彭彪

貴州省煤田地質(zhì)局一一三隊，貴州 貴陽 550023

江城煤礦位于貴州省普定縣東北部，行政區(qū)隸屬普定縣補郎鄉(xiāng)。江城煤礦位于云貴高原向東南傾斜的斜坡地帶，地形復(fù)雜，山巒重疊，坡度較陡，地勢較高，屬高原侵蝕為主的低中山峰叢洼地地貌，地勢總體南東高北西低，最高點位于礦井邊界4 號拐點以西的圓寶山頂，最低位于礦井副平硐附近的溪溝，相對高差360.5m[1,2]。江城煤礦屬織納煤田補郎向斜成煤構(gòu)造，井田內(nèi)煤礦地質(zhì)工作開展較早，前人進行了1：5 萬普查地質(zhì)找煤工作，劃分了地層層序，填繪了主要地質(zhì)構(gòu)造輪廓，進行了煤炭勘查，初步確定了各可采煤層的層位、厚度、結(jié)構(gòu)，控制了各主要地層的地質(zhì)界線，對區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育情況進行了初步分析。

1 井田地質(zhì)

井田內(nèi)出露地層有上二疊統(tǒng)峨眉山玄武巖組（P3β）、龍?zhí)督M（P3l）、長興組（P3c），下三疊統(tǒng)大冶組（T1d）和永寧鎮(zhèn)組一段（T1yn1）及第四系（Q），見圖1、表1。

圖1 貴州省普定縣補郎鄉(xiāng)江城煤礦地質(zhì)簡圖Fig 1 geological map of Jiangcheng Coal Mine, Bulang Township, Puding County, Guizhou Province

表1 江城煤礦井田地層簡表Table 1 Stratigraphic table of Jiangcheng Coal Mine

2 含煤地層

井田主要含煤地層為龍?zhí)督M，屬海陸交互相多旋回沉積，旋回結(jié)構(gòu)明顯。巖性由灰-深灰色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖、細砂巖、灰?guī)r、炭質(zhì)泥巖及煤層（線）組成。具水平層理、波狀層理、交錯層理。組內(nèi)連續(xù)沉積，含煤11～24 層，一般17 層。煤系厚約347～410m，一般厚為365m（圖2）。

根據(jù)巖性及其組合、沉積特征將龍?zhí)督M分為三段，即長興組底界燧石灰?guī)rB1至龍?zhí)督M灰?guī)rB3頂界為第三段(P3l3)，龍?zhí)督M灰?guī)rB3底界至龍?zhí)督M灰?guī)rB4頂界為第二段(P3l2)，龍?zhí)督M灰?guī)rB4底界至龍?zhí)督M鋁土巖B5為第一段(P3l1)[3]。

（1）第一段（P3l1）：灰-深灰色薄層粉砂巖、鈣質(zhì)粉砂巖夾條帶狀粉砂質(zhì)粘土巖、炭質(zhì)粘土巖及灰?guī)r，含2～7 薄煤層；底部常見灰白色粘土質(zhì)泥巖、鋁土質(zhì)泥巖。本段厚80～120m，平均101m；該段沉積環(huán)境體系為瀉湖、潮坪沉積環(huán)境體系，沉積旋回為海侵期。

（2）第二段（P3l2）：深灰-灰黑色薄-中厚層細砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)粘土巖夾灰?guī)r、粘土巖及炭質(zhì)粘土巖，富產(chǎn)腕足類、蜓、珊瑚等動物化石；含煤7～13 層，產(chǎn)主要可采煤層13、14、15。本段厚140～180m，平均150m；該段沉積體系為三角洲沉積及瀉湖-潮坪沉積體系，沉積旋回為海侵期。

（3）第三段（P3l3）：深灰-灰黑色薄-中厚層細砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)粘土巖夾灰?guī)r、粘土巖及炭質(zhì)粘土巖，富產(chǎn)腕足類、蜓、珊瑚等動物化石；含煤2～11 層，可采0 煤層產(chǎn)于該段中部。本段厚105～150m，平均125m；該段沉積體系為三角洲沉積及瀉湖-潮坪沉積體系，沉積旋回為海侵期[4]。

3 煤層對比

3.1 煤層間距對比

3.1.1 煤層特征

0 煤層，位于龍?zhí)督M第三段，煤層厚度0.57～4.30m，平均為2.02m；采用厚度0.57～4.30m，平均為1.99m，含夾矸0～1 層；區(qū)內(nèi)揭煤點數(shù)17個，其中可采點數(shù)14 個，點可采率為82%，不可采范圍主要位于井田西南部，大部可采，屬較穩(wěn)定煤層。

