煤田煤层（共9篇）
煤田煤层 篇1
宁武煤田的主体赋煤构造为宁 (武) 静 (乐) 向斜, 面积3087km2, 总资源量974.34亿吨。分布的主要矿区有平朔矿区、轩岗矿区和化北屯矿区, 在轩岗矿区和化北屯矿区分布有山西潞安集团潞宁煤业有限责任公司下属的孟家窑煤业有限公司、大木厂煤业有限公司、静安煤业有限公司、大汉沟煤业有限公司、忻峪煤业有限公司、忻丰煤业有限公司、忻岭煤业有限公司等。这些煤矿分布在宁静向斜的两翼, 两翼边缘最大倾角达65°, 大多数开采急倾斜中厚煤层。
1 宁静向斜的构造特征
展布于芦芽山与云中山之间, 北东起自雁门关, 南西至娄烦县, 长约160km, 宽约30km公里。显示为自北东向南西掀斜的复向斜, 其北西侧以春景洼-西马坊枢纽逆冲断裂与属于吕梁山块隆的芦芽山-赤尖岭掀斜背斜相接, 南东侧以芦家庄-娄烦枢纽逆冲断裂与五台山块隆相接。山西潞安集团潞宁煤业有限责任公司各所属煤矿开采的石炭系浅部可采煤层分布在宁静向斜的两翼, 且均属倾斜或急倾斜煤层。
2 急倾斜煤层的开采现状
急倾斜煤层开采方法一直是采矿技术中的难题, 已经引起国家有关部门的重视。长期以来, 人们对此作出了不懈的努力, 并取得了可喜的进展。然而, 由于急倾斜煤层开采条件的特殊性, 开采方法仍然是这类矿井改善技术经济面貌的主要障碍。急倾斜煤层储量占我国煤炭总储量的4%, 而宁武煤田90%的矿区赋存有急倾斜煤层。因此, 关于急倾斜煤层开采方法的研究对我省煤炭工业的发展具有十分重要的作用。
目前, 急倾斜煤层开采中不同程度地存在很多问题, 主要表现为:
1) 煤炭损失率高;2) 巷道掘进率高;3) 通风条件差;4) 工人劳动强度大;5) 开采效益差。
3 急倾斜煤层主要开采方法评述
目前针对急倾斜煤层的开采方法有几十种之多, 主要方法有柔性掩护支架采煤法、俯伪斜走向长壁分段密集采煤法、仓储采煤法、长孔爆破采煤法、滑移顶梁支架放顶煤采煤法、水平分段放顶煤采煤法、巷道放顶煤采煤法等。本文重点介绍巷道放顶煤采煤法, 认为较为符合宁武煤田各开采急倾斜中厚煤层的煤矿的采煤条件, 在新建和矿井改造中可以参考。
3.1 急倾斜煤层巷道放顶煤巷道系统布置
急倾斜煤层巷道放顶煤是在一个采区内沿倾斜方向按照一定的标高 (15~30m) 划分若干个区段, 在每个区段的下部布置放煤巷道, 放煤巷道的两端分别与采区内的进回风系统相联, 构成全风压通风系统。所有的工艺和工序都在放煤巷道内进行, 顶煤开采在巷道内侧帮全长内以一定间距布置放煤小眼, 利用矿山压力作用或辅以人工松动的方法, 使巷道上方顶煤破碎, 堆于采场, 临时支撑顶、底板。
3.2 急倾斜煤层巷道放顶煤工艺
根据回采工艺的特点以及生产的顺序, 将这种采煤工艺分为三个阶段:即初采、正常回采和终采。
1) 初采阶段。利用矿山压力、煤体自重以及适当的爆破等动力作用, 沿放煤巷道全长各放煤小眼逐个放出少量的顶煤, 以达到整个区段内的顶煤全部破碎、垮落, 为正常回采作好准备。回采方式视煤体的软硬程度而定, 当煤质松软时, 用手镐掏煤;当煤质较坚硬时, 用浅孔少量炸药进行松动爆破, 使得顶煤松动、垮落。放煤在爆破后视具体情况进行, 如果顶煤较稳定, 则先放一定时间的松散煤后再安装放煤口的闸门;如果顶煤松散不稳定, 则先安装放煤口闸门后再进行放煤作业。放煤的顺序是在放煤巷道内逆着风流方向后退式依次放落顶煤。为了保证每次顶煤冒落的高度在整个顶煤的卸压带内, 同时也使顶煤能充分放出, 提高顶煤的回收率, 降低含矸率, 各放煤口应严格控制放出的煤量, 并且使放出的煤量基本相等, 作到均匀放煤。放出的顶煤通过放煤巷道内的运输机进行外运。在运输过程中, 除大部分的顶煤通过放煤口的槽板直接装入到运输机外, 其余用人工进行装载。初采阶段应加强支架受力和变形的监测和加固工作, 确保放煤巷道的正常运行。
2) 正常回采阶段。在保证有效支护的前提下, 采取分段全线均衡多轮放煤, 以使顶煤与采空区上方矸石的接触面近似水平下降 (即水平放煤) 。正常回采期间只有两道工序:放煤和运输。且都是在放煤巷道内完成, 在此生产过程中, 放出的松散顶煤直接进入放煤巷道内的运输机上, 外运到采区 (上山) 煤仓。采场依靠冒落的松散煤体临时支撑顶、底板。随着冒落顶煤的逐渐下放, 顶煤上部边界空间逐渐往下扩大, 其上部悬露的顶、底板自上而下逐渐自然垮落, 垮落矸石落在冒落的顶煤上, 通过多口均衡放煤, 使煤矸接触面近近似水平下降, 并充填采空区。当放煤量占应放煤量的60%~65%左右时, 即正常放煤阶段结束, 进入终采阶段。
3) 终采阶段。全面检查各个放煤口, 将剩余的顶煤放到见矸为止, 并立即封闭放煤口, 回撤运输机和巷道支架, 且回收部分支架脊背煤体, 整个这一阶段的放煤量占应放煤量的10%~15%。
3.3 放顶煤工作制度及劳动组织
巷道放顶煤采煤法工序简单, 宜采用三班作业出煤, 无需准备班。采用“三八”制作业。根据本采煤方法的作业特点, 生产中的作业队可采用采、掘、运综合的作业队。
3.4 巷道放顶煤采煤法的适用条件
1) 煤层赋存状态与构造。由于巷道放顶煤采煤法不需要大型机械设备, 且对巷道的断面面积、坡度没有严格的要求, 具有较高的灵活性, 因此可适用埋藏不稳定、厚度变化大、地质构造较复杂的急倾斜煤层。2) 煤层厚度。巷道放顶煤适用厚度在2~10m左右的急倾斜煤层。3) 煤层倾角。根据现场试验及理论分析, 巷道放顶煤采煤法适用的煤层倾角为50~90°。4) 煤层物理力学性质。与综采放顶煤不同, 煤的强度对巷道放顶煤有较大影响。如强度太大, 在矿山压力作用下, 顶煤是难以冒落的。一般地当煤层的普氏系数在1.5以下时, 顶煤能顺利冒落。此外, 煤层的节理越发育, 对放顶煤越有利。5) 瓦斯、自燃倾向等对放顶煤采煤法的影响。瓦斯对巷道放顶煤有重要的影响。一般地, 高瓦斯煤层顶煤可放性较好, 低瓦斯煤层可放性较差。而对于高瓦斯煤层, 在采空区有冒落空洞时, 空洞里容易造成瓦斯积聚。容易自燃的煤层, 不宜采用巷道放顶煤。
4 急倾斜煤层开采的发展趋势
从我国采矿工业的发展来看, 工艺改革仍是采矿技术发展的核心。多年来, 与缓倾斜煤层开采方法相比, 急倾斜煤层采煤方法的改革是非常活跃的, 到目前为止, 急倾斜煤层采煤方法已达几十种之多, 而且随着工艺的改革开采效果在不断改善之中。
我国急倾斜煤层开采的总体趋势将朝着两个主要的方向发展。第一个方向是实现机械化开采, 把缓倾斜煤层的回采工艺引入急倾斜煤层是一种途径, 研制新的急倾斜煤层的轻型机械更为迫切。第二个方向则是向放顶煤发展, 放顶煤仍是急倾斜煤层采煤方法改革的一个很有潜力的发展方向。
煤田煤层 篇2
南票煤田三家子井田侵入岩特征及其对煤层影响程度分析
三家子井田位于南票煤田西南段,呈一弧顶凸向东南方向的弧形构造.根据井田大量钻孔资料分析,区内侵入岩发育,主要有酸性花岗斑岩、中性的闪长斑岩及基性的辉绿岩.其中酸性花岗斑岩分三个源区由北向南、由西向东侵入井田含煤地层,全区发育,以复式层间侵入为主,有1～24个分层,单层厚度0.07～19.78m,破坏了3、6、7、8四个煤组,尤以6煤组二煤受破坏最为严重;中性侵入岩闪长斑岩分布在5线以西及东北部21-24线,以岩墙侵入为主,其特点是厚度大,分层少,1-2层,分层厚度58.6～94.09m.由于侵入岩影响使煤层失去连续性,造成煤层对比、估算储量及开采困难,甚至失去经济价值.
