曹 倩
(江西省煤田地質(zhì)勘察研究院,江西 南昌 330001)
安源煤礦位于萍鄉(xiāng)市南東120°方位,直距6 km,屬安源區(qū)安源鎮(zhèn)管轄,隸屬江西煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司,生產(chǎn)規(guī)模為0.78 Mt/a。 于1898年建井,1906年投產(chǎn),是當(dāng)時(shí)中國十大廠礦之一[1]。劃分為一水平+150 m、二水平+0 m、三水平-150 m、四水平-300 m等四個(gè)水平。 通過對該礦深部-300~-450 m擴(kuò)深資源儲(chǔ)量核實(shí)工作, 發(fā)現(xiàn)RF2主滑面下伏系統(tǒng)賦存有大量煤炭資源, 且擴(kuò)深區(qū)以深具備較好賦煤條件,資源前景良好[2]。 但由于深部地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,煤層形態(tài)及厚度不穩(wěn)定,變化大,導(dǎo)致深部煤層識別、劃分困難[3],因此需要對安源煤礦的地質(zhì)特征、煤層特征進(jìn)行分析,提出可靠的煤層對比方法,為煤礦開采和礦區(qū)深部煤炭資源勘查提供理論依據(jù)[4]。
安源煤礦位于萍樂凹陷帶西南部的一個(gè)沉積盆地。 區(qū)域褶皺、斷裂較發(fā)育,控制著安源煤系的沉積和變化。 安源井田煤系是在印支運(yùn)動(dòng)主幕形成的褶皺基底上沉積的,煤系的沉積與展布方向主要受新華夏構(gòu)造體系的控制。 礦區(qū)的基本構(gòu)造形態(tài)為一較開闊不對稱的向斜,軸部被RF2斷層所截,分成南北兩翼。
圖1 安源煤礦地質(zhì)簡圖
安源煤礦出露地層有二疊系下統(tǒng)茅口組、三疊系下統(tǒng)大冶組、三疊系上統(tǒng)安源組、白堊系上統(tǒng)南雄組、第四系。 其中安源組為區(qū)內(nèi)含煤地層,地層總厚度平均710 m。 按其巖性組合及含煤情況,自上而下分三丘田段,三家沖段及紫家沖段。 三丘田段稱上煤組;三家沖段分為上、中、下三個(gè)亞段,其中下亞段原稱天子山亞段,該段不含煤。 紫家沖段分二個(gè)亞段,上亞段原稱紫家沖段,又稱下煤組,下亞段原稱底部礫巖。
本區(qū)煤系為安源組,含煤性較好,為主要開采對象.但含煤性、煤層編號在向斜兩翼不一致,向斜南翼含煤5 層,其中下煤組可采煤層3 層,上煤組可采煤層2 層,南翼下煤組為紫家沖段,含可采煤層系數(shù)2.80%;北翼下煤組可采4 層。
(1)南翼上煤組煤層
①三煤層:厚度1.15~7.50 m,平均2.52 m,煤層結(jié)構(gòu)極復(fù)雜。 全區(qū)可采,不穩(wěn)定煤層。
②四煤層:厚度1.22~9.50 m,平均4.05 m,煤層結(jié)構(gòu)極復(fù)雜。 全區(qū)可采,不穩(wěn)定煤層。
(2)南翼下煤組煤層
①硯子槽煤層:層位較穩(wěn)定,厚0.60~1.97 m,平均1.12 m,全區(qū)大部可采,較穩(wěn)定煤層。 煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜,與硬子槽煤層間距一般25 m。
②硬子槽煤層:層位較穩(wěn)定,全層厚0.6~1.94 m,一般厚1.20 m,全區(qū)基本可采,為較穩(wěn)定煤層。煤層結(jié)構(gòu)較簡單。與大槽煤層間距26~69 m,平均42 m。
③大槽煤層:層位穩(wěn)定,厚1.57~6.80 m,一般3.85 m,全區(qū)可采的厚煤層,為較穩(wěn)定煤層。煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
(3)北翼下煤組煤層
