煤矿班组长地质知识须知

五、煤矿生产技术知识第三节班组长煤矿地质知识须知一、煤层的形态结构1、煤层的形态煤在地下通常是呈层状埋藏的，但由于沉积环境不同以及后期地质作用力的影响，煤层的形态发生了变化，一般有层状煤层、似层状煤层和非层状煤层。如图1-1所示。

（1）层状煤层。煤层在一定范围内具有显著的连续性，层位稳定，煤层厚度变化有一定的规律。(2)似层状煤层。煤层有一定的连续性，层位比较稳定，煤层厚度变化较大，形状像藕节或串珠等。（3）非层状煤层。煤层连续性不明显，层位极不稳定，常有分叉现象，形状像鸡窝或扁豆等。我国西北、华北、东北、华东等地区主要矿区的煤层多为层状煤层，在南方的矿区及地方小煤矿大都为似层状煤层及非层状煤层。2.煤层的结构煤层的结构是指煤层中夹矸的数量和分布特征(在多数煤层中，含有厚度较薄且有时不稳定的岩层，称为夹矸）。根据煤层中有无较稳定的夹矸，将煤层分为两类。

（1）简单结构煤层。简单结构煤层是指煤层中不含有夹研或含有夹矸很少的煤层。通常厚度较小的煤层是简单结构煤层。简单结构煤层极易被开采，且煤质好、灰分较低。(2)复杂结构煤层。复杂结构煤层是指煤层中含有夹研较多的煤层，且夹研层的层数、层位、厚度和岩性变化大，影响采掘工作面机械破煤，同时也会影响煤质，使煤的灰分增高。通常厚度较大的煤层是复杂结构煤层。如图1-2所示。3.煤层的厚度煤层的厚度是指煤层顶、底板之间的垂直距离。由于成煤条件的不同，煤层的厚度差异也很大，薄的仅数厘米，厚的可达上百米。煤层太薄时就失去了开采价值。通常把煤层分为3类:薄煤层<1.3m中厚煤层1.3~3.5m厚煤层>3.5m在实际工作中，习惯上将厚度大于6m的煤层称作特厚煤层。4、煤层的产状要素煤层的产状要素是指走向、倾向、倾角。如图1-3所示。

（1）走向煤层走向线是指煤层层面与水平面相交的线。走向线两端所指的方向称为走向。走向代表煤层在水平面中的延伸方向。（2）倾向煤层层面上与走向线垂直的线叫倾斜线。倾斜线由高向低在水平面投影所指的方向称为倾向。(3)倾角煤层层面与水平面所夹的最大锐角称为倾角;倾角大小反映煤层在空间的倾斜程度。倾角的变化范围在0°~90°之间。根据目前的开采技术，煤层按倾角大致可分为以下四类:近水平煤层倾角在8°以下的煤层缓倾斜煤层倾角在8°~25°的煤层倾斜煤层倾角在25°~45°的煤层急倾斜煤层倾靠在45°可以上的煤层煤层倾角的大小对采煤方法及机械化程度影响极大。煤层倾角小，有利于采用综合机械化采煤:相反，则很难采用机械化。二、煤层的顶、底板位于煤层上面的岩层称顶板位于煤层下面的岩层称底板。爆层顶底板一般是由砂岩、粉砂岩、泥岩、页岩、黏士岩或石灰岩等组成。由于岩性和厚度等不同，在回采过程中破裂、冒落的情况也不一样。为此，按顶板与煤层相对位置及垮落难易程度、可将煤层顶板分为伪顶、直接顶和老顶(又称基本顶)，把底板分为直接底和老底。如图1-4所示。

（1）伪顶。伪顶是紧贴在煤层之上，极易垮落的装在岩层厚度一般小于0.5m，常由碳质页岩、泥质页岩等硬度较低的岩层组成。在回采时随落煤垮落。

(2)直接顶。直接顶位于伪顶或煤层(无伪顶时〉之上，一般由一层或几层厚度不定的泥岩、页岩、粉砂岩等比较容易垮落的岩层所组成，一般能随回柱放顶在采空区及时垮落。（3）老顶。老顶又叫基本顶，一般指位于直接顶之上(有时也直接位于煤层之上）厚而坚硬的岩层，常由砂岩、石灰岩、砂砾岩等岩层所组成。老顶能在采空区维持很大的悬露面积而不随直接顶垮落。多数煤层同时具有伪顶、直接顶和老琐，但有的煤层只有直接顶而没有伪顶和老顶，也有的煤层没有伪顶和直接顶，煤层上面就是老顶。(4)直接底。直接底是指位于煤层之下厚度较薄(约0.2~0.4m)的岩层，常由泥岩、页岩、黏土岩等组成。如果直接底的岩性是遇水后膨胀的黏土岩，可造成巷道底鼓与支架插底，轻者影响巷道运输与工作支护，重者可使巷道遭受严重破坏。(5)老底。老底位于直接底或煤层之下，一般由砂岩或石灰岩等坚固岩层所组成。有的煤层不面没有直接底，紧贴着老底。三、矿井地质构造及分类煤层生成的初期，一般都是水平的或近水平的，在一定的范围内也是连续完整的。由于地壳升降或水平方向的挤压运动，使煤层的形态发生了变化，出现了倾斜、褶皱，有的还发生了断裂或沿断裂面产生了位移，使岩层失去了完整性。。地质构造可分为单斜构造、裙皱构造和断裂构造三大类型。(一)单斜构造岩(煤）层受地质作用力的影响，产生向一个方向倾斜的形态，这样的构造形态称为单斜构造。a特征：1.在地层层序没有发生倒转的情况下，地质时代较新的岩层叠覆在较老的岩层之上。2.岩层的厚度为该岩层顶面与底面之间的垂直距离。露头的水平宽度取决于岩层的厚度和地面坡度的变化。(二)裙皱构造岩(煤〉层在地质作用力的作用下发生变形，呈现波状弯曲，但仍保持了岩层的连续性和完整性，这种构造形态称为裙皱。一、褶曲的基本类型

褶曲包括向斜和背斜两种基本类型：

1.背斜

在形态上为一个弧顶向上的弯曲，中心部分为老地层，两侧地层依次变新。2.向斜

在形态上为一个弧顶向下的弯曲，中心部分为新地层，两侧地层依次变老。世界上本没有垃圾，只有放错了地方的东西！不对称背斜----宁夏贺兰山奥陶系宁夏石炭井矿区发育的褶皱构造2、褶曲大小的类型可分为大型褶曲、中型褶曲和小型褶曲三类。（1）大型裙曲。是指影响井回划分和整个矿井开拓系统的褶曲构造，它是矿井设计考虑的主要问题。有些大型裙曲，两翼煤层距离较远，很难形成统一的生产系统，往往以褶曲顶部为界，形成两个井田或几个井田。

(2)中型褶曲。是指影响采区布置的褶曲，它是大型裙曲构造的次一级伴生构造。（3）小型槽曲。是指采面准备飞过程中在巷道中见到的小裙曲。它会使煤层有时突然增厚，有时突然变薄，甚至不能继续开来:它能使煤层产状发生变化，给生产带来一定影响:它能使工作面长度经常变化，对正规循环作业、顶板管理等带来一定的困难。（三）断裂构造1、断裂构造的概念当长期作用在岩层上的构造应力达到或超过岩石的强度极限时将发生变形造成破裂和错动，使岩层的连续完整性受