王楼井田上古生界含煤地层特征研究_本科毕业设计(论文) .doc
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1、山东科技大学本科毕业论文山 东 科 技 大 学 本科毕业设计(论文)题目 王楼井田上古生界含煤地层特征研究学 院 名 称 专 业 班 级 学 生 姓 名 学 号 指 导 教 师 年 6 月 6 日摘要论文对王楼井田上古生界含煤地层特征展开研究。充分收集王楼煤矿的钻孔资料、生产过程中的相关文献,运用沉积学、古生物学、构造学、矿床学、地史学以及煤地质学理论,利用钻探、测井、聚煤规律、标志层的对比以及煤质指标分析等技术手段,研究得到:(1)王楼井田上古生界含煤地层为晚石炭世太原组及早二叠世山西组,五种典型的岩性类型:砾岩、砂岩、泥岩、灰岩以及可燃有机岩。(2)全区主采煤层厚度变化特征:3上煤层井田中
2、部煤层厚,周围薄,全区可采; 16上煤层井田东南部煤层厚,往西北部变薄,全区可采; (3)分析得出该区含煤地层空间变化特点:山西组、太原组全区厚度变化不大。三灰作为重要标志层,全区厚度较稳定。含煤地层整体地层向西倾斜,倾角不大。受正断层的影响,井田东侧含煤地层整体向上错动。(4)含煤地层主要沉积环境包括:河流相,泥炭沼泽相,三角洲相、泻湖相、滨海相和浅海相,其中以滨海相分布最为广泛。通过以上研究,查明王楼井田上古生界煤层赋存规律,对实现王楼煤矿安全生产、保障山东经济社会健康发展,具有重大的理论和现实意义。关键词: 王楼 上古生界 含煤性 煤层对比AbstractThe dissertation
3、 is about the feature of Neopaleozoic coal-bearing strate in Wanglou. Gathering sufficiently the datum about the perforates and the literature about manufacture, using edimentology、Palaeontology、Structurology、Gitology、Historical Geology and Coal Geology, utilizing exploration drilling、well logging、l
4、aw of coal accumulation、strata Correlation、assessment of coal and so on, we can get the result as follow:(1) The Neopaleozoic coal-bearing strate in Wanglou covers about C2-P1t and P1s. The Neopaleozoic coal-bearing strate contains five classical rock: bibbley rock、sandstone、mudstone、limestone and b
5、ioganic rock.(2) The tickness feature of primary coal is as follows: The 3上 Coal is thickness in the middle and they are thin in the other area, The 3上 Coal is producible in all the regions. The 16上 Coal is thickness in southeast and they are thin in northwest, The 16上 Coal is producible in all the
