煤层的厚度变化及原因
第二节煤层的厚度变化及原因
煤层厚度是指煤层顶底板岩石之间的垂直距离。根据煤层结构，煤层厚度可分为总厚度、有益厚
度和可采厚度。煤层总厚度是顶底板之间各煤分层和夹层厚度的总和；有益厚度是指煤层顶底板之间
各煤分层厚度的总和；可采厚度是指在现代经济技术条件下适于开采的煤层厚度。按照国家目前有关
技术政策，根据煤种、产状、开采方式和不同地区的资源情况等规定的可采厚度的下限标准，称为最
低可采厚度。达到最低可采厚度以上的煤层，称可采煤层(图4-6)。
不同煤层的厚度有很大差别，薄者仅数厘米，俗
称煤线，厚者可达二百多米。考虑到开采方法的不
同，可采煤层的厚度可分为五个厚度级：煤厚0.3～
0.5米为极薄煤层；0.5～1.3米为薄煤层；1.3～3.5
米为中厚煤层，3.5～8.0米为厚煤层；大于8米的
为巨厚煤层。
图4-6煤层的厚度煤层厚度是影响煤矿开采的主要地质因素之
一，煤层厚度不同，采煤方法亦不同；煤层发生分岔、变薄、尖灭等厚度变化，直接影响煤炭储量的
落实和煤矿正常生产。因此，研究煤层厚度变化的规律就成为煤田地质工作的重要课题之一。
煤层厚度的变化是多种多样的，但就其成因来说，可以分为原生变化和后生变化两大类。原生变
化是指泥炭层堆积过程中，在形成煤层顶板岩层的沉积物覆盖以前，由于各种地质作用的影响而引起
的煤层形态和厚度的变化；泥炭层被新的沉积物覆盖以后或煤系形成之后，由于构造变动、岩浆侵入、
河流剥蚀等地质作用所引起的煤层形态和厚度的变化，则称后生变化，现分别阐述如下。
一、煤层厚度的原生变化
煤层厚度的原生变化，主要包括聚煤坳陷基底不均衡沉降引起的煤层分岔、变薄、尖灭，沉积环
境和古地形对煤层形态和煤厚的影响以及河流、海水对煤层的同生冲蚀等。
（一）聚煤坳陷基底不均衡沉降引起的煤厚变化
煤系形成过程中，聚煤坳陷基底的沉降常常是不均衡的，如沼泽基底的差异性运动，同沉积褶皱、
同沉积断裂以及差异小振荡运动等，对于煤层的形态和厚度变化无不产生深刻的影响。
东北地区一些晚侏罗一早白垩世煤田，由于聚煤坳陷基底的差异性沉降运动，形成典型的“马尾
状,煤层。盆地边缘受同沉积盆缘断裂控制，沉降速度快，含煤岩系以洪积一冲积相粗碎屑岩为主，盆
地内部相对比较稳定，主要为湖泊、沼泽相沉积。从盆地中部向盆地边缘，煤层的形态和厚度变化大
致可划分为三个带：第一为厚煤带，层数少，厚度大，有时可达几十米至上百米，煤层结构比较复杂；
第二为煤层分岔带，煤层层数加多，厚度变薄，向盆缘方向呈马尾状撒开；第三为煤层尖灭带，煤层变薄、尖灭，被粗碎屑岩所代替(图4-7)。
图4-7辽宁阜新煤田煤层厚度变化
聚煤坳陷内部，往往发育有次级的隆起和凹陷，即发育同沉积背斜和同沉积向斜，对煤层形态和厚度起着明显的控制作用。由于构造分异和沉积补偿之间的不同情况，煤层的发育也是多种多样的。常常可以见到，聚煤盆地内部的同沉积背斜，造成深水盆地中的浅水地带，沼泽持续发育，基底沉降和植物遗体堆积相适应，出现厚煤带，煤层向同沉积背斜两侧分岔、变薄、尖灭，例如辽宁阜新煤田所见到的那样。但也可以出现相反的情况，即次级凹陷部位，湖沼相持续发育，而隆起部位洪积冲积相发育，此时含煤岩系和煤层厚度成正比，在凹陷部位形成厚煤层，向相对隆起部位变薄、尖灭。因此，煤厚变化和同沉积褶皱的关系，应联系具体的聚煤古地理环境加以判别。
辽宁田师傅煤矿早、中侏罗世含煤岩系形成过程中，发育北北东向的同沉积褶皱(图4-8)，中部为魏家岭隆起，东西两侧为同方向伸展的次级坳陷。坳陷核部及其仰起部位泥炭沼泽相发育，煤层较厚；而隆起顶部河流冲积相比例增大，煤层变薄甚至尖灭。后期构造是聚煤期古构造的继续和发展，后期构造形态和同沉积构造大体吻合。
不仅聚煤坳陷内同沉积褶皱对煤层的形成有控制作用，同样，聚煤坳陷内的同沉积断裂活动，也控制着煤层的发育和形态。在有同沉积断裂活动的煤田，在垂直断裂走向方向上。煤系的厚度变化很大，尤其是在断裂两侧，厚度常出现突变。岩相变化也往往很大。至于煤层本身，在泥炭堆积最有利的地段形成厚煤带，厚煤带方向常与断裂带走向一致，而向两侧，则迅速变薄、分岔、尖灭，甚至形成“马尾状”煤层。
聚煤坳陷的基底在沉降过程中，还伴随有小型的振荡运动，由于幅度和频率的差异，也会使煤层发生分岔。但一般规模不大，常常是某些地段煤层发生分岔，过了分岔带，煤层又慢慢合并。
图4-8辽宁田师傅煤矿早、中侏罗世煤系第四含煤段岩相一厚度图
一般说来，聚煤坳陷基底不均衡沉降引起的煤层厚度变化，具有明显的方向性和分带性：沿隆起和凹陷的走向，煤层厚度比较稳定；相反，垂直隆起和凹陷的走向，煤层急剧分岔，以至尖灭。这种煤层形态和厚度的方向性与聚煤坳陷内部发育的断裂和褶皱具有密切关系；煤层形态和厚度的分带性，又与煤系的岩性岩相分带相一致。因此，研究聚煤坳陷基底不均衡沉降对煤层形态和厚度变化的影响时，岩性和岩相分析方法是十分有用的。
（二）沉积环境和古地形对煤厚的影响
泥炭层堆积时，泥炭沼泽所处的古地理位置、泥炭沼泽复杂的形态和发育的不均衡性等，对煤层形态和厚度变化有深刻的影响。
沼泽基底不平引起煤层加厚、变薄或尖灭，是常见现象。在泥炭堆积初期，首先在低洼的地方堆积了植物遗体，形成的泥炭层是彼此隔绝的。随着泥炭层逐渐堆积加厚，整个沼泽才连成一片，由于沼泽基底不平而造成了煤层厚度的很大变化。
图4-9湖北早二迭世梁山组煤层形态
图4-9是湖北某地早二迭世梁山组煤层形态素描。梁山组沉积基底为中石炭世黄龙灰岩。黄龙灰岩长
期经受风化溶蚀，形成凸凹不平的岩溶地貌，泥炭沼泽形成于早二迭世海侵的初期，煤层赋存在黄龙灰岩的风化面上。梁山组沉积初期，尤其是底部“一煤”沉积时，首先在溶蚀凹地里聚积泥炭，随着泥炭层堆积加厚，凹地不断被填平补齐，泥炭沼泽面积进一步扩大，遂使互相隔绝的泥炭层连成一片，形成藕节状煤层。有时由于成煤环境变化迅速，有些岩溶凹地刚被泥炭层填满后，
即被顶板沉积物所覆盖，便形成煤包。
沼泽基底不平引起煤厚变化的特点是：煤层底图4-10辽宁阜新下层煤与底板接触关系板或基底岩层呈不规则起伏，煤层顶板却比较平整，煤层厚度在短距离内变化较大，并且厚度变化较大的煤层常位于煤系底部或下部。基底古地形低洼处煤层较厚，在较高的凸起部位煤层变薄甚至尖灭。在煤层与底板岩石接触面上，煤层的分层或层理被底板凸起部分所截止，上下分层呈超复关系(图4-10)。
滨海地带发育的泥炭沼泽，一般是处于砂洲砂坝和三角洲前缘砂体的内侧（靠陆方向）以及泻湖海湾地带。广阔而稳定的滨海沼泽中形成的煤层，在较大范围内，可以看到煤层向海和向陆地方向的逐渐变薄、尖灭(图4-11)。
在滨海沼泽的发育过程中，由于局部沉积环境的变化而引起沉积分异和泥炭沼泽发育的
图4-11 湖南新化地区早石炭世煤系煤层的原生尖灭
1一石灰岩；2-含植物化石泥岩；3-含动物化石记岩；4-石英砂岩；5-煤层；6-夹矸
不均衡，可使煤层发生分岔或变薄尖灭。山东滕县煤田某井田，晚石炭世太原组的沉积环境比较均衡，“四煤”和“一灰”的层位，厚度都比较稳定(图4-12)。至早二迭世山西组“三煤”沉积时，由西到东，泥炭的聚积环境发生了明显的分异。西部泥炭沼泽持续发育，形成了厚达10米以上的复杂结构煤层；由此向东，在形成“三煤”的过程中，泥炭沼泽环境一度被过渡相所代替，“三煤”分岔为“三下”、“三上”两层，并逐渐变薄、尖灭。东部过渡相砂质沉积物厚达二、三十米。这种沉积环境的更替，如果具有区域性规律可能有一定的构造背景。
图4 -12 山东滕县煤田某区煤层分岔示意图
有时由于海岸形态的多样性，滨海平原狭长或者由于海水进退频繁等原因，滨海沼泽可能星罗棋布，互相隔绝，发育不均衡，形成的煤层形态复杂，呈透镜状、串珠状或不规则的煤包，厚度变化很大。我国南方某些地方的二迭纪煤系中的一些不稳定煤层，可能由此造成。
由内陆湖盆演变而来的泥炭沼泽中形成的煤层，其形态和厚度变化比较复杂，大型的内陆湖盆，或面积虽小但湖水较深的湖盆，泥炭沼泽往往只发育在湖泊近岸附近或湖滨分流冲击平原，向湖心则为深水湖泊相沉积物所代替（图4-13）。这时，由盆地边缘的厚煤带向盆地中心，煤层变薄尖灭，渐为泥岩、炭质泥岩或油页岩所代替。
面积较小的湖沼中，有时在湖沼中部形成厚乃至巨厚煤层，向盆地边缘变薄、尖灭，如我国西南地区的一些新生代煤系，常见这种类型。
图4-13 云南某矿5线剖面图
