煤层厚度及其变化规律

211 2＃煤层

2＃煤层上距1＃煤层3～30m，下距3＃煤层5～28m。该煤层主要发育于北区。南区除在马沟渠井田和象山井田北部局部地段发育较好外，其余大面积不发育。煤层夹矸少，结构简单，厚度也较小，厚度变化范围为0～228m，一般厚08m左右。

煤层厚度分布呈沿一定方向展布的条带状，厚薄相间，方向性明显。总的分布方向为北西—北西西和北东两个方向。全区由北向南可划分为5个厚度较大的条带和7个厚度较小的条带（图21），厚煤条带位于桑树坪井田中部及南部、下峪口井田中部、燎原井田北部和马沟渠井田中部，这些条带之间为厚度相对较小的条带。沿倾向方向，煤层发育规律为浅部露头附近厚度较小，中部厚度较大，向深部煤层厚度又变小。

图21 2＃煤层厚度分带示意图

2＃煤层总体厚度小，大面积不可采。则属于局部可采煤层。从今后煤层气开发来看，属于非主要开发对象，该煤层北区比南区发育（图22），南区的象山井田，基本不发育，其煤厚变异系数全区平均为32%（其中桑树坪井田为24%，下峪口为36%，燎原为28%，马沟渠为22%，象山为24%），可采性指数全区平均为49%，属极不稳定煤层。

212 3＃煤层

为全区发育的主要可采煤层，各井田煤层发育特征分述如下：

桑树坪井田：3＃煤层在桑树坪井田发育较好，厚度较大，两极厚度105～1803m，一般厚65m，结构较简单，部分钻孔见有1～3层夹矸，厚度变化较大，在很短的距离内，厚度从19m突变到24m。总的变化规律是，沿走向方向井田中部厚度较大，南北两侧厚度较小，沿倾向方向浅部厚度较小，中深部厚度较大，煤厚度变异系数为38%，可采性指数为100%，属较稳定煤层。

图22 北区2＃煤层厚度等值线图

单位为m，余为钻孔号

象山井田：煤层两极厚度为0～571m，一般厚150m。结构较简单，一般不含夹矸，少数含1～2层夹矸。除了在井田北部边界附近局部无煤和井田中部露头附近厚度较大外，其余厚度都在15m左右，很少有大于2m和小于1m的厚度点。煤厚变异系数为29%，可采性指数为76%，属较稳定煤层。

下峪口井田：3＃煤层在下峪口井田发育亦较好，厚度比较稳定，两极厚度为036～1048m，一般厚45m左右，北山向斜两翼厚度均在6m左右，靠近桑树坪井田P20号孔揭露的厚度达909m。煤层结构比较简单，个别钻孔含1～3层夹矸。总的变化规律是北厚南薄，中间呈厚薄相间的条带状，条带方向大致为北西西向。煤厚变异系数为37%，可采性指数为98%，属较稳定煤层。

燎原井田：燎原井田3＃煤层厚度相对较小，但比较稳定，除浅部个别钻孔受构造影响厚度较小外，一般均在1m以上。煤层两极厚度061～430m，一般19m左右。煤厚变异系数为24%，可采性指数为84%，属较稳定煤层。

马沟渠井田：煤层两极厚度0～212m，一般12m左右，结构较简单，夹矸0～1层，夹矸厚度015～040m。因受古河流冲刷较严重，故大面积煤层被冲刷殆尽。冲刷边界很不规则，并伴有落差不大的小断层。煤厚变异系数为19%，可采性指数为30%，属极不稳定煤层。

由上可见，3＃煤层是韩城矿区各井田均发育的主要可采煤层，全区平均厚达308m。桑树坪井田最厚平均达595m。局部受古河流冲刷影响。各井田煤厚变化规律不明显，但就全区来看，从北向南，煤厚逐渐变小，但煤层稳定性却逐渐变好，特别是象山井田的中部和南部，3＃煤层相当稳定（图23～图25）。因此，从煤层厚度及其稳定性来看，3＃煤层应是区内煤层气开发的主要对象。

