霍东矿区煤层连续性对比分析研究

翟虎威，程子恒

（山西省煤炭地质一一四勘查院有限公司，山西 长治 046000）

1 概 况

霍东矿区作为国家规划矿区之一，承担着科学合理开发建设大型煤矿的任务。目前，该矿区包含各类煤炭矿权和矿产地近百个，具有丰富的地质资料和海量数据，但区块划分多而杂，缺乏系统性高精度的地质研究成果。为修编霍东矿区总体规划，组织进行矿区地质资料汇编，将原本分散独立的区块地质资料，通过整合研究与对比分析，形成全矿区尺度的具有连续性的成套地质成果，为新核准煤矿和煤矿矿界调整提供了基本依据。此次研究是对煤层进行层位对比和统一划分，确定了各煤层的连续性和分叉合并特征。

按照国家发展改革委对山西霍东矿区总体规划的批复，矿区北部以沁河河源保护区南边界、沁源县城规划区边界为界；东部北段以2 号煤层埋深1 500 m 等深线为界，南段以潞安矿区西边界为界；南部以晋城矿区被边界为界；西部南段以2 号煤层露头线、翼城翅果油树自然保护区边界为界，中段以浮山大断裂、古县和浮山县城规划区边界、F18 断层、F19 断层和F7 断层为界与霍州矿区相邻，北段以2 号煤层露头线为界。矿区南北长约126 km，东西宽约53 km，面积约4 110 km2，煤炭资源总量约366 亿t。目前，该矿区包含了33 个矿产地、3 个探矿权、34 个采矿权和10 个关闭矿。由于矿区位于沁水复式向斜的西翼，西部中段为深大断裂边界，故煤层总体呈西部浅东部深、南北浅中部深的特点，从而导致采矿权和关闭矿分布在西部的南北两端，矿产地和探矿权分布在中东部广大区域。

2 总体含煤特征

矿区主要含煤地层为下二叠统山西组（P1s）和上石炭统太原组（C3t）。山西组和太原组总计含煤12～20 层，其中发育最好的有5 层，分别是山西组2、3 号煤层和太原组9、10 和11 号煤层。

山西组地层形成于滨海冲积平原和三角洲平原，以陆相地层为主。地层总厚度18.47～72.18 m，平均厚度46.28 m；含煤3～6 层，其余为砂岩、泥岩、粉砂岩组成；煤层总厚4.96 m，含煤系数10.7%。

太原组形成于滨海平原过渡带，是以过渡相地层为主的海陆交互相含煤地层。地层总厚度61.2～144.1 m，平均厚度106.33 m；含煤9～14 层，其余为砂岩、粉砂岩、泥岩、石灰岩组成；煤层总厚7.12 m，含煤系数7.1%。

3 对比分析思路及方法

按单个小区块进行评价时，各煤层的连续性和稳定性较好；按矿区大尺度进行评价时，两组煤层均呈现出分叉合并和尖灭变薄的特征，但具有渐变性和规律性。由于34 个采矿权和10 个关闭矿的勘探程度和地质资料精度高，且面积范围小，占总矿区的17%，煤层连续性对比相对简单，因此主要采用33 个矿产地和3 个探矿权的384 个钻孔资料进行煤层连续性对比分析研究，以10 号煤层为对比基准，以特殊标志层、煤层厚度及结构、岩性组合等特征，进行连续剖面对比分析，最终展布在各煤层平面图上，形成煤层各类图件的基础图层。

4 各组煤层的对比分析成果

4.1 山西组2、3 号煤层

山西组2、3 号煤层对比分析如图1 和表1 所示。山西组2 号煤层在矿区西部存在零星尖灭区，尖灭区外围存在扩大的不可采区；可采区大面积分布，占矿区总面积的68%，总体上东部条件优于西部；高值区位于中部和南部，厚度最大值为4.20 m；矿区东南部合并增厚为3 号煤层，面积443.16 km2。3 号煤层在矿区西南部存在尖灭区，外围东部及西北部存在不可采区；可采区（含合并区） 位于中东部和北部，面积2 569.75 km2，呈集中连片分布，煤层厚度较为稳定，开发利用和规划条件较好。

表1 各煤层连续性分析成果Table 1 The continuity analysis results of each coal seams

图1 2、3 号煤层连续性分析成果Fig.1 The continuity analysis results of No.2 and No.3 coal seams

4.2 太原组9、10 和11 号煤层

太原组9、10 和11 号煤层对比分析如图2 和表1 所示。太原组9 号煤层在矿区中部和北部的局部为独立煤层，呈分散状，内部存在不可采区；剩余大部分合并增厚为10 号煤层。10 号煤层为主煤层，接受9 号和15 号煤层合并，大部分为可采区（面积占93%），最大厚度9.86 m，仅北中部存在零星不可采区。11 号煤层独立性较好，仅东南部局部合并增厚为10 号煤层，合并区面积仅占总矿区的3%。

5 结 论

本文基于霍东矿区内33 个矿产地、3 个探矿权、34 个采矿权和10 个关闭矿的煤层数据，对山西组和太原组2 个含煤岩组煤层连续性进行了对比分析研究，主要研究结论如下。

（1） 从煤层连续性和煤厚来看，山西组2 号煤层在矿区东北部和西南角煤层条件稍好，3 号煤层东部区域煤层条件优越。总体上看，3 号煤层条件优于2 号煤层，煤层合并区不大且具有一定趋势，建议3 号煤层为开发利用和总体规划的主力煤层。

（2） 太原组9 号和10 号煤层分叉合并特征较为复杂，层间距较小；10 号和11 号煤层分叉合并特征较为简单，层间距较大。总体上看，10 号煤层条件优于9 号和11 号煤层，建议10 号煤层为开发利用和总体规划的主力煤层，且9 号和10 号煤层以合并开发为主。