由于内陆盆地四周被剥蚀区所环绕，河系发育，常常发生迁移和演变，煤层形态和煤厚变化特点也因地而异。
在开阔的河谷、河漫滩洼地、牛轭湖基础上发育起来的泥炭沼泽，由于地形复杂和河流变迁，
一般泥炭沼泽持续的时间短促，形成的煤层往往为不连续的透镜体，短距离内迅速变薄尖灭。由于泥炭沼泽的发育依附于河流的演变，泥炭堆积最丰富的地带往往分布在较为平坦的河漫滩上和河流交汇、分流地带。随着河流的变迁，沿河流延伸方向，往往形成一系列厚煤带和薄煤带（图4-14，图4-15）。
图4 -14河谷沼泽形成透镜状煤层示意图图4-15 京西某矿一槽煤走向、倾向变化图
（三）煤层的同生冲蚀
煤层的同生冲蚀是指泥炭层堆积过程中河流、海浪等对泥炭层的冲蚀。
泥炭沼泽中发育的河流，一般规模不大，弯弯
曲曲，支流较多，因而沉积物在平面上常呈蜿
蜒曲折的条带，在剖面上则呈透镜状(图4-16)。
图4 -16泥炭沼泽同生河流示意图泥炭沼泽中发育的河流，从沼泽边缘向内部渐行消逝。所以在邻近沼泽边缘形成的煤层中，河流沉积物常呈夹层或串珠状，而在沼泽内部形成的煤层中则呈单个透镜体出现。
河流同生冲蚀使煤层局部变薄，夹石增多。河流同生冲蚀的沉积物一般为砂质岩、粉砂质岩与煤层有共同的顶板。冲蚀面积和深度较小，个别情况下可能切断煤层，在河流冲蚀带附近煤层遭受原始氧化，光泽变暗，灰分增高。
图4-17是淮南某矿B11槽煤层上分层受同生冲蚀的实例。B11槽煤层上分层顶底板均为泥岩，煤层被冲蚀部分为粉砂岩。冲蚀带宽约20米，长约230米，剖面上呈透镜状。
沼泽中堆积的泥炭，遭受海水冲蚀的现象，在我国山东，山西等地的煤田中有所发现。常见煤层直接顶板为灰岩。由于泥炭层遭受海水冲蚀的结果，使煤层表面形成许多大小不等的凹坑和槽沟，一般深度为0.4～0.6米。煤层开采后，灰岩顶板显示冲蚀坑的外模凹凸不平，俗称“蛤蟆顶”,(图4-18)。有的地方海蚀比较严重，在一定范围内，能使煤层几乎完全缺失。华东地区有的煤矿，煤层顶板为滨
海或过渡相砂岩，底部多煤砾和泥岩包体，与煤层呈冲蚀接触，既是冲蚀泥炭层的后期沉积物，又是煤层的直接项板。据研究，可能是滨海浅水区海水冲蚀所致。这种冲蚀造成的无煤区和河流冲蚀不同，往往方向不定，冲蚀范围较广，无煤区块块散布，煤层多具截然缺失的特点。海水的同生冲蚀对煤层
的破坏在某些地方可有较大的规模，值得注意。
图4 -17淮南某矿B11槽煤层同生冲蚀图4-18山东、山西某些煤田煤层海蚀现象二、煤层厚度的后生变化
煤层厚度的后生变化，主要包括河流对煤层的剥蚀，褶皱和断裂等构造变动引起的煤层加厚和变薄，岩浆侵入吞食煤层和引起煤厚的不规则变化以及冰川活动对煤层的挤压刨蚀，岩溶作用形成的柱状陷落等。分述如后：
（一）煤层的后生冲蚀
煤层和煤系形成以后，伴随地壳的抬升和河流的发育，煤层和含煤岩系常常遭受河流的切割剥蚀。河流的这种后生剥蚀，对煤层的破坏作用可以达到很大的规模，以致形成宽几十米、几百米，长数公里、十几公里的薄煤带和无煤带，在某些煤田成为造成煤厚变化的主要地质因素。
煤层遭受河流的后生剥蚀时，煤层的正常顶板也遭到剥蚀，出现河床相砂岩、砾岩等粗碎屑岩，其底部常含砾石、泥质岩包体、煤屑和碳化树干，并呈定向排列。砂砾岩与煤层的接触面凹凸不平(图4-19)，冲刷面附近的煤，一般光泽暗淡，后生裂隙发育，常见有方解石、石膏等矿物充填，煤的灰分增高。
图4-19 四川永荣矿区河流剥蚀素描图
河流的后生剥蚀在平面上沿着古河流方向呈带状分布，由于河床弯曲或分支合流，常使无煤带或变薄带呈现相应的多种多样形态。有时，在无煤带中间还残存着孤立的“煤岛”。开滦唐山矿开采中证实(图4-20)：Ⅲ号断层以南，山西组“五煤层”曾遭受古河流剥蚀。“五煤层”一般厚1.5～2米，正常的直接顶板为湖泊相泥岩、粉砂岩或砂岩；煤层受河流剥蚀部分，直接顶板为河床相细砾岩、粗砂岩，切割煤层正常顶板和部分煤层，出现薄煤带和无煤带。
图4-20唐山矿五煤层顶板岩相图
1一河流砂砾沉积物相；2一湖泊砂质沉积物相；3一湖泊泥质粉砂质沉积物相；4一煤层不可采带；5一岩相界线；6一煤层等厚线；7一河流流向；8一断层线；9 —已回采区边界
河流的后生剥蚀，根据煤层顶板岩性岩相特征和冲刷接触关系，较易识别。但是依据煤田地质勘探或煤矿生产中少数揭露点，圈定河流剥蚀煤层的分布范围，却不是很容易的事情。一般可以根据沉积物特征和接触关系加以判断，如河流携带碳化树干的排列方向，冲蚀砂岩的斜层理和砾石、泥岩包体排列方位，可以大致推定古河流流向；冲蚀砂岩切割煤层接触面的形态特征，可以帮助判断古河床的弯曲，如图4-19两侧下切不对称，东陡西缓，就是由于不大的河曲所造成。上述一些标志，有助于圈定冲蚀带的范围，但由于多种因素的影响，这些判别标志的应用有一定的局限性。由于河流的延伸方向和发育特点，往往受着古构造和古地形的控制，为了摸清古河流的来龙去脉，就需要进一步研究煤层沉积前后的古地理环境与地壳运动的历史。
有时，冰川作用也是破坏煤层的地质因素之一。第四纪以来，地球上曾出现过多次冰期，冰川的分布范围很广。欧州某些第三纪褐煤煤田，因埋藏较浅而受到冰川不同程度的破坏。有的上部受到冰川的刨蚀(图4-21)，有的由于冰川的移动，煤层上部受挤压，褶皱呈马蹄状或呈底辟构造(图4-22)。据报导，我国内蒙有的煤田曾见有“冰楔,的现象，而我国西部现代冰川发育地区也可能找到煤层遭受冰川刨蚀的例子。
图4-21德国、英国某些煤田冰川刨蚀煤层示意图图4-22冰川揉皱的褐煤层（德国）
（二）构造变动引起的煤厚变化
构造变动引起煤层形态和厚度变化是极为普遍的现象。
由于煤层本身比较松软，在构造应力的影响下，容易发
生塑性流变，产生煤层的局部加厚、变薄、尖灭或煤层
和顶底板互相穿插现象。引起煤层厚度变化的构造形式
主要有三种：即以褶皱为主的变化；以断裂为主的变
化以及断裂和褶皱两者兼具的复杂变化。
较大规模的褶皱引起的煤层加厚和变薄，一般在褶曲轴
部增厚，褶曲翼部变薄，乃至尖灭。在平面上具有一定
的方向性：垂直压应力方向，沿褶皱轴走向呈带状延伸，图4-23 福建某矿褶皱作用引起的煤厚煤层加厚带和变薄带相伴出现。图4-23是福建某矿褶皱引起变化1-煤层变厚带（厚度>2米）；2-煤层煤厚变化情况。构造形态为一东翼倒转的倾伏背斜并被次一变薄带（厚度＜0.5）；3-煤层；4-背斜轴；褶皱复杂化。5-倒转产状
煤层加厚带（煤厚一般大于2米）和变薄带（煤厚一般小于0.5米）相间出现，与褶皱部位和形态密切相关，并沿褶皱轴向北北东延展。
对煤层形态和厚度变化影响最显著的是不协调褶曲。地层受到挤压后，由于岩石力学性质和应力状态不同，各自产生了幅度不同、形态不一的褶曲变形。这种不协调褶曲中所夹的软岩层（尤其是煤层）容易形成不规则增厚带或变薄带。江西某矿根据不协调褶曲的形成机理，在开采中发现了若干大煤包(图4-24)。
图4-24江西某矿不协调褶曲引起的煤厚变化
a-向顶板方向突起的；b-向底板方向突起的
有些煤田小型波状褶曲十分发育，由于层间滑动的扭力作用，使煤层局部压薄和增厚。湖南永耒煤田，小型褶皱十分发育，煤层厚度变化甚大，一般是在底板呈小背斜处，煤层变薄；在向斜处，煤层加厚呈煤包（图4-25）。
图4-25湖南永耒煤田某矿溜煤上山剖面图
当小型褶皱幅度很小时，仅影响煤层及其顶板（或底板），而煤层的底板（或顶板）产状仍保持正常，即所谓“顶裙底不褶”或.，底褶顶不褶”的现象，使煤层厚度呈波状变化（图4-26）。
图4-26湖南某矿牛筋炭底板褶皱引起的煤厚变化
断裂构造对煤层厚度的影响，表现为断层无煤带或沿断裂面及其两侧的厚度变化带。一般情况下，张性、张扭性断层常由于引张拖曳作用而出现煤层变薄带（图4-27）。在压性、压扭性断裂面的两侧有可能出现逆掩重迭或挤压聚集的煤层加厚带（图4-28）。引捩作用引起的煤层厚度变化常沿断层走
向呈窄条带状分布。
图4-27，开滦唐山矿5254工作面断层与煤厚变化素描图
当煤系受到构造变动时，由于煤、岩层的岩石力学性质的差异，在同一应力场中，往往出现不同的形变效应、煤层顶底板产生脆性变形，产生断裂，而在煤层中则产生塑性流动，产生褶曲。常常见到一系列小断层，当其延伸到煤层后，即渐行消失，而代之小褶曲，造成煤层局部压薄，俗称“顶压”或“底鼓”，对中、煤层的开采往往带来困难（图4-29）。有时煤层受到强烈挤压后，煤沿顶底板的裂隙贯入顶、底板岩石之中，或顶底板岩石碎块被压入煤层之中，煤层呈极不规则的形态（图4-30）。
