科技信息O礦業(yè)論壇○SClENCE TECHNOLOGY INFORMATION2012年第23期撫順煤盆地含煤地層及聚煤分析趙育文中國(guó)煤炭地質(zhì)總局煤炭信息中心河北涿州072750)【犢要】撫煤盆地為NNE向不對(duì)稱向斜斷醅盆地,含煤地層為古近系古斷統(tǒng)-始新統(tǒng)撫順群,含煤三層(),老虎臺(tái)組B組、栗子溝A煤層厚度變化較大,為不穩(wěn)定煤層;中部古城子組煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜,最厚達(dá)130m,平均厚度50m。根沉積特征分析,含煤巖系形成時(shí),盆地高羞小,湖泊體系廣泛發(fā)育,河流體系僅在火山噴發(fā)間歇期初期形成堆積物,在盆地邊緣可能發(fā)育沖積肩體系沉積。巨厚煤層可能形成于淺湖環(huán)境戚煤物質(zhì)則來(lái)源于湖泊周壕的泥炭沼澤和入湖的河流特別是東西兩側(cè)的河流其異常豐富的成因除與河流有關(guān)外,還與風(fēng)暴流及水下重力流等作用有關(guān),是一種異地一撇異地-原地混合堆積形成的爆層?！娟P(guān)鍵詞】姝盆地;含煤地層;湖泊體系;河流體系;沖積扁體系;撫順撫順煤盆地為NNE向不對(duì)稱向斜構(gòu)造盆地北翼被逆斷層截切,全盆廣泛發(fā)育泥潭沼澤形成了全區(qū)分布的煤層,是盆地的主要成煤產(chǎn)狀較陡。古新-始新統(tǒng)地層不整合于下白堊統(tǒng)碎屑巖巖系之上,斷陷期。巨厚的古城子組煤層就是在這種沉積背景下,經(jīng)歷了一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)盆地的基底為前真晨旦系花崗片麻巖。盆地古近系和新近系充填總厚構(gòu)造穩(wěn)定期而形成的。該煤層在煤口西部最大厚度為130m,中部為88-1050m,日下而上可分為三個(gè)組玄武巖組(老虎臺(tái)組)雜色凝灰75-4m,東部為45-14m至東端則減薄至8m,總體變化趨勢(shì)為北部、若組(栗子溝組)和主煤層、油頁(yè)巖和綠色泥巖組(古城子組)。酉部厚而東部、南部薄這種厚度變化趨勢(shì)與古城子組的沉積厚度變↑含煤地層化趨勢(shì)基本一紋計(jì)軍屯組沉積期湖水進(jìn)一步加深,以湖深相泥巖、油頁(yè)巖為主11老虎臺(tái)組。老虎臺(tái)組下部玄武巖段,主要為玄武巖夾灰黑色、灰僅局部具備聚蝶環(huán)境,形成05~0.8m的薄煤層。西露天組耿家街組綠色泥巖、砂巖和粉砂巖,含煤1-4層(B煤組),后07-2734m,與下沉積期,進(jìn)一步加深并基本保持較深水這一性質(zhì)沉積以湖泊泥巖為伏白要系龍風(fēng)坎組地層成不整合接觸上部凝灰?guī)r-玄武巖段,主要為主。凝灰?guī)r、玄武巖加凝灰質(zhì)砂巖等,后150-250m,不含煤撫頂盆地早期充填以火山巖為主,含煤沉積僅發(fā)生于火山噴發(fā)間粟子溝組;由灰綠色、灰白色凝灰?guī)r凝灰角礫巖、凝灰質(zhì)砂巖、泥歇期的山問(wèn)盆地煤層薄、變化大。在盆地演化中期火山活動(dòng)漸趨微巖組成含卡富的孢粉組合,后765-250m,煤層厚026-1089m(A煤弱,火山碎屑供應(yīng)減少,在熱沉降背景下泥炭沼澤持續(xù)發(fā)育形成巨厚煤層。