不同地質構造條件下煤層的厚度關系研究

張建軍

摘 要：煤礦開采作為一項重要的工作，其主要影響條件之一的煤層厚度一直是研究分析的重點，要充分了解煤層厚度就要掌握該煤層的地質構造，因此，需要把煤層厚度與地質構造相關因素結合分析研究，本文從斷層構造狀況、褶皺構造狀況、巖漿入侵狀況等地質構造特征入手，分析了不同地質構造對煤層厚度的影響，表明地質構造與煤層厚度存在的關系，為煤礦開采、布局等提供一定的指導意義。

關鍵詞：地質構造;煤層厚度

0 引言

煤層厚度作為影響煤礦開采的重要因素之一，為了提升煤礦開采的效率和質量，需要預先對煤層厚度有效統計計算以便快速準確獲取煤礦的儲存量和排采布局，煤層厚度形成與地質構造存在一定的相關性，目前分析鑒定煤層厚度主要根據煤層的地質構造進行有效預測，因此，從地質構造入手研究煤層厚度具有重要的工程實踐意義，本文從影響煤層厚度的地質構造，如褶皺構造、斷層構造、沉積環境和巖漿巖的入侵，充分分析了不同地質構造對煤層厚度帶來的變化影響。

1 褶皺構造對煤層厚度的影響

褶皺構造是由于地殼運動時巖層的擠壓力長時間產生塑性形變，而產生的一種波狀彎曲構造狀態的構造[1]。它對于煤層厚度影響變化最明顯，原因就是該煤層本身結構疏松，在長期的擠壓力下，發生流動與變形，使煤層厚度薄厚不一，從而區域性的影響煤層厚度變化特征。褶皺構造一般是由多褶曲狀態構成，褶曲分為背斜和向斜兩種基本形態，它是由向斜、背斜和軸部三個部分組成的。如圖1所示，煤層受到擠壓力時來自水平方向時，褶曲兩翼的的擠壓力大于軸部的擠壓力，此時煤層就會從壓力大的地方流向壓力小的地方，導致軸向、背斜和軸部的煤層會增厚，兩翼煤層變薄，如圖1-a;反之，如果煤層受到擠壓力時來自垂直方向時就恰恰相反，軸向、背斜和軸部的煤層會增薄，兩翼煤層的厚度就會增加如圖1-b。煤層褶皺越劇烈，煤層厚度變化就越明顯。

2 斷層構造對煤層厚度的影響

煤層結構隨著巖層擠壓力變化而形變或流動，當這個力達到一定程度時或者超過其巖層受到的極限強度時，巖層就會表現出不連續性，就是所稱謂的斷裂結構，在斷裂面兩側會有巖塊不在同一平面結構上，會有一定的位移被稱為斷層，相反沒有位移或者位移不顯著的稱為節理，斷層和節理都被統稱為斷裂構造[2]。斷層結構是將原來連續的煤層結構間斷分開，破壞其連續性，斷層所產生的斷層分布、斷層產狀和斷層性質均會直接影響煤層厚度的，但是相比于褶皺構造所產生的的影響較小，被斷開的煤層夾雜著不同厚度的煤層，直接影響了煤礦開采難度、成本、效率等。

煤層經過斷層后，最直接的影響就是煤層厚度會發生比較大的變化，或薄或厚，當煤層發生褶曲伴生的斷層時，此時褶曲作為斷層的主要構造，斷層作為伴生構造，它對于煤層影響極為顯著，主要從兩個因素影響煤層厚度。第一，當主構造為向斜，就會產生閉合性的裂縫，這種結構的特點是完整性較好，破碎性較小，膠結性較好，含水量較少，影響煤層頂板能力小;第二，當主構造為背斜，就會產生明顯張性裂隙，這種結構的特點是完整性較差，破碎性較大，含水量較大，影響煤層頂板能力大。