6、regions.(3) The feature of coal-bearing strata is as follows: The thickness of C2-P1t and P1s is stable. The third limestone is an important marker bed. The thickness of all the region is stable.The coal-bearing strate is westward tilt and angle of dip is very small. With the effect of centripetal f
7、ault, the east of coal-bearing strata is upward dislocation. (4) The depositional environment is as follows: fluvial facies、peat swamp、delta facies、lagoonal facies、offshore facies and neritic facies. offshore facies is widely distributed. According to the studying above, we can find out Neopaleozoic
8、 coal-bearing strate regularity of wanglou. This is important to achieve safety in production of Wanglou and ensure Shandongs healthy development of the society. Key word: Wanglou,Neopaleozoic,coal bearing property,coal seam correlation目录前言21 井田地质概况21.1井田位置、范围和交通条件21.2区域地层21.3区域构造21.4岩浆岩22含煤地层22.1早二
9、叠世山西组(P1s)22.2晚石炭世-早二叠世太原组(C2-P1t)22.3主要煤层特点23 王楼井田上古生界含煤地层空间展布规律23.1含煤地层的岩性变化特点23.2空间展布规律24 结论及存在问题24.1结论24.2存在问题2参考文献2致谢2附录2 前言0.1研究历史及现状济宁煤田是山东省重要煤田,王楼井田是济宁煤田的一部分,几年来我国在济宁煤田进行了大量工作,并取得了阶段性研究成果。李增学、魏久传、李守春(1995)对山东及邻区二叠纪含煤地层的层序地层式样进行了研究,认为山东及邻区二叠纪海陆交替型含煤地层为内陆表海盆地沉积,可划分出三个I级层序,其分界面为I级海平面变化的周期性界面,在华
10、北广大地区表现为整合面含煤层序的基本结构特点为“二元型”,即“海侵一高位”的体系域叠置型式。海侵体系域由1-2个小层序构成,高位体系域为4-7个小层序构成。因此,华北内陆表海含煤盆地层序格架与北美大陆边缘海含油气盆地的层序模式具有根本上的差异。高丽丽(2008)对山东二叠纪煤炭赋存规律与主控地质因素进行了研究,认为在鲁西全区内发育稳定可采煤层“总趋势是北厚南薄,北部成煤条件好”太原组的上段主要为潮坪沉积体系,其顶部发育不稳定煤层l-2层(在鲁西南为6煤),一般厚度小于0.5m,局部达可采厚度“河控浅水三角洲沉积体系发育于太原组上段和山西组的中下段的高水位体系域”为海陆交替型含煤岩系的最上部地层
11、“从煤聚积的角度来说,上部层段在含煤盆地充填序列中最为重要,它包含着厚度巨大,分布面积最广的主采煤层”。山东省鲁西地区在世为稳定的海陆交互含煤碎屑夹碳酸盐沉积郊庐断裂以东在世没有接受沉积,山东省鲁西地区在二叠世为稳定的内陆盆地砂泥质沉积,郊庐断裂以东在二叠世没有接受沉积。王玉林、李延军、张朋华等(2010)对山东济宁王楼矿区煤层对比研究,针对王楼矿区的具体情况,采用多种方法对各煤层进行对比研究,揭示煤层赋存规律。任智德(2010)对王楼煤矿3上煤层顶底板砂岩水综合防治技术进行研究,通过对王楼煤矿3上煤层顶底板砂岩含水层的赋存条件、出水规律以及对矿井安全生产影响的综合分析,提出了针对性的综合防治