图23 3＃煤层厚度变化示意图

图24 北区3＃煤层厚度等值线图

单位为m，余为钻孔号

图25 南区3＃煤层厚度等值线图

单位为m，余为钻孔号

213 5＃煤层

只在南区象山井田南部和中部可采，其他井田或沉积缺失或厚度极小。因此这里仅讨论5＃煤层在象山井田的发育规律。

该煤层下距11＃煤层35m左右，煤层厚度0～1228m，一般厚3m左右，为较稳定的中厚煤层。煤层结构较简单，一般含夹矸0～1层，个别钻孔2～4层。由于该煤层位于太原组顶部附近，而山西组底部河床相砂岩又特别发育，故煤层受古河流冲刷影响较大。井田中部煤层厚度较大，最大处位于居水河两侧，井田北部为无煤区，向南厚度逐渐变薄。从倾向上看，浅部厚度大，向深部有变薄的趋势。但在井田南部边界附近，则是浅部厚度小，向深部有增大之势，由于深部钻孔很少，煤厚变化控制不严，故此结论尚不能完全肯定（图26）。其煤厚变异系数为38%，属较稳定煤层。

图26 南区5＃煤层厚度等值线图

单位为m，余为钻孔号

214 11＃煤层

为全区发育的主要可采煤层。各井田煤层发育特征分述于下：

桑树坪井田：11＃煤层距下伏奥陶系石灰岩顶面距离一般为25m左右，上距K2灰岩5～10m。其两极厚度024～1080m，一般厚为25～35m。煤层结构较复杂，普遍含0～1层夹矸，部分钻孔见2～3层夹矸，个别钻孔达4层夹矸。据其厚度资料（表21）作出的煤厚点数与各区间煤厚关系分布直方图（图27）可明显看出11＃煤厚分布特征。其煤厚变异系数为34%，可采性指数为957%，属较稳定煤层。

图27 桑树坪井田11＃煤厚分布直方图

表21 11＃煤厚资料一览表

从11＃煤层厚度等值线图（图28和图29）可见，从南到北，煤层厚薄带相间出现，方向大致为北西西向。由浅部到深部，煤厚变化表现为浅部露头附近煤层较薄，中深部厚度较大，向深部则又逐渐变薄。

图28 北区11＃煤层厚度等值线图

单位为m，余为钻孔号

图29 南区11＃煤层厚度等值线图

单位为m，余为钻孔号

下峪口井田：11＃煤层距奥陶系石灰岩顶面距离为8～43m。煤层结构简单，含夹矸0～3层，夹矸厚度一般在01～02m之间。煤层两极厚度0～649m，一般250m左右。厚薄条带的分布方向仍为北西西向和北东向。在倾向上，中部煤层厚度较大，向深部有逐渐变薄的趋势，煤厚变异系数为32%，可采性指数为84%，属较稳定煤层。

燎原井田：11＃煤层距奥陶系石灰岩顶面距离一般为15m左右。煤层结构较复杂，一般含1～3层夹矸。两极厚度092～1742m，一般厚为40m左右。煤厚变化较大，在极短的距离内可以从1175m变到108m。在走向方向上，煤层变化无明显规律性，但在倾向方向上，由浅而深，煤层厚度逐渐减小，煤厚变异系数为57%，可采性指数为100%，属较稳定煤层。

马沟渠井田：11＃煤层距奥陶系石灰岩顶面距离变化较大，从1158～7626m不等。其两极厚度为08～76m，一般厚35～50m。煤层结构复杂，含夹矸1～6层，一般2～4层。通常可分为五个分层，其中以第二分层和第三分层厚度较大，也比较稳定。11＃煤层在该井田内总的变化规律是，南厚北薄，北向南，煤层厚度逐渐增加。煤厚变异系数为35%，可采性指数为94%，属较稳定煤层。

象山井田：11＃煤层两极厚度038～2045m，一般厚4m左右，为较稳定的中厚—厚煤层。煤层结构复杂，含夹矸0～6层，一般2～3层。其发育规律是：井田中部煤层厚度较大，向两侧逐渐变小。特别在水河两侧，煤层厚度最大。另外，沿北东方向也发育一些煤层薄厚相间分布的条带。煤厚变异系数为40%，可采性指数为92%，属较稳定煤层。

