煤田地質的煤層特征與煤層系統觀察

王新軍

（黑龍江省煤田地質二○四勘探隊，黑龍江七臺河154600）

煤田地質的煤層特征與煤層系統觀察

王新軍

（黑龍江省煤田地質二○四勘探隊，黑龍江七臺河154600）

煤層是煤資源地質分析的主體。煤層的層數、厚度、結構和形態及其變化等決定了煤田的價值，研究煤層的形成、煤層特征和煤層系統觀察和描述方法意義重大。

煤層；地質特征；觀察

1　煤層的形成

煤層位于頂底板巖層之間，是地殼運動的產物，是在地殼緩慢下降過程中由泥炭層轉變形成的。成煤植物體在泥炭沼澤中堆積后，經過生物化學變化發生泥炭化作用轉變為泥炭層；泥炭層被沉積物埋藏后，經過理化變化發生煤化作用轉變為煤層。泥炭沼澤中泥炭層、煤層形成的整個過程都與沼澤水位的升降密切相關。而沼澤水位的升降主要取決于植物體的堆積速度與沼澤基底的沉降速度。

1.1植物體堆積速度大致等于沼澤基底的沉降速度

沼澤水位相對穩定，不僅有利于植物生長，使泥炭層的形成得以持續進行，也有利于泥炭層的形成和保存及煤層的形成。

1.2植物體堆積速度小于沼澤基底的沉降速度，即不

足補償狀態

沼澤水位上升，覆水加深，植物難以生存；泥炭層形成會暫停，形成煤層頂板或夾矸。所以，不利于泥炭層的形成，但有利于泥炭層的保存；可能形成厚度不大的煤層圖。

1.3植物遺體堆積速度大于沼澤基底的沉降速度，即

過度補償狀態

沼澤水位相對下降，沼澤供水日趨困難；不僅不利于植物生長，還會使已堆積的泥炭層因暴露而遭分解，不利于泥炭層的形成、保存及煤層的形成。

影響沼澤水面升降的因素較多，如降雨量和蒸發量的變化、潛水面的上升和下降、地殼的升降運動等。其中，地殼升降運動具有較普遍的意義。

2　煤層的一般特征

2.1煤層的頂底板

是指位于煤層上下一定距離內的巖層。煤層頂底板的巖石特征、性質及厚度等對采掘工作有直接影響，研究它有助于確定頂板管理和巷道支護的方法。

煤層頂板。在地層層序正常時，直接覆于煤層上部一定距離內的巖層即為頂板。按頂板巖層變形和垮落的難易程度，可分為偽頂、直接頂及基本頂。

煤層底板。在地層層序正常時，直接伏于煤層下部一定距離內的巖層即底板。底板可分為直接底、基本底。直接底位于煤層之下，一般是在初沼澤地生長植物的土壤，其中往往含有植物根部化石，又稱為根土巖。厚度通常較小，僅數十cm，巖性以富含炭質的黏土巖最常見，還有泥巖等。基本底即“老底”。一般位于直接底之下。厚度較大，巖性常為砂巖、粉砂巖等。

2.2煤層的結構

煤層結構是煤層中是否含有層位穩定的夾矸及其相對位置和數量的總體特征。按煤層中有無較穩定的夾矸，可把煤層分為簡單結構和復雜結構。

簡單結構煤層。煤層中無層狀出現的較穩定的夾矸，但夾有不少較小的巖石透鏡體。簡單結構的煤層反映當初成煤時，沼澤中植物體的堆積一般是連續的。一般厚度較小的煤層是簡單結構煤層。

復雜結構煤層。有的一兩層，多的幾層甚至十余層。復雜結構煤層反映成煤時沼澤中植物體堆積曾發生一次或多次間歇。一般厚煤層或巨厚煤層往往是復雜結構煤層。夾矸是煤層中厚度大于5 cm、小于當地煤層最低可采厚度的巖石夾層。煤層中夾矸的巖性多種多樣，最常見的是炭質泥巖、黏土巖及粉砂巖，也有油頁巖、石灰巖及細砂巖等。夾矸的厚度不一，從幾cm到幾十cm。呈薄層狀、似層狀或透鏡狀。同一煤層的結構并不是固定不變的。不僅在不同的井田內，煤層的結構可能有變化；甚至在同一井田內，煤層的結構也可能有變化，夾矸數有增有減，夾矸厚度和巖性也在變化。

