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煤矿地质基本知识 山东煤矿安全技术培训中心采矿教研室 高 娟 煤矿地质基本知识 一、煤层埋藏特征 （一）煤层的形成 煤层是地壳运动的产物，它是在地壳缓慢下降过程中由泥炭层经煤化作用转变而成的。 （1）当沼泽中植物遗体堆积的泥炭形成速度和地壳沉降速度大体一致时，泥炭层会不断加厚，长期持续的均衡状态，就会形成厚煤层或巨厚煤层。 （2）当地壳沉降速度大于植物遗体堆积速度时，植物来不及供应，泥炭堆积也就停止，在原有泥炭层之上沉积了泥砂质的碎屑沉积物，成为煤层顶板或为煤层中的夹矸。 （3）当地壳沉降速度小于植物遗体堆积速度时，沼泽供水条件逐渐困难，植物遗体堆积停止，并可使原已堆积的泥炭层也遭受风化剥蚀，从而形成薄煤层。 （二）、煤层的顶、底板 煤层顶、底板岩石的性质、强度及含水性对采煤工作有直接影响，它是确定巷道支护方式、选择采空区处理方法的重要依据。 1）顶板：根据岩性、厚度及采煤过程中垮落的难易程度，顶板可分为三种类型。 （1）伪顶：直接位于煤层之上，多为几厘米至十几厘米厚的炭质泥岩，富含植物化石，在采煤过程中，常常随采随落，不易维护。 （2）直接顶：覆盖在伪顶之上的岩层，常为数米厚的粉砂岩、页岩、泥岩等，比伪顶稳定，在采煤过程中，经常在采过一段时间后自行垮落，少数砂岩层需要进行人工放顶。 （3）老顶：位于直接顶之上的岩层，一般为厚层的粗砂岩、砾岩或石灰岩，采空后，较长时间内不易垮落，仅发生缓慢变形。 2）底板：分为直接底和老底两种类型。 （1）直接底：直接位于煤层之下的岩层，厚数十厘米，多为富含植物根化石的泥岩和泥质页岩。由于这种岩石遇水后膨胀，容易引起底鼓现象，可造成运输线路或巷道支架的破坏。 （2）老底：位于直接底之下，常为厚层状砂砾岩或石灰岩。 煤层顶、底板的发育程度受当时沉积作用和后期构造运动的影响，因此不同地区的煤层顶底板性质及发育程度不同，有的煤层顶底板发育完好，几种类型的顶底板都有，有的煤层缺少某种类型的顶板或底板。 （三）煤层结构 是指煤层中是否含有岩石夹层。煤层结构有两种：简单结构煤层，即煤层中不含夹矸层；复杂结构煤层，即煤层中含有夹矸层，复杂结构是由于地壳的波状振荡运动形成的。 （四）煤层的形态 是指煤层赋存的几何状态。按其成层的连续程度，以及可采面积与不可采面积之比，煤层形态分为以下几种： 1、层状煤层：煤层在一个井田范围内呈连续层状，层位稳定，厚度变化小，且有一定的规律性。 2、似层状煤层：煤层层位比较稳定，有一定的连续性，煤层厚度变化较大，无一定的规律性。似层状煤层包括藕节状、串珠状、瓜藤状等。 3、不规则状煤层：连续性很差，分叉尖灭现象普遍；煤层厚度常常变化，局部可采，无规律可循。常见的不规则状煤层有鸡窝状、扁豆状、透镜状。 （五）煤层的厚度 根据煤层结构将煤层厚度分为： （1）总厚度：是指煤层顶、底板之间各煤分层和夹石层厚度的总和。 （2）有益厚度：是指煤层顶、底之间各煤分层厚度的总和。 （3）可采厚度：是指达到国家规定的最低可采厚度以上的煤分层厚度之和。 由于煤层厚度的上同，其采煤方法亦不相同，将煤层按厚度分为以下3类： 薄煤层 1·3m 中厚煤层 1·3～3·5m 厚煤层 3·5m 在生产中，习惯上将厚度大于6m的煤层称为特厚煤层。 二、地质构造及其对煤矿生产的影响 （一）岩层的产状要素 岩层在地壳中的空间位置和产出状态，称为岩层的产状，通常是用岩层的走向、倾向及倾角等产状三要素来表示。 1、走向:煤层层面与水平面的交线称为走向线，走向线的方向就是走向。 2、倾向：在煤层层面上，与走向线垂直且向下延深的直线叫倾斜线，倾斜线的水平投影所指的方向称为煤层的倾向。 3、倾角：煤层层面与水平面所夹的锐角。 岩层产状要素在煤矿生产中的意义： 井下巷道虽多，但基本上根据岩层产状布置。 沿走向布置的巷道有：集中运输大巷、水平巷、工作面顺槽、回风巷等； 沿倾向方向布置的巷道有：石门、上山、下山、开切眼等； 煤层倾角的大小，对采煤方法的选择有较大影响。如倾斜、缓倾斜煤层，一般采用走向长壁采煤法；近水平煤层一般用倾斜长壁采煤法；急倾斜煤层可用倒台阶采煤法等。另外，井下许多巷道的布置、坡度一般要根据需要和