13 煤層，位于龍?zhí)督M第二段，上距0 號煤層103.25～140.50m，平均124.42m，煤層厚度0.76～5.62m，平均為2.09m；采用厚度0.76～5.62m，平均1.89m；區(qū)內(nèi)揭煤點數(shù)20 個，其中可采點數(shù)19 個，J602 孔尖滅，點可采率為95%。含夾矸0～1 層，全區(qū)可采，屬較穩(wěn)定煤層。

14 號煤層，位于龍?zhí)督M第二段，上距13 號煤層10.38～41.92m，平均27.65m，煤層厚度0.50～5.91m，平均為2.22m；采用厚度0.50～5.91m，平均2.13m；區(qū)內(nèi)揭煤點數(shù)20 個，其中可采點數(shù)19 個，不可采點為801 孔，點可采率為95%。含夾矸0～2 層，全區(qū)可采，屬較穩(wěn)定煤層。

15 號煤層，位于龍?zhí)督M第二段，上距14 號煤層14.50～40.88m，平均32.30m，煤層厚度0～8.33m，平均為1.45m；采用厚度0.42～8.33m，平均1.63m；區(qū)內(nèi)揭煤點數(shù)21 個，其中可采點數(shù)15個，點可采率為71%，不可采范圍位于井田西南部。含夾矸0～2 層，大部可采，屬較穩(wěn)定煤層[5]。

3.1.2 煤層間距對比

本區(qū)主要可采煤層有4 層，0 號煤層位于龍?zhí)督M第三段，下距13 號煤層103.25～140.50m，平均間距124.42m，13、14 和15 號煤層位于龍?zhí)督M第二段，為一煤層組，相互間距為27.65～32.30m，4 層可采煤層層間距穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)較簡單，穩(wěn)定程度為較穩(wěn)定（表2）。

圖2 貴州省普定縣補郎鄉(xiāng)江城煤礦含煤地層綜合柱狀圖Fig 2 Comprehensive stratigraphic column of coal-bearing strata in Jiangcheng coal mine, Puding County, Guizhou province

表2 可采煤層間距一覽表Table 2 List of available coal seam spacing

3.2 標(biāo)志層對比

井田為典型的海陸交互相沉積，沉積環(huán)境穩(wěn)定，變化小，規(guī)律性明顯，沉積旋回清楚，物性特征明顯，易于對比。本次煤層對比在龍?zhí)督M建立了5 個標(biāo)志層（B1、B2、B3、B4、B5），對龍?zhí)督M自上而下進行控制，確定了煤層對比的格架[6,7]。各標(biāo)志層的特征分述如下：

標(biāo)一（B1）：灰-深灰色石灰?guī)r，位于龍?zhí)督M上段頂部，長興組底部，厚8.47～15.27m，平均11.87m，產(chǎn)少量腕足類動物化石，層位穩(wěn)定，全區(qū)發(fā)育。下距0 號煤層40.39～94.40m，平均63.20m。

標(biāo)二（B2）：灰-深灰色石灰?guī)r，厚0.37～4.91m，平均2.64m，富含蜿足類動物化石，層位較穩(wěn)定，全區(qū)發(fā)育。上距0 號煤層底35.51～46.40m，平均42.32m；下距B3頂板36.99～51.82m，平均44.48m。

標(biāo)三（B3）：灰-深灰色泥質(zhì)灰?guī)r，厚0.87～2.51m，平均1.82m，產(chǎn)少量腕足類動物化石，其底板發(fā)育有一層薄煤線，層位穩(wěn)定，全區(qū)發(fā)育。下距13 號煤層頂11.21～51.50m，平均26.67m。

標(biāo)四（B4）：灰-深灰色泥質(zhì)灰?guī)r，厚0.69～5.95m，平均3.32m，產(chǎn)少量腕足類動物化石，其底板發(fā)育有一層薄煤線，層位穩(wěn)定，全區(qū)發(fā)育。上距15 號煤層底6.99～21.75m，平均15.64m；下距27 號煤層頂24～38m，平均31m。

標(biāo)五（B5）：灰白色鋁土質(zhì)泥巖，為龍?zhí)督M底界，即為龍?zhí)督M與峨眉山玄武巖組地層的分層標(biāo)志，厚0.64～3.79m，平均厚度2.16m，上距27號煤層底70～101m，平均85m[8]。

5 個標(biāo)志層及4 層可采煤層厚度、豎向空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，巖性特征穩(wěn)定，分布范圍廣，能夠清晰的反應(yīng)出標(biāo)志層與煤層的位置分布情況。B1 作為進入煤系地層的重要標(biāo)志，為確定0 號主采煤層提供重要指導(dǎo)作用；B3 和B4 處在煤系中部，存在13、14 和15 三層煤組；B5 一層鋁土巖為煤系地層結(jié)束的重要依據(jù)[9,10]（圖3）。