2.3煤層的厚度

煤層厚度有真厚度和偽厚度之分。煤層真厚度是煤層頂底板巖層之間的垂直距離；煤層偽厚度是煤層頂底板巖層之間的斜距。煤層鉛直厚度和煤層水平厚度兩種偽厚度非常重要。

按煤層結構把煤層真厚度劃分為總厚度、有益厚度及可采厚度。相關部門規定了一般地區煤層的最低可采厚度標準。煤層最低可采厚度，適用于一般地區；對于缺煤地區，可按當地需要另行規定。如有些礦區煤層較薄，且較為缺乏，為充分利用煤炭資源，最低可采厚度可適當降低。煤層厚度或煤分層厚度之和達到可采厚度即為可采煤層；否則，為不可采煤層。

2.4煤層的形態

煤層的形態是指煤層賦存的空間幾何形態。它反映了煤層厚度變化的大小和規律。按煤層在一個井田范圍內連續程度和可采情況，將煤層形態分為層狀、似層狀和不規則狀、馬尾狀。

2.5煤層的分類

煤層的厚度、傾角及其穩定性對煤礦開采技術影響較大。在地質工作中常按煤層的厚度、傾角等對可采煤層進行分類。

3　煤層系統觀察和描述方法

3.1對煤層塊煤煤樣的觀察

第一，煤層總體記錄觀察點的位置、觀察條件、編號、成煤時代、煤層名稱、煤層厚度及產狀等，概述煤層的穩定性、裂隙發育情況、夾矸分布及比例、煤層頂底板巖石性質和裂隙發育情況及與煤層接觸關系等。第二，在煤層厚度和結構有代表性的地點，選擇垂直于煤層面的新鮮平整并包括煤層頂底板在內的連續的煤層剖面，觀察煤層中鏡煤或亮煤的顏色、條痕色、光澤、內生裂隙等物理性質，初步確定煤的煤化程度。第三，確定宏觀煤巖組分，劃分宏觀煤巖類型，估計各煤巖組分在煤樣中的含量。注意觀察夾矸的層數和巖性，并把層位穩定、厚度大于1 cm的夾矸單獨劃分出來。按夾矸把煤層劃分成幾個自然層，對每一個自然煤分層，在垂直干燥層的新鮮斷面上以大于5cm的厚度對塊煤煤樣分層，對每一煤巖分層應在煤壁上做上記號；對有重要意義的標志層，如礦化煤、破碎煤、腐泥煤等應單獨分層。逐層估計光亮成分含量，確定煤的宏觀類型。當煤巖分層中光亮成分含量分別，依次叫作光亮型煤、半亮型煤、半暗型煤和暗淡型煤。第四，描述時注意各宏觀煤巖分層的橫向穩定性、煤巖組分組合特點、結構、構造、礦物質、包裹體成分和數量、各分層間接觸關系等，并采集煤巖測試樣品。第五，觀察煤中的礦物質分布及存在狀態，對煤塊樣中特征部分進行素描或照相。

3.2室內檢查和補充描述整理

野外工作條件差，需要在室內檢查現場的煤巖分層，對各分層的肉眼觀察特征作補充描述，繪制煤層煤巖柱狀圖，對代表性煤分層樣品進行照相和磨光觀察。

3.3采集煤巖研究的煤樣

按煤巖研究的需要可采取煤層柱狀煤樣、宏觀煤巖類型煤樣、光亮煤樣、煤層的全層混合煤樣，并注明采取煤樣的位置。

［1］佟凱.煤田地質與勘探.［M］.徐州：中國礦業大學出版社，2014.

［2］王華，嚴德天.煤田地質學簡明教程，［M］.武漢：中國地質大學出版社，2015.

Coal seam characteristics and systematic observation of coal geology

WANG Xin-jun
（Heilongjiang Coal Geology No.204 Exploration Team，Qitaihe 154600，China）

Coal seam is the subject of geological analysis of coal resource.Layers，thickness，structure，morphology and its changes of coal seam determine the value of the coal.To study the formation of coal seams，seam features，systematic observation and description method is of great significance.

Coal seam；Geological characteristics；Observation

王新軍（1987-），男（回族），黑龍江七臺河人，助理工程師，從事煤炭地質技術工作。

P618.11

A

1674-8646（2016）14-0016-02

2016-05-14