哈密大南湖煤田含煤岩系煤层特征.pdf

收稿日期2005-12-09;修订日期2006-01-13 作者简介王宝成1949-,男,江苏南京人,高级工程师,1975 年毕业于西安矿业学院,从事煤田地质勘探工作 新疆煤田地质局.新疆哈密大南湖煤田一井田勘探地质报告,2004 第24卷 第2期 Vol.24 No.2 新 疆 地 质 XINJIANG GEOLOGY 2006 年 6 月 Jun.2006 哈密大南湖煤田含煤岩系煤层特征哈密大南湖煤田含煤岩系煤层特征 王宝成 新疆维吾尔自治区煤田地质局 161 队,新疆 乌鲁木齐市 830009 摘 要以大量钻孔资料为基础,通过分析研究,对含煤岩系的含煤性作出评价,划分了 3 大含煤段,利用有效的对比方 法和依据,对可采煤层进行全区对比分析,最后对全区煤层进行统一编号,为该区开矿及外围勘探提供宝贵的资料. 关键词含煤岩系;煤层;测井曲线;标志层 大南湖煤田位于新疆哈密市南,距哈密市区约 84 km,是哈密地区中侏罗统的重要聚煤中心之一.位于 吐哈盆地沙尔湖隆起南部的大南湖坳陷中,北邻依沙 尔湖隆起带,南以 F1断层与觉罗塔格复背斜相邻.该 区的含煤地层为中侏罗统西山窑组,含煤特征是煤层 层数多,区域变数较大,稳定性相对较差,以往地质工 作对该区煤层均未查清,煤层对比尚存在诸多不确定 性,对于确定煤层层位、估算矿区煤炭资源量误差概 率较大,进而影响煤田地质工作勘探,因此,对该区含 煤性、含煤段及煤层对比进行分析和研究是十分必 要的. 1 含煤性及可采煤层特征含煤性及可采煤层特征 本井田含煤地层为中侏罗统西山窑组,组成本区 向斜和背斜构造的主体,呈近 EW 向展布.其岩性为滨 湖相-泥炭沼泽相的泥岩、粉砂岩、细砂岩、粗粒砂 岩、碳质泥岩和煤层.根据岩性特征、含煤性以及其 它组合特征,自下而上分为 3 个岩性段. 下段J2x1 该段含煤性差,以含煤层数少或不 含煤为特征.含煤 04 层,层位不稳定,总厚 01.29 m, 含煤系数 01.0,所含煤层不具备经济开采价值. 中段J2x2 为本区西山窑组主要含煤层段,煤 层较为集中.含煤地层总厚 380650 m,平均厚度 526 m.共含煤 29 层,所含煤层自上而下编为 129 煤层.其中,全区可采煤层 6 层,煤层总厚度为 36.55 m; 多数可采煤层 11 层,煤层总厚度为 43.12 m;局部可采 煤层 6 层,煤层总厚度为 14.38 m;不可采煤层 6 层,煤 层总厚 5.75 m.本区煤层总厚度为 39.56135.96 m,平 均厚度 96.49 m,含煤系数 18.3.井田内各煤层沿走 向、倾向均有一定变化,在井田中部,南湖向斜轴附近 煤层总厚、可采总厚度最大.向北煤层逐渐呈收敛状 态,煤层层间距逐步缩小,煤层总厚、可采总厚有变薄 趋势.向南地层厚度逐渐增大,煤层层间距变大,煤层 层数减少,煤层总厚、可采总厚均有递减趋势.从走向 看,地层厚度变化不大,但煤层总厚、可采总厚度呈中 间厚、两头薄的特征.可采煤层特征见表 1. 上段J2x3 该段局部夹有少量薄煤层,含煤性 差.一般含煤 02 层,煤层总厚 02.68 m,含煤系数 02.0.该段以煤层层数少,薄而结构简单,煤层极不 稳定,大部不可采为特征.所含煤层不具备经济开采 价值. 2 煤层对比方法、依据煤层对比方法、依据 大南湖煤田一井田含煤地层中,煤层层数多,厚 度大,煤层沿走向、倾向厚度及层间距有一定变化,某 些煤层如 13和 14、23和 24、24和 25存在合 并、分叉现象,这都增加了煤层对比的困难,在煤层分 层对比中,利用煤层组合特征、标志性煤层特厚煤层 15、25及中厚煤层18、19等煤层稳定性好的 特点、煤层层间距、岩性变化规律、标志性岩层、 煤层层组特点21、 22、 测井曲线物性反映,地震剖 面反射波同相轴连续追综等多种综合对比手段,验证 了本区煤层对比具有较好的规律性. 通过地质剖面和二维、三维地震剖面验证、测 井曲线形态特征、相邻钻孔煤层对比可靠性分析,进 一步验证煤层对比的可靠程度. 