有关地质构造对煤层厚度影响探究

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1、有关地质构造对煤层厚度影响探究　　[摘要]对于煤矿开采而言，煤层厚度的重要性是不言而喻的。煤层厚度不足，将会给开采工作的正常进行带来极大的影响，如井田煤炭储量严重不足，一方面增加了开采成本，另一方面降低了开采效率。文章结合实例重点研究了褶皱构造、断层构造，还有岩浆入侵等三大地质构造类型对煤层厚度的相关影响，旨在为煤矿开采工作提供一些助益。[关键字]地质构造煤层厚度影响[中图分类号]P5[文献码]B[文章编号]1000-405X（2013）-1-86-2根据传统理论，影响煤层厚度变化的因素可大致划分为两大类，一

2、是原生变化，二是后生变化。对这两大类因素进行透彻的研究，有助于对煤层厚度进行精准的测算。测算数据关系着能否计算出煤炭的真正储量，还关系着开采施工的高效布置。所以，在实际生产环节要深入了解各种地质构造对煤层厚度的影响，找出并掌握煤层厚度的变化规律，以利于后续的开采。对煤层厚度产生重要影响的三大地质构造类型分别是褶皱构造、断层构造以及岩浆入侵。1褶皱构造6所谓的褶皱构造是指在地壳运动的作用下，岩层受到水平方向上的挤压作用，发生塑性变形，最终表现为波状弯曲的构造状态。褶曲是褶皱构造的基本组成单位，主要有背斜和向斜两

3、种基本形态。对影响煤层厚度的各种地质构造进行比较，可发现褶皱构造的影响是较为突出的，原因在于煤层相对松软，在构造应力的影响之下，容易发生塑性流动以及变形，造成某处煤层加厚、变薄以及尖灭等。[1]在褶皱构造的形成与变动过程中，受垂直压力的影响，褶曲轴部所受压力大于两翼，造成两翼煤层增厚，而背斜轴部煤层变薄；受水平挤压力的影响，褶曲两翼所受压力大于轴部。于是在煤层形成褶皱过程中，煤层将会沿着压力从大到小的方向形成塑性流动，最终在背、向斜轴部形成较厚煤层，而两翼的煤层较薄。如图1所示。图2为某矿区的某处地质图，从图

4、中可以看出各处的煤层厚度情况：轴部79-20处32.22m，138处41.27m；两翼3处15.24m，81-13处7.66m。就煤层而言，褶曲轴部较厚，两翼较薄。2断裂构造岩层在受力情况下会发生变形，如果作用力超过岩层所能承受的强度极限，那么岩层的连续性以及完整性将遭到破坏，产生断裂。岩层断裂之后，破裂面两侧位置处如果有岩块的明显的位移，就将该处称之为断层，如果位移不明显，就称之为节理，二者都属于断裂构造的范畴。[2]6和褶皱构造相比，断裂构造对煤层厚度的影响相对较小。在断裂构造的影响下，连续的煤层将被”强

5、行折断”，一方面给开采工作提高了不少难度，增加了开采成本；另一方面在断裂构造地带薄、厚煤层分布情况较为复杂，降低了开采效率。2.1褶曲伴生所谓的褶曲伴生是指褶曲为主构造而断层为伴生构造。该种构造有两种类型：1）背斜为主构造，则断层层面多为张性裂隙，破碎带宽且含水量较大，因而煤层顶板容易受拉应力的影响而发生破碎现象；2）向斜为主构造，则断层层面多为闭合性裂隙，破碎带窄小且胶结性较好，含水量一般较小，因而煤层顶板受拉应力的影响较小。[3]2.2逆断层构造逆断层构造通常表现为”z”型又或者反”z”型的剖面，识别难度

6、不大。逆断层构造中，应力会将煤层底板或者顶板折断，并顺着煤层薄弱面发生迁移，最终消失。煤层的受力区域将会因此逐渐变薄，甚至消失。[4]2.3层间滑动构造6当煤区地层受到侧向挤压之后，煤层便会发生柔性流动以及层间滑动，最终形成犹如鸡窝状的煤层。层间滑动通常会给煤层施加一个剪切挤压应力，使煤层厚度在挤压应力的作用下逐渐变薄。起伏不定的的滑面不但破坏了煤层构造，还可能导致滑褶构造的产生，加大煤层所受的挤压应力，进而产生揉皱变形等问题。滑动构造对煤体得破坏方式是不尽相同的，因此破坏结果也是千差万别的，因此可将煤层厚度

7、的变化归结为三大类：1）剪切压薄型。煤层顶板又或者底板发生滑动便会导致剪切应力对位于剪切带的煤层发生作用，从而导致一组剪裂面与滑面彼此相交，与之相应地，位于剪裂面两侧的煤层也发生滑落移动，综合作用之下，改变煤层厚度以及煤体结构；2）滑动切蚀型。低角度顺层以及断层的层间滑动构造面发生比较轻微的角度变化时一般会对煤层造成切蚀作用，使之发生变薄效应；3）滑褶穿刺型。煤层和相邻岩层之间受滑褶作用的影响，造成顶、底板对煤层造成穿刺挤压效果，煤层的形态便会因此发生不规则变化，如厚薄突变，又或者发生局部的分叉合并问题以及煤

8、层内部出现外来岩石透镜体。煤层的原生结构基本上无法维持，进而表现为碎裂状、鳞片状。图3为某矿区某正断层附近地质图；图4为某矿区某逆断层附近地质图。从图3中可以看出各处的煤层厚度情况：F14附近5.41m，2号处11.24m，表现出煤层厚度随着远离断层而增加；从图4中可知：91-5处12.67m，3处8.22m。实践发现：断层的落差越大，煤层变薄范围也越大；断层切过煤层顶底板岩石的强度越小，则煤层变薄