盆地西部為剝蝕邊界東部已接近原始沉積邊界原始沉積盆地12粟子溝組。由灰綠色、灰白色凝灰?guī)r凝灰角鑠料凝灰質(zhì)砂巖、范圍應(yīng)比現(xiàn)存煤盆地范圍要大。主煤層沉積期沿盆地長(zhǎng)軸方向形成兩泥巖及煤層組成厚度76-250m,煤層厚026-1089m個(gè)次級(jí)凹陷,以西部和中部沉積厚度最大;后期盆地?cái)U(kuò)展覆水加深,進(jìn)3古城子組。古城子組是主要含煤地層,每層頂?shù)装寰鶠閺椫改阊莶窖葑優(yōu)樯钏葱纬删藓窈从晚?yè)巖和泥巖技黑色泥巖,含豐富的孢粉組合及植物化石,組厚40-195m,平均后50m;煤層中產(chǎn)燭煤、琥珀煤層一殼厚50~60m,最厚可達(dá)130m,其中3超厚煤層的成因本煤層后07-97m,平均厚50m。撫順盆地古城子組主煤層最大厚度為97m,若按泥炭和煤層的壓計(jì)軍屯組:為一套褐色、暗褐色泥巖、油頁(yè)巖、泥灰?guī)r,厚48-縮比約6:1來(lái)計(jì)算,當(dāng)時(shí)泥炭厚度約600m。如果按每年準(zhǔn)積厚1mm加m,含動(dòng)物及檔物化石含0.50.8m厚的煤層的泥炭推算,則需要約60萬(wàn)年的時(shí)間。在該盆地中盡管尚未發(fā)現(xiàn)高能④西露天組。以一套灰綠色塊狀泥巖為主家暴層狀泥巖和沒(méi)綠量的沖擊扇體系沉積可熊被剝蝕),但在60萬(wàn)年浸長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)能夠色泥巖,厚48190m保持穩(wěn)定的單一的泥炭沼澤環(huán)境而沒(méi)有受到其他碎屑巖體系的任何6耿家街組。為褐色泥巖加雜色泥巖、頁(yè)巖和海層綠色泥巖,厚影響這是不可想象的。1l38m,含葉肢介、介形類等動(dòng)物化石及孢粉組合,與上覆第四系吳沖龍等(194,197)在撫順盆地巨厚的本層煤中發(fā)現(xiàn):①該煤成不整合接觸層的相主要有泥質(zhì)重力流沉積砂質(zhì)重力流沉積淺湖黑色泥巖、腐殖2沉積體系及其演化型碎屑泥炭沉積和腐殖-腐泥混合型泥炭沉積5種類型。②腐殖型碎眉泥炭沼澤沉積的特征之一是滑塌現(xiàn)象特別發(fā)育在整個(gè)煤層內(nèi)滑塌撫順群由紐碎屑巖組成在含煤巖系形成時(shí)盆地高差小湖泊體強(qiáng)度在剖面上是示了由西向東、由端部向盆地中心逐漸減弱并消失的系廣泛發(fā)會(huì)河流體系僅在火山噴發(fā)間歇期初期形成堆積物,在盆地特征。在垂向上一般滑塌中部在走向土延伸長(zhǎng)(3km),上下部延伸短邊緣可能發(fā)育沖積扇體系沉積。(1km).滑塌構(gòu)造延仲距離由下中、有中而上的這種漸變的變化規(guī)河流體系主要發(fā)育于老虎臺(tái)組與果子溝組沉積期,具有如下特律顯示古城子組主煤層沉積期災(zāi)變能量經(jīng)歷了由弱而強(qiáng)、又由強(qiáng)而征:有凝灰?guī)r凝灰質(zhì)砂巖、砂巖組成分選型差;具有波狀層理、透鏡狀弱的變化發(fā)展過(guò)程。特征之二是在同一煤層內(nèi)滑塌層理塊狀層理層理:顆粒略具定向排列;巖石顆粒往上略變細(xì)。