12、措施,有效保证了矿井的安全生产。汤楷(2012)对王楼井田煤层赋存的构造控制作用研究,认为王楼井田二叠纪成煤期后主要经历了印支燕山期和喜马拉雅期构造变形,多期性质、强度不同的构造作用相互叠加、改造,原型煤盆地遭受强烈破坏、堑垒构造为最重要的控煤构造,煤层整体较为稳定,但在局部地区,特别是中部和东南部,受断层发育影响,煤层的完整性被破坏,对开采带来一定的影响。目前,王楼井田上古生界含煤地层含煤性有待进一步分析,含煤地层空间展布规律还不够明确,本文将以以上两点为重点展开论述。0.2 研究目的及意义煤炭资源是我国资源命脉,直接关乎我国社会全面、协调、可持续发展。而如今一方面社会对煤炭资源的需求巨大,
13、另一方面煤炭资源作为一种不可再生资源,面临不断枯竭的命运。因此,提高中国煤炭资源回采率,保证科学规划、合理开采,最大限度地争取煤炭资源,缓解资源压力,保障我国经济社会健康发展。以山东省济宁市王楼煤矿含煤地层为研究对象,力求准确把握其上古生界含煤地层特征,研究其开采技术条件,为井田范围内的煤炭资源开采提供建设性意见。本文将在前人的基础上,参照对王楼井田上古生界含煤地层已有的研究成果,结合煤矿是实习过程中对煤矿含煤地层的进一步研究,确定该研究区含煤地层含煤性,探究王楼井田上古生界含煤地层空间展布规律,以期为井田下一步科学的、集约高效的开采提供有力保障。0.3 研究思路及方法运用沉积学、古生物、构造
14、学、矿床学、古生物地史学以及煤地质学理论,充分利用钻探资料、测井曲线、地震勘探等资料,分析标志层的特点、以及煤岩煤质指标等内容,研究王楼井田上古生界含煤地层含煤性,并进行王楼井田上古生界含煤地层煤层对比工作。研究思路如下图所示(图0-1)王楼井田上古生界含煤地层特征研究钻探资料标志层测井曲线地震勘探聚煤规律煤质指标上古生界含煤地层煤层赋存特点上古生界含煤地层空间分布特征提交最终成果 1 井田地质概况1.1井田位置、范围和交通条件王楼区位于山东省济宁市以南,以后王楼村为中心。其范围北起济宁南部,南至鱼台北部,东至金乡西部,西至济宁支断层。南北长11km,东西宽513.5km,面积约90km2,其
15、中湖区面积50km2,陆地面积40km2。行政区划归济宁市管辖。本区北距兖新铁路济宁火车站约25km,自济宁向东距京沪铁路兖州站32km,再往东经临沂可至石臼港。由济宁至菏泽与京九铁路接轨。区内公路四通八达,京杭运河自北而南从本区东部穿过,交通方便(见图1-1)。王楼煤矿图1-1 交通位置1.2区域地层本区地层区划属华北地层区鲁西地层分区济宁地层小区,地层层序见表1-1表1-1 鲁西地层分区济宁地层小区地层层序表地层系统主要岩性特征第四系(Q)黄褐、棕、灰等杂色粘土,粘土质砂、砂、砂砾层。广布于全区,东北薄、西南厚 255 m 侏罗系上统蒙阴组(J3)上部为灰绿色粉、细砂岩互层夹泥岩。下部红色
16、砂岩,并有燕山晚期岩浆岩侵入,底部有不稳定的砾岩。 300m二叠系(P)上统上石盒子组杂色泥岩、粉砂岩和灰白色粉砂岩,含植物化石,底部含B层铝土岩。 40m中统下石盒子组灰绿色砂岩和杂色泥岩、粉砂岩,富含植物化石。 65m下统山西组浅灰、灰白色中、细砂粒岩及深灰色粉砂岩、泥岩夹煤层。为本区主要含煤地层。 80m系(C)上统太原组以深灰、灰黑色粉砂岩、泥岩为主,夹灰色砂岩、石灰岩813层、煤1723层,为本区主要含煤地层,属海陆交互相沉积,厚度稳定。 170m本溪组以杂色泥岩为主,夹石灰岩24层,上部夹不稳定薄煤12层,底部具G层铝土岩及山西式铁矿层。35m奥陶统(O)中统八陡组:为浅海相厚层白
17、云岩夹豹皮灰岩、泥灰岩 65121m 阁庄组:为浅海相白云质灰岩、白云岩、泥灰岩、豹皮灰岩。105127m下统马家沟组:为浅海相厚层灰岩、豹皮灰岩夹泥灰岩、白云质灰岩。202227m北庵庄组:为浅海相灰岩、豹皮灰岩、泥灰岩、白云质灰岩。198282m纸坊组:为泻湖相白云岩、白云质灰岩、含燧石结核。 86117m寒武系(Cm)上统风山组、长山组和崮山组:青灰色竹叶状白云质灰岩、夹鲕状灰岩、泥岩及粉砂岩 240m中统张夏组和徐庄组:厚层泥质灰岩、鲕状灰岩及黄绿、暗绿色云母泥岩、粉砂岩。 240m下统毛庄组和馒头组:为暗紫色云母泥岩、白云质灰岩夹豹皮灰岩,泥灰岩及竹叶状灰岩。 200m震旦系土门组(
