纳雍县高硐煤矿煤层特征及煤层对比.pdf

2023 年 8 月2023 年第 8 期随着国家新一轮找矿突破战略的实施，煤炭资源作为重要能源显示了其重要性与紧缺性，加快煤的勘探与开发愈发紧迫。在地勘时期，地质钻探揭露了煤层的空间位置。测井曲线是对钻孔中地层的客观反映。尤其是在地质构造复杂的情况下，地球物理特征对比体现出高效率、高准度的特点，有利于煤炭的开发利用。1矿区概况高硐煤矿位于贵州省纳雍县城西北方向，行政区划属董地苗族彝族乡管辖，与纳雍县城直距约 25 km，运距约 60 km，矿区至纳雍县阳长火电厂运距约 80 km，省道与县乡级公路相通，交通较方便。矿区内地势陡峭，山体呈南北走向展布。中部山脊构成分水岭，西侧高，东侧低，最高点位于南部山顶，海拔约 2 215 m，最低点位于东北角溪沟，海拔约 1 550 m。山脊两侧冲沟发育，属于中山地貌，以侵蚀地貌为主，东西侧部分出露岩溶地貌。2区域地质高硐煤矿矿区位于金盆向斜东翼，金盆向斜形态较宽缓，核部倾角多在数度至 10毅。区域内断层多为沿地层走向或微斜切地层走向的正、逆断层，断面倾向北西或南东，常延伸数千米至几十千米，而北西向横切地层走向的断层少见。区域地层最新为第四系，最老为震旦系，缺失奥陶系中上统、志留系、泥盆系中上统、二叠系下统、侏罗系上统、白垩系、上第三系等，广泛出露侏罗系、三叠系、二叠系，区域地层发育较全，地层之间以整合、假整合接触为主1。3煤层特征3.1含煤地层特征区内含煤地层为二叠系乐平统龙潭组（P3l），为陆相碎屑岩含煤沉积，组成含煤地层的岩石主要由灰、深灰色灰岩，中厚层状细砂岩，粉砂岩，泥质粉砂岩，深灰色-黑色泥岩，黑色碳质泥岩，煤层及煤线等组成2。含煤地层厚度 259.94275.95 m，平均厚度 273.40 m；含煤层 2540 层，平均 30 层；含煤总厚 8.1924.50 m，平均 19.33 m，含煤系数 7.07%。主要可采煤层有 8 层：4 号、5 号、6 号、7 号、10 号、16 号、20 号、32 号煤层；可采煤层总厚度 6.5315.29 m，平均 11.51 m，可采煤层含煤系数 4.21%。3.2可采煤层特征4 号煤层位于龙潭组含煤地层上部。上距长兴组收稿日期：2023-02-25作者简介：曾超袁 1988 年生袁 男袁 贵州贵阳人袁 工程师袁 主要从事煤田地质工作遥纳雍县高硐煤矿煤层特征及煤层对比曾超（贵州省煤田地质局地质勘察研究院，贵州 贵阳 550008）摘要：煤层特征分析及煤层对比是研究煤层赋存规律的重要内容袁 决定了煤炭勘查及煤矿开发难度遥 从煤层结构尧煤层对比尧 测井曲线特征等方面对高硐煤矿进行煤层分析袁 研究煤岩性质及煤岩层在空间位置上的展布规律遥 结果表明院纳雍县高硐煤矿 4 号尧 32 号煤层为全区可采煤层曰 4 号煤层为复杂煤层曰 其余煤层大部可采袁 为简单煤层遥关键词：测井曲线曰 区域地质曰 含煤地层曰 煤层对比曰 龙潭组中图分类号：P618.11文献标志码：A文章编号：2095-0802-(2023)08-0023-03Coal Seam Characteristics and Coal Seam Comparison of Gaodong Coal Mine inNayong CountyZENG Chao(Geological Exploration Research Institute,Guizhou Bureau of Coal Geological Exploration,Guiyang 550008,Guizhou,China)Abstract:The characteristic analysis of coal seams and