第二節(jié) 煤礦地質(zhì)基本知識(shí)
一、煤層的形成與賦存特征
1.煤層的形成
在成煤的古地質(zhì)年代，大量的植物死亡后，堆積在停滯水體中的植物遺體經(jīng)泥炭化作用，轉(zhuǎn)變成泥炭或腐泥;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，經(jīng)成巖作用而轉(zhuǎn)變成褐煤;溫度和壓力逐漸增高，再經(jīng)變質(zhì)作用后轉(zhuǎn)變成煙煤至無(wú)煙煤。
2.煤層的形態(tài)與結(jié)構(gòu)
煤在地下通常是呈層狀埋藏的，煤層在空間的展布特征，稱為煤層形態(tài)。根據(jù)煤層在空間的連續(xù)情況，可分為層狀、似層狀、不規(guī)則狀、馬尾狀等煤層形態(tài)。煤層結(jié)構(gòu)是指煤層中夾矸的數(shù)量和分布特征。按是否含有夾矸層，常將煤層分為以下2種：
(1)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)煤層，是指不含夾矸的煤層。
(2)復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層，是指含有夾矸的煤層。
3.煤層的頂板與底板
(1)頂板。正常層序的含煤地層中覆蓋在煤層上面的巖層稱為頂板。根據(jù)巖層相對(duì)于煤層的位置和垮落性能、強(qiáng)度等特征的不同，頂板可分為偽頂、直接頂和基本頂3種如圖3-3所示。在采煤過(guò)程中，直接頂是頂板管理的重要部位。
偽頂是指位于煤層之上，隨采隨落的極不穩(wěn)定巖層。其厚度一般在0.5m以下，多由頁(yè)巖、碳質(zhì)頁(yè)巖組成，不易支護(hù)。
直接頂是指位于煤層或偽頂之上，具有一定的穩(wěn)定性，移架或回柱后能自行垮落的巖層。其厚度一般為1～2m，多由頁(yè)巖、泥巖、粉砂巖及少量的石灰?guī)r組成。
基本頂是指位于直接頂或煤層之上，通常厚度及巖石強(qiáng)度較大且難以垮落的巖層。基本頂一般只發(fā)生緩慢下沉，在采空區(qū)上方懸露一段時(shí)間，達(dá)到相當(dāng)面積之后才垮落一次，其巖性多為砂巖、礫巖和石灰?guī)r等堅(jiān)硬巖石。
(2)底板。正常層序的含煤地層中賦存于煤層之下的巖層稱為底板。底板可分為直接底和基本底(又稱老底)2種，如圖3-3所示。
直接底是指位于煤層之下硬度較低的巖層，厚度一般幾十厘米至幾米左右，通常為泥巖、頁(yè)巖或黏土巖。
基本底是指位于直接底或煤層之下較硬巖層，通常為厚層砂巖、石灰?guī)r等。
4.煤層的厚度
煤層厚度是指煤層頂、底板之間的垂直距離。
根據(jù)礦井開采的技術(shù)特點(diǎn)，煤層厚度可大致分為以下3類：
(1)薄煤層，是指厚度為1.3m以下的煤層。
(2)中厚煤層，是指厚度為1.3～3.5m的煤層。
(3)厚煤層，是指厚度為3.5m以上的煤層。
在實(shí)際工作中，習(xí)慣上把厚度大于8m的煤層稱為特厚煤層。
在復(fù)雜結(jié)構(gòu)的煤層中，煤層厚度可分為總厚度和有益厚度�？偤穸仁侵赴▕A矸在內(nèi)的全厚度;有益厚度是指除去夾矸的純煤厚度。
5.煤(巖)層的產(chǎn)狀
煤層產(chǎn)狀是指煤層在空間的位置及特征。煤層產(chǎn)狀要素有走向、傾向和傾角，如圖3-4所示。
ab——走向線;cd——傾向線;ce——傾斜線;α——煤層傾角;
1——煤層層面;2——水平面
(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。煤層層面上與走向垂直的線稱為傾斜線。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。
根據(jù)礦井開采技術(shù)的特點(diǎn)，煤層按傾角大致可分為4類：①近水平煤層，是指傾角為8°以下的煤層。②緩傾斜煤層，是指傾角為8°～25°的煤層。③傾斜煤層，是指傾角為25°～45°的煤層。④急傾斜煤層，是指傾角為45°以上的煤層。
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