煤礦班組長地質知識須知

五、煤礦生產技術知識第三節(jié)班組長煤礦地質知識須知一、煤層的形態(tài)結構1、煤層的形態(tài)煤在地下通常是呈層狀埋藏的，但由于沉積環(huán)境不同以及后期地質作用力的影響，煤層的形態(tài)發(fā)生了變化，一般有層狀煤層、似層狀煤層和非層狀煤層。如圖1-1所示。

（1）層狀煤層。煤層在一定范圍內具有顯著的連續(xù)性，層位穩(wěn)定，煤層厚度變化有一定的規(guī)律。(2)似層狀煤層。煤層有一定的連續(xù)性，層位比較穩(wěn)定，煤層厚度變化較大，形狀像藕節(jié)或串珠等。（3）非層狀煤層。煤層連續(xù)性不明顯，層位極不穩(wěn)定，常有分叉現象，形狀像雞窩或扁豆等。我國西北、華北、東北、華東等地區(qū)主要礦區(qū)的煤層多為層狀煤層，在南方的礦區(qū)及地方小煤礦大都為似層狀煤層及非層狀煤層。2.煤層的結構煤層的結構是指煤層中夾矸的數量和分布特征(在多數煤層中，含有厚度較薄且有時不穩(wěn)定的巖層，稱為夾矸）。根據煤層中有無較穩(wěn)定的夾矸，將煤層分為兩類。

（1）簡單結構煤層。簡單結構煤層是指煤層中不含有夾研或含有夾矸很少的煤層。通常厚度較小的煤層是簡單結構煤層。簡單結構煤層極易被開采，且煤質好、灰分較低。(2)復雜結構煤層。復雜結構煤層是指煤層中含有夾研較多的煤層，且夾研層的層數、層位、厚度和巖性變化大，影響采掘工作面機械破煤，同時也會影響煤質，使煤的灰分增高。通常厚度較大的煤層是復雜結構煤層。如圖1-2所示。3.煤層的厚度煤層的厚度是指煤層頂、底板之間的垂直距離。由于成煤條件的不同，煤層的厚度差異也很大，薄的僅數厘米，厚的可達上百米。煤層太薄時就失去了開采價值。通常把煤層分為3類:薄煤層<1.3m中厚煤層1.3~3.5m厚煤層>3.5m在實際工作中，習慣上將厚度大于6m的煤層稱作特厚煤層。4、煤層的產狀要素煤層的產狀要素是指走向、傾向、傾角。如圖1-3所示。

（1）走向煤層走向線是指煤層層面與水平面相交的線。走向線兩端所指的方向稱為走向。走向代表煤層在水平面中的延伸方向。（2）傾向煤層層面上與走向線垂直的線叫傾斜線。傾斜線由高向低在水平面投影所指的方向稱為傾向。(3)傾角煤層層面與水平面所夾的最大銳角稱為傾角;傾角大小反映煤層在空間的傾斜程度。傾角的變化范圍在0°~90°之間。根據目前的開采技術，煤層按傾角大致可分為以下四類:近水平煤層傾角在8°以下的煤層緩傾斜煤層傾角在8°~25°的煤層傾斜煤層傾角在25°~45°的煤層急傾斜煤層傾靠在45°可以上的煤層煤層傾角的大小對采煤方法及機械化程度影響極大。煤層傾角小，有利于采用綜合機械化采煤:相反，則很難采用機械化。二、煤層的頂、底板位于煤層上面的巖層稱頂板位于煤層下面的巖層稱底板。爆層頂底板一般是由砂巖、粉砂巖、泥巖、頁巖、黏士巖或石灰?guī)r等組成。由于巖性和厚度等不同，在回采過程中破裂、冒落的情況也不一樣。為此，按頂板與煤層相對位置及垮落難易程度、可將煤層頂板分為偽頂、直接頂和老頂(又稱基本頂)，把底板分為直接底和老底。如圖1-4所示。