18、Zt)为灰黄色硅质灰岩。 030m 太古界泰山群(Art)主要为深变质的变质岩系及太古代晚期侵入岩。 6000m区内地层自上而下依次为:第四系冲积层、侏罗系上统蒙阴组、二叠系上统上石盒子组、中统下石盒子组和下统山西组、石炭系上统太原组及本溪组、奥陶系中、下统。主要含煤岩系为太原组和山西组。现分述如下:1.2.1第四系(Q)第四系地层厚185.56338.76m,平均272.18m,由粘土、砂质粘土、钙质粘土、砂及砂砾层等组成,西南厚东北薄,属河流及湖相沉积地层。根据岩性和物性特征分上、中、下三组,下组又划分为上、下两段。上组:厚62.3082.70m,平均约70m,地表均为灰褐褐黄色的粘土,膨
19、胀性及粘性均很强。上部为黄褐色砂质粘土夹粘土质砂、粉、细砂层。下部为褐黄色、棕黄色砂质粘土(局部为含砂姜砂质粘土)、灰黄色粘土质砂及浅黄色中、细砂层。中组:厚50.8076.10m,平均约65m,主要为湖相沉积,以土黄、灰白色、灰绿色粘土、钙质粘土、砂质粘土为主,次为粘土质砂、粉细砂层,为隔水层。下组:厚98.60143.60m,平均约120m,分上、下两段。上段为褐黄、灰黄色粘土、砂质粘土及淡绿、灰白色细、中、粗砂、含粘土砂砾层,砂层分选性好,松散、富水性强,为含水层;下段为灰白、灰绿色半固结状粘土,砂质粘土、钙质粘土,夹透镜状粉、细砂层,顶部有一较稳定粘土层,使上下两段的水力联系微弱,底部
20、多为粘土,含水性弱。与下伏地层呈角度不整合接触。物性特征:本地层视密度低于下伏地层,视电阻率曲线上砂层和砂砾层幅值较高,自然电位曲线上有明显的负异常反映。粘土、砂质粘土层的视电阻率值低,自然电位曲线接近基线,自然伽玛曲线幅值平均强度低于下伏地层。 上组视电阻率曲线幅值较高,呈钝锯齿状反映;自然伽玛曲线变化较大,但基线稳定。中组自然伽玛、伽玛伽玛曲线组合呈“孤”形反映,含钙质粘土层自然伽玛与伽玛伽玛曲线幅值较低,钙质含量足够高且固结良好时幅值极低,而视电阻率曲线幅值增高,可高达100Wm以上,自然电位曲线基本没有异常。粘土层含石膏时,视电阻率曲线比一般粘土层略高,自然伽玛曲线幅值低,伽玛伽玛曲线
21、值比一般粘土层低,自然电位曲线也有一定异常。 下组上段以较高幅值视电阻率曲线的砂层夹低阻粘土层为主,自然电位曲线呈钝锯齿状负异常反映;下组下段以低阻粘土层为主,含少量中等阻值的砂层,粘土层含钙质时,视电阻率曲线比一般粘土层略高,自然伽玛曲线幅值低,伽玛伽玛曲线值比一般粘土层低,自然电位曲线略有小的异常。自然伽玛曲线幅值低于下伏地层,有明显台阶。1.2.2上侏罗统蒙阴组(J3m)区域地层分五段。根据测井曲线和岩性对比,本井田存有一、二、三、四段。最大厚度667.80m,平均300.85m,由东南向西北逐渐增厚,与下伏地层呈角度不整合接触。自上而下分述如下:四段:为灰深灰、灰绿色粉砂岩、细砂岩及粉
22、细砂岩互层,夹泥岩条带,局部夹紫色泥岩。三段:紫灰、暗紫色及灰绿色中、细砂岩及砾岩透镜体,砂岩多为泥质胶结,斜层理发育,西北部有岩浆岩侵入,钻孔揭露最厚136.60m,向东南逐渐变薄,岩性为橄榄辉长岩。二段:主要为紫红、暗红色中、细砂岩及砾岩,局部夹粉砂岩、泥岩薄层。砾岩比较稳定,主要成分为石英,砾石最大直径90mm,基底式泥质胶结。属干热条件下洪积、冲积相沉积。一段:主要为暗紫、褐红色中、细砂岩,局部夹杂色泥岩,底部有不稳定的含铁质细砾岩或泥砾岩。四段相当于分水岭亚组,一、二、三段相当于汶南亚组。物性特征:视电阻率曲线幅值变化较大,曲线呈尖锯齿状,自然伽玛曲线幅值变化较小,平均强度约11伽玛
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