2.1 特厚、中厚煤层的稳定特征 特厚煤层 15,在含煤段的中部全井田稳定可采, 其平均 9.43 m 的厚度在煤层群中非常显眼,特厚煤层 25在含煤段的下部全区稳定,其平均 10.14 m 的厚度 文章编号 1000-8845200602-153-04 中图分类号 P618.11 文献标识码 A 154 新 疆 地 质 2006 年 为全井田之最,中厚煤层 18、19分布在含煤段 中部全井田稳定可采,中厚煤层 28、29煤在含煤段 下部全区较稳定,是控制煤层终孔层位的标志性煤层. 可以看出,上述特厚、中厚标志性煤层的特殊层位控 制了全井田煤层对比的骨架,使其间的煤层对比缩小 了范围.同时,中厚煤层 3、6、7、11、12煤为井 田内含煤段的稳定和较稳定煤层,在走向、倾向上变 化不大,对比清楚. 2.2 煤层组合特征 作为井田内煤层对比的方法和依据之一,煤层组 合特征对比效果显著.组合特征较明显的是1314、 1516、1819、2325、2829煤层,组合明 显,对比可靠. 2.3 煤层层间距特征 1011煤间距一般在 16.51 m,1415煤间距 6.62 m,1819煤间距 11.87 m,2528煤间距 52.66 m.上述各煤层间的间距一般变化不大,控制了 煤层的局部空间位置和相对区间. 2.4 岩性特征 井田内含煤地层为西山窑组中段,沉积旋回特征 较明显,其中 710煤、1618煤、1920煤、 2526煤、2728煤之间、29煤下部常见有一套 粗砂岩或砂砾岩,全区比较稳定,是煤层对比和确定 终孔层位较明显的标志层. 2.5 测井曲线物性特征 通过测井曲线对比,能够较详细的研究地质构 造、沉积关系、岩层厚度的变化、岩相和岩性变化, 从而研究煤层的分布、厚度、结构及煤质变化等[1]. 本勘探区沉积环境较为稳定,同一煤层在不同地区的 测井曲线反应形态相似,通过测井曲线对比,可以识 别出该煤层,根据曲线形态变化,可以找出煤层变化 规律. 标志层 本勘探区测井曲线对比选用 3、6、 11、15、18和 25煤作为标志层,这 6 个标志层物 性稳定,曲线形态在各孔中变化不大,分别在地层的 上、中和下部,很好地控制全区的 29 层煤.选用 22-3 孔、24-2 孔作为测井物性对比标准孔,这 2 个孔煤层 齐全,各煤层的曲线形态能够代表全区同煤层的物性反 映.采用曲线特征明显的 GR 曲线示意标志层如图 1. 图 1 3、、18煤标志层 GR 曲线示意图 Fig.1 3 and 18 coalbed GR sketch map 1.砂质泥岩;2.碳质泥岩;3.煤层 3煤标志层的 GR 曲线有突出的曲线形态,顶部 均匀显示 3 个落差不大的峰状形态,18-3 孔周围钻孔 有 4 峰出现.总体曲线形态稳定,是曲线对比的首选标 表 1 西山窑组中段可采范围煤层特征一览表 Table 1 Characteristics of the middle section of the mineable coalbeds in Xishanyao group 煤层真厚/m 煤层 编号 两极值 平均值控制点 结构 夹矸层数 稳定性 3 1.9115.75 6.7836 简单至 复杂 04 较稳定 5 1.355.19 2.2039 简单 01 稳定 6 1.769.59 6.5741 较简单 03 稳定 7 1.468.91 5.7838 简单至 较简单 02 稳定 11 1.3010.11 6.5844 简单至 较简单 03 稳定 12 1.106.41 3.7245 简单 01 稳定 13 1.646.38 3.5721 简单 02 较稳定 14 1.787.94 4.3843 简单 02 较稳定 15 1.5316.61 9.8247 简单至 复杂 05 稳定 17 1.241.45 1.333 简单 01 不稳定 18 2.1710.63 5.5548 简单 03 稳定 19 1.798.96 5.4948 简单至 较简单 03 稳定 20 0.8712.92 5.4643 简单至 复杂 06 较稳定 21 0.988.97 3.3841 简单至 复杂 04 较稳定 23 0.9811.15 3.9147 简单 02 较稳定 25 3.8919.12 10.1449 简单至 复杂 03 稳定 28 0.943.98 2.6542 简单 01 稳定 29 0.96v3.73 1.9536 简单 01 较稳定 王宝成哈密大南湖煤田含煤岩系煤层特征 155 第 24 卷 第 2 期 图 2 3 号煤平面测井曲线对比示意图 Fig .2 Comparative sketch map of the No.3 coalbed section log. 