岩(煤)层真厚度计算方法探讨

岩（煤）层真厚度计算方法探讨
【摘要】通过对各种钻孔角度的分析，确定高角度急倾斜地层的岩（煤）层真厚度计算问题。

【关键词】真厚度；高角度急倾斜
岩（煤）层真厚度是研究勘探区构造、煤系、煤层的重要资料，同时也是编制岩煤层对比图和储量估算图的主要依据。

因此，如何做好岩（煤）层真厚度的计算工作，使其计算的数据更接近真实数据，特别是高角度急倾斜的岩（煤）层，采取何种方法进行计算至关重要。

一、岩（煤）层真厚度计算常用公式及方法
严格意义上说，在勘探钻孔中，所有的垂直钻孔都会发生偏斜，仅仅是孔斜大小而已。

因此，所有的钻孔都应进行孔斜换算和岩煤层真厚度的计算。

在以往的煤田勘探报告或教科书中给出的公式，钻孔中计算岩煤层真厚度常用的通式为：
M=L×cosθ
式中：M——岩（煤）层真厚度；
L——岩（煤）层钻探伪厚度；
θ——岩芯倾角（非岩层真倾角）。

此公式适用于垂直钻孔、垂直于岩层走向的斜孔和任意方向的斜孔计算岩煤层真厚度。

（在通常情况下，当地层或矿体倾角平缓小于15度时，垂直钻孔地层伪厚度即为真厚度，直接用伪厚度进行储量估算）
1、垂直钻孔求岩煤层真厚度，如图1所示。

二、非常规状态下的岩（煤）层真厚度计算方法
1、垂直于岩层走向的斜孔
（1）孔斜方位与岩层倾向一致的钻孔求岩煤层真厚度如图2所示。

（2）孔斜方位与岩层倾向相反的钻孔求岩煤层真厚度
①当α>γ时，θ=α—γ，如图3-1所示
②当α<γ时，θ=α+γ，如图3-2所示
2、岩层真倾角α的计算方法
要进行岩煤层真厚度计算，首先要求得岩煤层的真倾角α，可采用下式求得：tanα=tanδ/cosω
式中α——岩（煤）层真倾角；
δ——岩层的伪倾角
ω——孔斜方位和岩层倾向方位的夹角
三、任意孔斜方向钻孔地层真厚度的计算，可采用如下公式计算岩煤层（矿体）真厚度：
（1）当钻孔孔段方位与地层（矿体）倾向夹角小于90°时（即钻孔倾向与矿体倾向一致）
M=L （sinγ×sinα×cosω-cosγ×cosα）
（2）当钻孔孔段方位与地层（矿体）倾向夹角大于90°时（即钻孔倾向与矿体倾向相反）
M=L （sinγ×sinα×cosω+cosγ×cosα）
式中
M——岩（煤）层真厚度；
L——岩（煤）层钻探伪厚度；
γ——钻孔天顶角；
α——岩（煤）层倾角；
ω——孔斜方位和岩层倾向方位的夹角
四、红阳煤田柳塘沟区段岩（煤）层真厚度计算分析
柳塘沟区段位于林盛堡向斜的东翼，北隔F18号断层与林盛煤矿为邻，其本身为单斜轮廓，地层走向N40°E，倾向NW50°（±）即310°（±）。

地层倾角较陡，在72°左右，局部较陡，达到85°左右，由于区域构造等原因，东侧地层抬起，石炭系本溪组地层直接与奥陶系马家沟组地层呈不整合接触，使该区段地层呈急
倾斜变化，煤系地层倾角为70—85°左右，甚至直立。

因此，在计算岩煤层厚度上如果采用常规的地层真厚度的方法，必然造成采用的数据失真。

因而必须考虑钻孔的运行轨迹及孔斜方向，进行综合分析，还原钻孔的实际情况。

在本次钻探施工中，第一，要求测井加密测斜至连续点测斜数据，提供更加可靠的孔斜方位及天顶角。

第二，要求地质岩检员尽可能采集地层倾角数据，对每一个分层地段做出合理的地层真厚度计算。

通过孔斜计算及岩煤层对比，在煤层底板等高线图上，可以得知该区段地层的走向及岩煤层倾向，反过来，我们再对比测井孔斜数据，看钻孔的运行轨迹，对每一个测点分析它的孔斜方位是与岩煤层倾向一致还是相反，再参照上述公式进行计算。

例如：柳塘沟LT11号钻孔，122煤层的赋存深度为145.2—187.35米，该煤层的伪厚（不包括夹矸）为38.30米，地层视倾角为80°，地层倾向为310°，如按常规方法计算M=L×cosθ，可以求得该煤层的真厚度是6.65米，在整个红阳煤田单层煤层厚度从来未有的，显然该数据不切合实际。

从另一个角度，试想为什么钻探会打到这么厚的煤层，只能有一种解释，那就是钻头是大致顺煤层倾向方向运行，因此，必须要考虑钻孔孔斜方位及天顶角。

通过测井资料得知，在该区间内钻孔方位为279°——293°，测定的天顶角为0.89——2.49°，孔斜方位大体同地层倾向方位一致，那么，对于每一层段，采用地层倾角加上天顶角的方法，进行计算所得，该煤层厚度为4.59米，基本接近实际。

可以看出，因计算方法不同，同样一套基础数据，煤层的真厚度就相差2.06米，若从整个勘探区考虑，所估算的资源/储量可靠性和严重性可想而知。

五、结束语
岩（煤）层真厚度的计算工作是最基本也是非常重要的工作之一，特别是煤层厚度的计算更是重中之重，它直接牵涉到勘探区储量的大小，决定未来煤矿的矿井设计和生产建设，对于缓倾斜煤层，测井测得的孔斜方位和天顶角对煤层厚度的计算影响不大，但对于急倾斜煤层，孔斜每增加1°，其厚度都会发生很大的变化，因此应慎重对待，客观合理地进行岩煤层真厚度计算，保证地质资料的真实可靠性。