斜沟井田山西组8号煤层冲刷带预测方法研究

《斜沟井田山西组8号煤层冲刷带预测方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、斜沟井田山西组8号煤层冲刷带预测方法研究郭俊生（山西西山晋兴能源有限责任公司斜沟煤矿，山西兴县033602）摘要：斜沟井田山西组属河流相含煤地层，目前开采的8号煤层受河流相顶板砂岩冲刷的范围和程度较大，采掘过程中揭露冲刷带时极难通过，为此如何查清采掘区域内冲刷带的分布特点，优化采掘部署，成为了矿井高产稳产的关键因素。本文通过摸清8号煤层结构和冲刷带沉积机理，利用地质统计学集成分析煤层数据，从而初步掌握了冲刷带预测的方法。关键词：地质统计法煤层冲刷预测研究引言斜沟煤矿目前开采的8号煤层为一倾向西的单斜构造，煤层倾角平均8度，煤层厚度2.23-8.34米，地质条件简单。但在实际采掘过程中常

2、遇到煤层冲刷带，冲刷带岩性以泥岩和细砂岩为主，采掘时只有机械硬割或提前放震动炮后通过，有时在井下硬过的同时，往往沿着冲刷带岩石诱导采掘工作面钻到煤层顶板或底板的岩层中，严重影响了矿井掘进和回采的生产任务，造成了无端的损失。本次通过收集各类地质资料，认真分析总结8号煤层结构和冲刷成因后，利用地质统计学集成数据，并预测煤层受冲刷的范围和程度，从而为生产提供了先决条件。一、山西组含煤沉积演化根据勘探地质报告斜沟井田山西组为河流相含煤地层，分为上下两段：山西组下段自底界浅灰色中厚层中—粗粒石英砂岩（北岔沟砂岩）至8号煤层顶部的泥岩顶，岩性主要为中—粗粒砂岩、泥岩、炭质泥岩和砂质泥岩，含有全区可

3、采的8号煤层。其沉积特征为由下向上沉积物粒度弯细，砂岩的分选性和磨圆度由南向北变差，厚度变薄，表明其沉积环境由流河道沉积演化为分流间湾沉积及泥炭沼泽沉积。本段地层厚度为11.94—20.62m，平均15.82m；山西组上段自8号煤层顶部的泥岩顶至骆驼脖子砂岩底的一套地层，以细碎屑岩为主。主要岩性为砂岩、泥岩、砂质泥岩和粉砂岩，含有局部可采的4、5号煤层和大部可采的6号煤层以及不可采的2、3号煤层。本段地层厚度为50.16—62.04m，平均58.74m。二、8号煤层及冲刷带特征（1）8号煤层特征从地质勘探报告和矿井生产中收集的地质资料来看，二叠系山西组8号煤层顶板为泛滥平原沉积的砂岩、

4、泥岩顶板，局部煤层受河流冲刷较严重，煤层与顶板接触界面不清，砂岩内可见煤线，煤层受河道冲刷后厚度变化较大，冲刷沉积的地质体常以朵状分布，岩性以中粗粒砂岩为主，泥岩体次之。8号煤层厚度2.23-8.34米，平均4.87米。煤层一般含有2-3层夹矸，从下至上依次为第一、第二和第三层夹矸，第一层夹矸厚度在0-3.6米之间，在煤层中呈透镜体分布，有时因厚度增大时将8号煤层分为上下两层。夹矸过渡相为黑色碳质泥岩→泥岩→砂质泥岩→砂岩、泥岩互层，当过渡到砂质泥岩相时因厚度增大致使8号煤层分层。第二层夹矸岩性为黑色细砂岩，厚度一般为0.1米变化较为稳定。第三层夹矸岩性为黑色泥岩，厚度一般为0.1-0

5、.2米，其上为一层棕褐色泥岩，质纯，手触有滑感，为区分其它夹矸的标志层。本文主要研究8号煤层或8号上煤层，煤层夹矸为第二和第三层夹矸。综上所述，8号煤层结构大致可分为底板向上1.2-1.7米为第二层夹矸，再向上0.6-1.1米为第三层夹矸，再向上2.2-2.7米为顶板；8号煤层上下分层合并时，以第二层夹矸为标志层以下的煤层厚度可达3.6米左右，此时煤层厚度最厚。8号煤层基底为山西组早期的北岔沟砂岩，该层砂岩为灰白色中粗粒长石石英砂岩，在井田内发育较为稳定，煤层厚度受基底不平影响不大。（2）8号煤冲刷带特征煤层冲刷带一般是指水流（河流、海水）对泥炭层或煤层的冲蚀，并通常由砂质沉积物充填而

6、形成的地质体。通过实际采掘过程中揭露的冲刷带特征分析，当冲刷带为砂质泥岩时，呈灰黑色，局部沉积煤线纹理，岩煤接触界面平整；当冲刷带为砂岩时，砂岩层呈灰白色，上部以中--粗粒石英砂岩为主，碎屑成分中石英含量达92%；下部以砾岩-含砾粗砂岩为主，厚度为50--150mm，砂岩碎屑颗粒分选中等，磨圆度为次棱角至次圆状，胶结物主要为泥质胶结（自生粘土矿物），颗粒支撑，胶结类型以空隙式胶结为主。岩煤接触界面具有明显的冲刷面，冲刷面之上为具冲刷--充填层理的砂砾石（砾石直径约5mm）滞留沉积带，再向上发育槽状交错层理和部分板状交错层理。层系规模总体向上变小。8号煤层揭露的冲刷带以冲薄上部煤层后沉积

7、地质体或从煤层上部直接冲刷切割至煤层底板而沉积砂质泥岩、砂岩地质体出现，地质体周边仍保留煤层原始结构。（见图1）由此可见，8号煤层厚度变化的主导因素就是受顶板成岩冲刷而致，只要弄清了8号煤层的结构变化情况和冲刷带地质体特征情况，就能够准确地预测煤层受冲刷的范围和程度。三、地质统计学在煤层冲刷预测方法中的应用地质统计学最早由南非矿床统计学家Krige发明的一种矿床储量计算方法发展起来，后由法国的Mathern命名为Geostatistics，它研