胜利煤田东一号露天煤矿煤层对比分析及聚煤规律

PAGE题目：胜利煤田东一号露天煤矿煤层对比分析及聚煤规律摘要胜利煤田东一号露天煤矿位于内蒙古自治区锡林浩特市宝力根苏木境内，地理坐标：东经116°03′01″～116°08′19″，北纬44°00′36″～44°05′12″，南北长8.40km，东西宽5.20km，面积29.12km2。本论文依据胜利煤田东一号露天矿勘探地质资料，详细论述了可采煤层层位及厚度变化，确定可采煤层的连续性，从地层、构造、对比、聚煤规律等方面入手，对煤层进行对比，对聚煤环境进行分析，从而为整个胜利煤田的今后汇编工作起到重要作用，意义深远。关键词：1、胜利煤田2、煤层对比3、聚煤环境分析

目录建议加上结论部分建议加上结论部分TOC\o"1-3"\u一、绪论 1（一）目的和意义 1（二）位置与交通 1（三）自然地理与经济况 2二、地质背景 3（一）地层条件 3（二）构造条件 4（三）煤层特征 5（四）煤层对比 9三、聚煤环境分析 12致谢 13参考文献 14一、绪论（一）目的和意义本论文依据胜利煤田东一号露天矿勘探地质资料，对煤层进行综合对比分析，对可采煤层层位及厚度变化，确定可采煤层的连续性进行论述，胜利煤田东一号露天矿区是整个煤田最后勘查的区块，煤层对比、聚煤环境分析对整体煤田的沉积环境，煤层赋存研究起到至关重要的作用，本文从地层、构造、对比、聚煤规律等方面入手，对煤层进行分析，从而为整个胜利煤田的今后汇编工作起到重要作用，意义深远。（二）位置与交通1、位置胜利煤田东一号露天煤矿位于内蒙古自治区锡林浩特市宝力根苏木境内，勘查区南边界距锡林浩特市8km。勘查区范围地理坐标：东经116°03′01″～116°08′19″，北纬44°00′36″～44°05′12″，南北长8.40km，东西宽5.20km，面积29.12km2。见相对位置关系图1-1。2、交通沿胜利煤田东一号露天矿南行8km进入锡林浩特市，以锡林浩特市为中心，沿S101省道（锡—赛公路）向西370km至赛汉塔拉，沿G207国道（锡—张公路）向南440km至张家口；沿G303国道向东南499km至赤峰；沿S101省道向东北450km至霍林郭勒市，形成四通八达的公路交通网。铁路通过锡（林浩特）桑（根达来）线（154km）与集（宁）通（辽）铁路相接，并以此与国家铁路网相连。锡林浩特市建有民航机场，每周有固定航班与北京、呼和浩特市通航。形成了以公路、铁路为主的方便顺畅的交通网络。交通位置见图l-2。图1-1东一号露天矿区相对位置关系图图件普遍字体不够清晰，以下相同图件普遍字体不够清晰，以下相同（三）自然地理与经济况1、地形地貌胜利煤田地处内蒙古高原中东部，大兴安岭西延的北坡，地形总体为南高北低、西高东低，属高原丘陵地形，海拔标高970～1326m，相对高差356m。本区地貌形态较为复杂，区域内地貌形态主要由分布于各断陷盆地周边的构造剥蚀地形、分布于断陷盆地边缘至山前部分的剥蚀堆积地形、分布于断陷盆地中央部分的侵蚀堆积地形、分布于锡林郭靳盟南部及西部的岩熔台地四个地貌单元组成。本矿区地处胜利煤田中东部的剥蚀堆积地形与低缓丘陵地带。东一号矿区海拔标高970m～1140m，相对高差170m。地表遍生牧草而无树木，广袤无垠的草原上零星点缀有牧民的居住点，呈现一派天然草原风光。2、水文PAGE2图1-2交通位置图特市，最终流入查干诺尔沼泽地自然消失。年平均流量0.6m3/s，年平均迳流量0.192亿m3（据锡林浩特水文站1958～2006），春汛最大洪峰流量为57.4m3/s（1987年4月7日），水深一般在0.50～1.00m之间。每年1、2月份为断流期。本区河水流量的多寡取决于上游水库的控制及降水量的大小。锡林浩特水库位于锡林浩特市南15km，始建于1958年。