coal seam comparison are the important contents to study the occurrencelaw of coal seams,which determines the difficulty of coal exploration and coal mine development.According to the coal seamstructure,coal seam comparison,logging curve characteristics,etc.,the coal seam analysis of Gaodong Coal Mine was carried out tostudy the coal rock properties and the distribution law of coal strata in the spatial position.The results show that No.4 and No.32coal seams in Gaodong Coal Mine in Nayong County are recoverable coal seams in the whole area;No.4 coal seam is a complexcoal seam;most of the other coal seams are recoverable,which are simple coal seams.Key words:logging curve;regional structure;coal-bearing stratum;coal seam comparison;Longtan formation（总第 215 期）能源产业232023 年第 8 期2023 年 8 月（B1）20.0950.58 m，平均距离 36.61 m；下距 5 号煤层 1.4410.66 m，平均距离 3.41 m。煤层厚度 1.248.22 m，平均厚度 4.19 m，采用厚度 0.977.23 m，平均采用厚度 3.28 m。含 13 层夹矸，结构较复杂，层位较稳定，属较稳定煤层。该煤层为全区可采煤层。顶板岩性主要是深灰色泥质粉砂岩，薄至中层状，产少量植物根茎叶化石，薄层状的碳质泥岩、泥岩也常作为煤层直接顶板；底板岩性主要是深灰色泥岩，产植物根茎叶化石。5 号煤层位于龙潭组含煤地层上部，下距 6 号煤层1.167.46 m，平均距离 4.94 m。在采用的钻孔中，煤层厚度 0.242.32 m，平均厚度 1.48 m，平均采用厚度1.35 m，含 01 层夹矸。该煤层为大部可采煤层。直接顶板岩性为泥岩、粉砂质泥岩或碳质泥岩；直接底板岩性为泥岩、泥质粉砂岩或粉砂质泥岩。6 号煤层位于龙潭组含煤地层上部，下距 7 号煤层7.9822.63 m，平均距离 14.81 m。煤层厚度 03.13 m，平均厚度 1.51m；在采用的钻孔中，采用厚度 02.79m，平均采用厚度 1.38 m。含 01 层夹矸，煤层结构较简单且煤层较稳定。该煤层为大部可采煤层。顶板岩性主要是深灰色泥岩，波状层理，含碳屑；底板岩性以泥岩为主，夹细砂岩、粉砂岩条带。7 号煤层位于龙潭组含煤地层上部，下距 10 号煤层 32.8349.17 m，平均距离 40.67 m。煤层厚度为0.092.39 m，平均厚度为 1.35 m。在采用的钻孔中，采用厚度为 0.092.11 m，平均采用厚度为 1.21 m。含01 层夹矸，煤层结构简单，且煤层较稳定。矿区内钻孔见煤点 12 个，可采 11 个，点可采率约 92%，面积可采率 85%，该煤层为大部可采煤层。