浅析湖南省衡南县松柏煤矿斗岭矿区煤层产出特征与规律

通过分析松柏煤矿斗岭矿区的煤层特征及产出规律，得出了矿区煤层主要分布在二叠纪晚世早期龙潭组上段，俗称“龙潭煤系”。煤系含煤35层，可采煤层为2,4,5三个煤层，相互以20 " 25 m的间距产于煤系地层中，层位较稳定，但发育程度不同。4煤发育最好，其次为煤层。三可采煤层都属于不稳定型的第一种情况。矿区地质构造复杂，煤层赋存于被一系列逆(掩)断层和正断层所切割的倒转背向斜中。断层对煤层的破坏较为严重。属地质构造复杂类型的第三种情况。为矿山今后的生产和建设指明了方向。

　　1区域地质

该区位于华南褶皱系湘南来—临南北向构造带的北端，衡阳盆地的南缘。区内出露地层主要有晚古生代的石炭纪、二叠纪，中生代的三叠纪、侏罗纪、白圣纪及新生代的第四纪等沉积地层。区内褶皱构造特别发育，位于矿区附近的褶皱构造主要有:斗岭向斜，栗江向斜，柏坊向斜和小柏一金鸡岭背斜等。矿井位于斗岭向斜的北段西翼，该向斜北段以倒转甚至平卧的紧密褶曲为主，南段则以轴面直立两翼对称的正常褶曲为主;西翼地层产状，从南往北依次为倾斜、陡倾斜、直立至倒转等，倒转翼角较小，一般只有60300;东翼地层产状几乎都是在300一50“间变化。断裂构造比较发育，主要为逆冲、逆掩断层，可分为南北向、北西向和北东向三组，以北东向的为主。区内煤矿主要赋存于二叠纪晚世早期龙潭组上段，即“龙潭煤系”中。

　　2煤层特征

　　2.1含煤性

区内含煤地层是指龙潭组上段自“钙质泥岩”的底界至6煤层底板中细粒长石石英砂岩之间的这一段，平均厚95 m，含煤3一5层，即1,2,4,5,6煤层，总厚3.20 m，含煤率为2.37%。其中可采煤层三层，即2,4,6煤层，厚度为2.5 m，可采含煤率为2.89%，这3个可采煤层层位稳定，但发育程度不尽相同:4煤层发育最好，2煤层次之，5煤层相对较差，它们都以20一25 m的间距均匀地分布于含煤地层中。其余煤层则与含煤地层中长石石英砂岩的含量呈正相关关系:当长石石英砂岩含量较多时，发育的煤层则就多则厚，当长石石英砂岩含量少时，发育的煤层就少而薄。上煤层层位较稳定，偶达可采;6煤层层位很不稳定，在整个矿区都未遇到可采。龙潭组下段偶夹1一2层薄煤，但层位和厚度都不稳定。从横向上看，矿区56(西)一61线之间煤层发育的层数较多，有较大的连片可采面积分布，62一63线一带比较差，未见连片可采。

区域上，以常宁县一柏坊一线为界，东部成煤条件好，煤层规模大，具较大的经济价植，且由西向东，煤量增加;西部成煤条件差，煤层规模小，开采价值不大，且由东向西，煤量减少。

　　2.2煤层对比

　　2.2.1煤系上段与下段对比

颜色:上段颜色较深，砂岩多呈灰至深灰色，泥岩及砂质泥岩、粉砂岩呈灰黑色;而下段中的砂岩呈灰白色或微带灰绿色，粉砂岩及泥岩之类则多呈浅灰色或灰色。

含煤性:上段一般垂向间距20多米便有煤层发育。而下段仅在顶部偶见煤层，其余不含煤。

粒度旋回结构:上段的粒度旋回一般比较明显，且每个旋回结构的厚度均在12一25 m之间，其中的中粒、中粗粒级岩石的单层厚5一8m，细碎屑岩类则为7一17 m;而下段上部这种粒度旋回结构不发育，中、下部仅发育小型韵律(每个旋回结构的地层厚度均在数米以内)却十分清楚。

层理类型:上段以微波状层理为主，下段以细水平层理为主。

菱铁质结核:上段菱铁质结核及条带含量较下段多，下段在砂岩中则常见褐色菱铁质鲡粒构成的微条带。

沉积相:上段为三角洲顶积层沉积相，下段为三角洲前积层、底积层沉积相。

　　2.2.2煤层对比特征

1煤层:位于标志层“薄层砂岩”之下3m左右，“薄层砂岩”在本区实为中厚层状砂岩，断面具油脂光泽，顶部具生特结构，有时夹薄层砂质泥岩。1煤层层位在全区都比较稳定，因此对特征也比较明显。

2煤层:位于“钙质泥岩”底界之下约32 m，上距“薄层砂岩”约那m，直接顶板为具微细隐水平层理的砂质泥岩或粉砂岩，煤层上部的“薄层砂岩”成份单一，石英含量达90%以上;不稳定矿物和长石含量甚微;硅质岩屑含量较高，可达5%一6%，硅质岩屑中以石英砂岩屑为主，碎屑颗粒分选性较好。