水库总库容为2003万m3，正常蓄水水位标高1013.40m，设计洪水位标高1013.95m，正常水位以下库容1539万m3。水库弃水时间为每年6月底至9月初，防洪高水位时下泄流量30m3/s。现库容1360万m3，水位标高1012.00m。3、气象工作区气候属于中温带半干旱大陆性季风气候特征，其特点为夏季炎热、冬季寒冷，降水量少、蒸发量大，冬春季多风。根据锡林浩特气象站1960年～2010年气象观测资料，工作区多年平均气温为2.6℃，年平均最低气温出现在一月份，为-19.1℃，最低气温为-39.0℃（1969年12月27日），年平均最高气温出现在七月份，为21.4℃，最高气温为39.4℃（2010年7月25日）。无霜期短，一般在106～139d。平均冻土深度2.51m，最大可达2.91m（1970年3月1日、1970年3月8日）。多年平均降水量272.1mm，年最大降水量481.0mm（1974年），年最小降水量121.1mm（2005年）降水量多集中在6、7、8三个月内，占年降水量的65～75%。多年平均蒸发量为1772.7mm，年最大蒸发量可达2270.1mm（2001年），年最小蒸发量为1307.1mm（2003年），最大蒸发量是最小蒸发量的1.74倍。且主要集中在4、5、6、7、8月，约占全年蒸发量的72%左右。工作区风速大、风力强，大风天数多，持续时间长。根据锡林浩特气象站资料，冬春季节多5～6级风，平均风速3.4m/s。最大风速达36.6m/s（1963年6月12日，最大风速的风向为W），多为西南风。冻结期为10月初～12月上旬，解冻期为翌年3月末～4月中旬，最大冻土深度为2.89m。4、地震依据《中国地震动参数区划图》（GB18306--2001），本区地震动峰值加速度为0.05g，对照地震烈度为Ⅵ度。5、经济状况锡林浩特市素有“草原明珠”之称，是锡林郭勒盟行政公署所在地，为全盟政治、经济、文化和交通中心，全市辖7个乡、6个国营农牧场和6个街道办事处，总面积18750km2，市区面积16km2，是一个以蒙古族为主体，汉族居多数，有蒙、汉、回、满等17个民族聚居的少数民族地区的新兴草原城市。煤电及畜牧业是区内主体。区内经济结构发生了重大变化，以畜牧、煤炭、石油、电力、稀有金属、旅游为经济发展框架，形成了门类比较齐全、布局较为合理的具有地方特色的民族工业体系。伴随着改革开放不断深入，锡林浩特市实施大集团战略，先后引进了神华集团、华能北方联合电力公司、北国投集团、大唐国际、香港协鑫集团等企业，目前在建煤炭项目原煤年产能力80.0Mt。当地的生活用水取自于地下水和河水，目前尚能满足现状，但未来矿山的开采及电厂的建设可能会带来供水水源不足的问题，本着“合理开采、化害为利”的原则，考虑露天疏排地下水的复用，同时建议寻找新的水源地，做为补充供水水源，以保证未来矿山建设的需要。锡林浩特市现有两个电厂，装机容量120MW，在勘查区西南部的110KV、220KV变电站与蒙东电网相联，距矿区东南5km正在建设500KV变电站，电力充盈，可以保证矿区基建及生产用电。二、地质背景（一）地层条件胜利煤田古生代地层区划为华北地层大区，内蒙古草原地层区，锡林浩特—磐石地层分区。中、新生代地层区划为滨太平洋地层区，大兴安岭—燕山地层分区，博克图—二连地层小区。胜利煤田为一隐伏煤田，区内出露的地层有古生界志留～泥盆系、二叠系下统；中生界侏罗系上统兴安岒群；白垩系下统巴彦花群；新生界第三系上新统及第四系。煤田盆地基底由志留—泥盆系和二叠系地层组成，外围有侏罗系、白垩系地层出露。见表2-1。东一号露天矿揭露地层有中生界侏罗系白音高老组、白垩系下统扎赉诺尔群大磨拐河组（K1d）和伊敏组(K1y)；新生界新近系(N2)及第四系(Q)。