南武校 葛胜伟 殷吉

【摘 要】彬长矿区属国家发改委正式批准建设的13个大型煤炭基地之一。彬长矿区煤层编号在各勘查阶段是不同的，煤层编号的不一致，可能对煤矿开采带来一定影响，针对这一问题进行探讨，希望在煤矿生产中，能够引起一定的注意。

【关键词】煤层对比；对比依据；延安组；彬长矿区

引言

彬长矿区属国家发改委正式批准建设的13个大型煤炭基地之一，行政区划隶属陕西省咸阳市彬县、长武管辖。现矿区建设已初具规模，整个矿区建成后，其规模为年产原煤4000万吨，同时具备煤化工、火电厂及矸石电厂等大型配套建设。在煤矿生产中煤层对比的可靠性对煤层开采具有重要的指导意义，鉴于在彬长地区煤炭勘探阶段对煤层编号不统一性，难免导致不同认识。因此，在煤层发育齐全地段，生产煤矿或在建矿井在使用地质报告过程中对可能产生一定的影响。

1.彬长矿区含煤地层特征

本区含煤地层为中侏罗统延安组（J2y），矿区内无出露，钻探揭露厚度0～139.30m，平均厚度60～80m，岩性以河沼相砂岩、粉砂岩、泥岩互层为主，含煤8层，底部8煤为主要可采煤层，下部与下侏罗统富县组（J1f）假整合接触。依据煤层赋存规律、岩相及旋迴变化，把延安组分为三段（见图1延安组岩性岩相综合柱状图）。

1.1 延安组第一段（J2y1）

底部为褐灰色铝质泥岩、泥质粉砂岩与细砂岩，呈块状，含植物根化石；中部赋存了矿区主采煤层，上部为深水相灰色～深灰色泥岩、砂质泥岩夹浅灰色粉细砂岩与薄层炭质泥岩，具水平层理，含丰富的植物叶部化石。

1.2 延安组第二段（J2y2）

下部为灰色、灰白色、灰黑色厚层状含砾粗砂岩，钙泥质胶结，分选差，块状，局部夹煤层；中部为富含植物化石的灰黑色砂质泥岩、灰色细砂岩及煤层；上部为灰色粉细砂岩，夹镜煤条带及薄煤层，该段中上部富含黄铁矿结核，含局部可采煤层4层。

延安组第二段为多级旋迴沉积，岩相古地理环境以河沼相为主，河床、河漫相及沼泽相交替出现。

1.3 延安组第三段（J2y3）

岩性为灰色砂质泥岩、泥岩、粉砂岩夹炭质泥岩及薄煤，底部为一层较厚的灰白色粗砂岩。中上部含煤3层，局部可采。

本段地层矿区西区由于基底抬高，遭到后期剥蚀而缺失，矿区东区沉降幅度加大，沉积较厚，保存完整，为一多级旋迴段，厚0～69.30m。岩相以河沼相为主的多级旋迴段。煤层形成于河漫泥炭沼泽，虽然泥炭沼泽时间短，但纵、横向变化较小，后期由于覆水较深，古环境以氧化环境为主，延安组成煤环境消失。

2.煤层对比

2.1 煤层沉积相分析

在矿区详查阶段，经过区域及矿区地质资料分析，认为彬长矿区延安组含煤8层。

其中：8号煤层位于延安组第一段，矿区中心大佛寺煤矿、小庄煤矿、孟村煤矿、亭南煤矿一带为一单旋迴的泥炭沼泽相，煤层顶板为泥岩、炭质泥岩，伪底为炭质泥岩、铝质泥岩，直接底为富县组粉砂岩、紫杂色泥岩及角砾岩；矿区外围古河道附近为河床—河漫相沉积，煤层出现分叉；在古河道部位以河床相沉积为主，煤层尖灭。（见图2延安组第一段8煤层沉积变化示意图）。

6、7号煤层位于第二段中下部，结构简单，在大佛寺煤矿内较发育，煤层顶板为砂岩，底板为泥质粉砂岩、砂岩，为河漫泥沼相沉积，赋存面积小，为不可采煤层。

5号煤层位于第二段中上部，在大佛寺煤矿一带发育，形成一定的可采面积，为一河滨-河漫沼泽相沉积，顶板以泥岩为主，底板以泥岩、泥质粉砂岩为主，具分叉现象，一般分叉为3个煤分层，在河道附近分叉较多（见图3延安组第二段5煤层结构变化示意图）。

4煤为发育在延安组第二段上部的不可采煤层。

1、2、3煤发育在延安组第三段，该段矿区内仅在文家坡煤矿一带保存较完整，发育具有可采性的1、2、3煤，为河漫滩相-河滨相多级旋迴沉积，局部地段煤层具分叉合并现象。