琥珀體泵廣泛發(fā)育于遞變層理、水平層理四種碎屑泥炭沉積亞相無(wú)論在懺向上還是在垂計(jì)軍屯組、歌家街組中,以泥巖、油頁(yè)巖泥灰?guī)r為主,含少量粉砂巖細(xì)上,都構(gòu)成了特征的相序列,與風(fēng)暴作用所觸發(fā)的重力流沉積有許多砂巖,發(fā)育水平層理或不具層理,含有豐富完整的植物化石以及介形相似之處,同時(shí)在一些相序中也可見(jiàn)到與煤層層面之間呈斜交或近于蟲(chóng)葉肢介化石。直交關(guān)系的粗大菱鐵礦化樹(shù)干殘塊。③腐殖-腐泥混合形泥炭沉積是老虎臺(tái)組沉積其大致相當(dāng)于盆地初始裂陷期,該期裂陷作用明腐殖型泥炭細(xì)碎屑于藻類遺體的混合物。其中可見(jiàn)到體型大的魚(yú)化顯沉降速度和輻度均較大,火山活動(dòng)強(qiáng)烈,以湖泊體系為主,推測(cè)在石可能代表了滑塌事件之后的原地較深水沉積。它與腐殖型碎屑混盆地邊緣應(yīng)廣泛發(fā)育沖積扇體系及河流體系沉積。各種沉積不斷超覆炭沉積在垂向上既有過(guò)渡關(guān)系又有突變關(guān)系,其中過(guò)渡關(guān)系表現(xiàn)在層于白堊系龍風(fēng)坎組之上,盆地沉積范圍逐漸擴(kuò)大在火山噴發(fā)的間歇內(nèi),而突變關(guān)系表現(xiàn)在層間在水平方向上則呈過(guò)渡關(guān)系。④泥質(zhì)重力期在河流體系充填盆地的基礎(chǔ)上局部有聚煤作用發(fā)生但強(qiáng)烈的構(gòu)造流沉積、砂質(zhì)重力流沉積淺湖黑色泥巖三種沉積呈夾矸形式存在于活動(dòng)及持續(xù)時(shí)間的短暫導(dǎo)致煤層僅局部發(fā)育(如B煤層組)。果子溝組和古城子組沉積期大致相當(dāng)于盆地?cái)U(kuò)張器,與初始裂陷常與煤凨中國(guó)煤化工交高時(shí)期的產(chǎn)物,他們泥炭沼澤沉積的是滑期相比盆地的裂陷作用要弱得多,但沉積范圍要大的多。初期以河塌強(qiáng)度變流湖泊體系為主可能在盆地邊緣還有沖積扇體系沖擊,碎屑巖體系滅、垂向CNMHG向東逐漸減薄并尖的不斷進(jìn)積導(dǎo)致湖盆的局部激淺誘發(fā)聚煤作用而形成高灰分的A煤積期災(zāi)變能量由西向東的逐漸減弱、垂向上由下而上能量由弱強(qiáng)-弱組。隨后碎屑巖體系的進(jìn)一步進(jìn)積導(dǎo)致湖盆大面積淤淺在此基礎(chǔ)上的變化過(guò)程淺湖黑色泥巖則代表了風(fēng)暴平靜期的正(下轉(zhuǎn)第401頁(yè))科信鳥(niǎo)O礦業(yè)論壇SCIENCE TECHNOLOGY INFORMATION2012年第23期第四系含水層的部分水,受地形影響隨坡向向南徑流地形較緩的井該灰?guī)r厚度相對(duì)小既便富水,構(gòu)不成對(duì)礦井充水威脅因此將[田南部,為淺層地下水的富集區(qū)灰?guī)r與煤層底板砂質(zhì)泥巖及本溪組鋁土質(zhì)泥巖作為一煤層與寒武4突水危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)系灰?guī)r含水層向的相對(duì)隔水層二是按采動(dòng)裂隙影響深度經(jīng)驗(yàn)值12m計(jì)算,影響范圍一般在石(1)采用公式炭系太原組下段L灰?guī)r層中因此將石炭系本溪組鋁土質(zhì)泥巖作依據(jù)目前常用的突水系數(shù)公式:為一(庚20)爆層與寒武系灰?guī)r含水層的有效隔水層厚度計(jì)算。