浅谈新疆伊吾县淖毛湖煤矿区东部煤层对比方法的综合运用论文_赵明,李祥

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新疆维吾尔自治区煤田地质局一六一煤田地质勘探队 乌鲁木齐 830009

摘要:在煤田地质勘查过程中,要运用多种技术方法和对比标志,综合分析,提高煤层对比的准确性和可靠性。

关键词:煤层对比;煤层组合特征;煤层间距特征;煤层自身特征;稳定性;测井曲线;地震时间剖面;煤质特征

一、地质概况

新疆伊吾县淖毛湖煤矿区东部位于新疆维吾尔自治区哈密市伊吾县城东北44°方位,88公里处,行政区划属伊吾县淖毛湖镇管辖,属北准噶尔地层分区、北塔山地层小区,出露地层有石炭系(C)、侏罗系(J)、古近系-新近系(E-N)、新近系(N)、第四系(Q)。勘探区位于淖毛湖凹陷东北端,总体为北翼缓南翼陡的不对称背斜构造,且断层较发育。

二、煤层对比方法和依据

本次煤层对比首先进行各勘查线上各钻孔的煤层对比,后进行临近勘查线上的钻孔对比,后进行全区的系统对比。

首先将含煤地层的沉积旋回特征进行岩性岩相对比,勘探区内自上而下分为两个含煤地层,中侏罗统西山窑组(J2x)地层和下侏罗统八道湾组(J1b)地层,非含煤地层下侏罗统三工河组(J1b)地层位于上述两个地层之间将二者分开。西山窑组(J2x)地层含Ⅱ煤组,八道湾组(J1b)地层含Ⅲ煤组,根据沉积组合的特点和含煤性特点将西山窑组(J2x)分为西山窑组上段(J2x2)和西山窑组下段(J2x1),将八道湾组(J1b)分为八道湾组上段(J1b 2)和八道湾组下段(J1b 1),据此再将各岩性段内存在的直接或间接的对比标志运用其中,区分对比各煤层,从而使各个煤层易于对比。主要对比依据是:煤层组合特征对比、煤组间距特征、煤层自身(厚度、结构)特征、厚-特厚煤层的稳定性、地层特征对比、测井曲线物性反应特征、地震时间剖面与地质层位的对比等。

1、煤层组合特征对比

利用煤层组合特征进行煤层对比,是本次煤层对比的方法和依据之一,效果显著。井田内含煤32层,其中煤层组合特征对比较明显的是Ⅱ5、Ⅱ7-Ⅱ10、Ⅲ0-Ⅲ9、Ⅲ10-Ⅲ21号煤层(组)四大组,其中Ⅲ0-Ⅲ9煤层(组)可细化分为Ⅲ0-Ⅲ2、Ⅲ7-Ⅲ9煤层(组),Ⅲ10-Ⅲ21煤层(组)可细化分为Ⅲ10-Ⅲ12、Ⅲ13-Ⅲ16、Ⅲ17-Ⅲ21煤层(组)进行分析对比。

Ⅱ5煤层,为中厚-特厚煤层,结构简单-复杂,层位较稳定;

Ⅱ7-Ⅱ10煤层,有3层特厚煤层和1层薄-中厚煤层组成,间距较大,层位较稳定;

Ⅲ0-Ⅲ2煤层,由2-3层中厚-厚煤层组成,间距较大,层位较稳定;

Ⅲ7-Ⅲ9煤层,由1-2层中厚-厚煤层和1层薄-中厚煤层组成,间距较小,层位较稳定;

Ⅲ10-Ⅲ12煤层,由1-2层薄煤层和1-2层薄-中厚煤层组成,间距较小,层位较稳定;

Ⅲ13-Ⅲ16煤层,由2-3层特厚煤层和1-2层薄-中厚煤层组成,间距较小,层位较稳定;

Ⅲ17-Ⅲ21煤层,由3-4层特厚煤层和2-3层薄-中厚煤层组成,间距较小,层位较稳定;

综上所述,勘查区内煤层有一定的组合特征,将32层煤层根据组合特征分成了7组煤层组合进行全区对比,组合明显,对比可靠,基本控制了各煤层(组)的相对区间。

2、煤层间距特征

各煤层组之间的间距较大,Ⅱ5煤层与Ⅱ7-Ⅱ10煤层间距一般在100-150m,Ⅱ7-Ⅱ10煤层与Ⅲ0-Ⅲ2煤层间距一般在180-240米;Ⅲ7-Ⅲ9煤层与Ⅲ10-Ⅲ11煤层间距一般在60-100米;

Ⅲ0-Ⅲ2煤层组内煤层间距较大,一般在80-90米;Ⅲ13-Ⅲ16煤层组内煤层间距较小,一般在10-15米;Ⅲ10-Ⅲ11煤层组内煤层间距较小,一般2-7米,小于10米;

上述煤层组之间及煤层组内煤层间距具有一定的规律,可作为煤层组对比的参考依据。

3、煤层自身(厚度、结构)特征

Ⅱ9煤层,位于中侏罗统西山窑组(J2x1)下段下部,为较稳定煤层,厚-特厚煤层,可采范围主要在勘查区南部和北部,平均厚度约为5m,煤层厚度总体从南向北逐渐变薄。煤层结构简单-复杂,一般含夹矸2-3层,煤层顶板岩性以粉砂岩、细砂岩为主,煤层底板岩性以粉砂岩、细砂岩为主。在西山窑组下段煤层中易于对比;