顶板岩性主要是灰色粉砂岩，薄至中厚层状，局部含钙质条带；底板岩性以泥岩、粉砂质泥岩为主，夹镜煤条带。10 号煤层位于龙潭组含煤地层中部，下距 16 号煤层 24.7437.63 m，平均距离 31.47 m。煤层厚度 0.651.35 m，平均厚度 0.92 m，采用厚度 0.601.14 m，平均采用厚度 0.88 m。含 01 层夹矸，煤层结构简单且煤层较稳定。矿区内钻孔见煤点 10 个，可采 8 个，点可采率 80%，面积可采率 78%，该煤层为大部可采煤层。顶板岩性主要是深灰色泥质粉砂岩夹泥岩条带，产植物根茎叶化石；底板岩性主要是深灰色、黑色泥岩，产丰富的植物碎片化石。16 号煤层位于龙潭组含煤地层中部，下距 20 号煤层 11.7224.85 m，平均距离 16.96 m。煤层厚度为0.191.17 m，平均厚度 0.67 m，采用厚度 0.190.90 m，平均采用厚度 0.59 m。含 01 层夹矸，煤层结构简单，层位较稳定。该煤层属较稳定煤层，为大部可采煤层。伪顶主要是中厚层状细砂岩，含碳屑，直接顶为薄层碳质泥岩；底板岩性主要是中厚层状细砂岩，发育微裂隙，方解石脉充填。20 号煤层位于龙潭组含煤地层中部，下距 32 号煤层 82.52101.24 m，平均距离为 93.27 m。煤层厚度为0.321.14 m，平均厚度 0.75 m，采用厚度 0.311.10 m，平均采用厚度 0.75 m，含 01 层夹矸。该煤层属于较稳定且大部可采煤层。顶板岩性主要是深灰色泥质粉砂岩，薄层状，局部产植物根茎叶化石，含少量黄铁矿结核；底板岩性主要是灰色细砂岩，中厚层状，含碳屑。32 号煤层位于龙潭组含煤地层底部，下距峨眉山玄武岩组（B3）10.9923.55 m，平均距离 18.89 m。煤层厚度为 0.511.79 m；在采用的钻孔中，采用厚度为0.511.61 m，平均采用厚度 1.39 m，含 01 层夹矸，煤层结构简单，煤层较稳定且煤层全区可采。顶板岩性主要是深灰色粉砂质泥岩，薄层状，产植物根茎叶化石，含少量黄铁矿结核；底板岩性以中厚层状细砂岩、钙质粉砂岩为主。3.3煤层对比区内长兴组为灰岩夹泥岩、泥质粉砂岩，与龙潭组分界清楚，长兴组编号为标一（B1）；龙潭组中部 10号煤层与 16 号煤层之间发育 1 层灰岩，层位稳定，其岩性及岩相是煤层对比的主要标志，编号为标二（B2）；峨眉山玄武岩组顶部为凝灰岩、玄武岩，与龙潭组分界清楚，编号为标三（B3）。煤层对比主要依据煤层形态异常及特殊形态组合关系、曲线的幅度异常、岩层的物性特征等进行对比。矿区内主要煤层对比可靠。4 号7 号煤层曲线特征对比如图 1 所示。根据图 1，对 4 号7 号煤层曲线特征进行分析如下。1)4 号煤层。煤层的分层一般有多个。煤层自然伽马曲线在上部幅值较低，下部幅值中等。煤层人工伽马曲线及三侧向电阻率曲线一般上部呈高幅值宽峰状，下部呈高幅值多峰状。2)5 号煤层。煤层自然伽马曲线呈中低幅值，煤层人工伽马曲线及三侧向电阻率曲线总体呈高幅值单峰状，峰值处略有起伏。煤层顶板人工伽马曲线一般有 2 个小尖峰凸起。3)6 号煤层。煤层自然伽马曲线呈中低幅值，煤层人工伽马曲线及三侧向电阻率曲线均呈高幅值单峰或双峰状。顶板与煤层在人工伽马曲线组合上呈“燕尾”状。煤层底板三侧向电阻率曲线呈多峰状中高幅值。4)7 号煤层。煤层自然伽马曲线呈中低幅值，煤层人工伽马曲线及三侧向电阻率曲线均呈高幅值单峰状。煤层顶板电阻率曲线呈中高幅值多峰状。煤层底板人工伽马曲线有 1 个小尖峰凸起。10 号、16 号、20 号煤层曲线特征对比如图 2 所示。242023 年 8 月2023 年第 8 期M3232 号煤层。