Ts=P/(M-Cp)式中:Ts突水系數(shù)MPam);據(jù)鉆孔揭露煤層底板標(biāo)高、水壓和隔水層厚度計(jì)算了突水系數(shù)P—一承壓水壓力MPa結(jié)果表明,突水危險(xiǎn)區(qū)主要分布于-300m標(biāo)高以下,水壓05MPa以實(shí)測(cè)隔水層厚度(m)上C礦壓破壞深度(m);(2)參數(shù)選擇①依據(jù)研究區(qū)含水層賦水性補(bǔ)給與徑流條件、導(dǎo)水?dāng)嗔褬?gòu)造等(1)該礦井水文地質(zhì)單元特征。受鍋底山斷層阻水影響區(qū)域水文水文地質(zhì)條件等特征,參考其它大水礦區(qū)突水系數(shù)臨界值經(jīng)驗(yàn)參數(shù)及地質(zhì)單元分為東西兩個(gè)水文地質(zhì)單元。吳寨礦處于相對(duì)簡(jiǎn)單的東部相鄰二礦礦井突水情況,見(jiàn)表1,突水威助區(qū)與危險(xiǎn)區(qū)臨界值分別采水文地質(zhì)單元。用0065與0.10(2)灰?guī)r地下水賦水規(guī)律。以-150m和-350m標(biāo)高為界,依次劃要1其它礦區(qū)臨界突水系數(shù)采用值分為強(qiáng)、中等、朝富水區(qū)Tab 1 Adopted value of the critical water bursting(3)突水危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)。突水危險(xiǎn)區(qū)主要分布于-300m標(biāo)高以下,水coefficient of other mine壓05MPa以上(4)防治水措。研究區(qū)內(nèi)動(dòng)態(tài)水源補(bǔ)給有限,礦井排水以消耗靜臨界突水系數(shù)N||礦區(qū)|臨界突水系數(shù)Nn|儲(chǔ)量為主礦并水的防治應(yīng)以或水降壓為主￠峰峰、邯幣0.066-0076博【參考文魅】0060-0.10井阱00-0150[1]王宏斌劉伯礦井水害防治技術(shù)M北京煤炭工業(yè)出版社,2007,9:92孫峰根羅紹河,等關(guān)于地下水排泄的若千理論問(wèn)題焦作礦業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),礦井水文地質(zhì)規(guī)程00600.1503〕李忠建魏久傳,尹會(huì)永郭建斌官云章張彬媒層底板突水危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)系②,煤層開(kāi)采時(shí),底板采動(dòng)裂隙發(fā)育深度采用礦區(qū)經(jīng)驗(yàn)值取開(kāi)發(fā)與應(yīng)用媒礦安全,2010.03[4管恩太河南煤礦區(qū)奧灰寒武水上采煤水害控制救援技術(shù)煤礦安全,26)二(已15)煤層巷道1號(hào)水文觀測(cè)孔,測(cè)定寒武系灰?guī)r水位標(biāo)(o:384高-255m:相鄰二礦東翼突水點(diǎn)標(biāo)高-25m,因此采用25m作為突作者簡(jiǎn)介:寧超196-),男,河南洛陽(yáng)人,水系數(shù)計(jì)算的依據(jù)。