由上可见，11＃煤层也是全区发育的主要可采煤层，煤层厚度较大，全区平均厚度为343m，井田平均厚度差别不大，南、北区没有明显差异。与其他各煤层相比其明显特点是煤层结构比较复杂，普遍含有2～3层夹矸，而且从北向南，煤层夹矸数愈来愈多。沿走向方向，仍发育一些厚薄相的条带，条带方向为北西西向和北东向；沿倾斜方向，在矿区中部煤层厚度一般较大，向浅部和深部都有逐渐变薄的趋势。

215 全区煤层发育特征

1）韩城矿区南北区中间的文家岭隆起，对韩城矿区南北区聚煤条件有明显的控制作用。众所周知，韩城矿区是渭北煤田接受含煤沉积和发生聚煤作用较早的一个地区。太原组下部11＃煤层全区普遍发育；但5＃煤层则主要分布于南区，北区只有零星分布；而北区的3＃煤层则远较南区为优，且多数煤层在南区有向北变薄的趋势，在北区有向南变薄的趋势。在南区居水河一带11＃煤层的厚度多大于4m，到马沟渠、王家河等地渐变为2m以下；5＃煤层则由大于2m变化至1m左右，在王家河等地还出现无煤区。与此同时，11＃煤层的顶板也由灰岩渐变为泥灰岩、泥岩和粉砂岩，其上不远的K2灰岩的厚度和整个太原组的厚度也都逐渐变薄。因此，煤层、K2标志层和地层厚度的变化，并非均系冲刷作用所致，很可能和矿区中部文家岭一带的古隆起存在有关。在北区灰岩的层数和厚度，也向着燎原井田的南部减少并变薄；5＃煤层在邻近隆起区的边缘零星发育，且厚度较小，向北到下峪口井田和桑树坪井田，则因沉降幅度较大，覆水较深，地层厚度虽然较大，但5＃煤层为一套湖泊相沉积所替代，没有5＃煤层沉积。

2）沿走向方向，煤层一般呈厚薄相间的条带状分布，其方向主要为北西西向个别煤层也有一些北东方向的条带；沿倾向方向，中部煤层厚度一般较大，向深部和露头方向有逐渐变薄的趋势。

3）通过以上分析可见，2＃煤层由于厚度较小，存在大面积的无煤区和不可采区，不能作为煤层气开发的首选煤层。5＃煤层只在象山井田的中部和南部发育，分布范围也很有限，也不能作为首选煤层。11＃煤层虽然全区发育，厚度较大，但结构复杂，夹矸层数较多，且分层厚度不大，加之煤层距奥陶系石灰岩风化面距离较近，部分煤层气下渗，使得煤层甲烷含量降低，也不宜作为首选煤层。通过综合比较，只有3＃煤层厚度大，全区发育，而且煤层结构相对简单，所以是今后煤层气开发的首选煤层，11＃煤层可作为备选。

4）根据韩城矿区各煤层发育特征，我们将煤层厚度分为五个等级：

a无煤区：在勘探和生产阶段证实没有煤层存在；

b薄煤区：煤层厚度小于或等于130m的区域；

c中厚煤区：煤层厚度在130～350m区间的区域；

d厚煤区：煤层厚度在350～800m之间的区域；

e特厚煤区：煤层厚度大于800m的区域。

在进行分区时，考虑到实际应用的价值，对个别小而孤立的点，并没有单独划出，而归入周围的区块，其分区结果见图210至图216。

图210 北区2＃煤层厚度分区图

1—无煤区；2—薄煤区；3—中厚煤区；4—钻孔编号

图211 南区2＃煤层厚度分区图

1—无煤区；2—薄煤区；3—中厚煤区；4—钻孔编号

图212 北区3＃煤层厚度分区图

1—薄煤区；2—中厚煤区；3—厚煤区；4—特厚煤区；5—钻孔编号

图213 南区3＃煤层厚度分区图

1—无煤区；2—薄煤区；3—中厚煤区；4—厚煤区；5—钻孔编号

图214 南区5＃煤层厚度分区图

1—无煤区；2—薄煤区；3—中厚煤区；4—厚煤区；5—钻孔编号

图215 北区11＃煤层厚度分区图

1—无煤区；2—薄煤区；3—中厚煤区；4—厚煤区；5—特厚煤区；6—钻孔编号

图216 南区11＃煤层厚度分区图

1—薄煤区；2—中厚煤区；3—厚煤区；4—钻孔编号

216 煤层厚度与煤层气富集

从天然气资源形成的生、储、运、保诸条件来看，煤层既是生气岩，又是储气岩。所以煤层本身的生、储能力也就决定煤层气的富集程度，而其中煤层的厚度又起着极其重要的控制作用。

