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鸳鸯湖矿区2号煤层顶板岩性及物理力学性质关系研究

2023-10-07马永祥王宁杨

中国煤炭地质 2023年8期

王 贝,马永祥*,黄 康,刘 晶,马 健,孙 迪,王宁杨

(1.宁夏回族自治区煤炭地质局,宁夏银川 750001;2.吉林大学,吉林长春 130026)

1 地质条件

鸳鸯湖矿区位于鄂尔多斯盆地西缘宁东煤田中北部,拥有5 座矿井,由南至北分别是清水营、梅花井、石槽村、红柳、麦垛山煤矿。矿区内地形低缓平坦,地表大部分被风成垄状及新月形流动沙丘掩盖[1-2],发育地层由老至新依次是中生界三叠系上田组,侏罗系延安组、直罗组和安定组,白垩系,古近系和第四系。含煤地层为中生界侏罗系延安组,岩性主要由灰、灰白色长石石英粗-细粒砂岩,深灰色、灰黑色粉砂岩和泥岩,含少量铝质泥岩。粗粒砂岩多呈厚层状及块状,具大型板状、槽状交错层理,细粒砂岩多为薄层状及中厚层状,具波状、缓波状及混浊状层理,常含有煤屑及其透镜体和炭化植物茎干,局部含石英小砾石,以泥质胶结为主,少量钙质胶结。

矿区主体构造发育有近南北向的一系列背向斜和断裂及东西向的次一级压性断层。矿区自上而下可编号煤层18层,2号煤层全矿区分布,为含煤地层浅部稳定可采煤层,埋深120.16~222.52m,靠近露头位置较浅(图1),煤层厚度0.27~10.71m,平均4.91m(表1),顶板岩性主要为粉砂岩、泥岩、粗粒砂岩和细粒砂岩(图1)。

图1 2号煤埋深及顶板岩性Figure 1 Burial depth and roof lithology of No.2 coal seam

表1 煤层埋藏及顶板岩性特征Table 1 Coal seam burial and roof lithology characteristics in the mining area

从岩性及岩性组合分析,2 号煤层及上覆地层沉积时期以分流河道砂质沉积为主,反映了该时期湖水退出,沉积环境以三角洲平原为特点,煤层顶部自深向浅砂岩显著增厚,含砂率逐渐增高,其垂向层序表现为向上变细的特点,平面上由南向北变粗变厚的特征,表明该时期可能存在冲积河道和泛滥盆地的古沉积环境。……

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