不同地质构造条件下煤层的厚度关系研究

张建军

摘 要：煤矿开采作为一项重要的工作，其主要影响条件之一的煤层厚度一直是研究分析的重点，要充分了解煤层厚度就要掌握该煤层的地质构造，因此，需要把煤层厚度与地质构造相关因素结合分析研究，本文从断层构造状况、褶皱构造状况、岩浆入侵状况等地质构造特征入手，分析了不同地质构造对煤层厚度的影响，表明地质构造与煤层厚度存在的关系，为煤矿开采、布局等提供一定的指导意义。

关键词：地质构造;煤层厚度

0 引言

煤层厚度作为影响煤矿开采的重要因素之一，为了提升煤矿开采的效率和质量，需要预先对煤层厚度有效统计计算以便快速准确获取煤矿的储存量和排采布局，煤层厚度形成与地质构造存在一定的相关性，目前分析鉴定煤层厚度主要根据煤层的地质构造进行有效预测，因此，从地质构造入手研究煤层厚度具有重要的工程实践意义，本文从影响煤层厚度的地质构造，如褶皱构造、断层构造、沉积环境和岩浆岩的入侵，充分分析了不同地质构造对煤层厚度带来的变化影响。

1 褶皱构造对煤层厚度的影响

褶皱构造是由于地壳运动时岩层的挤压力长时间产生塑性形变，而产生的一种波状弯曲构造状态的构造[1]。它对于煤层厚度影响变化最明显，原因就是该煤层本身结构疏松，在长期的挤压力下，发生流动与变形，使煤层厚度薄厚不一，从而区域性的影响煤层厚度变化特征。褶皱构造一般是由多褶曲状态构成，褶曲分为背斜和向斜两种基本形态，它是由向斜、背斜和轴部三个部分组成的。如图1所示，煤层受到挤压力时来自水平方向时，褶曲两翼的的挤压力大于轴部的挤压力，此时煤层就会从压力大的地方流向压力小的地方，导致轴向、背斜和轴部的煤层会增厚，两翼煤层变薄，如图1-a;反之，如果煤层受到挤压力时来自垂直方向时就恰恰相反，轴向、背斜和轴部的煤层会增薄，两翼煤层的厚度就会增加如图1-b。煤层褶皱越剧烈，煤层厚度变化就越明显。

2 断层构造对煤层厚度的影响

煤层结构随着岩层挤压力变化而形变或流动，当这个力达到一定程度时或者超过其岩层受到的极限强度时，岩层就会表现出不连续性，就是所称谓的断裂结构，在断裂面两侧会有岩块不在同一平面结构上，会有一定的位移被称为断层，相反没有位移或者位移不显著的称为节理，断层和节理都被统称为断裂构造[2]。断层结构是将原来连续的煤层结构间断分开，破坏其连续性，断层所产生的断层分布、断层产状和断层性质均会直接影响煤层厚度的，但是相比于褶皱构造所产生的的影响较小，被断开的煤层夹杂着不同厚度的煤层，直接影响了煤矿开采难度、成本、效率等。

煤层经过断层后，最直接的影响就是煤层厚度会发生比较大的变化，或薄或厚，当煤层发生褶曲伴生的断层时，此时褶曲作为断层的主要构造，断层作为伴生构造，它对于煤层影响极为显著，主要从两个因素影响煤层厚度。第一，当主构造为向斜，就会产生闭合性的裂缝，这种结构的特点是完整性较好，破碎性较小，胶结性较好，含水量较少，影响煤层顶板能力小;第二，当主构造为背斜，就会产生明显张性裂隙，这种结构的特点是完整性较差，破碎性较大，含水量较大，影响煤层顶板能力大。

煤层断层结构又可以分为正断层结构、逆断层结构和层间滑动结构。煤层厚度变化一般发生在断层区域附近，正断层会发生断层附近上、下煤层变薄，是由于煤层受到了外力的拉拖作用;而逆断层会使煤层变厚，是由于煤层受到了逆掩重叠或挤压聚集的作用[3]。层间滑动结构是发生在较疏松、软性岩层，当它受到侧向的压力产生柔性流动和层间滑动，就会形成鸡窝状煤层。煤层滑动主要从提升煤层灰分和原生构造破坏煤层滑动镜面两个方面影响煤层性质。当发生煤层间滑动时，煤层会受到挤压力，这种挤压直接导致煤层厚度表薄，挤压严重时就会产生褶皱构造，甚至破坏煤层进结构，这就是煤层间滑动会导致煤层的厚度变薄主要原因。即便是煤层被层间滑动锁破坏，但是破坏的方式和结果仍有不同，可以分为三种类型滑动切蚀型、是剪切压薄型、滑褶穿刺型[4]。总之，煤层厚度受断层影响变化有一定规律，断层的落差高度越大，煤层扩展拉伸的范围越大，其变薄范围也越大，煤层就会变薄。

3 沉积环境对煤层厚度的影响

地形是在一直发生变化，煤层厚度也会随着定性、地势发生较大变化，它对煤层厚度的影响较为显著，煤层产状变化的同时，底板变得极为不平整，但是顶板却恰恰相反，极为平整。另外，由于岩层不断生长，煤层一直处于一个动荡期，这种活动会形成断裂构造，断裂后两端的煤层同时还受煤层活动影响，两端会出现不同程度的沉降，形成断层差，下降的断层一般来自比较厚的煤层，上升的煤层一般来自比较薄的煤层。

4 岩浆岩入侵对煤层厚度的影响

岩浆入侵是一种对煤层破坏性极强的情况，我国煤炭又有30%左右发生了岩浆岩入侵[5]，这种破坏极具有害意义，不仅使煤层的完整性、连续性破坏，吞饰煤层，从而使煤层厚度变薄，还会使煤层结构复杂化，侵入严重时会形成坚硬致密、无光泽的犬齿煤，直接影响煤炭的开采发掘工作，而且开采出的煤自身物理性质也受到的极大变化，这种煤的粘性低，失去了工业价值，对我们煤矿选址影响严重。不可否认岩浆入侵也会带来有益的，部分煤层受到入侵后，发生热变质，产生了多种不同的煤，丰富煤的种类，甚至热变质适度时会产生很高的工业价值（下转第256页）（上接第254页）的炼焦煤。总之，岩浆入侵对煤层影响极大，会直接影响煤层的形态、结构、厚度、乃至煤的性质

5 结论

引起煤层厚度变化的因素是多种多样的，并不是某一因素直接决定或影响，而是多种原因综合的结果。地质构造只是作为一种主要因素影响煤层的厚度，它对煤层厚度的影响主要有：褶皱构造、断层构造、沉积环境以及岩浆岩的入侵对煤层厚度的影响，因此开采煤矿初期，可从地质构造对该矿煤层形态、结构、厚度、性质进行初步预估，为煤矿开采、布局等提供一定的指导意义。

参考文献：

[1]刘伟，黄再树.地质构造对煤层厚度的影响研究[J].河南科技，2012（08）：77.

[2]陈彦芳.浅析地质构造对煤矿开采的影响[J].黑龙江科技信息，2014，01：84.

[3]王钰，罗子付.昭阳煤矿岩浆侵入特征及其对煤层的改造[J].煤炭科技，2006（1）：37-38.

[4]张庆功，孔祥福.地质构造对煤层厚度的影响[J].黑龙江科技信息，2013，34：117.

[5]李宏偉.嵩山井田二_1煤层厚度变化规律及其影响因素分析[J].中州煤炭，2009（6）.