Ⅲ1煤层,位于中侏罗统八道湾组(J1b2)上段上部,为较稳定煤层,厚-特厚煤层,基本全区全部可采,平均厚度约为4m,总体来说煤层厚度从西向东逐渐变薄。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆煤层结构简单-较简单,一般含夹矸1-3层,煤层顶板岩性以粉砂岩、细砂岩为主,煤层底板岩性以粉砂岩、泥岩为主,属较稳定煤层。在八道湾组上段煤层中易于对比;

Ⅲ13煤层,位于中侏罗统八道湾组(J1b1)下段中部,为较稳定煤层,厚-特厚煤层,全区可采,平均厚度约为10m,总体来说煤层厚度由西向东逐渐变厚又逐渐薄,由南向北逐渐变薄。煤层结构简单-复杂,一般含夹矸2-5层,煤层顶板岩性以粉砂岩、细砂岩、中砂岩为主,煤层底板岩性以粉砂岩、细砂岩为主,属较稳定煤层。

4、厚-特厚煤层的稳定性

Ⅱ9煤层全区发育,平均厚度约5m,在西山窑组下段中煤层厚度较突出,且位置处于该煤组底部,易于对比区分;

Ⅲ1煤层全区发育,平均厚度约4m,在中侏罗统八道湾组(J1b)上段煤层,与Ⅲ0、Ⅲ2煤层间距较稳定,易于对比区分;

Ⅲ13煤层全区发育,平均厚度约10m,在下侏罗统八道湾组(J1b)下段煤层,且在该煤组中部煤层中厚度较突出,易于对比区分。

上述厚、特厚标志性煤层的特殊层位控制了全区煤层对比的骨架,使其间的煤层对比范围缩小。

5、测井曲线物性反映特征

井田内沉积环境较为稳定,各孔的测井曲线在同煤层上的反应形态相似,通过测井曲线对比,能较为准确地对各煤层进行确定和划分,根据曲线形态变化,找出煤层变化规律。井田内以Ⅲ13煤层作为标志层,此标志层在全区上部,其厚度较为稳定,GGS(短源距)、GGL(长源距)、GR(自然伽马)均以块状形态为主,峰面较为平整,有若干个倒齿,LL3(三测向电阻率)以山峰状为主。上部以Ⅲ1煤作为辅助标志层,其在上部发育,各曲线形态以峰状或小的块状为主。根据以上特征,从测井曲线中对标志层及辅助标志层进行确定,其它煤层与Ⅲ13煤层标志层或Ⅲ1煤辅助标志层进行对比分析,就比较容易逐一确定。

6、地震时间剖面与地质层位的对比

地震反射波地质属性的确定是地质构造解释的基础,我们利用区内钻孔资料进行合成地震记录分析,与联井地震时间剖面对比确定反射波的地质层位,二者相互吻合较好,故可以认为层位标定结果是正确的。现根据合成地震记录和实际地震时间剖面将反射波特征分述如下:

(1)TⅡ-8波:为Ⅱ8煤煤层的反射波,在时间剖面上表现为能量较强、连续性较好、煤层赋存区域内可对比追踪,为本区主要目的层反射波。

(2) TⅡ-9波:为Ⅱ9煤产生的反射波,该反射波在时间剖面上表现为能量较强、连续性较好、煤层赋存区域可对比追踪,为本区主要目的层反射波。

(3)TⅢ-1波:为Ⅲ0、Ⅲ1煤层产生的复合反射波,TⅢ-1主要反映了Ⅲ1煤层的地质特征,反射波续性好,、煤层赋存区域可对比追踪;为本区主要目的层反射波。

(4) TⅢ-2波:为Ⅲ2煤产生的反射波,该反射波在时间剖面上表现为能量较强、连续性较好、煤层赋存区域可对比追踪,为本区主要目的层反射波。

(5) TⅢ-13波:为Ⅲ13煤产生的反射波,该反射波在时间剖面上表现为能量较强、连续性较好、煤层赋存区域可对比追踪,为本区主要目的层反射波。

7、煤质特征对比

通过煤质化验成果发现:西山窑组各煤层以长焰煤为主,煤质总体变化不大,其中:

Ⅱ5煤层原煤、浮煤的水分、灰分、挥发分平均值都高于Ⅱ组其它煤层,发热量平均值低于Ⅱ组其它煤层,较易区分于其他煤层;

Ⅱ9煤层原煤、浮煤的灰分、挥发分平均值都低于Ⅱ组其它煤层,发热量平均值较高,较易区分于其他煤层。

八道湾组Ⅲ0-Ⅲ12、Ⅲ17、Ⅲ19煤层煤类以长焰煤为主,不粘煤次之;Ⅲ13-Ⅲ16、Ⅲ18、Ⅲ20-Ⅲ21煤层煤类以不粘煤、弱粘煤为主,长焰煤次之;其中:

Ⅲ1煤层原煤、浮煤的挥发分平均值较高,透光率平均值较低,较易区分于其他煤层;

Ⅲ13煤层浮煤的水分、灰分、挥发分平均值较低,发热量平均值高于Ⅲ组其它煤层,较易区分于其他煤层。

三、煤层对比可靠性评价

选用全区发育的Ⅲ13号煤层作为基准煤层,以Ⅲ1煤层作为辅助基准煤层进行对比。通过以上各种方法进行综合对比,本区的煤层时有规律可追寻的。其沉积相规律明显,煤层之间的厚度、间距、物性特征、组合形态是有明显对应和区别的,故可采煤层对比可靠。

参考文献:

[1]邵云,刘娜.淖毛湖煤田英格库勒勘查区煤层煤质特征分析 [J].科技信息,2011(04):308.

论文作者:赵明,李祥

论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期

论文发表时间:2019/4/26

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