图 332 号煤层曲线特征对比图402高硐煤矿 402 钻孔；M10，M16，M2010 号、16 号、20 号煤层。图 210 号16 号20 号煤层曲线特征对比图J201，401高硐煤矿 J201 钻孔、401 钻孔；LL3三侧向电阻率；GR自然伽马；GGL人工伽马；M4，M5，M6，M74 号、5 号、6 号、7 号煤层。图 14 号7 号煤层曲线特征对比图根据图 2，对 10 号、16 号、20 号煤层曲线特征进行分析：1)10 号煤层。煤层三侧向电阻率曲线和人工伽马曲线均呈高幅值单峰状，煤层自然伽马曲线呈中低幅值“U”形2。煤层顶板为砂岩，其三侧向电阻率曲线呈中高幅值多峰状。煤层间接底板一般发育一层薄煤层，该薄煤层底板自然伽马曲线呈中高幅值单尖峰状3。2)16 号煤层。煤层自然伽马曲线呈中低幅值，煤层人工伽马曲线及三侧向电阻率曲线均呈高幅值单峰或双峰状。煤层间接顶板为砂岩，其三侧向电阻率曲线呈高幅值倒“松塔”状。煤层底板人工伽马曲线呈中幅值多峰状。3)20 号煤层。自然伽马曲线呈低幅值“U”形，煤层三侧向电阻率曲线和人工伽马曲线均呈高幅值单峰状。间接顶板人工伽马曲线一般有一个高幅值“尖刺”状凸起。32 号煤层曲线特征对比如图 3 所示。曾超：纳雍县高硐煤矿煤层特征及煤层对比LL3/（赘 m）GR/APIGGL/（计数 s-1）43 244 444 48 214 3816 000044 210 377 9 143 2762 312 1 311 309401J2010.36 m70.50 m0.44 m69.89 m0.39 m71.14 m75.18 m0.30 m0.91 m83.13 m0.82 m103.06 m0.30 m84.20 m1.02 m83.56 m84.94 m0.33 m0.47 m67.49 m2.18 m62.80 m0.73 m55.22 mM4M5M6M750 250 451 36 136 2361 680 879 7944 210 377 9 143 2762 312 1 311 3094020.95 m755.90 m4011.08 m131.41 m0.84 m168.49 m1.25 m189.76 m0.30 m789.20 m0.65 m790.24 m0.97 m808.22 mM10M16M2050 250 451 36 136 2361 680 879 7944 210 377 9 143 2762 312 1 311 309402401M32B31.60 m289.17 m1.79 m921.82 mLL3/（赘 m）GR/APIGGL/（计数 s-1）LL3/（赘 m）GR/APIGGL/（计数 s-1）LL3/（赘 m）GR/APIGGL/（计数 s-1）LL3/（赘 m）GR/APIGGL/（计数 s-1）LL3/（赘 m）GR/APIGGL/（计数 s-1）（下转第 29 页）252023 年 8 月2023 年第 8 期由图 3 可知，32 号煤层自然伽马曲线呈现“U”形，煤层三侧向电阻率曲线呈高幅值“燕尾”状，煤层人工伽马曲线呈高幅值“锥子”状。煤层底板自然伽马曲线呈高幅值单峰状。煤层间接顶板一般发育1 层泥岩，其自然伽马曲线呈高幅值宽峰状。4结束语二叠系乐平统龙潭组（P3l）为陆相碎屑岩含煤沉积，对其岩性特征、生物化石特征、煤层与煤层及标志层间距等特征的分析，为煤层对比提供了可靠依据4。区内煤层层位稳定，煤层测井曲线特征对比明显。4 号、32 号煤层全区可采；4 号煤层一般呈粉状，夹矸一般为 13 层，结构较复杂，距 B1标志层平均36.61 m，是含煤地层较好判别的煤层；其余煤层为大部可采煤层，结构一般含 01 层夹矸，结构较简单。