作 者：佟德文 王立君 Tong Dewen Wang Lijun 作者单位：东北煤田地质局155队,辽宁,锦州,121001刊 名：中国煤炭地质英文刊名：COAL GEOLOGY OF CHINA年，卷(期)：200921(10)分类号：P588.12关键词：侵入岩 岩性特征 产出状态 煤层影响程度
煤田煤层 篇3
摘要：奥陶系灰岩一般富水性强且水头压力高，通过对奥灰之上的薄层灰岩含水层注浆，改造其富水性，加固底板，封堵水源补给通道，提高其阻水能力，形成一定厚度的有效隔水层，从而防止采中、采后突水，实现安全采煤。
关键词：煤层基底 改造 研究
0 引言
例：某煤田煤系基底为巨厚的奥陶系石灰岩含水层，煤层开采时，底板岩溶水往往以数倍以至数十倍于矿井排水能斩的水量涌入矿井，严重危及着矿井安全生产及工人生命安全。奥陶系灰岩一般富水性强且水头压力高，若采用疏水降压实现安全开采，则疏排水费用太高，浪费地下水资源且经济上不合理，经长期生产实践，采取的是积极预防为主的带压开采，主要着眼于对隔水层、水压、水量构造等综合水文开采条件的认识，可通过对奥灰之上的薄层灰岩含水层注浆，改造其富水性，加固底板，封堵水源补给通道，提高其阻水能力，形成一定厚度的有效隔水层，从而防止采中、采后突水，实现安全采煤。
1 注浆施工工艺流程
采用地面注浆站，通过注浆管路和井下工作面注浆孔地薄层灰岩预注浆，充分利用薄层灰岩的坚固性和岩溶裂隙的可注性，使浆液在注浆压力的作用下沿着岩层裂隙扩散、沉淀、结石、最后充填岩层裂隙，把薄层灰岩不的水量换出去，使薄层灰岩不含水或弱含水，从而形成完整的注浆系统工艺流程。
2 注浆孔布设原则
在工作面上下两巷，一般按浆液扩散半径10-30M均匀设钻孔，力求使浆液在整个工作面或改造范围内覆盖率达80%以上。工作面初压及周压段，构造发育段、含水层富水段、隔水层变薄区要加密布孔，并使钻孔尽量与裂隙发育方向垂直或斜交，穿透含水层。
3 注浆方式
注浆改造以最大量进浆，最大范围的扩散，最大限度充填为目的。应采用全段连续注浆方式，分孔序连续注浆，直至达到终孔压力止，如发现工作面底板跑浆，可间歇注浆。
4 浆注材料
以粘土为主要原料，在粘土浆中掺加适量的水泥，必要时可掺加少量的水玻璃。
4.1 粘土。是浆液的主要成份，要求具有一定的塑性指数。研究表明，塑性指数15以下的粘土一般均可作为配制浆液的原料，且塑性指数越高，粘土颗粒的分散性越好，造浆的效率越高。
4.2 水泥。是浆液的结构生成结构生成剂，水泥颗粒的水化作用使得浆液具有一定的结构强度，而且浆液结构强度的增长与水泥颗粒水化反应速度有关，水化反应越快，浆液结构强度增长亦越快。虽然普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥都可能用来配制浆液，但一般情况应优先选用425号和525号普通硅酸盐水泥。
4.3 水玻璃。是浆液的添加剂，它促使水泥颗粒更快地水化，在浆液结构形成过程中起加速凝固的作用。
5 泵量与泵压
根据含水层岩溶裂隙发育程度及泵压确定泵量。正常情况下，裂隙发育，钻孔涌水量大，泵压在2.0MPa以下时，采用全泵量大注量灌注；裂隙发育较差，钻孔涌水量较水泵压2.0MPa在以上时，采用中注量，达到接近终孔压力时采用小泵量。
6 单孔注浆结束标准
注浆结束标准常用最终吸浆量、最终压力和稳定时间三个指标来表示。归终吸浆量是指注浆至最后时的允许吸浆量。最终压力一般为不低于孔口水压的2.3-2.5倍；稳定时间一般为20-30min。
实践证明，注浆压力越大，浆液扩散范围越大，对被注的薄层灰岩裂隙充填越饱满。
7 注浆程序
7.1 注浆前先对注浆孔放水，将沉淀在孔内的碎石、岩溶裂隙中的充填物冲出，以使裂隙畅通。
7.2 水灰比、比重、稠度视单孔涌水量及岩溶发育程度确定。
7.3 注浆过程中要根据进浆、泵压等情况，及时调整泵量及浆液配比。
7.4 达到注浆结束标准时，关闭孔口阀门，用清水将管道冲洗干净，并检修好注浆设备。
7.5 第一次序孔注浆完毕后，可根据需要布设第二次序孔，用于检查注浆效果或视薄层灰岩赋水性补充注浆，依次类推。
8 注浆方式
注浆的根本目的在于通过充填封堵出水通道及煤层底板裂隙，达到加固底板和增加隔水层厚度、强度的效果。材料以粘土和水泥浆混合液为主，分静态注浆和动态注浆两个方面。
8.1 浆液通过注浆孔直接进入并充填在薄层灰岩含水层溶洞裂隙及煤层底板裂隙中，先采用浓度较小的粘土浆进行裂隙填充，采用由稀到稠连续注浆方式使混合液通过注浆孔充填到溶洞裂隙中去。以孔口压力达到孔口水压的2.5-3.5倍做为充填饱和和终止注浆封堵的标志。
8.2 动态注浆 由于底板破碎及巷道采面渗水等原因，在注浆孔附近及巷道采面形成水力联系通道时，需采用动态注浆。首先加大注浆浓度，采取循环注浆方式。若达不到效果则采取特殊注浆，一是采用水玻璃和粘土浆液进行双液注浆以加快动态情况下浆液的硬化速度；二是根据裂隙及溶洞比较发育不易填充的实际情况，有针对性地向孔内填塞海带、粉碎玉米芯、锯末、刨花、小海棉块、豆子、砂子等骨料，利用其膨胀系数大的特性，保证充填固结强度。
9 注浆改造效果检查
9.1 把实际注浆量与预计注浆量进行比较，看两者的符合程度。
9.2 施工检查孔，取芯观察其填充胶结情况。
煤田煤层 篇4
关键词：戈壁滩,多煤层,三维地震勘探
0 引言
随着我国中东部地区煤炭资源的日渐枯竭, 西北地区已经逐渐成为煤炭能源产业开发和投资的焦点市场。新疆地区预测有超过2万亿t的煤炭储量, 为我国西部大开发战略及可持续发展提供了丰富的能源支撑。受自然环境和地理条件的限制, 新疆戈壁滩煤炭储量虽然丰富, 但勘探程度较低, 特别是有针对性地三维地震勘探工作开展不足, 直接制约了西部地区煤炭资源的开发和煤炭工业的发展[1,2,3,4]。因此, 在戈壁滩地区开展有针对性的三维地震勘探工作势在必行, 也蕴含着巨大的潜力。
文章将针对哈密大南湖地区的地质地球物理概况以及该区三维地震勘探的难点进行讨论, 给出切实可行的施工方案来获取高质量的勘探成果, 以及如何做好该地区的多煤层地震反射波对比解释研究。
1 勘探区的地质概况
1.1 地理位置
大南湖煤田位于新疆维吾尔自治区哈密市, 行政区隶属哈密市南湖乡管辖。其中一井田位于哈密市大南湖煤田东南约70 km处, 面积51.34 km2。井田东部2 km处312国道自北向南通过, 西部20 km处有兰新铁路穿过, 交通便利。本次三维地震勘探区位于井田中部, 面积4.69 km2。
1.2 主要地质任务
查明区内落差≥5 m的断层的性质、产状及延伸长度, 其平面摆动范围不大于20 m;定性解释区内主采煤层 (17、18-1、18-2、24、26、35-1) 的分布范围及厚度变化趋势;控制区内主采煤层的起伏形态和埋藏深度, 控制底板标高, 解释误差不大于1.5%;查明三维区内主采煤层波幅大于或等于10 m的褶曲;圈定火烧区范围及可能存在的其它地质异常体;利用地震波阻抗反演技术, 查明三维区内主采煤层的分叉、合并、尖灭范围, 解决煤层对比问题。
1.3 地质概况
1.3.1 地层
本区为全掩盖式煤田, 区内地层由古生界石炭系、中生界侏罗系、新生界第四系组成。