④有效隔水層厚度,按兩種情況分別計(jì)算院煤田晉查與碧探專業(yè),現(xiàn)任教于河南理工大學(xué),長(zhǎng)期從事礦產(chǎn)普查與翻探煤礦瓦新及媒礦礦并水脅治方面的教學(xué)與研究。是依據(jù)一煤層底板至寒武系灰?guī)r頂面鉆孔統(tǒng)計(jì)厚度減去底板采動(dòng)裂隙影響深度計(jì)算結(jié)果。其主要依據(jù)是:區(qū)內(nèi)施工的兩水文鉆孔,在揭露石炭系太原組Ien灰?guī)r時(shí)均未見(jiàn)有溶劑和出水現(xiàn)象,同時(shí)[責(zé)任編輯:王靜上接第387頁(yè))常的湖泊沉積物。發(fā)生于火山噴發(fā)間歇期的山間盆地煤層薄、變化大。在盆地演化中期由此可以得岀,撫煤田的巨厚煤層可能形成于淺湖環(huán)境,成煤火山活動(dòng)漸趨微弱,火山碎屑供應(yīng)減少在熱沉降背景下泥炭沼澤持物質(zhì)則來(lái)源于湖泊周緣的泥炭沼澤和人湖的河流,特別是東西兩側(cè)的續(xù)發(fā)育形成巨厚煤層。后期盆地?cái)U(kuò)展覆水加深,進(jìn)一步演變?yōu)樯钏鞫惓ＸS富的成因標(biāo)志可能揭示了超厚煤層的形成除與河流有泊形成巨厚湖泊油頁(yè)巖和泥巖關(guān)外還與風(fēng)暴流及水下重力流等作用有關(guān)是一種異地-微異地-原43巨厚煤層可能形成于淺湖環(huán)境,成煤物質(zhì)則來(lái)源于湖泊周緣的地混合堆積形成的煤層。具體過(guò)程是腐殯型泥炭碎屑河流遠(yuǎn)源搬運(yùn)異泥炭沼澤和人湖的河流特別是東西兩側(cè)的河流,其異常豐富的成因地堆積+湖濱泥炭沼澤原地生成a殖型泥炭碎屑風(fēng)暴及重力流再除與河流有關(guān)外,還與風(fēng)暴流及水下重力流等作用有關(guān),是一種異地運(yùn)微異地堆積+湖生草本泥潭碎、藻類碎屑原地堆積風(fēng)暴和重力流債異地原地混合堆積形成的煤層。主煤層沉積期沿盆地長(zhǎng)軸方向形作用既能使湖濱泥炭沼澤和三角洲上的有機(jī)碎屑及無(wú)機(jī)碎屑進(jìn)人湖成兩個(gè)次級(jí)凹陷以西部和中部沉積厚度最大c分離從而形成明顯異地搬運(yùn)的低灰分腐殖碎屑煤【參考文獻(xiàn)4結(jié)論吳是沖龍,李紹虎黃風(fēng)鳴等撫順盆地超厚煤層的沉積條件分析煤田地質(zhì)與勘探,1997441撫順煤盆地為NNE向不對(duì)稱向斜斷陷盆地,含煤地層為古近系2張使東北地區(qū)新生代斷陷盆地油頁(yè)巖特征研究古體大舉20古新統(tǒng)-始新統(tǒng)撫順群,合煤三層(組),老虎臺(tái)組B組、栗子溝組A蛆3煤層厚度變化較大,為不穩(wěn)定煤層;中部古城子組媒層結(jié)構(gòu)復(fù)雜,最厚5中國(guó)煤化工中地x達(dá)130m,平均厚度50m[4]黃振宇42根據(jù)沉積特征分析含煤巖系形成時(shí),盆地高差小,湖泊體系廣報(bào),1983,1CNMH一積環(huán)境的探討機(jī)地質(zhì)泛發(fā)育河流體系僅在火山噴發(fā)間歇期初期形成積物,在盆地邊可能發(fā)育沖積扇體系沉積。盆地早期充填以火山巖為主,含煤沉積[責(zé)任編:曹明明