然而，在进行井田勘探阶段，为了和黄陇侏罗纪煤田东段煤层编号取得一致，井田勘探把矿区含煤8层修改为含煤4层，其中，1、2、3煤各阶段均认为赋存于延安组第三段。大佛寺井田勘探报告将煤系地层延安组分为两段，含煤4层，原4、5、6、7、8煤均赋存与延安组第一段，原5煤为8煤的分叉煤层，原4、6、7煤未编号；小庄、文家坡井田勘探报告将煤系地层延安组分为三段，含煤4层，其中4上赋存与延安组第二段。（见表1彬长矿区煤层编号沿革表）。

2.2 矿区煤层对比

2.2.1 煤层对比的依据

矿区内延安组为广阔的内陆盆地含煤建造，其沉降速度较为均衡，故，含煤地层具有韵律性，旋迴结构变化明显，煤层及围岩岩相与旋迴结构有着内在联系；8煤顶板的泥岩沉积及老顶的粗粒砂岩是划分延安组第一段与第二段的明显标志；延安组第一段是在富县组填平补齐的基础上沉积的，在早期，地壳因长期夷平，在低洼地带形成广阔的沼泽，为8煤沉积提供了良好的聚煤条件，在第一段沉积后期，由于盆地下降速度加快，沼泽进一步湖泊化，8煤的聚煤作用结束。因此，矿区煤层对比以相旋迴为基础，采用标志层、煤层本身特征、煤层组合特征、煤质特征及物性特征相结合进行综合对比。

2.2.2对比方法

a.相旋迴对比：各含煤段下部冲积相发育，岩性与沉积构造具有特殊标志，易于识别，是煤层对比的基础。第一段为单阶性中级旋迴，8煤位于该旋迴中部，易区别；第二段、第三段为多阶性中级旋迴，包括多个次级小旋迴，煤层均位于各次级小旋迴的中上部。因此，运用相旋迴进行煤层对比，可以较为清楚的确定各煤层的层位。

b.标志层特征：8煤层底板含鲕状结构的铝土质泥岩与铝土质粉、细砂岩，颜色呈烟灰色，以此可以作为8煤对比的标志层；延安组第二段底部砂岩（即“七里镇砂岩”，是黄陇煤田的主要标志层）在矿区普遍分布，7煤夹于其中，此层是划分延安组第一段与第二段的重要标志。

c.煤层、煤层组合特征：8煤本身厚度大，结构较简单，矿区内大部地段沉积，与其他煤层对比，差异性明显。1、3、5煤层结构复杂，2、4、6、7煤层结构简单，依据煤层厚度和结构特征对比，效果显著；煤层组合特征为：延安组第三段中1、2、3煤层间距平均11米，成等间距排列；第二段中4、5、6煤层间距较小，横向可以合并或者分开；7、8煤层间距虽小，但其间岩性为中砂岩～粗砂岩、含砾粗砂岩，标志着沉积相的变化，因而分属两个煤组，即7煤层属于延安组第二段而8煤属于第一段。

d.煤质特征对比：矿区三个含煤段中煤层含硫量有显著的区别。第三段煤层平均含硫高：1煤平均3.29%，为富硫煤；2煤平均2.10%，3煤平均2.39%，为中硫煤。第二段煤层平均含硫较高：4煤平均1.62%，5煤平均1.87%，为中硫煤；6煤平均1.28%，7煤平均1.21%，为低硫煤；第一段8煤层一般含硫量低，平均0.27%，为特低硫煤。

e.物性特征：矿区内煤层地球物理特征明显，其电阻率电位曲线为高阻；伽玛伽玛曲线为高幅值低密度；自然电位曲线为负异常；自然伽玛曲线为低幅值。由于煤层结构及厚度的不同，其曲线形态具有明显的差异：8煤层由于厚度大，结构简单，曲线组合形态呈现“三高一低”的“箱”状；1、3、5煤层由于厚度较小，结构复杂，曲线组合形态呈现“三高一低”的“剑、山、峰”状；2、4、6、7煤层由于厚度小，结构简单，夹矸薄，曲线组合形态呈现“三高一低”的“剑”状。

2.2.3对比结果

a.对比步骤：依据煤层沉积及赋存规律，将矿区划分为三分区，即现文家坡井田为东区；大佛寺井田一带为南区；其余地段为北区。各区特点是：东区含煤地层厚，平均厚度100米，含煤段全，第三段发育；南区含煤地层厚度平均75米，第一段、第二段含煤段发育；北区平均厚度60米，普遍缺失延安组第三段，第一含煤段发育。故，在此基础上，进行全区的煤层对比，有助于提高矿区煤层对比的可靠性。