4-28江西某矿逆断层使B4煤层增摩素描图图4-29山西某矿顶压现象
图 4-30 山东坊子矿煤层贯入底板素描图
断裂和褶皱常是互相伴生的，煤层厚度变化既有断裂作用的影响，也有褶皱作用的影响，煤层厚度和形态呈现非常复杂的面貌，分岔、合并、增厚、变薄现象十分频繁，煤层常呈透镜状、瓜藤状、藕节状、串珠状等（图4-31）。
构造变动引起的煤厚变化，常具下列特征：煤层原始结构被破坏，出现层间揉皱和滑动镜面，在构造复杂的地段煤呈碎粒状、鳞片状和粉末状，煤的光泽变暗，灰分增高；煤层增厚带和变薄带相间出现，并沿主要构造线呈狭长条带状分布；煤、岩层常出现不协调褶曲，有时煤，岩层互相穿插，至使煤层呈各种不规则形态，这种变化与构造形态和所处构造部位密切相关；研究构造变动引起的煤厚变化，要特别注意不同构造部位、压性结构面展布的方位和煤层的关系，通过系统的地质构造研究，可以预测煤厚变化和煤层形态变化的规律。
图4 -31 湖南某矿瓜藤状煤层
（三）岩浆侵入对煤层的影响
我国东部中、新生代的岩浆活动十分强烈，火成岩分布非常广泛，岩浆侵入煤层也是常见的地质现象。如辽宁阜新、河北兴隆、山东淄图4-31 湖南某矿瓜藤状煤层博、陶枣、坊子，安徽淮北及东南沿海诸省的一些矿区等。由于煤层是煤系中比较薄弱的部分，因此，岩浆很容易侵入煤层。岩浆侵入煤层，使煤层形态、厚度发生很大变化，使煤层结构、煤质遭受严重破坏,有时煤层被大片吞食或变成天然焦，而丧失工业价值。
煤层中的火成岩一般为浅成岩或脉岩类，常见的有：花岗斑岩、石英斑岩、细晶岩、正长斑岩、微晶闪长岩、闪长玢岩以及辉绿岩、煌斑岩等。其产状主要为岩墙和岩床两种。
岩墙斜穿或垂直煤层，在平面上呈长条状延伸，常常沿断裂成组出现，一般对煤厚影响不大(图4-32)。当岩墙很厚时，则造成较宽的无煤带。
侵入煤层的岩床，形态多种多样。常见的有似层状、层状、指状或呈大小不等的串珠状、透镜状。当岩浆侵入煤层时，常以断裂为通道，同时往往有选择性地侵入到厚煤层中（图4-33）。有时岩浆顺煤层与其顶底板的界面侵入而成为煤层的直接顶底板。厚度较大
图4-32山东淄博矿区某矿辉绿岩墙分布图图4-33山东陶庄矿岩浆沿断裂侵入厚煤层示意图
的似层状、层状的岩体对煤层影响较大，有时能把煤层大部或全部吞食，或使其变为天然焦（图4-34），使一部分围岩也发生变质，泥岩角岩化或绿泥石化，砂岩石英岩化。不规则透
图4-34山东某矿北225煤巷岩浆吞食煤层素描图
图4-35 山东坊子矿闪长玢岩侵入煤层素描图
镜状，指状岩体使煤层的形态，结构和厚度产生极不规则的变化，影响生产的正常进行（图4-35）。岩体的形态虽然十分复杂，但也有一定的规律可寻，一般接近岩浆来源区，岩体呈层状、似层状，厚度大，常吞食煤层；远离岩浆来源区，呈不规则透镜状，饼状；而在边缘地带岩体多呈树枝状，串珠状。在较大范围内，可以见到岩体分岔和侵入层位逐渐抬高的现象。
研究火成岩在煤层中的分布范围和规律，首先要通过大量的观测，摸清岩浆活动的规律。岩浆侵入和构造断裂有密切的成生联系，不但岩墙的分布受构造断裂的控制，就是岩床亦常以断裂为天然通道。因此，对火成岩的研究与构造断裂的研究应当结合起来进行。摸清岩浆侵入的大体方向，有助于预测火成岩的分布范围、形态特点和对煤层的破坏程度，有助于在大片岩浆吞食煤层的地段发现被包藏着的较好的煤层。
（四）岩溶作用形成的无煤陷落柱
当煤系的下伏岩系为石灰岩、白云岩、石膏等可溶性岩矿层时，由于流动地下水的长期溶蚀作用，形成了大量的岩溶洞穴，且其规模愈来愈大，在上复岩系的重力作用下,溶洞上复的煤层及其围岩逐渐垮落，产生塌陷现象，叫做岩溶陷落(图4-36)。塌陷体呈一柱体，习惯称之为“陷落柱”。陷落柱有大有小，截面直径为数米、数十米甚至数百米。柱状陷落使煤层的连续性遭到破坏，使矿山地质条件复杂化。陷落柱密集的井田，甚至完全丧失开发价值。
陷落柱具有一系列的特征，易与构造变动相区别。柱状陷落均被上复的岩、煤碎块所充填，棱角明显，形状很不规则，大小不一，杂乱无章，并为粘土充填胶结；陷落柱与围岩的接触面，界线分明，
图4-36岩溶作用形成柱状陷落示意图
多呈锯齿状折线；常见红色铁质沉积物以及钙质或高岭石沉积物等充填。陷落柱一般呈上小下大的柱状体，但在含水较多较松散的岩层中，则见有上大下小的漏斗状陷落柱。陷落柱的发育受构造和水文地质条件控制，常沿构造线排布，时常在两组断裂交汇处发育，在平面上具有带状分布的特点。岩溶体积愈大，地下水的排泄条件愈好，陷落柱的塌陷高度愈大，反之愈小。陷落柱的中心轴与岩层层面近似垂直，上煤层如遇到陷落柱，则下煤层在相应部位上也一定会出现，且规模更大，并向上山方向偏移。陷落柱规模较大时，可直达地表，地貌上或呈圆形凸包，或为环形凹地。
我国华北石炭二迭纪含煤建造形成于奥陶纪灰岩的古老侵蚀面上，陷落柱比较发育，尤以汾河流域的太原西山和霍县两个煤田最为严重。华南晚二迭世龙潭组，其下伏岩系亦有灰岩，因而陷落柱亦有所见。在陷落柱发育的地区研究地质构造和水文地质条件，查明岩溶发育规律，对掌握陷落柱分布规律和指导生产具有实际意义。
以上列举了煤层厚度的原生变化和后生变化，并简要地阐明了引起煤厚变化的地质因素。然而，自然界常常出现多种因素联合迭加的现象，例如地壳不均衡沉降引起煤层分岔，但同时也造成了泥炭堆积环境的分异，使煤层形态、厚度变化进一步复杂化。至于煤层原生变化又被后期构造变动、河流剥蚀等所改造的现象则更为常见。这些引起煤层厚度变化的地质因素也不是彼此孤立的，它们是地壳运动的不同表现形式。研究煤厚变化就要善于从煤层形态和厚度变化现象的观察入手，寻找引起变化的原因，从多种因素中把握其内在联系和找出主要原因，抓住变化规律，用以指导地质勘探和煤矿生产实践。
煤层的厚度变化及原因
第二节煤层的厚度变化及原因 煤层厚度是指煤层顶底板岩石之间的垂直距离。根据煤层结构，煤层厚度可分为总厚度、有益厚 度和可采厚度。煤层总厚度是顶底板之间各煤分层和夹层厚度的总和；有益厚度是指煤层顶底板之间 各煤分层厚度的总和；可采厚度是指在现代经济技术条件下适于开采的煤层厚度。按照国家目前有关 技术政策，根据煤种、产状、开采方式和不同地区的资源情况等规定的可采厚度的下限标准，称为最 低可采厚度。达到最低可采厚度以上的煤层，称可采煤层(图4-6)。 不同煤层的厚度有很大差别，薄者仅数厘米，俗 称煤线，厚者可达二百多米。考虑到开采方法的不 同，可采煤层的厚度可分为五个厚度级：煤厚0.3～ 0.5米为极薄煤层；0.5～1.3米为薄煤层；1.3～3.5 米为中厚煤层，3.5～8.0米为厚煤层；大于8米的 为巨厚煤层。 图4-6煤层的厚度煤层厚度是影响煤矿开采的主要地质因素之 一，煤层厚度不同，采煤方法亦不同；煤层发生分岔、变薄、尖灭等厚度变化，直接影响煤炭储量的 落实和煤矿正常生产。因此，研究煤层厚度变化的规律就成为煤田地质工作的重要课题之一。 煤层厚度的变化是多种多样的，但就其成因来说，可以分为原生变化和后生变化两大类。原生变 化是指泥炭层堆积过程中，在形成煤层顶板岩层的沉积物覆盖以前，由于各种地质作用的影响而引起 的煤层形态和厚度的变化；泥炭层被新的沉积物覆盖以后或煤系形成之后，由于构造变动、岩浆侵入、 河流剥蚀等地质作用所引起的煤层形态和厚度的变化，则称后生变化，现分别阐述如下。 一、煤层厚度的原生变化 煤层厚度的原生变化，主要包括聚煤坳陷基底不均衡沉降引起的煤层分岔、变薄、尖灭，沉积环 境和古地形对煤层形态和煤厚的影响以及河流、海水对煤层的同生冲蚀等。 （一）聚煤坳陷基底不均衡沉降引起的煤厚变化 煤系形成过程中，聚煤坳陷基底的沉降常常是不均衡的，如沼泽基底的差异性运动，同沉积褶皱、 同沉积断裂以及差异小振荡运动等，对于煤层的形态和厚度变化无不产生深刻的影响。 东北地区一些晚侏罗一早白垩世煤田，由于聚煤坳陷基底的差异性沉降运动，形成典型的“马尾 状,煤层。盆地边缘受同沉积盆缘断裂控制，沉降速度快，含煤岩系以洪积一冲积相粗碎屑岩为主，盆 地内部相对比较稳定，主要为湖泊、沼泽相沉积。从盆地中部向盆地边缘，煤层的形态和厚度变化大 致可划分为三个带：第一为厚煤带，层数少，厚度大，有时可达几十米至上百米，煤层结构比较复杂；
煤层号