图例同图 1 156 新 疆 地 质 图 3 25-1、、23-5 号孔联孔测线 Fig.3 No. 4-11, 25-1, 23-5 drill holes section 2006 年 志层. 18煤标志层的 GR 曲线形态呈块状, 峰面平缓,个别有 12 个小齿,全区形态稳 定,标志层下紧跟着形 态与其相近的 19煤. 沉积环境分析 通过对比可以看出, 勘探区东北部 3煤层有冲刷迹象.在冲刷 带地区,煤层由于冲蚀作用,层厚变薄,夹 矸增厚,GR 曲线形态变得峰之间分开,而 且尖而稀图 2. 2.6 地震对比 地震勘探为煤层对比提供了第一性 资料,特征明显图 3.用声速测井曲线制 作人工合成记录,通过人工合成记录标定 每个反射波对应的地质层位,沿某反射同 相轴如 T11 波由一个孔追踪到另一个孔,若两孔层位 一致如均为 11煤层,则说明两孔煤层对比正确[2]. 3 煤层对比的可靠性评价煤层对比的可靠性评价 本次勘探煤层对比在原普、详查的基础上,研究 了钻孔岩煤心、岩石岩性特征、煤系及煤层厚度、 宏观结构类型、组合特征、地震煤层对比,特别是测 井曲线的形态特征分析和综合分层对比,较好地解决 了煤层对比问题. 煤层对比均以 18煤层做为对比的基准煤层,18 煤层层位稳定、居中、全区可采;3、6煤层在含煤 段上部层位较稳定;特厚煤层 15煤在含煤段的中上 部全区稳定;特厚煤层 25煤在含煤段下部全区稳 定;28、29煤层在含煤段最下部全区稳定,是控制终 孔层位的标志煤层.上述煤层之间的层间距一般变化 不大,它们的特殊层位控制了全区煤层对比的骨架, 其间的煤层对比可逐步依次展开. 主要可采煤层的自然伽马曲线有良好的对比特 征,通过综合对比,确定了 3、6、11、15、18、 25等 6 个煤层的自然伽马曲线做为对比的物性标志 层,6 个标志层分别位居含煤段的上、中、下 3 个部 位,厚度大,单层曲线形态多数独具特性,是煤层对比 的良好标志. 4 结束语结束语 哈密大南湖煤矿区煤层对比特征的综合研究为 含煤地层多煤层对比提供了较为可行的方法,解决了 勘探工作中确定终孔层位的难题.同时,为准确估算 勘探资源量提供了可靠的依据,为今后外围地质乃至 多煤层地区的煤炭开发具有一定的提导意义. 参 考 文 献. [1] 武汉地质学院煤田教研室.煤田地质学[M].北京地质出版社,1985. [2] 中国矿业学院,西安矿业学院.煤田地球物理测井[M].北京煤炭工业 出版社,1979. COALBED PROPERTIES IN THE COAL-BEARING STRATA AT DANANHU COAL FIELD, HAMI WANG Bao-cheng No. 161 Team, Xinjiang Coal Field Geology Bureau, Urumqi ,Xinjiang,830009,China Abstract Coal-bearing strata have been divided into three sections by interpreting large amounts of drill ination and by uating the properties of the coal-bearing strata. The mineable coalbeds in the entire region were compiled and numbered. Valuable ination is prepared for future mining and also exploration outside of the area. Key words coal-bearing strata; coalbed; log; guide bed.