①列皮槽:厚度0.60~2.35 m,平均0.91 m,煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 局部可采的不穩(wěn)定煤層。
②一號大槽: 厚度為0.60~2.54 m, 平均為1.02 m,結(jié)構(gòu)較簡單。 為大部可采的較穩(wěn)定煤層。
③二號大槽:厚度0.60~1.38 m,平均0.88 m。為局部可采的不穩(wěn)定煤層。
④四頁槽:厚度為0.80~1.48 m,平均厚度為1.12 m。 較穩(wěn)定煤層,結(jié)構(gòu)較簡單,全區(qū)可采。
表1 安源煤礦可采煤層特征
采用標(biāo)志層、煤層間距、煤層特征、古生物特征等進(jìn)行綜合對比。
(1)天子山亞段砂巖:為一套灰白色細(xì)至中粒砂巖,底部相變?yōu)榇至I皫r或薄層細(xì)礫巖。 硅質(zhì)膠結(jié),局部含有鈣質(zhì),產(chǎn)碳化莖及瓣鰓類化石。 厚度10~70 m。本層砂巖巖性特征明顯,層位穩(wěn)定,全區(qū)普遍發(fā)育,是三家沖段下亞段良好的標(biāo)志層。
(2)硬子槽煤層底板砂巖:灰白色中厚層狀細(xì)至中粒砂巖。 主要成分為石英,次為暗色礦物,硅質(zhì)或泥硅質(zhì)膠結(jié),波狀層理,含黃鐵礦結(jié)核。 厚度一般14 m左右,沿走向和傾向均較穩(wěn)定。 多為硬子槽煤層的直接底板,可作對比的輔助標(biāo)志,用以確定硬子槽煤層。
(3)大槽煤層頂板泥巖:灰黑色薄層狀泥巖。 間夾1~3 層粉砂巖或細(xì)砂巖。 泥巖致密均一,夾較多的鏡煤條帶和粉砂質(zhì)、砂質(zhì)條帶,含菱鐵礦和黃鐵礦結(jié)核,產(chǎn)豐富的植物葉片化石。 厚度變化大,一般為32 m。 可用它來確定大槽煤層。
(4)大槽、麻姑槽之間的砂巖:灰白色砂巖,間夾粉砂巖,局部相變?yōu)樯暗[巖。 砂巖成分以石英為主,次為暗色礦物及白云母,顯波狀層理或斜層理,含黃鐵礦結(jié)核,厚度一般6 m左右。 多為麻姑槽煤層的頂板。 用該層砂巖作為劃分大槽煤層與麻姑槽煤層的輔助標(biāo)志。
(5)紫家沖段底部礫巖:以礫石成分含灰色灰?guī)r、灰綠色千枚巖為主要特征,容易識別,且全區(qū)發(fā)育,是良好的標(biāo)志之一。
下煤組各主要煤層的間距,基本上是比較穩(wěn)定的,可用以進(jìn)行煤層對比。 硯子槽煤層下距硬子槽煤層19~36 m,一般25 m左右。硬子槽煤層下距大槽煤層26~69 m,平均42 m。大槽煤層下距麻姑槽煤層3~12 m,一般6 m左右。且硯子槽煤層與硬子槽煤層和大槽煤層與麻姑槽煤層的間距較小,硬子槽煤層與大槽層間距則較大。
硯子槽、硬子槽、麻菇槽,厚度均較小,含1~3層夾矸,夾矸多為炭質(zhì)泥巖,而大槽煤層厚度大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,夾矸多,且煤層夾矸多為細(xì)粒砂巖和粉砂巖。 這些特點(diǎn),可以作為輔助標(biāo)志,用以區(qū)分大槽煤層與其它煤層。
大槽煤層頂板之泥巖和麻姑槽底板之板狀泥巖,均富產(chǎn)完整的植物葉片化石,為兩個(gè)植物化石富集帶。 生物擾動(dòng)現(xiàn)象及底棲動(dòng)物通道,均發(fā)育在麻姑槽煤層以上。
安源煤礦深部資源前景良好, 但地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,煤層形態(tài)及厚度不穩(wěn)定,變化大。 本次通過對安源煤礦的地質(zhì)特征、煤層特征進(jìn)行分析,應(yīng)用多種煤、巖層對比方法,保證了對比的可靠性。 為煤礦開采和礦區(qū)深部煤炭資源勘查,準(zhǔn)確估算煤炭資源量提供了較為可靠的依據(jù)。