1、白垩系下统大磨拐河组（K1d）盆地内普遍发育，主要为灰、深灰色泥岩、粉砂岩夹细砂岩、粗砂岩及灰白色砾岩。本地层为含煤地层，煤层均发育在盆地北部，揭露厚度为29.12-599.71m，与下伏侏罗系上统白音高老组呈角度不整合接触。岩石地层单位代号厚度（m）接触关系界系统组新生界第四系全新统现代堆积物Q+N79.00～159.00不整合平行不整合不整合不整合不整合更新统新近系上新统中生界白垩系下统伊敏组K1y315.05～622.75大磨拐河组K1d56.45～不详侏罗系上统白音高老组J3b>3734古生界二叠系下统P1680～3550志留系S+D>2363泥盆系表2-1区域地层层序表2、白垩系下统伊敏组（K1y）为本区主要含煤地层。盆地内普遍发育，该地层具有含煤系数大、煤层厚、资源储量大、剥采比小的特点。主要岩性为煤层、灰、灰白色粉砂岩、泥岩、细砂岩、粗砂岩、砾岩。砂岩和泥岩内普遍发育水平层理、小型波状层理和小型斜层理，局部见粒序层理，内含大量炭屑和植物碎片化石。地层厚度为110.36-622.75m，平均416.72m。与下伏白垩系大磨拐河组呈平行不整合接触。厚度变化趋势总体为南部薄，北部厚，北部又以中东部最厚。3、新近系+第四系（N+Q）新生界新近系和第四系为松散地层，全区分布。岩性主要由浅黄～灰黄色粉砂、表土和亚粘土以及杂色砂砾及粗、中、细砂组成。含植物碎屑、根须。厚79.00-159.00m，平均厚度125.41m。（二）构造条件胜利煤田位于二连盆地群～乌尼特拗陷西部边缘隆起带的中部，北为查干敖包-阿荣旗深断裂带，南以西来庙-达青牧场大断裂与腾格尔坳陷为界，西邻苏尼特隆起带，东邻大兴安岭隆起带，属锡林浩特北部新华夏系弧形构造体系。受新华夏系扭应力影响，形成了多字形构造。东一号露天矿主体构造形态为一走向NE50°的两翼不对称的宽缓向斜。发育断层6条。地层较稳定，煤层发育好，地层倾角除因断层切割而发生变化外，一般为0～12°。西北翼地层岩性复杂，煤层短距离内分叉、变薄甚至尖灭。见图2-1。图2-1胜利煤田东一号露天矿区构造纲要图（三）煤层特征本区含煤地层为白垩系伊敏组（k1y）、大磨拐河组地层（k1d），从钻探揭露情况来看，含煤地层发育有15组煤层，含煤19层。其中伊敏组自上而下发育有1煤组、2煤组、3煤组、4煤组、5煤组、6煤组、7煤组、8煤组、9煤组、10煤组、11煤组，大磨拐河组自上而下发育有12煤组、13煤组、14煤组、15煤组。含煤地层厚度最小32.35m，最大901.36m，平均231.81m，煤层总厚度最小0.55m，最大340.73m，平均66.63m；含煤系数28.74%。伊敏组含煤地层发育11个煤组，含煤15层。有可采煤层9层，分别为4、5、6、6下1号、7、8、9、10、11煤层。不可采煤层6层，分别为1、2、3、5下、6上1、6下2号煤层，大磨拐河组含煤地层发育4个煤组，各煤组均为单一煤层，12、13、14、15煤层均只发育在勘查区北部范围。可采煤层共计13层，自上而下分别是4、5、6、6下1、7、8、9、10、11、12、13、14、15号煤层，5、6煤层属全区可采煤层，4煤层属大部可采煤层，6下1、7、8、9、10、11、12、13、14、15煤层属局部可采煤层。其他各煤层均属不可采煤层。以下对主要可采煤层4、5、6煤进行简要叙述，以利于煤层对比分析。4号煤层：煤层最小厚度0.62m，最大厚度46.68m，平均15.51m。煤层最小可采厚度1.56m，最大可采厚度44.26m，平均12.43m。煤层结构简单—复杂，有188个点含夹矸，含1层夹矸19个点，含2层夹矸21个点，含3层夹矸29个点，其余各点含多层夹矸，夹矸成分以泥岩为主，其次是炭质泥岩,个别为细粒砂岩、中粒砂岩、粗砂岩、粉砂岩等。