采矿证指定的开采煤层为8，9，10，16#煤层;划定矿区范围内可采煤层为8，9，10号煤层，从表4—1可以看出，可采煤层中：9号煤层可采为9—2号煤层，16号煤层中可采为16—2号煤层，因此本核实报告只对上述4个煤层进行叙述。 二。指定开采煤层分述 1，8号煤层 赋存于下二叠统P1SX1地层上部，，煤层厚度0.90—1.97米，平均厚度1.49米，区域属主要开采煤层，煤矿范围属全区可采煤层。 三。煤层 一，含煤性 该区含煤地层为上石炭统太原组和下二叠统山西组，共含煤20层，自上而下编为1—19号。上石炭统太原组第一岩段含14，15，16，17，18，19号煤层，称丙煤组，14号煤层为薄煤层或煤线，只个别点可采，16号煤层全区发育，为主要可采煤层，15，17—1号煤层属局部可采煤层，18号煤层为薄煤层，局部沉积。第二岩段含11，12，13号煤层，下二叠统山西组第一段含7，8，9—1，9—2，10号煤层，称乙煤组，其中7号煤层为薄煤层及煤线，局部沉积，9—2，10号煤层全区较发育，为全区主要开采煤层，8号煤层为局部可采煤层，第二岩段含5，6号煤层，第三，四岩段含2，3，4号煤层，称甲煤组，为薄煤层或煤线，仅个别点可采。
含煤地层平均总厚171.83米，平均煤层总厚15.01米，含煤系数8.7%，煤层结构属复杂至简单。 煤矿范围内含煤14层，煤层厚度，可采情况，煤层间距见表4—1. 矿区范围拐点坐标： 点号X坐标Y坐标 1 1，4382820.00 36408000.00 2，4382820.00 36407000.00 3，4383200.00 36407000.00 4，4383200.00 36407460.00 5，4383675.00 36407450.00 6，4383610.00 36406657.00 7, 4384720.00 36406610.00 8, 4384550.00 36407325.00 9, 4384165.00 36407370.00 10, 4383320.00 36408000.00 剔除16号煤层面积 1，4383200.00 36407460.00 2，4383200.00 36407000.00 3，4382820.00 36407000.00
第三章 含煤地层与煤层
第三章含煤地层与煤层 第一节含煤地层 我省的聚煤时期有四期：一是石炭二叠纪月门沟群（包括石炭世本溪组、早二叠世太原组、山西组及石盒子组下部地层）；二是早中侏罗世淄博群的坊子组；三是古近纪的五图群和新近纪临朐群的山旺组；四是零星分布的第四纪泥炭层。现对各时期含煤地层岩石特征和分布规律分述如下： 一、石炭二叠纪含煤地层 图3.1.1 山东省石炭系—三叠系露头分布及地层区划图（采用山东岩石地层） 1．月门沟群；2．石盒子组；3．石千峰组；4．二马营组；5．重要断层；6．二级、三级地层分区界线；7．鲁西地层分区； 8．济南—淄博地层小区；9．济宁—临沂地层小区；10．华北平原地层分区；11．鲁东地层分区我省石炭二叠纪煤系地层在沂沭断裂带以西普遍分布，沂沭断裂带中，仅
有零星分布（如莒县）（图3.1.1），断裂带以东未见古生代地层发育。在鲁西，无论是鲁中隆起区，还是鲁西南坳陷区、鲁西北坳陷区，石炭二叠系均广泛分布，只是后期由于受历次构造运动抬升，而剥蚀作用的强度不一，各地石炭二叠系的保留厚度有很大差别。其中除淄博、章丘等煤田保留较全外，其它大部分煤田，石盒子组中、上部地层及石千峰群多被剥蚀，石盒子组以下含煤地层，一般都有所保留。在鲁西北地区，在聊考及齐广断层的作用下，新生界喜山期盖层下陷幅度很大，石炭二叠系埋藏较深，剥蚀和保存的情况还不甚清楚，据胜利油田的钻孔资料分析，在凹陷的某些地区，可能有晚二叠世晚期的地层保留（图3.1.2）。 b） （一）石炭纪含煤地层－本溪组（C y 我省的石炭系与华北其它地区一样，缺失下石炭世地层，只发育上石炭世本溪组。主要是一套陆表海碳酸盐台地与泻湖、堡岛体系相交替的含煤沉积建造。沉积厚度差别较大,一般总厚 8～60ｍ。在鲁西广泛分布，多被上覆地层所掩盖，仅有淄博、新汶等地有出露。现叙述如下： 主要由紫色、黄绿色泥岩、页岩为主，夹铝质页岩、铝土矿，底部常具不规则铁矿层，上部偶夹黄灰色砂岩，局部含薄煤层。以奥陶系古风化界面为界，与马家沟组平行不整合或(微角度)不整合接触。同时由于该古风化的剥蚀面凹凸不平，致使本组沉积厚度各地变化较大，有时即使在同一煤田，其厚度也同样不稳定，一般厚为8～60ｍ。沂沭断裂带以西的本溪组厚度自西向东和向东北、东南有增厚之趋势。而且本组底部普遍发育有紫色铁质泥岩（山西式铁矿层）、黄灰－灰白色铝土质泥岩、高岭石粘土岩，及青灰－灰白色铝土岩(Ｇ层铝土岩)，将这段铁铝岩系称湖田段。局部地区(枣庄、新汶、沾化一带)湖田段之上的碎屑岩变薄或尖灭，湖田段即相当于本溪组，自南向北时代由老至新。与下伏马家沟组平行不整合接触，顶以太原组最底部一层稳定分布的灰岩(草埠沟灰岩或徐家庄灰岩)之底为界与之整合接触。常见植物化石有：Linopteris brong- niartii，Neuropteris gigantea，Bergeria等。属晚石炭世。 主要矿产有铝土矿、硬质耐火粘土矿、Ｇ层铝土岩中伴生镓元素。 （二）二叠纪含煤地层 我省的二叠纪含煤地层有早二叠世太原组、山西组、石盒子组中下部地层。
煤层最低开采厚度及回采率的规定
中华人民共和国国家发展和改革委员会令 第17号 为合理开发和保护煤炭资源，提高煤炭资源回采率，根据《中华人民共和国煤炭法》及有关规定，我委对《生产矿井煤炭资源回采率暂行管理办法》（煤炭工业部令〔1998〕第5号）进行了修订，形成了《生产煤矿回采率管理暂行规定》，现予发布，自2013年1月9日起施行。 主任张平 2012年12月9日
生产煤矿回采率管理暂行规定 第一章总则 第一条为合理开发和保护煤炭资源，提高煤炭资源回采率，根据《中华人民共和国煤炭法》及有关规定，制定本规定。 第二条本规定适用于在中华人民共和国境内从事煤炭生产的煤矿企业。 第三条煤矿企业应当执行煤炭开采相关规定，遵循合理开采程序，加强煤炭资源管理，达到本规定要求的煤炭资源回采率。 第四条煤矿企业主要负责人对本企业生产煤矿回采率负第一责任人责任，总工程师负技术责任。 第五条国家发展改革委、国家能源局负责全国生产煤矿回采率的监督管理。 县级以上地方人民政府煤炭行业管理部门负责本行政区域内生产煤矿回采率的监督管理。 第六条煤矿设计单位应当严格执行有关规定，采区设计回采率不得低于本规定的要求。 第二章回采率标准 第七条生产煤矿回采率的确定应当坚持安全效益、分类指导的原则，煤矿企业必须合理开采煤炭资源。 第八条煤矿企业必须开采井田范围内的可采煤层。可采煤层的标准如下表： 区实际情况制定。 第九条具备下列情形之一的可采煤层，经具有相关资质单位论证并报请省级煤炭行业管理部门批准，可以不采或者暂时不采： （一）具有重大灾害威胁的（水、火、冲击地压、煤与瓦斯突出等）； （二）受地质构造影响严重、岩浆侵蚀破坏严重、不稳定煤层局部达到可采厚度的孤立块段，开采其他煤层又不会造成破坏的； （三）受其他煤矿、煤层开采影响，无法安全开采或者开采极为困难的。
超厚煤层分布与成因模式_胡社荣
0引言 从煤炭开采的角度，可采煤层的厚度可分为5个厚度级：煤厚0.3~0.5m 为极薄煤层；0.5~1.3m 为薄煤层；1.3~3.5m 为中厚煤层；3.5~8.0m 为厚煤层；大于8m 的为巨厚煤层[1]。然而，澳大利亚的吉普斯兰盆地的煤层总厚700多m ，单层煤厚230m ；加拿大哈溪煤田二号露天区煤厚510m ；我国胜利煤田胜利东二号露天煤矿6煤层厚244.7m ，三个煤层在聚煤中心区近于合并，煤层最厚处达320.65m ；我国吐哈盆地沙尔湖坳陷西山窑组总煤厚301m ，单层煤厚 217.4m 。有人将单层煤厚度超过60m 的称之为超厚 煤层[2]，也有人将40m 作为超厚煤层的起点[3]。石炭纪至新近纪，各纪都有煤层厚度超过40m 的超厚煤 层发育。人们从不同的角度对煤层的成因进行研究， 特别是对巨厚煤层的成因，提出了多种成因模式。研究这类超厚煤层的成因，对于盆地内煤炭资源的勘探与开采，乃至于煤田地质学理论与聚煤规律学说皆具有重要的意义。 本文就世界单层煤厚度大于40m 的煤田（矿区）的情况与其成因模式作一简单阐述。 1世界超厚煤层分布 自石炭纪以来至新近纪，世界上煤层单层厚度超过40m 的煤田或煤矿区的一些简要情况如表1所示[1～15]。