（1）偽頂。偽頂是緊貼在煤層之上，極易垮落的裝在巖層厚度一般小于0.5m，常由碳質頁巖、泥質頁巖等硬度較低的巖層組成。在回采時隨落煤垮落。

(2)直接頂。直接頂位于偽頂或煤層(無偽頂時〉之上，一般由一層或幾層厚度不定的泥巖、頁巖、粉砂巖等比較容易垮落的巖層所組成，一般能隨回柱放頂在采空區(qū)及時垮落。（3）老頂。老頂又叫基本頂，一般指位于直接頂之上(有時也直接位于煤層之上）厚而堅硬的巖層，常由砂巖、石灰?guī)r、砂礫巖等巖層所組成。老頂能在采空區(qū)維持很大的懸露面積而不隨直接頂垮落。多數煤層同時具有偽頂、直接頂和老瑣，但有的煤層只有直接頂而沒有偽頂和老頂，也有的煤層沒有偽頂和直接頂，煤層上面就是老頂。(4)直接底。直接底是指位于煤層之下厚度較薄(約0.2~0.4m)的巖層，常由泥巖、頁巖、黏土巖等組成。如果直接底的巖性是遇水后膨脹的黏土巖，可造成巷道底鼓與支架插底，輕者影響巷道運輸與工作支護，重者可使巷道遭受嚴重破壞。(5)老底。老底位于直接底或煤層之下，一般由砂巖或石灰?guī)r等堅固巖層所組成。有的煤層不面沒有直接底，緊貼著老底。三、礦井地質構造及分類煤層生成的初期，一般都是水平的或近水平的，在一定的范圍內也是連續(xù)完整的。由于地殼升降或水平方向的擠壓運動，使煤層的形態(tài)發(fā)生了變化，出現了傾斜、褶皺，有的還發(fā)生了斷裂或沿斷裂面產生了位移，使巖層失去了完整性。。地質構造可分為單斜構造、裙皺構造和斷裂構造三大類型。(一)單斜構造巖(煤）層受地質作用力的影響，產生向一個方向傾斜的形態(tài)，這樣的構造形態(tài)稱為單斜構造。a特征：1.在地層層序沒有發(fā)生倒轉的情況下，地質時代較新的巖層疊覆在較老的巖層之上。2.巖層的厚度為該巖層頂面與底面之間的垂直距離。露頭的水平寬度取決于巖層的厚度和地面坡度的變化。(二)裙皺構造巖(煤〉層在地質作用力的作用下發(fā)生變形，呈現波狀彎曲，但仍保持了巖層的連續(xù)性和完整性，這種構造形態(tài)稱為裙皺。一、褶曲的基本類型

褶曲包括向斜和背斜兩種基本類型：

1.背斜

在形態(tài)上為一個弧頂向上的彎曲，中心部分為老地層，兩側地層依次變新。2.向斜

在形態(tài)上為一個弧頂向下的彎曲，中心部分為新地層，兩側地層依次變老。世界上本沒有垃圾，只有放錯了地方的東西！不對稱背斜----寧夏賀蘭山奧陶系寧夏石炭井礦區(qū)發(fā)育的褶皺構造2、褶曲大小的類型可分為大型褶曲、中型褶曲和小型褶曲三類。（1）大型裙曲。是指影響井回劃分和整個礦井開拓系統(tǒng)的褶曲構造，它是礦井設計考慮的主要問題。有些大型裙曲，兩翼煤層距離較遠，很難形成統(tǒng)一的生產系統(tǒng)，往往以褶曲頂部為界，形成兩個井田或幾個井田。

(2)中型褶曲。是指影響采區(qū)布置的褶曲，它是大型裙曲構造的次一級伴生構造。（3）小型槽曲。是指采面準備飛過程中在巷道中見到的小裙曲。它會使煤層有時突然增厚，有時突然變薄，甚至不能繼續(xù)開來:它能使煤層產狀發(fā)生變化，給生產帶來一定影響:它能使工作面長度經常變化，對正規(guī)循環(huán)作業(yè)、頂板管理等帶來一定的困難。（三）斷裂構造1、斷裂構造的概念當長期作用在巖層上的構造應力達到或超過巖石的強度極限時將發(fā)生變形造成破裂和錯動，使巖層的連續(xù)完整性受