自下而上地层层序依次为:石炭系上统梧桐窝子组 (C2wt) 、侏罗系中统头屯河组 (J2t) 、西山窑组 (J2x) 、新近系上新统葡萄沟组 (N2p) 、第四系 (Q) 。其中侏罗系中统西山窑组为主要含煤地层, 分为上、中、下三段。下段 (J2x1) 为次含煤段, 岩性为灰色、灰绿色、深灰色砾岩、粗粒砂岩、粉砂岩、细砂岩互层夹薄层泥岩, 煤层及菱铁质条带或透镜体, 平均可采总厚25.81 m。中段 (J2x2) 为以各种类型的含煤沉积为主的主含煤段。岩性为灰色、浅灰色、深灰色泥岩、粉砂岩、细砂岩、炭质泥岩及煤层不均匀互层, 夹中粒砂岩及砂砾岩。8层大部可采煤层, 平均可采总厚36.84 m。上段 (J2x3) 为泥岩、砂岩及薄煤层, 底部砂岩层是上中段分界标志层。
1.3.2 构造
井田内的构造类型总体属于简单构造类型, 局部发育有宽缓的次级褶曲, 断层相对不发育。
1.3.3 煤层
井田共含34层煤, 可采总厚93 m, 勘探区内主采煤层6层, 均为厚煤层, 煤层埋深200~700 m。
2 勘探区三维地震勘探的地球物理条件
勘查区主要含煤地层位于侏罗系中统西山窑组, 煤层与围岩波阻抗差异明显, 层位基本稳定, 目的层能形成较好的反射波。主要的难点在于工作区位于戈壁滩上, 采集条件非常困难。主要体现在以下几个方面: (1) 自然条件恶劣。大南湖属无地表水体、植被戈壁区, 气候干燥少雨, 全年光照时间长, 太阳辐射能量强, 年、日温差大。干旱、寒潮、大风、干热风及地震等灾害, 恶劣的自然条件给野外施工带来极大困难。 (2) 潜水位深、激发条件差。区内浅层以自然地质作用沉积而成的沙砾石为主, 潜水位深, 成孔困难, 给地震波激发造成一定的困难。 (3) 地表松散、接收条件差。区内地表风化严重, 亚沙土中激发能量散射严重, 高频衰减较强, 地表为风化松散层, 难以安置检波器。 (4) 地震记录信噪比低。由于受到气候、地形、激发条件及接收条件的严重影响, 区内地震记录信噪比偏低, 且存在严重的高频干扰和随机干扰波, 主要有面波、声波等。 (5) 地震反射波对比解释困难。区内煤层埋深较浅, 煤层层数多, 间距较小, 受地震垂向分辨率的影响, 部分煤层容易形成复合波, 加之区内局部地层倾角较大, 地震反射波对比解释难度较大。
3 采集方法及技术对策
3.1 井深、药量试验
井深分别为6 m、8 m、10 m、12 m、14 m、16 m、18 m、20 m共8种情况, 炸药量分别为1.0 kg、1.5 kg、2.0 kg、2.5 kg、3.0 kg共5种情况。试验结果最佳井深为14 m, 药量为2.0 kg。
3.2 非纵距对比试验
最大非纵距试验选择50 m、150 m、250 m、300 m、350 m、400 m, 采用14 m井深, 2 kg药量。其中以50~250 m非纵距的效果最好。
3.3 观测系统设计参数
本区还进行了干扰波、低速带调查以及检波器一致性测试等试验工作, 通过试验以及勘探区的各项因素的针对措施, 设定观测系统参数为:12线6炮三维束状观测系统;中部1008道接收, 浅部864道接收, 中点放炮激发;道距10 m, 线距20 m;炮点距20 m, 中部炮排距80 m, 浅部炮排距60 m;CDP网格10 m×5 m;覆盖次数6 (横) ×6 (纵) =36次;Aries遥测地震仪, TEBS-60Hz数字检波器 (堆放, 挖坑埋置) , 采样率0.5 ms, 记录长度1.5 s。
上述观测系统可以有效地采集到高质量的地震原始数据, 大幅提高记录的信噪比, 同样获得较好的煤系地层反射波, 有利于该区多层煤垂向分辨解释及小构造的解释与分辨。
4 数据处理的主要技术措施
针对前述的该区三维地震地球物理勘探特征以及如何更好地实现多煤层地震反射波对比解释, 在该区地震资料处理的过程中, 除了满足勘探设计中的处理目标及要求以外, 还在静校正、叠前去噪、三维剩余静校正、叠后去噪、三维偏移处理中给予了重点关注, 处理流程如图1所示。
4.1 静校正
静校正是地震资料处理中的关键环节之一, 合理选取静校正方法和参数, 可以解决静校正存在的问题。该区采取了折射静校正方法 (基准面高程755 m, 替换速度2 200 m/s) 对原始记录进行了野外一次静校正。为消除工区地表起伏影响, 处理中采用地表一致性剩余静校正方法对地震资料进行了剩余静校正。图2为单炮的静校正后单炮记录, 静校正后的单炮, 初至和反射双曲线光滑、连续, 比处理前得到明显的改善。
4.2 叠前去噪
该区在时空域采用逐点多道识别、单道计算的方法来识别各种倾角的规则噪声, 并采用中值滤波和预测滤波对检测到的规则噪声进行压制, 提高了资料的信噪比。去除干扰前后的对比效果, 如图3所示。
4.3 叠后去噪
该区采用“有效波信号提取”方法来提高叠后信噪比, 对三维叠后数据体进行频率-空间域压制干扰试验, 取得了较满意的结果, 如图4所示。
4.4 三维偏移
三维偏移的主要目的是使倾斜界面反射归位到地下真实位置、绕射波收敛和波的干涉现象分解, 从而正确地反应地下构造形态及其变化情况。本区采用CGG波动方程有限差分三维一步法偏移, 对Tau (8、12、24 ms) 和偏移速度 (80%、85%、90%、95%、100%) 进行了扫描测试, 最终采用Tau=12 ms, Mvel=80%。三维偏移后的时间剖面分辨率高, 能量强, 归位准确, 如图5所示。
5 三维处理成果
该区的三维地震勘探资料处理, 坚持了质量第一的原则, 以“高信噪比、高分辨率和高保真度”为目标, 因此获得了高质量的三维数据体、高分辨率煤层反射波。解释过程中遵循人工解释与工作站解释相结合、垂直剖面与水平切片解释相结合的原则, 通过解释的剖面及切片信息。得出的地质成果如下:本次采区三维地震勘探查明了17煤层、18-1煤层、18-2煤层、24煤层、26煤层、35-1煤层的赋存深度和构造形态, 成功实现了多煤层反射波的对比解释;区内主采煤层未发现落差大于5 m的断层, 但均发育有小型背向斜构造;基本查明了区内主采煤层隐伏露头位置;利用波阻抗反演查明了区内主采煤层分叉、合并及尖灭范围;预测了主采煤层厚度变化趋势。
从该区的三维数据体中煤系地层的时间剖面及地质产状统计资料可知, 该区整体表现为一单斜地层, 走向北东, 倾向南东, 倾角为20°~40°。地层产状在近向斜轴部较为平缓, 最小倾角5°;翼部地层倾角较大, 特别是在采区西南部, 最大倾角可达46°。通过对区内11口井及主要煤层波组进行子波分析之后, 选取了与地震剖面频率相吻合的子波进行合成地震记录的制作, 通过以模型为基础的稀疏脉冲反演方法, 对该区多煤层地层进行了波阻抗反演, 对煤层厚度变化及赋存状态进行了清晰描述, 以及煤层分叉合并、火烧区范围、露头及变薄都取得了较高的反演效果, 且与地质解释成果相一致。
图5为该区煤层露头及煤层火烧区时间剖面图。该区17煤为最浅煤层, 西北部因构造隆起已被剥蚀, 形成火烧区;18-1煤、18-2煤、24煤在勘探区西北部因构造隆起而被剥蚀, 北部大部分煤层自燃形成火烧区;26煤层与35-1煤层在勘探区东部附近露头。
6 结论
在戈壁滩复杂的地质条件下, 选取合理的地震勘探技术对策, 可以有效地克服激发、接收条件差等不利因素, 采集到较高信噪比的地震资料。通过精细处理和钻孔资料的综合对比解释, 地质成果良好, 精度较高, 尤其是应用波阻抗反演方法, 实现了多煤层反射波的对比解释, 识别了该区6个主采煤层的尖灭、露头位置及厚度变化等信息。实践证明, 三维地震勘探技术可以很好的应用于戈壁滩区域的煤炭资源开采, 针对西部煤炭资源勘探程度低, 三维地震勘探技术将会在戈壁滩等地质复杂区域得到进一步的推广。
