大同煤田北部石炭-二叠纪含煤地层特征分析

作者:辛成华 刊名:山西煤炭 上传者:刘文群

【摘要】分析了大同煤田北部含煤地层赋存规律,揭示了大同煤田石炭-二叠纪煤层的变化规律,加强了对其沉积环境和聚煤规律的了解,为同煤集团开采石炭-二叠纪矿井的安全高效生产提供技术指导,并给煤田规划等提供理论依据。

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大同煤田是我国著名的煤田之一(包括大同市、左云县、右玉县、怀仁、山阴县等),大同煤田是双纪煤田(侏罗纪煤系和石炭-二叠纪煤系)两个煤系在多数区域重叠赋存,煤炭资源非常丰富[1]。随着长时间的高强度大规模开采工作的进行,上部侏罗纪煤田772km2,目前已经全部开发;下部石炭-二叠纪煤田1739km2,正在大规模地开发。目前有矿井73座,2011年煤炭总量实现1.9369亿t。同煤集团的石炭-二叠纪矿井包括:塔山、同忻、同发东周窑、马道头等,大多是特大型矿井,综合机械化程度高,对煤层层位和赋存状态的掌握程度要求越来越高。揭示大同煤田石炭-二叠纪纪煤层的变化规律、聚煤特征,以获得准确的煤层层位信息,这对矿井安全高效生产非常重要[2]。1石炭-二叠纪含煤地层及含煤性大同聚煤盆地的总体形态是轴向呈北东--南西的类椭圆形,面积约1827km2,主体构造是东南翼地层的倾角相对较陡,而西北部分是平缓的不对称向斜。区域地层由老到新分别是:太古界集宁群,古生界寒武系,奥陶系下统,石炭系,二叠系;中生界的侏罗系和白垩系;新生界的第三系、第四系[3]。大同煤田北部区内石炭-二叠系含煤地层为石炭系上统太原组、二叠系下统山西组。1)太原组含煤地层及含煤性(C3)t:该组厚33.2138.25m,一般厚82.23m。由灰、灰白、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、煤层等组成。该组是下煤系主要含煤地层,含2号、3号、4号、5号、6号、7号、8号、9号和10号煤层,该地层区内除1号煤层外,基本上均有分布、且较稳定;但是南厚北薄,至云岗十里河以北逐渐变薄尖灭。本层最底部有一层灰白色或灰黄色中粗粒砂岩,常含砾石,钙质胶结、坚硬、定为标志层K2砂岩,又称鹅毛口砂岩。本组与下伏本溪组地层整合接触。太原组含煤层总厚0.1151.13m,一般厚1525m,平均厚18.84m,含煤系数达27%;其中3号、5号和8号煤层为主要可采煤层,赋存稳定;2号、4号、6号、7号、9号和10号煤层为局部可采或零星煤层。本区东南角和西南角有火成岩侵入本组,致使其5号、8号煤层发生变质,但影响甚微。整个大同盆地北部太原组从北向南煤层厚度呈增加趋势。塔山井田的煤层厚度均大于20m,最厚处达40m以上。2)山西组含煤地层及含煤性(P1)s:该组厚0135m,一般厚61.01m。由一套灰、深灰灰白砂岩、粉砂岩、砂质泥岩组成。仅最下部山4号煤层有工业价值;其他山1、山2、山3号煤层零星分布。本层最底部有一层灰白色含砾粗粒砂岩,厚415m,定作标志层K3砂岩(窑子头砂岩),以此作为本组与太原组分界标志。本组地层分布范围(较太原组地层)大为缩小,但厚度变化也是东南厚、西北薄。从东周窑至新高山一线以北逐渐变薄缺失。与下伏太原组地层整合接触。山西组含煤4层,其中只有最下部的山4号煤层较为发育,在全区大部分地区可采,具有工业价值;其他山1、山2、山3号煤层在研究区内只是零星分布。山西组煤层总厚平均4.06m,含煤系数为9%。在北部山西组含煤厚度大体上是从北向南有增加趋势,在马脊梁井田最厚,其厚度达6.65m;在东周窑井田中部、四台井田、燕子山井田的局部,由于山西组缺失,因此也缺失煤层。2石炭-二叠纪含煤地层的岩石类型1)砾岩。砾岩为灰白色巨厚层状、厚层状、中层状砾岩,砾石主要成份为白色石英和黑色燧石,砾石直径2~4编辑:刘新光cm,分选、磨圆中等,砾石次棱状到次圆状,砾石呈叠瓦状排列,深灰色泥岩和砂岩充填,剖面向上变细过渡为砂岩,与下伏岩层呈冲刷接触,在山西组和太原组均有分布。2)砂岩。按照结构特征分为粗砂岩、中砂岩、细砂岩;按照我国

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