经过煤层对比的矿区资源量估算才具有可靠意义，可为煤矿开发利用、矿井开拓的巷道布置提供重要参考。参考文献：1温雪芹.贵州纳雍张家寨矿区构造研究 J.中国金属通报，2020(7)：48-49.2贵州省煤田地质局.贵州煤田地质 M.徐州：中国矿业大学出版社，2003.3窦延宝.贵州晴隆红岩井田煤岩层对比 J.内蒙古煤炭经济，2021(24)：47-49.4江勇.煤炭资源勘查中岩煤层对比方法及应用研究 J.山东煤炭科技，2021，39(1)：181-183.（编辑：高志凤）的井筒防冻、洗浴热水和建筑供热等用热需求，有效减少燃煤或燃气锅炉的使用。针对传统的煤矿供热方式进行革新，对节能减排的实施具有重要意义。因此提出以下解决方案。1)煤矿清洁能源供热系统的设计应在确保安全稳定的前提下，因地制宜，打造多能互补的综合能源供热系统。余热资源供热为主，各项供热技术综合利用，按照不同能源品位进行综合互补利用，并统筹安排好各种供热方式之间的配合关系与转化使用，选用合适的供热技术路线，以取得最合理的能源利用效果与效益。2)煤矿瓦斯发电以用促抽，保障井下生产安全，不但从根源上防止了瓦斯事故，形成良性循环，而且减少了温室气体排放，同时拉长了煤炭生产的产业链，为矿井生产创造了便利条件。根据 关于推动煤矿瓦斯综合利用的指导意见，山西省晋城市、阳泉市的煤矿多为高瓦斯矿井，应充分合理利用煤矿瓦斯。按瓦斯浓度进行梯级利用，可使瓦斯发挥出最大效用。3)山西省是产煤大省，使用煤炭资源供热有一定的优势。根据国家“宜煤则煤”的政策导向，在周边有电厂余热可供利用且技术经济合理的前提下，可使用电厂余热；在周边无电厂余热的情况下，可新建满足环保要求的燃煤集中供热大型热源厂（单台锅炉的蒸发量不小于 35 t/h）和供热管道为煤矿供热。山西省晋北地区煤矿比较集中的片区可推荐此种方式。4)山西省北部属于太阳能资源较丰富区域。煤矿历来属于能耗大户，利用煤矿厂区内现有的厂房、办公建筑、能源管理系统等资源，实现与太阳能光伏发电系统的有机结合，对煤矿节能减排工作具有重要的现实意义。光伏产生的电属于绿电，可以实现自发自用，多余上网，还可以利用太阳能供热，有助于帮助矿井真正实现绿色低碳生产的目标。5)煤矿要实现供热节能，实现能源多级利用，改善自然生态环境，就应从热源、输配管网及热用户三方面做详细的研究，进一步优化设备，促进供热设备技术的不断升级，调整资源结构，开发新能源，加大新能源供热占比。需加大对新型节能设备和供热系统的研究力度，将智慧供热更加精细化并与煤矿供热相结合。6)政府机构应该进一步健全供热节能规章制度，完善设计规范，实时监督，对资源结构进行合理配置。只有从根本上了解供热情况，才能真正解决问题，并以此达到节能减排的目的。4结束语山西省煤矿的供热方式以电供热、集中供热和燃气供热为主。除洗浴热水供热以余热利用为主之外，供热中余热利用和清洁能源供热的方式均占比较小，导致热量的浪费，增加了运行成本。煤矿供热存在诸多问题，需要因地制宜，在清洁能源供应安全稳定的情况下，采用余热利用为主，其他供热方式互补的原则，以取得最合理的能源利用效果与效益，也可根据“宜煤则煤”原则进行供热。参考文献：1陈强，杨宝锐.某铝厂循环水余热在集中供热系统中的应用研究 J.区域供热，2022(6)：1-7.2常智辉.西藏高原地区供热改造探讨：以西藏那曲市供热改造项目为例 J.工程技术研究，2022，7(23)：32-34.3杨猛，王英杰.基于某校区清洁能源供热节能循环利用改造的研究 J.工程建设与设计，2020(21)：65-67.（编辑：高志凤）（上接第 25 页）剧江涛：山西省煤矿清洁能源供热改造调研及解决方案研究29