参考文献
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煤田煤层 篇5
1.1 地层。鸡西煤田为一中生代断陷含煤盆地, 基底为古生界和上太古界地层。含煤地层为早白垩世城子河组、穆棱组地层, 上覆白垩系非含煤地层及新生界地层。1.1.1 城子河组。上部以陆相沉积为主, 夹有海相层, 以上、下三角洲、河流泛滥平原沉积为主, 属海退期产物, 含有较多的可采煤层, 是鸡西煤田的重要含煤层位, 共含煤40 余层, 最多可达56 层, 可采煤层7~20 层, 可采累厚达4.88~17.23m, 多以薄煤层为主, 中厚煤层次之, 厚煤层少见。1.1.2 穆棱组。是以河流、湖泊相沉积为主的陆相含煤地层。地层厚度大、分布广、薄煤层多、可采煤层少, 一般为2 个可采层, 是鸡西煤田的次要含煤地层。共含煤20 余层, 其中可采及局部可采1~8 层。可采煤层累厚0.70~4.57m, 一般1~3.0m。
1.2 构造。盆地中部发育有横贯东西的平麻断裂及一个东西向的基底隆起 (恒山隆起) , 使盆地分成两个构造条带。北部条带为不对称的大型复向斜, 称鸡东拗陷, 呈东西向展布;南部条带亦为大型复向斜, 称穆棱拗陷, 走向北东~北东东, 具多个缓波状次级褶曲, 受敦密断裂控制呈半地堑型构造。
1.3 煤岩煤质特征。1.3.1 煤质。水份:城子河组0.10~7.43%, 平均1.54~1.63%;穆棱组0.80~7.03%, 平均2.80%。原煤灰分:城子河组5.40~46.70%, 平均21.17~26.2%;穆棱组9.08~37.03%, 平均24.66%, 以中灰煤为主。精煤挥发份产率:城子河组10.74~44.30%;穆棱组32.58~41.88%。1.3.2 煤岩特征。煤的宏观煤岩特征以亮煤为主, 内生裂隙发育;镜煤和暗煤常呈条带状、透镜状夹于亮煤之间, 丝炭呈薄片状或薄层状夹于煤层中。宏观煤岩类型是以半亮型煤为主, 半暗型煤次之。煤的显微煤岩组份由镜质组、半镜质组、惰质组、壳质组和矿物质组成。镜质组以无结构镜质体和基质镜质体为主。惰质组由丝质体、半丝质体、微粒体、粗粒体和惰质体组成。壳质组主要为小胞子体, 其次为树脂体和角质体。矿物质主要为浸染状粘土, 石英呈颗粒状和碎屑状。1.3.3 煤变质作用及煤种分布。鸡西煤田的变质作用复杂, 类型多样。即有深成变质又有接触变质、区域岩浆热变质和热液变质, 相互迭加, 造成了不同的煤级分带特点。煤的深成变质遍及全区, 城子河组的煤级普遍高于穆棱组煤层的煤级。煤的深成变质主要发生在煤田发生褶皱之前。北带煤变质程度略高于南带, 南带的煤变质程度是西高东低;而北带则是东西两侧高、中间低的特点。南带以气煤为主, 焦煤肥煤次之, 北带以气煤、焦煤为主, 弱粘结煤、长焰煤次之, 并有少量的肥煤和瘦煤。
2 煤层气概况
2.1 煤层气资源量。鸡西煤田煤炭资源丰富, 煤层气资源量大738.16 亿m3, 煤田内12 个矿井均为高瓦斯矿井, 相对瓦斯涌出量10~100m3/t, 一般15~30m3/t, 故煤层气资源丰富, 其中预测资源量为299.54 亿m3, 远景资源量为438.61 亿m3, <1000m为399.66 亿m3。
2.2 储层特征。鸡西煤田含煤层数多但多为薄煤层, 煤层间距大, 可进行合层开发。鸡西煤炭总储量的65%分布于1000m以浅, 煤层气开发条件较好。实测含气量1.59~7.99m3/t, 平均4.54m3/t;含气饱和度66%, 属欠饱和储层, 煤层气开发条件中等。鸡西煤田渗透性较差, 渗透率为0.0001~0.0007md, 平均0.00029md;孔隙度1.40~4.24%, 平均2.52%, 应加强储层改造技术研究。
2.3 煤层气赋存条件。鸡西煤田煤层顶板多以粉细砂岩为主, 少数中粗砂岩;东山组角砾岩和南部条带穆棱组的大泥岩段是煤层气的良好盖层, 煤层气开发条件中等。鸡西盆地断裂构造较发育, 属二类二型构造, 以张性断裂为主, 压性断裂较少, 煤层气开发条件中等。
3 煤层气地质控制因素
通过对鸡西煤田地质资料的分析与研究, 对煤层气具有保存与运移的主要控制因素应为构造控气、沉积控气和水文地质控气等三大地质因素。
3.1 构造控气。鸡西盆地构造运动强烈, 褶皱、断裂均较发育。据有关资料显示, 位于地台和褶皱带过渡区域的含煤盆地可能具有煤层气开发前景。鸡西含煤盆地位于佳木斯中间地块上, 受多期活动的敦密断裂带控制和改造, 构造活动性较强。煤田内褶皱和断裂较为发育, 煤级适中, 是较有前景和煤层气聚煤区之一。
3.2 沉积控气。沉积作用决定着煤层气生成的物质基础以及煤储层、盖层的几何特征和物性, 通过煤层与围岩的组合关系影响到煤层气的保存条件。鸡西盆地沉积控气主要表现在煤储层与盖层之间的组合关系上, 最明显的就是穆棱组含煤段之上的厚层泥岩段, 是煤层气封盖的良好盖层。主要发育在南部条带的穆棱~合作区。其次是穆棱组上部大段的厚层凝灰岩~火山角砾岩层及东山组火山角砾岩层, 其质地致密、坚硬, 也是煤层气封盖的良好盖层。
3.3 水文地质控气。水文地质是影响煤层气赋存的一个重要因素。煤层气以吸附状态赋存于煤的孔隙中, 地层压力通过煤中水分对煤层气起封闭作用。因此, 水文地质条件对煤层气保存运移影响很大, 对煤层气的开采也至关重要。3.3.1 水力运移逸散控气作用。鸡西盆地南部条带敦密断裂带附近沉积有巨厚的第三系地层, 其下伏的白垩系含煤地层因其抬升, 剥蚀幅度较大, 断裂发育, 含水层富水性强并与煤层水力联系较好, 地下水在运动过程中携带煤层中气体运移而逸散, 从整个荣华区钻孔解吸甲烷含量不高就可以说明这一点。3.3.2 水力封闭控气作用。鸡西盆地南部条带穆棱~合作区一带, 水文地质条件简单, 断裂相对不甚发育, 煤系上部具有良好的大泥岩段隔水层。煤层直接充水含水层即是煤系中砂岩裂隙含水层, 含水性弱, 渗透系数低, 地下水呈封闭状态, 对煤层气有封隔作用。煤层气受水力封闭而富集, 煤层气含量较高, 如合作区煤层平均埋深520m, 平均含气量3.86m3/t。3.3.3 水力封堵控气作用。常见于不对称的向斜或单斜中。含水层从露头接受补给, 地下水顺层由浅部向深部运动, 将煤层中向上扩散的气体封堵, 致使煤层气聚集。鸡西盆地北部条带总体上为一大型不对称向斜, 北翼缓, 南翼陡, 且南部大型逆冲平麻断裂对煤层气也有封闭作用, 可以认为属水力与构造封堵控气作用。
4 结论
建议在今后的煤层气勘查、开发过程中, 除对煤层厚度、煤层层数、煤层含气性、储层参数、开采工艺技术等加强研究外, 更应该注重对煤层气生、储、盖起控制作用的控气因素加强研究, 更能有利于提高煤层气勘查、开发的成功率。
摘要：鸡西煤田是东北地区重要的煤产地之一, 其中内赋存有丰富的煤炭资源, 并建有大型煤炭生产矿井12座, 均为高瓦斯矿井, 故鸡西煤田煤层气资源量较为丰富。试图从鸡西煤田的地质特征等诸方面, 对鸡西煤田煤层气的保存、运移、逸散等控制因素进行探讨。
关键词：煤层气,赋存条件,控制因素
参考文献
[1]张新民, 张遂安等.中国煤层甲烷[M].北京:科学技术出版社, 1991.
