第二节　煤矿地质基本知识

　　一、煤层的形成与赋存特征

　　1.煤层的形成

　　在成煤的古地质年代，大量的植物死亡后，堆积在停滞水体中的植物遗体经泥炭化作用，转变成泥炭或腐泥;泥炭或腐泥被埋藏后，由于盆地基底下降而沉埋至地下深部，经成岩作用而转变成褐煤;温度和压力逐渐增高，再经变质作用后转变成烟煤至无烟煤。

　　2.煤层的形态与结构

　　煤在地下通常是呈层状埋藏的，煤层在空间的展布特征，称为煤层形态。根据煤层在空间的连续情况，可分为层状、似层状、不规则状、马尾状等煤层形态。煤层结构是指煤层中夹矸的数量和分布特征。按是否含有夹矸层，常将煤层分为以下2种：

　　(1)简单结构煤层，是指不含夹矸的煤层。

　　(2)复杂结构煤层，是指含有夹矸的煤层。

　　3.煤层的顶板与底板

　　(1)顶板。正常层序的含煤地层中覆盖在煤层上面的岩层称为顶板。根据岩层相对于煤层的位置和垮落性能、强度等特征的不同，顶板可分为伪顶、直接顶和基本顶3种如图3-3所示。在采煤过程中，直接顶是顶板管理的重要部位。

　　伪顶是指位于煤层之上，随采随落的极不稳定岩层。其厚度一般在0.5m以下，多由页岩、碳质页岩组成，不易支护。

　　直接顶是指位于煤层或伪顶之上，具有一定的稳定性，移架或回柱后能自行垮落的岩层。其厚度一般为1～2m，多由页岩、泥岩、粉砂岩及少量的石灰岩组成。

　　基本顶是指位于直接顶或煤层之上，通常厚度及岩石强度较大且难以垮落的岩层。基本顶一般只发生缓慢下沉，在采空区上方悬露一段时间，达到相当面积之后才垮落一次，其岩性多为砂岩、砾岩和石灰岩等坚硬岩石。

　　(2)底板。正常层序的含煤地层中赋存于煤层之下的岩层称为底板。底板可分为直接底和基本底(又称老底)2种，如图3-3所示。

　　直接底是指位于煤层之下硬度较低的岩层，厚度一般几十厘米至几米左右，通常为泥岩、页岩或黏土岩。

　　基本底是指位于直接底或煤层之下较硬岩层，通常为厚层砂岩、石灰岩等。

　　4.煤层的厚度

　　煤层厚度是指煤层顶、底板之间的垂直距离。

　　根据矿井开采的技术特点，煤层厚度可大致分为以下3类：

　　(1)薄煤层，是指厚度为1.3m以下的煤层。

　　(2)中厚煤层，是指厚度为1.3～3.5m的煤层。

　　(3)厚煤层，是指厚度为3.5m以上的煤层。

　　在实际工作中，习惯上把厚度大于8m的煤层称为特厚煤层。

　　在复杂结构的煤层中，煤层厚度可分为总厚度和有益厚度。总厚度是指包括夹矸在内的全厚度;有益厚度是指除去夹矸的纯煤厚度。

　　5.煤(岩)层的产状

　　煤层产状是指煤层在空间的位置及特征。煤层产状要素有走向、倾向和倾角，如图3-4所示。

　　ab——走向线;cd——倾向线;ce——倾斜线;α——煤层倾角;

　　1——煤层层面;2——水平面

　　(1)走向。煤层走向线是指煤层层面与水平面相交的线。走向线两端所指的方向称为走向。走向代表煤层在水平面中的延伸方向。

　　(2)倾向。煤层层面上与走向垂直的线称为倾斜线。倾斜线由高向低在水平面投影所指的方向称为倾向。

　　(3)倾角。煤层层面与水平面所夹的最大锐角称为倾角。

　　根据矿井开采技术的特点，煤层按倾角大致可分为4类：①近水平煤层，是指倾角为8°以下的煤层。②缓倾斜煤层，是指倾角为8°～25°的煤层。③倾斜煤层，是指倾角为25°～45°的煤层。④急倾斜煤层，是指倾角为45°以上的煤层。

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