从超厚煤层的分布规律来看，古近-新近纪是超厚煤层发育最多的时代。 2超厚煤层成因 关于煤层的成因，有“原地堆积”和“异地堆积”之说；在解释厚煤层形成的原因时，也经历了含煤地层“旋回说”到运用“层序地层学”解释煤层成因的阶段。对于厚度大于8m 的巨厚煤层，尤其是煤层单层厚度大于40m 的超厚煤层，其成因研究文献较少。 作者简介：胡社荣，男，教授，中国矿业大学（北京）地球科学与测绘 工程学院。 收稿日期：2011-01-05责任编辑：唐锦秀 超厚煤层分布与成因模式 胡社荣1，蔺丽娜1，2，黄灿1，彭纪超1，陈大野1，郝国强1 （1.中国矿业大学，北京100083；2.中国科学院地质地球物理研究所，北京100029） 摘要：煤厚的分级主要是从煤炭开采的角度来确定的，大于8m 的厚煤层一概以巨厚煤层来称之。世界上，煤层总厚最大的是澳大利亚的吉普斯兰盆地，总厚达到700多米；加拿大哈溪煤田二号露天区则为单层煤厚最大的矿区，煤厚达510m ；中国内蒙古自治区胜利煤田胜利东二号露天煤矿，单层(6煤层)厚达244.7m ，总煤厚达320.65m 。从沉积、层序地层与构造诸角度出发，依据现代泥炭堆积与阴沉木堆积等现象进行厚煤层的成因研究，对异地成煤及一些超厚煤层的成因模式进行了介绍和初步评价。关键词：超厚煤层；单层煤厚；累计煤层总厚；成因模式中图分类号：P618.11 文献标识码：A Distribution and Genetic Model of Extra-thick Coal Seams Hu Sherong 1,Lin Lina 1,2,Huang Can 1,Chen Daye 1and Hao Guoqiang 1 (1.China University of Mining and Technology (Beijing),Beijing 100083;2.Institute of Geology and Geophysics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100029) Abstr act:Coal thickness gradation is mainly from coal mining point of view,thick coal seams thicker than 8m have a general designation of extra-thick coal seam.The Gippsland Basin in Australia has thickest total thickness of coal seams in the world;it can be 700m more as high.The No.2surface coalmine,Hat Creek coalfield,Canada is the mine area with largest single seam thickness of 510m.The Shengli East No.2surface coalmine,Shengli coalfield,Inner Mongolia,China has single seam (No.6coal seam)thickness of 244.7m,total coal thickness 320.65m.Start from deposition,sequence stratigraphy and structural points of view,based on modern peat and buried wood accumulations carried out thick coal seam genetic study.Finally the paper has introduced and preliminarily assessed allochthonous coal-forming and some extra-thick genetic models. Keywords:extra-thick;single coal seam thickness;accumulated total coal seam thickness;genetic model 中国煤炭地质 COAL GEOLOGY OF CHINA Vol．23No．01Jan ．2010 第23卷1期2011年1月 文章编号：1674－1803（2011）01－0001－05 doi ：10.3969/j.issn.1674-1803.2011.01.01
7煤层地质情况
7煤层地质情况 是区内主要的可采煤层,也是辅助标志层(B 辅)；位于煤系的上部,上距5-3煤层底界10.5～29.0m ，平均21.63m ；下距10煤层顶界5.5～20.5m ，平均10.79m 。 该煤层见煤点共63点，煤层总厚1.00～3.43m,平均2.33m ，一般2.00～2.60m ；大于1.30m 占90%；大于2.00m 者占68%；大于2.00m 者分布于井田东西两区域。有益厚度1.00～3.06m ，平均2.20m 。可采性指数为100%、煤层的变异系数为23.7%，属稳定型煤层（表3-10）。 表3-10 7煤层厚度稳定性评价表 7煤层为简单至较简单结构，含矸石者占41%，含矸1～2层，绝大多数含矸1层，一般位于煤层中部，矸石者总厚0.07～0.89m ，平均0.30m ；含矸点主要横向分布在井田中部，见图4.2.5～3；据本次勘探统计岩性为泥岩，偶见粘土岩。 该煤层的直接顶板以粉砂质泥岩为主，其次是泥质粉砂岩、泥岩，少数为粉砂岩、细砂岩；未见伪顶。直接底板以泥质粉砂岩、泥岩、粉砂质泥岩为主，其次是细砂岩，少数点见粉砂岩；偶见伪顶，岩性为泥岩。 综上所述，7煤层层位稳定，全区发育，属全区可采的稳定型中厚煤层。控制程度高(表3-11)，煤层对比可靠，煤层厚薄区域划分较清楚，该煤层与1、3煤层同属本井田最主要可采煤层。 表3-11 7煤层控制程度表(以总厚度统计) 7煤层瓦斯 可燃物瓦斯含量为7.00～21.11ml/g ，平均12.97ml/g ；煤的瓦斯含量为5.25～16.12ml/g ，平均9.45ml/g ；瓦斯成分：CH 4为67.98～98.39%、平均91.09%；C 02～ C 0 8为0.35～2.48%、平均1.01%；CO 2为0.16～1.92%、平均1.14%；N 2平均2.44%。
如何根据煤层的厚度确定工作面的长度和走向
1、如何根据煤层的厚度确定工作面的长度和走向？ 答：放顶煤条件下，工作面走向一般为1000~2000m，工作面长度一般为100~200m。 2、放顶煤条件下，如何根据顶板性质布置巷道（不同用途的巷道位置、数量）？答：放顶煤条件下，一般煤层厚、储量较大，工作面走向较长，回采工作面相应的服务时间也较长。该条件下，确定矿井开拓方式（不同用途的巷道位置、数量）必须要考虑顶板的性质。通常开拓巷道、准备巷道布置在煤层底板岩石中，回采巷道布置在煤层中（跟煤层底板）；顶板岩性较差、矿山压力较大时，要增大巷道的支护强度，同时工作面回采期间，要加强巷道的维护。 3、放顶煤如何软化煤层？ 答：对煤层注水。 4、放顶煤条件下，怎样在煤体中进行瓦斯抽放？ 答：从瓦斯抽放时间上讲，采用采前预抽（2~3年）、边采边抽、采空区抽放；从位置上讲，采用高位抽放、本煤层抽放、相邻煤层抽放；从措施上讲，采用开采解放层、区域性抽放、局部性抽放。 5、放顶煤条件下，如何进行通风、瓦斯管理？ 答：放顶煤条件下，工作面需要风量大、瓦斯涌出量高。因此，必须加强通风、瓦斯管理。（1）、工作面一般采用“M”型、“W”型通风系统；（2）、工作面供风量1500~2000m3/min。必要时，还要加大工作面供风量；（3）、加强工作面、巷道的清理、维护，确保工作面通风断面；（4）、加强通风系统管理，确保系统稳定、可靠；（5）、工作面安设瓦斯监测监控系统，在工作面进风侧、回风侧、采煤机、工作面回风流中安设瓦斯探头。必要时，在工作面上还要加装瓦斯监测