[2]孙茂远, 黄盛初等.煤层气开发利用手册[M].北京:煤炭工业出版社, 1998.
[3]姜剑虹, 李子俊等.黑龙江省煤层气资源评价, (内刊) 1996.
[4]姜剑虹, 李子俊等.鸡西煤田煤层气资源评价, (内刊) 1996.
淮南煤田口孜西井田煤层特征对比 篇6
淮南煤田位于华北板块东南缘, 北邻蚌埠隆起, 南靠合肥坳陷, 东起郯庐断裂, 西止于商丘～麻城断裂, 东西长180km, 南北宽15～25km, 面积约3200km2。煤田呈复向斜形态, 主体构造线呈北西西走向, 主体构造形迹呈东西向展布。在地层划分上属华北地层区淮河地层分区淮南地层小区地层特征属典型的华北地台型, 以石炭～二叠系煤系地层为主。口孜西井田位于淮南煤田西部, 上覆新生界厚度约550-800m, 主要含煤地层为二叠纪的山西组、下石盒子组及上石盒子组。
2 二叠系含煤段特征[1]
井田内含煤地层平均总厚771m, 含煤近30层, 总厚29.87m, 含煤系数为3.9%。其中含1、4-2、5、6、8、9、11-2、13-1、16-2等9层为可采煤层, 平均总厚21.74m, 占煤层总厚的72.8%。主要可采煤层为1、5、8、13-1等4层, 平均总厚为16.29m, 占可采煤层总厚的74.9%;次要可采煤层为4-2、6、9、11-2、16-2等5层, 平均总厚5.45m, 占可采煤层总厚的25.1%。本区二叠系含煤地层共分一、二、三、四、五、六、七等七个含煤段, 以第二含煤段含煤最丰富, 其次为一、四含煤段。详见表1。
3 含煤段对比标志
本区含煤岩系沉积环境相对稳定, 各含煤段厚度、煤层间距、煤层厚度、结构、组合稳定, 岩性组合、化石带、标志层、物性反映特征明显, 煤层易于对比, 主要对比依据分述如下。
3.1 煤层及岩性组合特征对比
第一含煤段:1煤多以单一的厚煤层为特征, 顶板发育厚层石英砂岩, 下部以粉砂岩为主, 互层状, 色深, 沿层面富含大云母片及含菱铁结核, 常见腕足、瓣鳃类化石及虫迹, 煤层下15m左右见太原组顶部灰岩。第二含煤段:含4-2、5、6、8、9等煤组, 该段含煤层数多, 以5煤和8煤为主体, 5煤层厚度大, 上、下含有多层可采煤层 (4-2、6、9煤) 。4-2煤层下部发育13～18m处发育的铝质泥岩和花斑泥岩。本段中、上部砂岩较发育, 底部分界的骆驼钵砂岩, 均为可靠的对比依据。第三含煤段:含11煤组。一般煤层成组出现于含煤段中上部, 煤层大多较薄, 发育不稳定, 下与8煤, 上与13-1煤之间, 相距甚远, 间距稳定, 易于对比。煤层顶板为一丰富的化石带, 尤以瓣轮叶富集为其特征, 煤层顶板泥岩中亦含菱铁结核或似层状菱铁条带, 底板岩层中常见鲕粒。第四含煤段:含主要可采煤层13-1及不可采的14、15煤层。13-1煤层厚度大而稳定, 上部10～20m范围内一般育1～2层薄煤 (14、15煤) 。其下约12m有全区发育的花斑状粘土岩, 其上有多层花斑泥岩。第五含煤段:含16、17煤组。煤层一般较薄, 其中16-2煤层大部可采, 16-2煤下常发育厚层泥岩, 本含煤段岩石颜色以灰绿色为其特征以区别于下部煤段。16煤组下有多层花斑泥岩 (俗称“小花斑”) , 系本区标志层。第六含煤段:发育有18～20煤组, 煤层较薄, 常相变尖灭。本段岩性多由灰绿色、灰色泥岩组成, 底板发育薄层铝质粘土岩。18煤附近夹1～3层薄层的硅质海绵岩, 海绵骨针含量达50%～80%, 可作为该煤组特征。第七含煤段:含有22～25煤组, 均极不稳定, 单层厚度变化较大, 多相变为炭质页岩或尖灭, 常发育厚层炭质泥岩。本段岩性以浅灰色灰绿色砂岩为主。24煤层上、下岩层以砂岩为主, 并见互层。石千峰组底界为中砂岩, 其上是杂色岩层, 本段煤层极不稳定, 对比困难, 但确定含煤段比较容易。
3.2 标志层
3.2.1 花斑泥岩
在第二、四、五含煤段地层中均发育, 层位稳定, 分布广泛, 各具特征。13-1～16-2煤层间2～3层厚层状紫红色及锈黄色小花斑, 不含铝, 伴生灰绿色泥岩。13-1煤下12m左右一般发育1层厚层状紫红色中～大花斑, 夹黄褐色花斑, 团块状, 含碳酸盐小鲕粒, 伴生灰色泥岩。4-2煤下15m左右一般发育1层薄层状暗紫色、黄褐色碎花斑, 含铝质及铝质胶凝同心圆状鲕粒, 伴生浅灰色含铝泥岩。
3.2.2 铝质泥岩
煤系地层中, 在18煤层及4-2煤层下, 尤以4-2煤层下较发育, 层位稳定。4-2煤下20m左右发育1～2层厚3～5m铝质泥岩, 浅灰、银灰色, 性软、细腻、具滑感, 含灰色铝质, 胶凝同心圆状鲕状结构, 粒径1～2mm。18煤下发育1层厚约1m铝质泥岩, 灰白色, 含细小菱铁颗粒。
3.2.3 太原组第一层石灰岩
上距1煤约15m左右, 厚度约3m左右, 灰色、致密、含较多的海百合茎、珊瑚、蜓科、腕足类等动物化石, 分布广泛, 与1煤层间距变化不大, 是对比1煤层的标志层。
3.2.4 骆驼钵砂岩
在4-2煤下40m左右, 厚度一般5～10m。岩性为灰白色含砾中粗砂岩, 钙泥质胶结, 较松散, 常与顶板铝质泥岩共生, 在测井曲线上反映特殊, 视电阻率、人工放射性曲线为中等幅值, 类似粉砂岩或砂质泥岩, 天然放射性为低幅值, 显示该层泥质含量低。区内发育普遍、层位稳定, 是4煤及1煤的对比标志。
3.2.5 硅质海绵岩
发育在18煤附近, 有1～3层。层位稳定, 岩性特殊。深灰、灰黑色, 薄层状、致密、坚硬, 富含海绵骨针化石, 含量可达80%;海绵骨针的分布无一定方向, 排列较乱, 且破碎较强, 反映了它的异地沉积及近陆的特征。
3.3 化石带
区内化石分带明显, 大部分植物化石分布在煤层顶板, 依照沉积顺利叙述如下:
4煤层附近可见种子化石。8煤层顶板及其上部岩层为一植物化石带。主要为羊齿、瓣轮叶、斜羽叶等, 而以椭圆斜羽叶及栉羊齿富集为其特征。11-2煤层顶板富含植物化石, 常见羊齿类、瓣轮叶等化石, 尤以瓣轮叶富集为特征。13-1煤层顶板为另一植物化石带, 常见烟叶大羽羊齿、单网羊齿、带羊齿。17煤层附近富集舌形贝化石, 个体较大, 且完整。
18煤层附近硅质岩中富含海绵骨针化石。其他动物化石仅在煤系底部海相泥岩中发现。
3.4 岩层颜色特征
煤系自下而上颜色由浅变深, 由单一到混杂, 尤其是泥岩、砂质泥岩及粉砂岩颜色变化规律性强。煤系下部为浅灰色、灰色;中部为灰、深灰色;中上部为灰、深灰、青灰色;上部为深灰、灰绿、杂色。第五含煤段以灰绿、青灰为特征。第六、七含煤段呈深灰、灰绿、杂色, 这些不同颜色变化有助于含煤段及煤组的区别。
3.5 岩、煤层物性特征和主要可采煤层层位的确定
利用岩层、煤层在各种参数曲线上共同具有的物性特征, 可以作为划分地层和确定煤层层位的依据[2]。
