按照井下瓦斯含量的测定方法测定钻孔的瓦斯含量, 井下和地面对不同钻孔深度的可接吸瓦斯含量测定完成后, 将每米钻孔所取的煤样送实验室进行残存煤层瓦斯含量的测定工作。将井下可解吸瓦斯含量、损失量与实验室所测的残存瓦斯含量相加, 即得到不同深度煤体的残余瓦斯含量。

试验结果分析:本研究采用钻孔不同深度煤体瓦斯含量法对巷道卸压带宽度进行测定。针对测点12113外联巷和12B03运输联巷煤层瓦斯含量计算结果进行统计回归, 得到不同钻孔深度 (m) 与煤层瓦斯含量 (m3/t) 的关系曲线图, 如图4所示。

由于煤体卸压后大量瓦斯逸散, 卸压带范围内煤层瓦斯含量要小于应力集中带和原始应力带内的瓦斯含量。根据煤层瓦斯含量法测定的实验数据和拟合的曲线可以看出:测点12113外联巷的卸压带宽度在12m, 测点12B03运输联巷的卸压带宽度在10m。

3 结论

3.1 分析采用钻屑法测得的12113外联巷距风门95m处卸压带的宽度数据可以看出, 除了钻屑解吸指标法测定1号钻孔时测得的为7m外, 其他方法在3个钻孔中测定的结果都在9~10m之间。考虑到钻屑解吸指标测定时受多种因素影响, 因此可以综合判定, 12113外联巷距风门95m处卸压带的宽度为9~10m。

3.2 采用煤层瓦斯含量测定法测得:测点12113外联巷的卸压带宽度在12m;测点12B03运输联巷的卸压带宽度在10m。