新疆哈密大南湖煤田煤层对比与研究.pdf

总第 1 1 1 期 2 0 0 5年增刊 西部探矿工程 W ES T～ CHI NA EXPL0RAT1 0N ENGI NEE RI NG s e r i e s No ． 1 1 1 J u 1 ． 2 0 0 5 文章编号 1 0 0 4 --5 7 1 6 2 0 0 5 增刊一0 1 1 6 0 2 中图分类号 P 6 1 8 ． 1 0 2 文献标识码 B 新疆哈密大南湖煤 田煤层对 比与研究 孔凡顺 ， 张景考 ， 段喜国 ， 张国庆 1 ． 山东煤炭地质工程勘察研究院， 山东 泰安 2 7 1 0 0 0 ； 2 ． 新疆煤 田地质局， 新疆 鸟鲁木齐 8 3 0 0 9 1 摘要 利用测井曲线对大南湖煤田煤层进行对比研究， 确定出2 9 层煤层层位， 进行 了可靠性分析， 对赋存状况及其变 化规律进行研 究， 取得 了较好的地质效果。 关键词 自然伽玛； 煤层对比； 分析研 究 1 概 况 新疆哈密大南湖煤 田位于哈密市南约 8 4 k m 的沙漠戈壁内， 构造上处于吐哈盆地沙尔湖隆起 南部的大南 湖坳 陷中 ， 一井 田 位于大南湖坳 陷的北侧 。 区内可采煤层层数多， 主要可采煤层有 1 3 层 ， 局部可采煤层 9 层。可采煤层总厚可达 1 0 0 m 以上 ， 含煤系数达 2 0 ～2 5 。 单层厚度达 1 7 ． 1 8 m。1 5煤层和 2 5 煤 层为巨厚煤层， 平均厚度 为 9 ． 8 0 m和 1 0 ． 5 0 m。煤层埋藏浅 有煤层露头 ， 储量大 ， 6 9 k m 的一井田储量可达 5 6 1 0 t 。 一 井田属大南湖煤 田一 区的一部分， 紧邻南部 的大南湖二 区， 一二区东西两侧也发现赋存有煤层， 因而可以说大南湖煤田 是一个尚未开发的大型煤 田， 又与 尚待探 查的大 型沙尔湖煤 田 和已经开采的三道岭煤田毗邻， 哈密煤矿区将成为我国西部新 的特大型煤炭基地 。 2 问题的产生 2 0 0 3 年哈密鲁能煤 电化有限公 司对该煤 田开始普查 、 详查 勘察。煤 田属于典型的侏罗纪煤田， 含煤层段为中侏罗统西山窑 组 中段 ， 属陆相湖 、 河相沉积。煤层多 ， 厚度变化大 ， 勘探程度低 ， 以往工作少 。此次勘查从普查直接转为详查 ， 区内尚无标准层可 依， 勘查的开始阶段对究竟有多少层可采煤层尚不清楚， 各可采 煤层的赋存状况更欠 了解 ， 因而从 详查开始就 把煤层对 比问题 做为首要的问题提 出， 查明可采煤层 的层数及赋存 规律是详查 的主要任务。 3 对 比依据 西山窑组 中段 J z 含煤地层 以粉砂岩、 泥岩及煤层 为主， 砂岩次之， 多为湖相、 沼泽相 ， 其次为冲积相， 说 明当时地形 相对 平坦， 高差不大， 离陆源区较远且沉降较平衡的沉积环境， 加上中 侏罗世湿热多雨的 自然条件 ， 有利于含煤岩系及煤层的生成。 由于含煤地层 中主要为粉砂岩 、 泥岩和煤层 ， 无 明显的标志 层 ， 要想研究煤层层位及厚度变化， 只有从煤层研究起 。但 由于 各个煤层属同一时代 ， 相近环境下形成的， 煤质变化不大 ， 都属长 焰煤类 ， 从煤质角度更难区别其层位 。 自然伽玛测井在沉积岩地层 中一般情况下反映地层的泥质 含量， 这是因为放射性元素往往趋向于聚集在粘土岩和泥岩地 层中。煤层中的放射性是很低 的， 当煤层 中灰分含量高时， 放射 性也会升高， 而煤层中的泥岩夹石具有相对多的放射性元素 。 本井 田煤层的顶底 板一般为泥 岩或 粉砂岩， 夹石一般也是 泥岩和粉砂岩 ， 所 以自然伽玛 曲线煤层 与顶底 围岩、 煤层与夹石 都有清楚的界面。用 自然伽玛 曲线不仅可 以精确的确定煤层的 深度、 厚度和结构， 而且可以根据不同煤层的曲线形状进行层位 对 比， 结合地震勘探的时间剖面追踪 其孔间延展变化， 就可 以在 井 田范围内研究各煤层的赋存 情况及变化 规律 。密度曲线和视 电阻率曲线对煤层 也有 良好的响应规 律， 是分析研 究的重要 参 数 ， 是详查阶段煤层对比分析 的依据之一。 4 对 比的方法 井 田内最上部稳定的煤层 是 3煤层 ， 1 9 个 见煤点全部达可 采厚度以上 ， 平均纯煤厚 7 ． 2 4 m， 厚度变异系数 0 ． 2 2 ， 常含夹石 1 ～ 2 层 ， 最多 8 层 。自然伽玛 曲线形态稳定 ， 状若“ 佛手” ， 是测井 对比的第一物性标志层 。 