顶板岩性以泥岩为主占61%，其次为炭质泥岩12%、粉砂岩占9%，个别为细粒砂岩、粗粒砂岩、粉砂岩等。煤层底板岩性主要为泥岩占52%，其次为细粒砂岩占17%、炭质泥岩占10%，个别为中粒砂岩、粗粒砂岩、砂质泥岩等。发育面积24.55km2，可采面积24.39km2，为大部可采煤层。埋深114.85～449.30m，平均188.32m。煤层分布范围及厚度等级线见图2-2。图2-24号煤层分布范围及厚度等级线图5号煤层：煤层最小厚度1.57m，最大厚度105.26m，平均29.40m。煤层最小可采厚度1.57m，最大可采厚度94.35m，平均26.70m。煤层结构简单—复杂，有273个点含夹矸，含1层夹矸11个点，含2层夹矸11个点，含3层夹矸27个点，其余各点含多层夹矸，夹矸成分以泥岩为主，其次是炭质泥岩，个别为细粒砂岩、细砾岩、中粒砂岩、粗砂岩、粉砂岩、砂质砾岩等。煤层顶板岩性以泥岩为主占55%，其次为炭质泥岩11%，个别为细粒砂岩、中粒砂岩、粗粒砂岩等。煤层底板岩性主要为泥岩占49%，其次为细粒砂岩占17%，个别为炭质泥岩、粗粒砂岩、中粒砂岩、砂质泥岩等。发育面积27.15km2，可采面积27.02km2，为全区可采煤层。埋深115.47～532.92m，平均228.91m煤层分布范围及厚度等级线见图2-3。图2-35号煤层分布范围及厚度等级线图6号煤层：煤层最小厚度0.81m，最大厚度122.62m，平均26.41m。煤层最小可采厚度1.78m，最大可采厚度89.23m，平均22.87m。煤层结构简单—复杂，有271个点含夹矸，含1层夹矸59个点，含2层夹矸34个点，含3层夹矸29个点，其余各点含多层夹矸，夹矸成分以泥岩为主，其次是炭质泥岩个别为细粒砂岩、细砾岩、中粒砂岩、粗砂岩、粉砂岩、砂质砾岩等。煤层顶板岩性以泥岩为主占18%，其次为细粒砂岩占9%、炭质泥岩9%，个别为粗粒砂岩、中粒砂岩、砂质泥岩、粉砂岩等。煤层底板岩性主要为泥岩占18%，其次为细粒砂岩占16%，个别为炭质泥岩、粗粒砂岩、中粒砂岩、粉砂岩等。发育面积28.83km2，可采面积28.83km2，为全区可采煤层。埋深129.06～631.07m，平均277.68m煤层分布范围及厚度等级线见图2-4。图2-46号煤层分布范围及厚度等级线图煤层赋存的剖面特征为4煤组、5煤组和6煤组发育最好。层位较稳定，煤层结构复杂。主要可采煤层间距变化较大，规律性不太明显。4煤层与5煤层之间间距在南部比较稳定，为30-60m左右，在北部变化较大，为1到125m；5煤层与6煤层之间间距在南部也比较稳定，一般为45-60m左右，在北部变化较大，为1到100m。煤层赋存的平面特征为可采煤层总厚度为0.80～89.23m，煤层厚度总体变化趋势为中间厚向北部边缘变薄。区内各可采煤层厚度在平面上变化趋势为：4煤层在南部厚度变化不大，一般为10-15m，在北部厚度变化较大，5煤层在南部厚度变化不大，一般为25-35m，在中部和北部厚度变化较大，6煤层煤层厚度总体变化规律与4煤层相似，在勘查区南部厚度变化不大，一般为20-30m，在北部厚度变化较大。（四）煤层对比煤层对比是研究聚煤环境的重要组成部分，对比的准确性对沉积环境，沉积旋回分析起到至关重要的作用。以下用几种方法对煤层进行对比分析。胜利煤田为陆相含煤地层，岩相变化大，古生物化石较少，缺乏明显岩性标志层，给煤层对比带来一定困难；但是，由于区内岩、煤层的物性差异较大，曲线反映明显，本次煤层对比以位于煤系地层全区发育的6煤层底界作为煤层对比的基线，采用沉积旋迥法、标志层法、煤层层间距法、煤层物性特征法进行煤层对比。全面分析，仔细推敲，综合对比。1、沉积旋迥法本区含煤地层为白垩系上统大磨拐河组和伊敏组，两套地层沉积环境不同，分属不同沉积旋回。