五、煤礦生產(chǎn)技術(shù)知識第三節(jié)班組長煤礦地質(zhì)知識須知一、煤層的形態(tài)結(jié)構(gòu)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(zhì)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(nèi)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(xiàn)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(jié)構(gòu)煤層的結(jié)構(gòu)是指煤層中夾矸的數(shù)量和分布特征(在多數(shù)煤層中，含有厚度較薄且有時(shí)不穩(wěn)定的巖層，稱為夾矸）。根據(jù)煤層中有無較穩(wěn)定的夾矸，將煤層分為兩類。

（1）簡單結(jié)構(gòu)煤層。簡單結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)煤層。簡單結(jié)構(gòu)煤層極易被開采，且煤質(zhì)好、灰分較低。(2)復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層。復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層是指煤層中含有夾研較多的煤層，且夾研層的層數(shù)、層位、厚度和巖性變化大，影響采掘工作面機(jī)械破煤，同時(shí)也會(huì)影響煤質(zhì)，使煤的灰分增高。通常厚度較大的煤層是復(fù)雜結(jié)構(gòu)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(shù)厘米，厚的可達(dá)上百米。煤層太薄時(shí)就失去了開采價(jià)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(shí)際工作中，習(xí)慣上將厚度大于6m的煤層稱作特厚煤層。4、煤層的產(chǎn)狀要素煤層的產(chǎn)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(jù)目前的開采技術(shù)，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(jī)械化程度影響極大。煤層傾角小，有利于采用綜合機(jī)械化采煤:相反，則很難采用機(jī)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?shù)装逡话闶怯缮皫r、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(zhì)頁巖、泥質(zhì)頁巖等硬度較低的巖層組成。在回采時(shí)隨落煤垮落。

(2)直接頂。直接頂位于偽頂或煤層(無偽頂時(shí)〉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(shí)垮落。（3）老頂。老頂又叫基本頂，一般指位于直接頂之上(有時(shí)也直接位于煤層之上）厚而堅(jiān)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(shù)煤層同時(shí)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(yùn)輸與工作支護(hù)，重者可使巷道遭受嚴(yán)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(jiān)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(zhì)構(gòu)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(nèi)也是連續(xù)完整的。由于地殼升降或水平方向的擠壓運(yùn)動(dòng)，使煤層的形態(tài)發(fā)生了變化，出現(xiàn)了傾斜、褶皺，有的還發(fā)生了斷裂或沿?cái)嗔衙娈a(chǎn)生了位移，使巖層失去了完整性。。地質(zhì)構(gòu)造可分為單斜構(gòu)造、裙皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造三大類型。(一)單斜構(gòu)造巖(煤）層受地質(zhì)作用力的影響，產(chǎn)生向一個(gè)方向傾斜的形態(tài)，這樣的構(gòu)造形態(tài)稱為單斜構(gòu)造。a特征：1.在地層層序沒有發(fā)生倒轉(zhuǎn)的情況下，地質(zhì)時(shí)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(gòu)造巖(煤〉層在地質(zhì)作用力的作用下發(fā)生變形，呈現(xiàn)波狀彎曲，但仍保持了巖層的連續(xù)性和完整性，這種構(gòu)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(gè)弧頂向上的彎曲，中心部分為老地層，兩側(cè)地層依次變新。2.向斜

在形態(tài)上為一個(gè)弧頂向下的彎曲，中心部分為新地層，兩側(cè)地層依次變老。世界上本沒有垃圾，只有放錯(cuò)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(gòu)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(gè)礦井開拓系統(tǒng)的褶曲構(gòu)造，它是礦井設(shè)計(jì)考慮的主要問題。有些大型裙曲，兩翼煤層距離較遠(yuǎn)，很難形成統(tǒng)一的生產(chǎn)系統(tǒng)，往往以褶曲頂部為界，形成兩個(gè)井田或幾個(gè)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(gòu)造的次一級伴生構(gòu)造。（3）小型槽曲。是指采面準(zhǔn)備飛過程中在巷道中見到的小裙曲。它會(huì)使煤層有時(shí)突然增厚，有時(shí)突然變薄，甚至不能繼續(xù)開來:它能使煤層產(chǎn)狀發(fā)生變化，給生產(chǎn)帶來一定影響:它能使工作面長度經(jīng)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(gòu)造1、斷裂構(gòu)造的概念當(dāng)長期作用在巖層上的構(gòu)造應(yīng)力達(dá)到或超過巖石的強(qiáng)度極限時(shí)將發(fā)生變形造成破裂和錯(cuò)動(dòng)，使巖層的連續(xù)完整性受