井田内接 近最下部 的 2 5 煤 层是一 层 巨厚 煤层 ， 平 均厚 度 1 0 ． 1 8 m， 是本井田的最厚煤层 ， 常含夹石 1 ～2层， 最多 6 层 。厚 度变异系数 0 ． 2 5 ， 除 2 1 1 号孔煤厚在 3 ． 9 4 m， 为一薄层点外， 其余钻孔的 2 5 煤层厚度均在 8 ． 0 0 m以上。自然伽玛曲线形态 稳定 ， 与顶底围岩界面陡直 ， 上分层较薄 ， 状若“ 旗杆” ， 下分层 巨 厚 ， 状若“ 方砖” 或“ 旗面” ， 其间的夹矸稳定明显 ， 状若反向一“ 杆” 是测井的六号物性标志层 ， 也是即将接近终孔层位的标志。 在 1 和 6 号测井物性标志层之间 ， 根据煤层的 自然伽玛曲线 形态及层厚 、 间距的特征 ， 又分别确定 出次一级的物性标志层四 个 ， 即 6 煤层 ， 1 1 煤层 ， 1 5 煤层和 1 8 煤层。 由于选定的六个标志层均匀分布在含煤层段的上、 中、 下三 个部位 ， 3 煤层和 2 5 煤层又分别是上、 下部层厚最厚 、 沉 积稳定、 曲线形态特征明显 、 稳定的两个标志层 ， 对整个含煤层段起到了 很好的控制作用 ， 再利用中间的四个标志层和层 间距 ， 结合沉积 及赋存 变化规律进行勘探线 、 平面分布对 比， 取得 了非常明显的 效果 。1 3个主要可采煤层的基本情况如表 1 所列。 5 分析研究 通过测井曲线形态、 层厚 、 结构 、 间距、 变化规律等综合对比 分析 ， 确定出可采和局部可采煤层 2 5 层 ， 不可采煤层 4 层。确定 出 2 9 个煤层层位 。对 1 6 个煤层 层组 进行 了相邻钻孔煤层层 位对比可靠性进行了评价， 分为 A、 B 、 C三级， 见表 2 。从表中可 以看出， 层位对比可靠 A 和基本可靠 B 的煤层约占 9 O ， 只 有部分煤层的个别层层位对 比的可靠性差 。 维普资讯 2 0 0 5正 增 刊 孔凡顺 ， 张景考 ， 段喜国， 张国庆 新疆哈密大南湖煤田煤层对比与研究 1 1 7 表 1 主要可采煤层一览表 1 3 2 5 线问 分也存在变差的趋势。东西方向煤层沉积相对稳定。 煤 层 嚣 稳 定 性虿 蠢 结 构 。肺 平 均 厚 度 点 数 指 数 变 异 系 数 常 见 夹 石 层 数 表 2 邻钻孔煤层层位对比分析表 大南湖煤田一井田的聚煤中心主要在 1 7 、 1 9 、 2 1 、 2 3 勘探线， 尤其在 1 7 线北部， 可采煤层总厚可达 l O O m 以上， 含煤系数 2 0 ～ 2 5 ， 可采煤层多， 煤层厚度大， 大部分为厚煤层和巨厚煤层 ， 煤层稳定性好。总的变化趋势是井田西北方向 火烧 区除外 好， 东南方向差。向斜的北翼好， 南翼较差， 但北背斜以北的盆沿部 ’ ～～ ～一 一 图 1 3煤层等厚线图 0 太 ，⋯ r ‘ ． ． 、 ％ ， l／ ／ j ‘ ．， ． ，． ．⋯．．．． 5 1 一 ～．一 ／ ．． ． 图 2 2 5 煤层等厚线图 图 6 和图 7 分别是 3 煤层和 2 5 煤层的等厚线图。其它主要 可采煤层厚度的变化也具有同样的趋势， 说明该井田含煤地层 的形成及变化具有基本一致的规律 。 6 结论及建议 利用测井曲线形态对煤层进行对比， 已基本查清了本井田 赋存的主要可采煤层， 所解释的煤层厚度及结构数据可靠， 分析 得出的变化规律及结论依据较充分， 均被综合报告所采用， 且获 国土资源部矿产资源评审 中心批准。但对部分层的部分分层仍 存有疑虑。 尚待勘探阶段对比研究和开采时进一步证实。 运用综合勘查手段 钻探、 测井 、 地震、 地质凋查 进行哈密煤 矿区侏罗纪煤田的研究是切实可行 的有效方法， 在今后的勘查 和开采中应进一步应用。 参考文献 [ 1 ] 测井学编写组． 测井学[ M] ． 北京 石油工业出版社， 1 9 9 8 ， 1 2 ． [ 2 ] 李舟波， 等． 斯仑贝谢公 司． 测井解释与原理[ M] ． 北京石油工业出 版社 ， 1 9 9 l ， 3 ． [ 3 ] 新疆煤田地质局 1 6 1 煤田地质勘探队． 新疆哈密市大南湖煤 田一区 详查地质报告[ R ] ． 新疆煤田地质局 1 6 1 煤田地质勘探队， 2 0 0 3 ， l 1 ． [ 4 ] 山东煤炭地质工程勘察研究院． 新疆哈密市大南湖煤田一井田勘探 精查 设计[ R ] ． 山东煤炭地质工程勘察研究院， 2 0 0 4 ， 1 ． 维普资讯