在各分区，选择能够反映分区煤层赋存规律的标准钻孔及其各钻孔所处的构造位置，遵循由点到线、由线到区及先对比含煤段、后对比煤层的对比程序，首先做到各分区范围内对比准确。各分区之间又做的联系紧密，进而取得全矿区的对比统一。

b.煤层对比的可靠程度：通过以上对比方法和对比步骤，第一段8煤赋存广，标志层明显，依据充分，对比可靠；第二含煤段、第三含煤段对比可靠，煤层分区对比依据较充分，对比基本可靠（见图4彬长矿区煤层对比简要图）

2.3井田煤层对比

大佛寺煤矿勘探时，认为5、8煤合并。故，在以后的各井田勘探中，均将原矿区详查中的8煤重新编号为现在的4煤，5煤为现在的4上煤，而在有4、6、7煤层的地段均未编号。

2.3.1 大佛寺煤矿煤层对比

大佛寺煤矿勘探时，认为5、8煤合并，曲线组合形态呈现“三高一低”的“剑、山”状并将其所在的含煤段合并为下段。由于大佛寺煤矿位于彬长矿区南部，上含煤段遭受剥蚀，仅局部地段含3煤，将4、5、6、7、8煤归属下含煤段，4-上为原5煤，4、6、7煤未编号，4煤为原8煤（见图5大佛寺煤矿4、4上煤层合并分岔关系对比示意图）。但至今尚未发现5、8煤具体的合并区域。

4煤层位于延安组底部，含煤面积与可采面积大。煤层厚度0～19.73m，平均11.65m；煤层采用厚度0.36～18.86m，平均10.61m，属特厚煤层，结构简单。

4煤层物性特征明显，曲线组合形态呈现“三高一低”的“箱”状。由于4煤层层位稳定，底板为灰褐色含鲕粒状结构铝土质泥岩，为一重要的对比标志层。

4上煤组位于延安组下段中部，结构复杂，分岔为4上-1、4上-2煤组成4上煤组，老顶及老底为砂岩，为河漫沼泽相沉积；4上煤层物性特征较明显，曲线组合形态呈现“三高一低”的“剑、峰”状。

大佛寺煤矿4煤对比可靠，4上煤对比基本可靠。

2.3.2 文家坡煤矿煤层对比

首先根据岩性及岩相及聚煤周期性将延安组划分为三段，每段含一个或几个煤组，然后把同一段内的煤层再进行对比，缩小了对比范围，把不同的煤组先对比清楚。

4号煤层底板以下的铝质泥岩，层位稳定，全井田发育，岩性为褐灰色、白灰色含植物根系化石的铝质泥岩，局部地段含有粉砂。该层是煤层开始沉积的标志；4号煤层本身，它在全区发育，特点是厚度大，层位稳定，结构简单，与铝质泥岩间距近。通过找这两个标志组合，能准确的把4号煤层对比清楚

延安组第三段的1、2、3煤对比依据同矿区1、2、3煤对比依据及方法相同。故，主采煤层（4煤）及局部可采煤层（1、2、3、4-1煤）对比可靠，其余煤层对比基本可靠。

2.3.3 其他煤矿（井田）煤层对比

由于在这些煤矿（井田）4煤层为唯一可采煤层，故对比方法及依据有矿区煤层对比方法和依据相同，基本运用煤层本身特征、标志层、岩相及物性对比。

综合运用上述方法进行煤层对比后，其他井田（煤矿）内唯一可采煤层（4煤层）对比可靠。

3. 结论及建议

彬长矿区煤层对比的主要分歧在于原5煤是否为8煤的分叉煤层。通过上述论证，可以认为：5煤（4上煤）不是8煤（4煤）的分叉煤层。

其原因在于，矿区煤系地层采用3段划分，5煤（4上煤）赋存于第二段，而8煤（4煤）赋存于第一段；如第一段、第二段合并，那么，4、6、7煤均无法编号；至今大佛寺煤矿已可采3年余，未发现原5煤与8煤合并的迹象或者合并点。

因此，建议煤矿在引用报告过程中，坚持原5煤（4上煤）为独立煤层，其本身具有分叉合并现象；大佛寺煤矿采掘在4煤（原8煤）与4上煤（原5煤）合并线附近加强观测煤层间距变化，防止导致无用的掘进工程量。

作者简介：

南武校，男，1990年毕业于陕西省煤炭工业学校地质勘探专业，从事煤田地质勘探工作，地质工程师。