监控探头；（6）、严格瓦斯检查管理制度，设专人按《煤矿安全规程》要求定时、不定时、定点、不定点检查工作面上、中、下、上隅角以及瓦斯涌出较大地点的瓦斯浓度；（7）、加强工作面防尘管理，煤机要安设内外喷雾；工作面支架（分组）上要安设自动或手动防尘喷雾；（8）、工作面、巷道要定期、定时清扫或洒水防尘；（9）、工作面进风流、回风流中，需安设风流净化设施；（10）、采用长孔、短孔对工作面煤体进行注水；（11）、工作面进风、回风侧巷道中，需安设隔爆设施；（12）、工作面管理人员、技术人员、维护人员、煤机手均要携带性能良好的瓦斯便携仪；（13）、加强工作面机电设备管理，杜绝失爆现象。所有机电设备（含通讯、照明）防爆等级要大于隔爆型；（14）、加强工作面内、外因火灾管理，定期检查工作面进风流、回风流、上隅角、巷道高冒、采空区一氧化碳浓度、温度等其它火灾指标。 6、如何预防内因火灾？ 答：（1）、定期检查工作面进风流、回风流、上隅角、巷道高冒、采空区一氧化碳浓度、温度等其它火灾指标；（2）、巷道高冒时，
沉积环境对煤层厚度变化的影响
沉积环境对煤层厚度变化的影响 晚石炭世末期，该区域随着海水由西向东逐渐退出，沉积环境从陆表海到半开阔的淡化海湾，最后形成了海退潮坪为基础的沿海岸线分布的滨海平原，为本区山西组早期的泥炭沼泽的形成及聚煤作用提供了先决条件，通过钻孔揭露的岩性特征分析，在煤层形成之前，该区是西部靠陆、东部向海的潮坪，以泥岩潮坪沉积为主，发育泥炭沼泽，随着海退，经过由砂岩潮坪—砂泥岩混合坪—泥岩潮坪—沼泽（泥炭沼泽）的演化历程，为本区聚煤作用提供了条件。但是在泥炭沼泽具体形成及演化过程中，泥炭沼泽的规律及分布与具体的滨海平原上各处沉积环境存在差异，不公直接影响到泥炭沼泽环境的形成与分布，而且影响其基底岩性组成，在沉积环境中不同成分的沉积物组成存在着不同的压缩比，而产生明显的差异压实作用，从而影响到泥炭沼泽环境的发育与演化。东部，即在潮道分布的地区，由于潮汐水流的往返作用，不仅不利于沼泽（或泥炭沼泽）环境的形成，即使形成泥炭沼泽，也是易于相邻的泥炭发育的潮坪区，同时由于基底砂质沉积物的压缩比较小，而不能为大量的泥炭堆积提供场所，也不宜保持泥炭堆积速度与沉降速度的均衡状态，这样必然导致泥炭沼泽短暂的出现或短暂的周期性出现，成煤条件不好，只能形成薄煤层或结构复杂的煤层。 远离潮道的泥炭潮坪区，泥炭沼泽发育，聚煤相对早于潮道分布区，因其“基底”是泥岩，泥岩的压缩比较大，“基底”的沉降速度亦大，而为泥炭堆积提供了场所，使得泥炭堆积速度和基底沉降速度保持均衡状态，成煤条件好，煤层厚度较大。 17煤层厚度西厚东薄、南厚北薄的特征，与当时的西南部发育泥坪相、东北部发育潮道相的分布格局相吻合，煤层的形成和发育是成煤前的古地理条件决定的。 16煤层形成之后，这种古地理特征总体上尚未改变，只是局部发生小的变动，因此，煤层厚度变化特征仍然沿袭西厚东薄、南厚北薄的趋势， 15煤层形成之后，本区的环境有所改变，其中以大占砂岩为代表的岩系属于三角洲体系沉积。大占砂岩在本区发育欠佳，通常厚度较薄。钻孔与生产揭露表明15、16、17三层煤均未受到原生冲刷作用的影响。 从上述分析来看，此煤段各煤层厚度变化规律，主要受成煤前的沉积环境所控制，后期改造因素不大。
地质构造对煤层厚度的影响研究_刘程
地质构造对煤层厚度的影响研究 刘 程1,2 ,李向东1 ,杨守国 1,2 (1.煤炭科学研究总院重庆研究院,重庆400037;2.重庆大学资源及环境科学学院,重庆400044) 摘 要:为了正确指导煤矿的采掘工作,要求随着采掘巷道施工及时测量煤层厚度,探查煤层厚度的变化。根据淮北矿区芦岭煤矿和桃园煤矿的勘探钻孔资料和已经揭露的井下地质情况,通过对井田地质构造特征的研究,分析了影响煤层厚度变化的主要地质构造因素,对煤矿合理布置采掘巷道和选择合理的采煤方法具有一定的指导意义。关键词:褶皱构造;断裂构造;煤层厚度;岩浆岩 中图分类号:TD163 文献标识码:A 文章编号:1003-496X (2008)05-0014-03 Study on Influence of G eologic Struct ure on Coal Sea m Thickness L I U Cheng 1,2,L I X i ang -dong 1,YANG Shou-guo 1,2 (1.Chongging Branch of CCRI,Chongq i ng 400037,China;2.Chongqing Unirersit y,Chongq ing 400044,Ch i na) Abstrac t :Fo r gu i d i ng the digg i ng -w ork of coa lm ine ,the measure o f coal sea m t h ickness along w ith the coal-laneway ex cava ted and the exp l o ration o f coa l seam t h ickness changesm ust be made out .Based on the da ta o f pro specti ng-borehole and the cond iti on of geo-l ogy t hat has been expl o red of t he coalm i ne nam ed Lu-L i ng and T ao-Y uan i n A nhui prov i nce ,the m a i n factors o f g eo log ic structure tha t affecti ng the coa l th i ckness changes has been analyze w ith the resea rch on the charac teristi cs o f the w ell-field geo l og ic struct ure .It can prov ide certa i n guidi ng significance for arrang i ng the ex cavati ng-lane w ay and choosi ng t he r i ght m ethod of coa l-m i n i ng .K ey word s :drape-structure ;rupture-structure ;coal seam thickness ;m agma-rock 基金项目:煤炭科学研究总院青年创新基金资助项目(2006QN19);科研院所社会公益研究专项基金资助项目(2005DIB2J214) 煤层厚度变化是影响煤矿开采的主要因素之一,严重制约采掘工作的正常进行,造成采掘比例失调,生产成本提高,工作效率降低及井田煤炭储量减少等。为了准确计算煤炭储量和合理布置采掘工程,要求在生产过程中尽可能正确地鉴别煤层厚度变化的地质特征,以便较好地预测煤厚变化的规律,确保煤炭资源合理开采和充分利用。因此,研究地质构造对煤层厚度变化的影响具有重要的理论和实际意义。1 概 述 按照传统理论,煤层厚度变化原因可分为原生变化和后生变化两类。煤层厚度的原生变化包括聚煤拗陷基底不均衡沉降而引起煤层分叉、变薄,沉积环境和古地理对煤层形态和煤层厚度的影响,以及河流、海水对煤层的同生冲刷剥蚀等。煤层厚度的后生变化主要包括河流对煤层的冲蚀,褶皱和断裂构造变动引起的煤层加厚和变薄,岩浆侵入吞食煤 层和引起煤厚的不规则变化以及冰川活动对煤层的挤压刨蚀,岩溶作用形成的柱状陷落。本论文主要从后生的地质构造变动、岩浆侵入活动和岩溶陷落 等因素分析了其对煤层厚度变化产生的影响。2 地质构造对煤层厚度的影响2.1 褶皱构造对煤层厚度的影响 在地壳运动影响下,岩层受水平方向挤压力的长期作用发生塑性变形,而形成波状弯曲,这种构造形态称为褶皱构造 1 。褶皱构造中的一个弯曲称为褶曲,它是组成褶皱构造的基本单位,褶曲主要有两种基本形态:背斜和向斜。由于煤层本身比较松软,在构造应力影响下,容易发生塑性流动和变形,导致煤层产生局部加厚、变薄及尖灭,褶皱构造变动对煤层厚度的影响更加明显。 在水平挤压力作用下,煤层形成褶皱的同时,由于褶曲两翼受力大于轴部,煤由压力大的地方向压力小的地方发生塑性流动,造成背、向斜轴部煤层增厚,两翼煤层变薄(见图1a)。若在垂直压力作用下,褶曲轴部压力大于两翼,此时背斜轴部煤层厚度变薄,而两翼煤层增厚(见图1b)。 14 煤矿安全 (T ota l 402) 试验研究