根据前人的研究成果和本次的研究，都充分证明了煤层厚度与煤层气之间有着直接的关系。矿井瓦斯是煤层气的一种重要的气显示，在一定条件下，煤层的相对与绝对瓦斯涌出量，均与煤层厚度有一定的关系。根据下峪口矿的研究成果，证实了煤层厚度大时，瓦斯涌出量高，而煤层厚度小的地段瓦斯涌出量低（图217）。另外通过对韩城矿区各井田3＃煤层绝对瓦斯涌出量和煤厚的统计资料也可以证明这一点（表22）。

图217 455m标高3＃煤层上分层厚度与相对瓦斯涌出量关系图

表22 韩城矿区煤层与瓦斯涌出量关系表

841 煤层中单层厚度小于005 m的夹矸，可与煤分层合并计算采用厚度，但并入夹矸以后全层的灰分（或发热量）、硫分应符合估算指标的规定。

842 煤层中夹矸厚度等于或大于煤层最低可采厚度时，煤分层应分别视为独立煤层，分别估算（或不估算）资源/储量；夹矸厚度小于煤层的最低可采厚度，且煤分层厚度均等于或大于夹矸厚度时，可将上下煤分层厚度相加，作为采用厚度。

843 结构复杂煤层和无法进行煤分层对比的复煤层，当夹矸的总厚度不大于煤分层总厚度的1/2时，以各煤分层的总厚度作为煤层的采用厚度；当夹矸的总厚度大于煤分层总厚度的1/2时，按841条和842条的规定处理。

地下埋藏的煤有很多层，所谓的几号煤就是它们的煤层编号。大多数情况下，号小的煤层埋藏深度浅。煤炭勘探中，将煤炭储藏区域的煤层分布，以此从上至下进行编号。 4号煤层就是排序处于第四的煤层。一般该煤层的发育较好，煤层的厚度适中，比较容易开采。 煤层顶、底板岩石之间的垂直距离称煤层厚度。按照国家有关技术政策，根据煤种、产状、开采方式和地区煤炭资源供需情况，以及地理条件规定的可采厚度下限，称最低可采厚度。达到可采厚度的煤层称可采煤层。煤层厚度分级一般分为：①薄煤层，小于或等于13米；②中厚煤层，13～35米；③厚煤层,大于35米。厚度超过8米的称为特厚煤层。

煤层

coal seam

由植物遗体转变而成的层状固体可燃矿产。含煤岩系的重要组成部分，位于顶、底板岩石之间。煤层的厚度、层数、煤质和埋藏深度等是确定煤田经济价值及煤矿建设的重要依据。煤层可分为不含夹石层和含夹石层两类。夹石又称夹矸。夹石不仅使煤的灰分含量增高，也给开采带来一定困难。煤层顶、底板岩石之间的垂直距离称煤层厚度。煤层厚度可分为：①煤层总厚度。指包括夹石层在内的煤层全部厚度。②煤层纯厚度。指所有煤分层厚度的总和 。③ 煤层可采厚度。指在当前经济技术条件下适于开采的煤层厚度。煤层沿走向和倾向通常呈层状、似层状展布或分叉、复合、尖灭，有的呈透镜状、豆荚状、鸡窝状和串珠状。

薄煤层的厚度没有一个固定的标准，一般认为薄煤层的厚度在03米以下

拓展：在不同的地区和不同的矿区，对于薄煤层的定义和划分可能存在差异，有些地方将06米以下的都归类为薄煤层。此外，由于薄煤层具有开采难度大、附加工艺复杂等问题，所以通常使用普通的采煤设备难以开采，需要特殊的采煤技术和设备。

在煤炭资源开发中，薄煤层是一种重要的煤炭资源，许多地区都存在着不少的薄煤层资源。由于薄煤层开采难度大，但是其储量却相对较大，因此，对于开发薄煤层资源具有重要的经济意义和社会意义。目前，国内外对于薄煤层的开采技术、设备和方法等方面都进行了深入的研究，取得了很好的效果。

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