圖3 江城煤礦勘探線地質(zhì)剖面圖Fig 3 Geological section of exploration line in Jiangcheng coal mine

3.3 煤層測井曲線對比

3.3.1 煤層測井特征

0號煤層：為一厚煤層，上覆15m 內(nèi)發(fā)育一厚層灰?guī)r，下伏10m 左右發(fā)育一薄煤層。0 號煤層的側(cè)向電阻率總體呈寬峰狀下部有臺階狀反映；自然伽馬曲線為低幅值“U”型或“V”型反映；伽馬-伽馬曲線為高幅值寬峰或尖峰狀反映[11,12]（圖4）。

13 號煤層：為一薄煤層，頂板為中厚灰?guī)r層，間接底板為較厚灰?guī)r層。13 號煤層的側(cè)向電阻率呈中高幅值尖峰狀反映；自然伽馬曲線總體為高幅值尖峰突出反映；伽馬-伽馬曲線為高幅值尖峰反映[11,12]（圖5）。

圖4 0 號煤層曲線特征對比圖Fig 4 Comparison of curve characteristics of coal seam 0

圖5 13 號煤層曲線特征對比圖（圖例同圖4）Fig 5 Comparison of curve characteristics of coal seam 13

14 號煤層：為一較厚煤層，偶含夾矸，其間接頂板為三測向曲線呈較高幅值尖峰狀反映的薄層灰?guī)r，間接底板為高幅值禿峰狀反映的中厚灰?guī)r層，下伏15m 內(nèi)發(fā)育兩層伽馬-伽馬曲線呈高幅值尖峰狀反映的薄煤層。14 號煤層的側(cè)向電阻率呈較高幅值尖峰狀反映；自然伽馬曲線為低幅值“V”型反映，頂板的自然伽馬曲線呈較高幅值尖峰突出反映，底板為臺階狀反映；伽馬-伽馬曲線呈高幅值尖峰或?qū)挿鍫罘从砙11,12]（圖6）。

圖6 14、15 號煤層曲線特征對比圖（圖例同圖4）Fig 6 Comparison of curve characteristics of coal seam 14 and coal seam 15

15 號煤層：為一較厚結(jié)構(gòu)煤層，其間接頂板為石灰?guī)r，下伏15m 左右反映一頂板為中厚灰?guī)r層的薄煤層。15 號煤層的側(cè)向電阻率呈中幅值2～3 個尖峰狀反映；煤層自然伽馬曲線為較高幅值尖峰，夾矸為低幅值反映，底板的自然伽馬曲線呈高幅值寬峰狀反映；伽馬-伽馬曲線呈中高幅值2～3 個尖峰狀反映[11,12]（圖6）。

3.3.2 煤層測井特征對比

不同巖性的巖層有著不一樣的物性特征，在3 條參數(shù)曲線上會呈現(xiàn)出不同的形態(tài)、幅值，根據(jù)參數(shù)曲線的異常幅值、形態(tài)特征、特征值差異等，在測井解釋軟件上確定煤層、標(biāo)志層。0 號煤層側(cè)向電阻率寬峰狀下部有臺階狀、自然伽馬低幅值“U”型或“V”型、伽馬-伽馬高幅值寬峰或尖峰狀，13、14、15 號煤層側(cè)向電阻率中高幅值尖峰狀、自然伽馬高幅值寬尖峰突出、伽馬-伽馬中高幅值尖峰狀（表3）。

表3 0、13、14、15 煤層在側(cè)向電阻率、自然伽馬、伽馬—伽馬曲線上典型形狀Table3 Typical shapes of coal seam 0,13,14,15 on three-lateral resistivity,natural gamma,gamma curve

4 結(jié)論

江城煤層含煤地層為上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M，根據(jù)巖性及其組合、沉積特征分為三段，龍?zhí)督M第三段（P3l3）為長興組底界B1至B2頂界，主要可采煤層為0 號煤層；龍?zhí)督M第二段（P3l2）為B2底界至B4頂界，主要可采煤層為13、14 和15號；龍?zhí)督M第一段（P3l1）為B4底界至含煤地層底界（鋁土巖），無可采煤層。不同煤層的測井曲線幅度異常、形態(tài)異常及特殊形態(tài)組合關(guān)系等有較大差別，0 號煤層的側(cè)向電阻率總體呈寬峰狀下部有臺階狀反映，自然伽馬曲線為低幅值“U”型或“V”型反映，伽馬-伽馬曲線為高幅值寬峰或尖峰狀反映；13、14、15 號煤層的側(cè)向電阻率呈中、高幅值尖峰狀反映，煤層自然伽馬曲線總體高幅值寬、尖峰突出反映，伽馬-伽馬曲線呈中、高幅值尖峰狀反映。