煤层基本情况
主要可采煤层特征表 1、1号煤层 位于山西组顶部，下距6号煤层43.97-76.31m，平均55.94m。煤层厚度0-1.27m，平均0.83m。不含夹石，结构简单。顶板一般为泥岩和粉砂岩，偶为细粒砂岩。底板一般为泥岩和粉砂岩。 该煤层厚度变化较大，厚度变化趋势为北薄南厚，变化无规律。其可采范围主要集中于井田中南部及东部，属大部可采的稳定煤层。 2、6号煤层 位于太原组上段下部，下距9+10号煤层43.50-59.15m，平均53.02m。煤层厚度0-2.58m，平均1.29m。一般不含夹石，仅个别点含一层夹石，结构简单。顶底板一般为泥岩和粉砂岩。 该煤层厚度变化较大，最厚点见于井田东南部的HS9-3号钻孔，厚度达2.58m。厚度变化趋势为西薄东厚，北薄南厚。厚度变化较有规律，属大部可采的稳定煤层。 3、9+10号煤层 号煤层3.02-17.46m，平均10.90m。煤层厚度位于太原组下段顶部。下距10 下 0-4.12m，平均2.12m。含0-3层夹石，结构简单—复杂。顶板一般为泥岩和石灰岩。底板一般为泥岩和粉砂岩，偶见细粒砂岩。 该煤层厚度变化极大,最厚点见于井田南部的HS4-2号钻孔，厚4.12m，在井田
北部边界的HS5-1号钻孔附近则尖灭，厚度变化无规律，属大部可采的稳定煤层。 4、10 号煤层 下 位于太原组下段中部，下距11号煤层2.32-7.06m，平均3.99m。煤层厚度0-2.86m，平均1.02m。含0-1层夹石，结构简单。顶底板多为泥岩和粉砂岩，偶为细粒砂岩。 该煤层厚度变化较小，北部及南部边界附近均出现尖灭点。最厚点见于井田东北部的HS补3号钻孔，厚2.86m，厚度变化无规律。属大部可采的较稳定煤层。 5、11号煤层 位于太原组下段下部。煤层厚度0-1.99m，平均1.46m。不含夹石，结构简单。顶底板一般为泥岩和粉砂岩，偶为细粒砂岩。 二、组合特征 井田内各煤层结构及其组合特征明显，易于对比。 1号煤层为结构简单的薄煤层，不含夹石。 6号煤层为结构简单的薄—中厚煤层，含0-1层夹石。 9+10号煤层为结构简单—复杂的薄—厚煤层，含0-3层夹石。 号为结构简单的薄—中厚煤层，含0-1层夹石。 10 下 11号煤层为结构简单的薄—中厚煤层，不含夹石。 三、煤的物理性质 1号、6号煤层：黑色，强玻璃光泽，断口参差状，裂隙发育，条带状结构。 号煤层：黑色，强玻璃光泽，断口阶梯状，裂隙较发育，条带状9+10号、10 下 结构。11号煤层：黑色，强玻璃光泽，断口阶梯状，裂隙不发育，条带状结构。 煤质特征表
井型、煤层厚度、煤层倾角
煤层厚度 科技名词定义 中文名称：煤层厚度 英文名称：thickness of coal seam 定义：煤层顶底板之间的垂直距离。 所属学科：煤炭科技（一级学科）；煤田地质与勘探（二级学科）；煤层与 含煤岩系（三级学科） 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 薄煤层：地下开采时厚度1.3m以下的煤层；露天开采时厚度3.5m以下的煤层。 中厚煤层：地下开采时厚度1.3~3.5m的煤层；露天开采时厚度3.5~10m 的煤层。 厚煤层：地下开采时厚度3.5m以上的煤层；露天开采时厚度10m以上的煤层。 井型、煤层厚度、煤层倾角 井（矿）型：分大、中、小型三类， 其中井工矿：大型≥120万t/a，30万t/a<中型<120万t/a，小型≤30万t/a;露天矿：大型≥400万t/a，100万t/a<中型<400万t/a，小型≤100万t/a。 开采深度：煤矿开采水平距地表的垂直高度。 煤层厚度：按照有关规定分极薄、薄、中厚、厚、特厚五类， 极薄煤层<0.8m， 薄煤层≤1.3m, 1.3<中厚煤层≤3.5m， 厚煤层>3.5m， 特厚煤层>6m。
煤层倾角：分近水平、缓倾斜、倾斜、大倾角、急倾斜五类，其中近水平煤层倾角<8o，缓倾斜≤25o，25o<倾斜≤45o，急倾斜>45o,35o<大倾角≤65o。 煤层稳定性：按煤层厚度、结构、倾角变化和可采情况的综合性评价，分为稳定、较稳定、不稳定、极不稳定四类。 煤层硬度：煤层按硬度分为极硬煤层 5.0>f>4.0、硬煤层 4.0>f>3.0、中硬煤层3.0>f>1.5、软煤层 1.5>f>0.8、极软煤层 0.8>f>0.5五个类别，其中 f 为普氏系数。 煤层顶板：分为五类，Ⅰ类易冒落的松软顶板，Ⅱ类中等冒落性顶板，Ⅲ类难冒落的坚硬顶板，Ⅳ类极难冒落的坚硬顶板，Ⅴ类能塑性弯曲的顶板。 直接顶分类：分四类， Ⅰ不稳定顶板（强度指数D<=3.0MPa，直接顶初次垮落步距<=8m）； Ⅱ中等稳定顶板（强度指数D=3.1~7.0MPa，直接顶初次垮落步距=9~18m）； Ⅲ稳定顶板（强度指数D=7.2~12MPa，直接顶初次垮落步距=19~25m）； Ⅳ坚硬顶板（强度指数D>12MPa，直接顶初次垮落步距>25m）； 其中D是由节理间距和分层厚度综合而成。 无直接顶的为岩层厚度在2~5m以上，单轴抗压强度>60-80MPa。 基本顶(老顶)分级：分四级，Ⅰ- 老顶来压不明显N>3~5；Ⅱ- 老顶来压明显 3~5>N>0.3，L=25~50m；Ⅲ - 老顶来压强烈3~5>N>0.3，L>50m或N<=0.3， L=25~50m；Ⅳ - 老顶来极强烈0.3>=N，L>50m。其中N为直接顶厚度与采高的比值，L为老顶初次垮落步距。 煤层底板：分为五个类别： Ⅰ- 极软(容许比压<3.0MPa，容许刚度<0.035MPa/mm，一般充填砂、泥岩、软煤)；Ⅱ- 松软(容许比压3.0~6.0MPa，容许刚度0.035~0.32MPa/mm，一般泥页岩、煤)；
煤层
一、煤层 由植物遗体转变而成的层状固体可燃矿产。含煤岩系的重要组成部分，位于顶、底板岩石之间。煤层的厚度、层数、煤质和埋藏深度等是确定煤田经济价值及煤矿建设的重要依据。煤层可分为不含夹石层和含夹石层两类。夹石又称夹矸。夹石不仅使煤的灰分含量增高，也给开采带来一定困难。 1.煤层厚度：煤层顶、底板岩石之间的垂直距离称煤层厚度。 煤层厚度可分为：①煤层总厚度。指包括夹石层在内的煤层全部厚度。②煤层纯厚度。指所有煤分层厚度的总和。 ③煤层可采厚度。指在当前经济技术条件下适于开采的煤层厚度。 （1）薄煤层地下开采时厚度1.3m以下的煤层；露天开采时厚度3.5m以下的煤层。 （2）中厚煤层地下开采时厚度1.3~3.5m的煤层；露天开采时厚度3.5~10m的煤层。 （3）厚煤层地下开采时厚度3.5m以上的煤层；露天开采时厚度10m以上的煤层。 2.煤层层位： 1966年以后，许昌地区各勘探区重新给煤层更名，按照煤炭生成年代，自下而上确定煤组和煤层。禹县煤田每组煤
以一、二、三、四、五、六、七取名，称为煤组。一组煤埋藏最深，七组煤埋藏最浅。每一组煤内又分为几个分层，简单说，一组煤有几个或多个煤层。禹县煤田可采煤层有一4、二1、三9、四4、五2、六4、七5 二、瓦斯 “瓦斯”是一种有毒的混合气体，瓦斯的主要成分是甲烷，甲烷的化学元素符号是CH4，一种无毒、无味、无颜色，常产生在煤矿矿井之中，如遇明火，即可燃烧，发生“瓦斯”爆炸，直接威胁着矿工的生命安全。 1.矿井瓦斯等级的划分 矿井瓦斯等级是以相对瓦斯涌出量的大小来划分的。《煤矿安全规程》规定，在一个矿井中，只要有一个煤(岩)层发现瓦斯，该矿井即定为瓦斯矿井，并依照矿井瓦斯等级工作制度进行管理。 根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为： (1)低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10立方米／吨且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40立方米／分。 (2)高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10立方米／吨且矿井绝对瓦斯涌出量大于40立方米／分。 瓦斯相对涌出量：平均每采一吨煤所涌出的瓦斯量称为相对瓦斯涌出量
煤层名词解释