3.5.1 1煤层位的确定
1煤位于二叠系山西组, 下距石炭系太原组第一层灰岩9.83～25.52m。
1煤较厚 (0～9.42m, 平均厚3.82m) , 结构单一, 在D3C和HGG曲线上幅值很高, D3C呈锯齿状反映。1煤顶板多是石英砂岩, 该砂岩在HG曲线上呈高异常反映, 明显区别其它砂岩层。一灰在HGG曲线上呈高密度反映, 井径不扩大。1煤与“一灰”之间有层海相砂泥岩, 在D3C曲线上呈幅值逐渐降低斜坡状反映, 特征明显。
根据以上特征, 可以确认1煤的层位, 见图1。
3.5.2 4-2煤层位的确定
4煤组由4-1、4-2两个煤分层组成。4-1煤层薄, 或成为炭质泥岩, 不可采, 不含夹矸, 测井曲线上呈单峰状。4-2煤属大部可采的较稳定煤层, 少数点含有夹矸, 在D3C、HGG曲线上4-2煤层异常高于4-1煤层。4-1、4-2与5煤之间间距变化不大, 对比性较强。4-1煤下10～30m多发育一层铝质泥岩或含铝花斑状泥岩, 在HG曲线上呈高异常反映, 成为确定铝质泥岩和4煤层位的显著标志, 所以4煤层位很易确定, 见图2。
3.5.3 5煤层位的确定
5煤较厚 (2.18～12.89m, 平均厚5.75m) , 在D3C和HGG曲线上呈幅值高、密集锯齿状反映。它的曲线特征在二叠系地层中非常明显, 故5煤层位很易确定。见图2。
3.5.4 6煤层位确定
6煤层为局部可采煤层, 它在测井曲线上呈高幅值单峰状反映, 煤层顶底板多为高阻砂岩层。6煤与5煤距离有一定变化, 沿地层倾向, 在浅部二者距离较近, 到深部距离逐渐加大, 见图3。利用与5煤、4-2煤层段组合关系, 不难确定6煤层层位。
3.5.5 8煤、9煤层位确定
8煤和9煤距离较近 (3.20～10.20m) , 在D3C和HGG曲线上, 8煤层上部幅值高, 下部幅值低, 9煤层则成相反形态。本煤组上部, 多发育一层高阻石英砂岩, 形态独特, 可作为确认8煤和9煤的辅助标志。曲线形态见图4。
3.5.6 11-2煤层位确定
11煤由两个或多个煤分层组成, 其中11-2煤层为大部可采的不稳定煤层。在D3C和HGG曲线上呈宽度窄, 幅值高的陡峭状双峰异常, 见图5。
3.5.7 13-1煤层位确定
上石盒子地层中, 13-1煤的电阻率最高, 厚度也最大, 在D3C曲线上呈不均匀的大锯齿状反映, 底部偶含有一层夹石, 曲线形态见图6。
3.5.8 16-2和17-1煤层层位的确定
16、17煤由2～6煤分层组成, 17-1煤本区发育不好, 大都不可采, 只有16-2属大部可采煤层。本煤组在D3C、HGG和HG曲线上幅值明显低于13-1煤, 曲线特征如图7所示。
根据各主要煤层曲线形态特征及认识的物性标志, 对参与对比的煤层层位进行了确定和对比。
3.6 煤层间距
区内主要含煤段含可采煤层9层, 其它煤层薄而且不可采, 常相变为炭质泥岩或尖灭, 但煤组及煤层间距一般都较为稳定, 变化不大。因此, 煤组及煤层间距在对比中可以作为对比依据。见表2。
4 对比结论
通过对含煤段、煤层间距、煤层厚度、岩性组合、标志层、化石带、岩煤层物性特征等多种方法和手段的对比, 本区可采煤层1、4-2、5、8、9、13-1、16-2煤层对比可靠, 6、11-2煤对比基本可靠。
摘要：通过对口孜西井田二叠系各含煤段特征、煤层间距、煤层厚度、岩性组合、标志层、化石带、岩煤层物性等进行对比分析, 确定可采煤层1、4-2、5、8、9、13-1、16-2煤层对比可靠, 6、11-2煤对比基本可靠, 为本区的后期煤田地质勘探提供参考依据。
关键词：岩性组合,煤层,标志层,化石
参考文献
[1]随峰堂等.安徽省阜阳市口孜西井田煤炭勘探报告[R].安徽省煤田地质局勘查研究院, 2007
煤田煤层 篇7
汝州煤田位于河南省汝州境内。煤田地处伏牛山东, 南为方山山地, 北属熊耳山, 箕山余脉, 中部有汝河横穿, 南北高中间低, 形成两山夹一川的地貌。属半掩盖型矿区, 除南北山区基岩出露较好, 中间地带多被中、新生代地层覆盖, 仅见零星基岩露头。汝州煤田分布面积约1 400 km2, 实际含煤面积约151 km2。可采煤层以二1煤层为主采煤层。二1煤层基本全区发育, 煤厚0~22.17 m, 一般厚2.0~5.0 m, 全区基本可采。二1煤层结构简单, 仅少部分钻孔含有夹矸, 夹矸最多有2层, 一般为1层。二1煤层为较稳定的中厚~厚煤层[1]。
二1煤层是汝州煤田可采面积大、地质可靠程度高、稳定程度好、资源量较大的主采煤层, 因此, 分析研究其煤质特征, 探讨煤质变化规律, 对将来区内矿井开采及煤的利用具有重要意义[2]。
2 煤的物理性质与煤岩特性
2.1 煤的物理性质
二1煤层呈黑色, 条痕黑褐色, 玻璃光泽, 组织疏松, 内、外生裂隙较发育, 硬度1~2, 密度小, 呈鳞片状构造, 含黄铁矿结核, 视密度1.35~1.45 t/m3。由于受后期构造的影响, 煤的原生结构尽遭破坏, 导致煤岩成分杂乱, 重新组合, 构成重新固结的“构造”煤。筛分试验结果:大于13 mm级占25.73%, 末煤为72.02%, 粉煤为63.38%。
2.2 宏观煤岩类型
根据野外地质鉴定材料, 二1煤层宏观煤岩组分以半亮型煤为主, 光亮型及半暗型煤次之。
2.3 显微煤岩类型
二1煤层中有机组分占92%左右。有机组分以镜质组及半镜质组分为主, 占70%以上。稳定组分次之, 惰质组含量较少。镜质组及半镜质组中, 部分颗粒具有均质性, 惰质组分多呈破碎状, 部分呈碎片状零星分布, 具有构造煤特征。无机物以粘土矿物为主, 呈团块状或浸染状分布, 其次是硫铁矿和碳酸盐, 为粒状或充填于裂隙之中。镜质组反射率1.31%~1.50%, 显微煤岩类型为微壳煤及微镜煤[3]。
煤层的煤岩特征如表1所示。
3 化学性质
3.1 元素分析
(1) 水分。二1煤层中1/3焦煤、焦煤原煤、浮煤分析基水分变化在0.58%~1.70%之间, 一般在0.92%左右。贫瘦煤一般为0.43%~1.62%, 平均0.85%。二1煤全水分含量在3.0%~8.5%之间。
(2) 灰分。二1煤层原煤灰分产率平均为17.05%, 其中, 1/3焦煤为20.16%, 焦煤15.6 8%、贫瘦煤17.87%, 属中灰煤[4]。经洗选后, 浮煤灰分为7.11%, 降灰率在57%左右。若按不同煤类比较, 其它成分数值变化不大。原煤灰分变化不大, 一般在低~中灰煤区范围。在走向上, 由西 (梨园) 向东 (张村) 有逐渐降低的趋势。如梨园矿区原煤灰分为22.63%, 任村17.68%, 黑龙庙16.85%, 张村14.26%。在倾向上无明显规律可循。