3煤层:2,4煤之间的岩性以细碎屑岩居多，碎屑成分中，石英含量相对减少，一般为80%一85 %;不稳定矿物增加，其中斜长石发生次生变化;硅质岩屑中以越石岩屑为主，石英砂岩岩屑为次;碎屑成分复杂，且分选性较差。岩石组合中，一般只有一个粗-一细的旋回结构，即砂岩至砂质泥岩(或粉砂岩)的粒度变化，后者所含的菱铁质结核及黄铁矿比2煤和5煤的顶板多，直接顶板往往见有隐水平层理。上距2煤约30 m左右。

4煤层:4,5煤之间，有1一2层含长石石英砂岩，胶结物多为铁质及泥质，一般具有两个小型旋回结构，由砂岩、砂质泥岩(或粉砂岩)组成，不具隐水平层理，而以微波状层理为主，菱铁质结核及黄铁矿含量比4煤顶板要少。在砂岩中还可见到由褐色菱铁质鲡粒构成的微细条带;其底板常有厚层状的含长石石英砂岩。煤层上部的碎屑岩成份单纯，石英含量高，粒度变化均匀，分选性中等，砂岩中的胶结物以钙质，菱铁质为主，结构疏松。本煤层上距4煤约25 m左右。

5煤层:此煤层以其灰色带褐色或绿色中厚层状底板砂岩为其特征。
　3矿区可采煤层的产出规律与特征

　　3.1各可采煤层的发育情况(见表1、表2)

　　从以上二表可以看出:矿区内三采煤层中，4煤发育最好，2煤次之，S煤最差。三可采煤层的钻孔资料与生产井巷资料基本吻合，只有2煤稳定性的判别存在差异:钻孔资料认为2煤层应属于不稳定类型的第1种情况，而生产井巷资料认为应属于较稳定类型。因井巷资料只代表局部情况，所以2煤应属于不稳定类型的第1情况。因4煤在展开图上有5块不可采，厚度变薄变厚尖灭现象经常有，生产井巷调查得其厚度变异系数为36.7 %，因此根据《煤炭资源勘探规范》其不应属于稳定类型煤层，而应属于不稳定类型的第1情况。

　　3.2各可采煤层的产出特征与规律(见表3)

　　另外，三可采煤层中还存在下列产出规律:(1)2煤不含歼石，矿区南北差别较大，在58(西)线以南，其顶板较破碎，但层位比较稳定;在58(西)线以北，其顶板较完整，但层位不稳定，产出的主要为块煤。(2)矿区中4煤层位最稳定，一般分亚层，中间夹歼石，歼石厚0.01一0.10 m，产出稳定，为泥质暗歼，以夹歼为界，上部以产粉煤为主，下部以产块煤为主。(3)5煤主要为粉煤，中间夹歼但歼石不稳定，一般厚。一0.3m，为红褐色泥岩歼石，歼石上下的煤层无明显差异。
 

4结论与建议

　　4.1结论

(1)矿区煤层赋存于二叠纪晚世早期龙潭组上段地层中，俗称“龙潭煤系”。煤系一般厚95 m，含煤3一5层，可采煤层为2,4,5三个煤层，总厚2.75 m，三可采煤层相互以20一25 m的间距产于煤系地层中，层位较稳定，但发育程度不同。4煤发育最好，其次为2,5煤层。三可采煤层一般结构较简单，不含歼至少含歼石，沿走向与倾向上可采区分布较规则，呈似层状、扁平透镜状或藕节状，可采区内煤层厚度一般变化不太大，2,4,5煤层属于不稳定型的第一种情况。

(2)矿区龙潭组属三角洲相沉积，其底部为前三角洲相沉积，中下部为三角洲前缘相沉积，上部含煤段为三角洲平原环境:河流、泻湖一沼泽相沉积。上部含煤段，具有西薄东厚的特征。

(3)矿区地质构造复杂，褶皱强烈，地层倒转，断裂构造发育。煤层赋存于被一系列逆(掩)断层和正断层所切割的紧密排列、轴面西倾的倒转背向斜中。煤层产状变状较大，断层对煤层的破坏较为严重，错距数米致数十米。属地质构造复杂类型的第三种情况。影响评价的主要地质因素为构造。

　　4.2建议

(1)矿区2,4,5三可采煤层在64线以北见煤点较多，因水文地质条件复杂，前人工作程度不高，但该地段仍具有较大的远景，是矿山今后扩边的重点，建议矿山在条件许可时，对该段进行补充勘探。

(2)矿区属构造复杂类型的第三种情况，紧密的褶皱和破坏性较大的几条断层，必将给煤层开采带来很不利的影响，新井建设或现有矿井护建要充分考虑这一因素，确定井型时要留有余地。

(3)根据矿区煤层产出特征与规律，可采的2,4,5煤层在58(西)线以南已随X4倒转向斜折向深部，深部是否有更好的煤层?值得进一步勘探。根据娄邵矿务局深部探煤的突破，本矿区也存在与其类似的“隔挡式”构造，因此，建议矿山在条件成熟时，进行深部探煤，以扩大矿山规模，延长矿山服务年限和寿命。
 

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