薄煤层地下开采时厚度1.3m以下的煤层；露天开采时厚度3.5m以下的煤层。 中厚煤层地下开采时厚度1.3~3.5m的煤层；露天开采时厚度3.5~10m的煤层。 厚煤层地下开采时厚度3.5m以上的煤层；露天开采时厚度10m以上的煤层。 近水平煤层地下开采时倾角8°以下的煤层；露天开采时倾角5°以下的煤层。 缓倾斜煤层地下开采时倾角8°~25°的煤层；露天开采时倾角5°~10°的煤层。 倾斜煤层地下开采时倾角25°~45°的煤层；露天开采时倾角10°~45°的煤层。 急倾斜煤层地下或露天开采时倾角在45°以上的煤层。 近距离煤层煤层群层间距离较小，开采时相互有较大影响的煤层。 井巷为进行采掘工作在煤层或岩层内所开凿的一切空硐。 水平沿煤层走向某一标高布置运输大巷或总回风巷的水平面。 阶段沿一定标高划分的一部分井田。 区段（分阶段、小阶段）在阶段内沿倾斜方向划分的开采块段。 主要运输巷运输大巷、运输石门和主要绞车道的总称。 运输大巷（阶段大巷、水平大巷或主要平巷）为整个开采水平或阶段运输服务的水平巷道。开凿在岩层中的称岩石运输大巷；为几个煤层服务的称集中运输大巷。 石门与煤层走向正交或斜交的岩石水平巷道。 主要绞车道（中央上、下山或集中上、下山）不直接通到地面，为一个水平或几个采区服务并装有绞车的倾斜巷道。 上山在运输大巷向上，沿煤岩层开凿，为1个采区服务的倾斜巷道。按用途和装备分为：输送机上山、轨道上山、通风上山和人行上山等。 下山在运输大巷向下，沿煤岩层开凿，为1个采区服务的倾斜巷道。按用途和装备分为：输送机下山、轨道下山、通风下山和人行下山等。
采掘工作面采煤工作面和掘进工作面的总称。 阶檐台阶工作面中台阶的错距。 老空采空区、老窑和已经报废的井巷的总称。 采空区回采以后不再维护的空间。 锚喷支护联合使用锚杆和喷混凝土或喷浆的支护。 喷体支护喷射水泥砂浆和喷射混凝土作为井巷支护的总称。 冻结壁交圈各相邻冻结孔的冻结圆柱逐步扩大，相互连接，开始形成封闭的冻结壁的现象。 止浆岩帽井巷工作面预注浆时，暂留在含水层上方或前方能够承受最大注浆压力（压强）并防止掘进工作面漏浆、跑浆的岩柱。 混凝土止浆垫井筒工作面预注浆时，预先在含水层上方构筑的，能够承受最大注浆压力（压强）并防止向掘进工作面漏跑浆的混凝土构筑物。 冲击地压（岩爆）井巷或工作面周围岩体，由于弹性变形能的瞬时释放而产生突然剧烈破坏的动力现象。常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象。 主要风巷总进风巷、总回风巷、主要进风巷和主要回风巷的总称。 进风巷进风风流所经过的巷道。为全矿井或矿井一翼进风用的叫总进风巷；为几个采区进风用的叫主要进风巷；为1个采区进风用的叫采区进风巷，为1个工作面进风用的叫工作面井风巷。 回风巷回风风流所经过的巷道。为全矿井或矿井一翼回风用的叫总回风巷；为几个采区回风用的叫主要回风巷；为1个采区回风用的叫采区回风巷；为1个工作面回风用的叫工作面回风巷。 专用回风巷在采区巷道中，专门用于回风，不得用于运料、安设电气设备的巷道。在
运用地震属性技术预测煤层厚度
运用地震属性技术预测煤层厚度 张玉忠1 ,杨永波 2 (1.内蒙古煤炭地质调查院,呼和浩特010010; 2.黑龙江省煤田地质物测队,哈尔滨150008) 摘 要:通过对晋城煤业集团赵庄矿三维勘探区煤层反射波的属性特征进行的提取,对反射波的地震属性特征进行了深入分析、研究,并结合已知地质资料,利用基于地震层间属性定量描述技术对勘探区的主要可采煤层的厚度进行了解释。 关键词:煤层厚度;三维地震勘探;地震属性中图分类号:T D1 文献标识码:A 文章编号:1008-8725(2009)03-0126-04 Forecast Coal Seam Thickness by Seismic attributes T echnology ZHANG Y u -zhong 1,Y ANG Y ong -bo 2 (1.Inner M ong olia C oal G eological Survey Institute ,Huhehaote 010010,China ;2.Heilongjiang C oal G eological -Exploration T eam ,Harbin 150008,China ) Abstract :By the extract of attributive characteristics of three -dimensional exploration area coal seam reflec 2 tion wave in Zhaozhuang C oal Mine ,Jincheng C oal Industry G roup ,makes an in -depth analysis and research on the seismic attributive characteristics of the reflection wave and combined with the known geological data ,based on the seismic attributes between layers descripes the main coal seam thickness. K ey w ords :coal seam thickness ;three -dimensional seismic exploration ;seismic attributes 0 前言 地震属性,指的是那些由叠前或叠后地震数据,经过数学变换而导出的有关地震波的的几何形态、运动学特征和统计学特征,它是地震资料中可描述的、可定量化的特征,它可以以与原始资料相同的比 应用建立的AR (13)模型,按最小方差预报方法进行步长为20的预报。对时序还原后,将预测数据与实测数据进行比较,最后10期的结果见表1。对两种模型的预测结果见图3。另外,对遗忘因子λ= 0.99时,建立了AR (12)模型,预测结果见表1,采用二次多项式预测的结果也一并列入表中。 图3 实测曲线和预测曲线比较图 计算得AR (13)的预报标准差为0.281cm ;AR (12)模型(λ=0.99)的预报标准差为0.255cm ;二次多项式模型预报的标准差为2.150cm 。带遗忘因子的AR (12)模型(λ=0.99)预测效果最好;二次多项式模型预报效果最差。另外,AR (n )模型预测偏差较大的数据分布别在预报时间较长的第70、71期,因此,用AR (n )模型对大坝的垂直变形进行预报时,预报时间越短效果越好。本例中两种预报模型的预报精度都很高,用时间序列分析理论对变形预测取得了成功。 在大坝变形监测过程中,用已取得的观测时间 序列建立AR 模型,对后面的大坝变形情况进行预测;当取得新观测值时,再把它加入观测时间序列,重新建立AR 模型,模型得到修正,再去进行后面的预测;如此反复建模、预测、修正…,就达到了动态预测大坝变形的目的。 5 结论 本文应用时间序列分析理论和方法对大坝变形进行预报,推出了简单的AR 模型,利用F 检验法对模型定阶,采用递推最小二乘解法进行模型参数估计,便于计算机上实现建模、预报。本文的贡献有以下几点: (1)基于时间序列分析理论和F 检验法建立AR 模型应用于大坝沉降监测预报,具有建模容易、计算简单的特点。 (2)AR 模型对大坝变形具有较高的模型拟合及预报精度,尤其是短期预报,效果更佳。 (3)应尽量避免使用时间序列进行中长期预报,要根据实测数据对所建模型进行实时更新。参考文献: [1] 史玉峰,等.时间序列分析及其在变形数据分析中的应用[J ]. 金属矿山,2004,(8):13-14.[2] 杨叔子,吴雅.时间序列分析的工程应用(上、下册)[M].武汉: 华中理工大学出版,1996.[3] 邓自立,等.建模于与估计[M].北京:科学出版社,2007.[4] 潘国荣.基于时间序列分析的动态变形预测模型研究[J ].武 汉大学学报(信息科学版),2005,(6):484-485. (责任编辑 徐艳杰) 收稿日期:2008-10-24;修订日期:2008-12-24 作者简介:张玉忠(1968-),男,内蒙古包头人,高级工程师,1989年毕业于中国矿业大学,内蒙古煤炭地质调查院长期从事物探工作。 第28卷第3期2009年3月 煤 炭 技 术C oal T echnology V ol 128,N o 103 M ar ,2009