3.2 有害元素
(1) 硫。二1煤原煤、浮煤全硫含量平均分别为0.91%和0.43%, 属中硫煤[5]。其原煤全硫在区内的变化规律不明显。形态硫中, 二1煤原煤以硫铁矿硫为主, 次为有机硫;浮煤以有机硫为主, 硫铁矿硫脱硫明显, 平均脱硫率达90%。
(2) 其它有害元素。二1煤层测试结果:二1煤为低氟、中氯、低磷、一级砷煤, 如表2所示。
4 工艺性质
4.1 发热量
二1煤原煤干燥基高位发热量平均值为29.01 MJ/kg, 其中, 1/3焦煤为28.14 MJ/kg, 焦煤为29.58 MJ/kg, 贫瘦煤为29.45 MJ/kg。依据《煤炭质量分级》 (GB/T15224.3-2009) 标准, 二1煤原煤为高热值煤。
4.2 粘结性
二1煤的粘结指数3~97, 胶质量厚度3~23 mm, 属不粘结煤-特强粘结煤, 粘结规律由南至中到北, 粘结性总体逐渐降低, 即由中粘结-特强粘结-不粘结。
4.3 反应性
三里寨煤矿二1煤样测试:当温度为900℃时, 二氧化碳转化率为25.6%, 温度升高到1 100℃时, 二氧化碳转化率为65.6%, 可见其反应性较强。
庇山煤矿二1煤样测试:当温度为900℃时, 二氧化碳还原率为6.02%, 温度升高到1 100℃时, 二氧化碳还原率仅为25.62%, 可见其反应性较弱[6]。
4.4 热稳定性及可磨性
热稳定性:二1煤 (庇山矿) 试验结果RW+6为87.9%, 依据《煤的热稳定性分级》 (MT/T560-2008) 标准, 属高热稳定性煤。
可磨性:二1煤可磨性指数为88 (庇山矿) ~158 (三里寨) , 依据《煤的哈氏可磨性指数分级》 (MT/T852-2000) 标准, 属易磨~极易磨煤。
4.5 可选性
区内二1煤层的可选性虽变化较大, 但多数样品为易选~中等可选煤。中南部属中等可选~易选, 北部 (庇山~夏店) 属中等~极难选。
5 煤类
二1煤层浮煤挥发分平均为19.45%, 依据《煤的挥发分产率分级》 (MT/T849-2000) 标准要求, 该区域南中部的挥发分:1/3焦煤为30.92%, 焦煤为24.52%, 属中高~中挥发分煤;北部的贫瘦煤为15.81%, 贫煤为15.78%, 属低挥发分煤。区域上浮煤挥发分含量由南向北逐渐降低。二1煤层以焦煤、1/3焦煤为主, 部分区域为肥煤、贫瘦煤和贫煤;由南至北, 煤的变质程度逐渐增加。
6 煤的工业用途评价
根据煤质化验分析资料表明, 二1煤为中灰、中硫、高热值、中等~易选的焦煤、肥煤、1/3焦煤、贫瘦煤等, 可作为炼焦配煤、动力用煤。
因该矿区主要可采煤层二1煤原煤属于中灰及中硫煤, 易于洗选, 经洗选可达到低灰和特低硫煤的要求, 在提高煤的附加值的同时, 可达到减轻对环境的破坏和充分合理利用资源的目的。因此, 研究汝州煤田二1煤层煤质特征及变化规律, 对今后区内煤矿开发利用具有重要的指导意义。
参考文献
[1]张建奎, 李学伟, 张晓逵, 等.河南省汝州煤炭矿区资源储量核查 (汇总) 报告[R].平顶山:河南省煤田地质局四队, 2011.
[2]曹代勇, 陈江峰, 杜振川.煤炭地质勘查与评价[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2007.
[3]河南省煤田地质局资源环境调查中心.临汝煤田煤炭、煤层气资源潜力评价资源远景区报告[R].郑州:河南省煤田地质局资源环境调查中心, 2010.
[4]GB/T15224.1-2004, 煤炭质量分级第一部分:灰分[S].
[5]GB/T15224.2-2004, 煤炭质量分级第一部分:硫分[S].
煤田测井中的煤层判断及定厚方法 篇8
关键词：煤田测井,煤层判断,定厚方法
在煤田勘探中, 煤田勘探测井是其中非常重要的一项技术手段, 通过对于参数的选取, 对煤层位置、结构以及深度等进行确定。但是在该项工作开展的过程中, 存在部分工作人员对于煤层概念解释不清、解释不合理的情况, 且在实际操作以及获得结果方面也存在不足, 对于煤炭资源储量的确定产生了非常大的误差。对此, 就需要我们能够通过煤层判断以及定厚方法的掌握保障测定结果的准确性以及正确性。
1 煤层判定方法
1.1 逻辑判断法
逻辑判断法可以说是目前煤田测井工作中最为基础的一项方式, 也是应用最为广泛的一项方式, 非常适合应用单孔独立的方式对其进行解释。在该方法中, 如果电阻率高值为真、那么低值则为假;人工放射性高值为真、那么低值则为假;天然放射性低值为真、那么高值则为假。我们设γ-γ为人工放射性、ρ代表电阻率、γ代表天然放射性, 那么当γ-γ为真、γ为真且ρ也为真时, 那么煤层T之外的所有逻辑关系都可以被判定为非煤层。
1.2 曲线形态特征判定
在井田中, 其中的煤层通常都具有很多个不同的参数, 而这种情况的存在也会使这部分参数所具有的形态特征具有一定的曲线规律, 不仅具有单一的方式, 还具有组合的方式。而我们通过其所具有的特征形态, 在一定逻辑判断方式应用的基础上则能够较好的对煤层层类进行判定。以下图某矿区井田4#煤层特征为例。
以该曲线为例, 其从深部到浅部具有大小两个正峰, 且顶部具有较陡的变化特征, 而到了底部这种变化则趋于平缓, 且在两个峰值之间存在着一个较为明显的“U”形。根据该曲线特征, 当相邻钻孔无心时, 则可以将其判定为4#煤层。对于该种测定方式来说, 其对于我国局部地质研究工作可以说提供了非常重要的一项工作依据。
1.3 标志层特征判定
对于该种方式来说, 其代表的是在同一个井田中, 其中一定数量的参数会根据钻孔对应位置的不同而使其具有较为相似的曲线特征。同地质标志层类似, 其也有可能处于不同的位置上, 但是却都具有分布范围广、稳定性较强以及标志明显等特征。同时, 这种标志层不但会使煤层的自身、也有可能代表着煤层底板、顶板以及同其具有一定距离的其他类型岩层。而在我们对标志层确定时, 则会面临到一定的困难, 需要对其中的参数数据等进行大量的矫正、统一、对比以及对参数曲线特征的测定与观察等等。目前, 能够作为标志层的岩层数量在我国也具有较多的分布, 且煤系中所具有的砂岩、灰岩、黏土岩以及煤层等等都可以作为标志层。可以说, 在同一个井田标志中, 其不仅可能为一层, 也有可能是多层, 甚至并不存在标志层。而在我们通过该种方式开展煤层层位确定时, 则需要满足以下几种条件:
一, 如果该井段经过一些逻辑判断后断定其为真, 则在该井段中具有煤。
二, 如果煤层同标志层之间所具有的距离较近, 且两者间距长度较为稳定, 不存在非常大的变化, 那么则可以认定其标志层具有稳定的厚度。
三, 在该标志层中, 至少具有一类参数曲线的形态具有相似性。
1.4 对比判定法