伊敏组为本区最主要的含煤地层，因沉积环境相对稳定，且持续时间较长，使其含煤性好，煤层厚度大，含煤面积大，煤层发育普遍。大磨拐河组因南北沉降幅度不同，仅在沉降幅度大的北部沉积了煤层，且由于均衡补偿的时间持续的不一致性，使形成的煤层薄厚差异性较大，含煤性差。2、标志层法本区生物化石较少，地层无明显标志层，各主要可采煤层（4、5、6）厚度、结构相对较稳定，厚度变化规律也较明显，因此，各主要可采煤层本身就是很好的对比标志层。6号煤层在全区发育，厚度大，且较稳定，变化有一定规律，将其本身作为对比标志层，取其底板作为对比基线。4号煤层结构复杂，下部煤层集中，夹矸较薄，上部夹矸增厚、层数增多，煤层变薄，可作为识别4号煤层的标志。5号煤层位于6号煤层和4号煤层之间，厚度大，层位稳定，连续性好，容易确定其层位。以6煤层为主要标志层，4煤层和5煤层为次标志层，展开其他煤层对比。3、煤层层间距法主要依据就是在一定范围内构造运动具有的稳定性和均衡性，其具体反映就是地层沉积厚度以至煤层之间层段沉积厚度（即层间距）在一定范围内的稳定性。例如本区的5号煤层与5下煤层间距一般1.42～42.50m，平均15.76m左右，6下1煤层与6号煤层间距一般1.34～37.43m，平均7.11m，且较稳定。在确定5、6号煤层的基础上，根据层间距法可以的推断出5下、6下1等煤层的层位。层间距法的实质就是在空间上对煤层层位的追索，利用此种方法较好地解决了本区的煤层对比。4、煤层物性特征法（测井曲线法）利用物性特征对比是煤层对比的又一主要手段。其依据是沉积环境和沉积物源的相对稳定性，表现为岩性组合的相似性。而相似的岩性组合特征或同一煤层的特征又表现为物性曲线形态的相似性。1）煤层物性特征本区煤种为变质程度低的褐煤，密度小。通常情况下，根据密度值低、电阻率值较高、天然伽玛值低的曲线组合特征，能够可靠地确定出煤层。2）测井曲线对比方法本次煤层对比根据曲线幅度、宽度、形态、组合规律等方法进行。具体对比方法如下：①曲线幅度、宽度对比法6号煤层在伽玛伽玛及天然伽玛曲线上反映幅值均高、宽度较大，易于和其它煤层区分，其厚度也比其它煤层大且层位较稳定，是对比标志层。采用此方法确定主要可采煤层的层位是可靠的。②曲线形态对比法测井曲线是煤岩层物性特征的反映，各煤层由于沉积环境的不同，其厚度、结构也不同，反映在曲线上就有不同的形态，同一煤层远距离钻孔测井曲线形态不易对比，但逐孔追索，仍保持一定的相似性。6号煤层：是区内最发育的煤层，厚度大，物性特征明显，曲线形态基本稳定，是对比中主要标志层。该煤层距5号煤层间距小，煤层结构简单，顶底板及夹石岩性为炭质泥岩、泥岩、粉砂岩，煤层中以高阻夹石为特征，一般有1～15层呈高阻，低密度反映。煤层测井曲线形态在人工伽玛及天然伽玛曲线上反映幅值高、宽度大，顶、底界面陡直，易于和其它煤层区分，上部曲线形状基本为平直小锯齿状，两条曲线呈对称“巨形”状，下部曲线呈多峰状（图4）。图45号煤层测井曲线特征图4号煤层：距5号煤层间距小，顶底板及夹石岩性以炭质泥岩、粉砂岩、泥岩为主。是该区结构最复杂的煤层。由十几～几十个分煤层组成，下部结构略简单。在人工伽玛及天然伽玛曲线上反映幅值上窄下宽，曲线形态上部小下部大，两条曲线呈锯齿状形态（图5）。图54号煤层测井曲线特征图7号煤层：发育较稳定，厚度变化不大，物性特征明显，曲线形态稳定。曲线形态多为不对称的小鱼尾状。（图6）。图67号煤层测井曲线特征图利用上述四种方法，在煤层对比中综合运用，取长补短，相互配合，使各可采煤层易于对比，依据充分。三、聚煤环境分析1、大磨拐河组大磨拐河组沉积时古构造发育相对稳定，煤的聚集主要受沉降幅度的控制。盆地中北部沉降幅度大，补给较充足，有利于泥炭的