煤層斷層結構又可以分為正斷層結構、逆斷層結構和層間滑動結構。煤層厚度變化一般發生在斷層區域附近，正斷層會發生斷層附近上、下煤層變薄，是由于煤層受到了外力的拉拖作用;而逆斷層會使煤層變厚，是由于煤層受到了逆掩重疊或擠壓聚集的作用[3]。層間滑動結構是發生在較疏松、軟性巖層，當它受到側向的壓力產生柔性流動和層間滑動，就會形成雞窩狀煤層。煤層滑動主要從提升煤層灰分和原生構造破壞煤層滑動鏡面兩個方面影響煤層性質。當發生煤層間滑動時，煤層會受到擠壓力，這種擠壓直接導致煤層厚度表薄，擠壓嚴重時就會產生褶皺構造，甚至破壞煤層進結構，這就是煤層間滑動會導致煤層的厚度變薄主要原因。即便是煤層被層間滑動鎖破壞，但是破壞的方式和結果仍有不同，可以分為三種類型滑動切蝕型、是剪切壓薄型、滑褶穿刺型[4]。總之，煤層厚度受斷層影響變化有一定規律，斷層的落差高度越大，煤層擴展拉伸的范圍越大，其變薄范圍也越大，煤層就會變薄。

3 沉積環境對煤層厚度的影響

地形是在一直發生變化，煤層厚度也會隨著定性、地勢發生較大變化，它對煤層厚度的影響較為顯著，煤層產狀變化的同時，底板變得極為不平整，但是頂板卻恰恰相反，極為平整。另外，由于巖層不斷生長，煤層一直處于一個動蕩期，這種活動會形成斷裂構造，斷裂后兩端的煤層同時還受煤層活動影響，兩端會出現不同程度的沉降，形成斷層差，下降的斷層一般來自比較厚的煤層，上升的煤層一般來自比較薄的煤層。

4 巖漿巖入侵對煤層厚度的影響

巖漿入侵是一種對煤層破壞性極強的情況，我國煤炭又有30%左右發生了巖漿巖入侵[5]，這種破壞極具有害意義，不僅使煤層的完整性、連續性破壞，吞飾煤層，從而使煤層厚度變薄，還會使煤層結構復雜化，侵入嚴重時會形成堅硬致密、無光澤的犬齒煤，直接影響煤炭的開采發掘工作，而且開采出的煤自身物理性質也受到的極大變化，這種煤的粘性低，失去了工業價值，對我們煤礦選址影響嚴重。不可否認巖漿入侵也會帶來有益的，部分煤層受到入侵后，發生熱變質，產生了多種不同的煤，豐富煤的種類，甚至熱變質適度時會產生很高的工業價值（下轉第256頁）（上接第254頁）的煉焦煤。總之，巖漿入侵對煤層影響極大，會直接影響煤層的形態、結構、厚度、乃至煤的性質

5 結論

引起煤層厚度變化的因素是多種多樣的，并不是某一因素直接決定或影響，而是多種原因綜合的結果。地質構造只是作為一種主要因素影響煤層的厚度，它對煤層厚度的影響主要有：褶皺構造、斷層構造、沉積環境以及巖漿巖的入侵對煤層厚度的影響，因此開采煤礦初期，可從地質構造對該礦煤層形態、結構、厚度、性質進行初步預估，為煤礦開采、布局等提供一定的指導意義。

參考文獻：

[1]劉偉，黃再樹.地質構造對煤層厚度的影響研究[J].河南科技，2012（08）：77.

[2]陳彥芳.淺析地質構造對煤礦開采的影響[J].黑龍江科技信息，2014，01：84.

[3]王鈺，羅子付.昭陽煤礦巖漿侵入特征及其對煤層的改造[J].煤炭科技，2006（1）：37-38.

[4]張慶功，孔祥福.地質構造對煤層厚度的影響[J].黑龍江科技信息，2013，34：117.

[5]李宏偉.嵩山井田二_1煤層厚度變化規律及其影響因素分析[J].中州煤炭，2009（6）.