对该种方式来说, 较为适合应用在煤层勘探中后期对于单孔层位以及煤层的确定中, 能够对其开展一定的补充以及修正工作, 主要功能是对煤层可能存在的遗漏、层位偏差等情况进行适当的修正。在实际应用中, 首先需要对煤层实现逻辑判定, 并在此基础上通过标志层参数曲线所具有的厚度、形态、地质标志层以及层间距等等开展综合分析, 较为倾向于标志层曲线特征的分析对比, 以此帮助我们对井田中不同钻孔具有较为相似性层位的情况进行寻找, 并在此基础上在总结相关规律的同时对煤层的位置进行最终的确定。
2 煤层定厚经验
对于煤层的判定方式来说, 仅仅能够以定性的方式对煤层进行解释, 而对于煤层底板、层顶厚度以及相关结构来说则需要以另外的方式对其进行确定。根据物理特征, 使用两种参数就能够在满足相关规范的基础上对厚度进行判定。目前, 人工放射性性、视电阻率以及天然伽马是开展该工作时会使用的几种方式。
(1) 如果曲线具有较好的异常性, 且界面较为清晰。那么我们则可以通过人工放射性曲线异常以及电阻率异常所具有的解释深度对其平均值进行计算, 以此帮助我们对煤层的深度情况进行确定。
(2) 如果曲线情况存在异常, 且界面不清, 尤其是当底板、顶板为高阻层时, 从电阻率曲线方面看不存在明显的界面。此种条件下, 可能存在以下两种情况:第一种是整个曲线处于一个上高下低的形式, 类似一个“V”形, 此时可以将该曲线的底部尖点作为解释深度;另一种情况则是整个曲线呈现出一种从高阻向低阻发展的类似斜坡状的特征, 且不能够使我们对分界点进行判定。在面对这种情况时, 我们则需要根据电阻率虚拟曲线以及人工放射性曲线对煤层顶板所具有的深度进行确定。对于该方式来说, 其在操作性上以及使用范围方面具有较好的特点, 同时我们也可以通过密度曲线以及声波曲线对虚拟曲线进行代替。
(3) 如果界面存在不清的情况时, 我们则可以对该参数曲线以微分的方式进行处理, 并以此帮助我们获得方向相反的两个尖峰, 并将近目的层尖峰作为我们的解释点。
3 结束语
对于不同的方式来说, 并不是相互独立的, 而是具有一定的关联性。对此, 需要在对煤层判定时对煤层的区域资料、地质情况进行分析与比对, 并在通过多种技术结合应用帮助获得更为准确的测定结果。
参考文献
[1]王永明.利用测井曲线进行煤、岩层追踪对比的方法及应用[J].中国煤炭地质, 2012, 03:60-65.
[2]刘伟, 等.断裂带结构单元特征及其测井识别方法研究[J].测井技术, 2013, 05:495-498.
煤田煤层 篇9
关键词：煤田测井,煤层定性,煤层定厚
1 煤层的解释原则
所谓煤层解释, 即综合分析不同钻井中所取得的不同性质的物性参数数据、曲线异常特征, 再与地质、钻探等资料相结合, 得出的结论可以准确反映出地质的变化规律, 从而区分围岩, 划定煤层。煤层的解释要遵循以下几个原则:第一, 选择多个参数, 通常要取得三种规定的必测参数, 即视电阻率、自然放射性以及人工放射性。第二, 综合研究, 因为煤层解释过程中单参数具有多解性, 单一参数或者任意参数会导致误判, 这是因为煤层或者其它岩性都可能引起它们的似煤特征, 比如硅质胶结的砂岩具有较高的电阻率与低自然放射性的特征, 而井径扩大井段也具有低放射性与低密度的特征, 所以判定过程中采用单一参数或者两种参数无法保证结果的准确性。第三, 以测井初解柱状图为主, 参考钻孔地质编录, 特别是当测井煤层解释结果以及地质编录出现问题时, 要对取芯段的岩、煤芯做实地鉴定, 包括定性、定厚、结构等。
2 判定煤层的主要方法
钻探的采取率与岩心的完整程度和相关要求有密切关系, 一般来说, 钻孔的采取率越高, 则煤层的判定则相对复杂。
通常煤层的判定的方法包括以下几种:
2.1 逻辑判定法
在煤田测井解释方法中, 逻辑判定法师一个至关重要的方法是重要的判定方法, 设电阻率高值为真 (T) 、低值为假 (F) 、天然放射性低值为真 (T) 、高值为假 (F) 、人工放射性高值为真 (T) 、低值为假 (F) , 即ρ=T、γ=T、γ-γ=T, 式中ρ为电阻率, γ为天然放射性, γ-γ为人工放射性, 则可以判定T为煤层, 除此之外的其它逻辑关系判定结果均为非煤层。不仅如此, 而且煤层与煤层之间的关系也很难判断, 尤其是在采用何种方法来开发煤层更是至关重要。
2.2 标志层特征判定法
所谓标志层是指在一定的范围内, 一种或者几种参数不同钻孔中对应位置的参数曲线形态特征具有相似性, 既可能处于完全相同的标志层, 也可能是不同的位置, 但是标志雷同、分布稳定, 具有一定的共性特点。标志层有多种情况, 一种是同一每层, 另一种是距离较近的岩层, 还有可能是同一每层的顶板或底板。确定标志层需要通过大量参数的对比与校正, 对参数曲线形态特征进行观察, 统一参数比例。对于灰岩、粘土岩、泥岩以及砂岩来说, 煤系中的标志层种类比较丰富。对于一个井田来说, 标志层可能存在于一层或者多层, 也可能没有标志层。以标志层为参照判定煤层则需要满足下列条件:第一, 某井段经逻辑判断为煤层;第二, 标志层与煤层的距离比较近, 这种情况属于比较稳定的情形;第三, 类似于任家庄井田煤层, 其本身异常值较高, 自然放射性浓度也比较高, 曲线形态的相似性比较强, 呈现微弱低平异常, 可以判定其为II煤层。
2.3 对比判定的方法
对比判定方法一般用于勘探的中期或者末期, 主要是针对单孔煤层或者是岩层的修正、更正, 主要内容是纠正煤层层位偏差以及煤层的遗漏等, 这种方法更侧重于标志层的曲线形态特征, 一般在对煤层进行逻辑判断之后才会采用该方法。该方法的具体应用如下:结合详实的调研材料, 综合分析标志层的参数曲线形态、层间距、厚度以及地质标志层等数据, 要找出一般的规律性, 就需要对比和分析的方法, 为基础做出推断, 最终完成煤层的定位。比如新乔井田钻孔煤层包括A、B两层, 其中A煤层不可采, 绝大多数的B煤层可以开采。B煤层的确定主要取决于实际钻探过程中的地质编录, 即某钻孔只发现一层厚度在0.6m的煤层, 而经过测井现场单孔解释未发现另一层煤线。通过对测井资料和曲线形态的对比分析研究, 可以发现, 相邻钻孔与井田的其它钻孔B煤层视电阻率曲线形态特征在该孔也有所反映, 只不过形态具有相似性, 但是曲线异常不强, 因此可判断原定B煤层为A煤层, B煤层仍处于上部位置, 厚度在0.3m左右。通过上述分析可以看出, 煤层的判定方法多种多样, 也有不同的判定依据, 但是总的来说各种方法的有效性依然是极其可靠的。但是各种方法之间有着较强的相关性, 彼此不能独立, 在应用其中一种方法进行煤层的判定时, 都要综合研究区域地质资料以及钻孔地质编录等内容, 以提高结论的准确性。
3 煤层定厚技术