地质构造对煤层厚度的影响浅析

摘要：本文作者结合多年来的工作经验，从断裂构造、褶皱构造、岩浆侵入、沉积环境四个方面对地质构造对煤层厚度的影响进行了分析，具有一定的参考意义。

关键词 ：地质构造 ；褶皱 ；断层 ；岩浆侵入 ；煤层厚度

中图分类号：P618文献标识码： A 文章编号：

合理的测算煤层厚度对于计算煤炭资源储量和科学布置开采工程具有至关重要的意义。在实际生产中，要尽可能的利用地质构造对煤层厚度的影响来摸清煤炭厚度的变化规律。

1.影响煤层厚度的因素之一 ：断裂构造

断裂构造对煤层厚度的影响相对轻微。它对煤层厚度的影响具体表现在断层分布、断层产状以及断层性质等方面，进而影响到煤层厚度、煤层深度变化以及煤层空间分布情况等方面。断裂构造将原本连续的煤层“强行折断”，不仅提高了煤炭的开采难度，更提高了开采成本；同时，煤层的断裂地带常常存在规模各异的薄煤层与厚煤层，过多的薄煤层无疑会影响煤炭开采效率。

褶曲伴生（即，褶曲是主构造而断层是伴生构造）的煤炭断层是严重影响煤层的一类断层之一。具体分析： 1）如果背斜是当主构造，那么断层层面则表现为张性裂隙，该裂隙不仅断层的破碎带比较宽，而且具有较大的含水量，同时，在拉应力的作用与影响之下，煤层顶板非常容易出现破碎现象； 2）如果向斜是主构造，那么断层层面则表现为闭合性裂隙，该裂隙断层的破碎带比较狭小，具有相对较好的胶结性，所以通常具有较小的含水量，拉应力对煤层顶板产生的影响也较为轻微。

（一）逆断层构造

逆断层构造主要表现为“z”型或者反“z”型的剖面，因此比较容易识别。它对煤层厚度的影响主要表现为：在应力的作用下，它把煤层的底板或者顶板折断，随后破坏力会沿着煤层的薄弱面运移，直至消失，在该作用力的影响之下，煤层的受力区域会变薄或者消失。

（二）层间滑动构造

层间滑动引起的煤层厚度变化：煤系地层受侧向挤压后，柔性的软岩层如煤层等便产生柔性流动或层间滑动形成类似鸡窝状的煤层。一般来说，层间滑动引起的煤层的变化特征表现为以下两点：煤层的原生构造被破坏易产生大量的滑动镜面；煤层灰分获得提升。相邻煤层之间或者相邻于岩层的煤层中通常是滑动构造所处的位置。层间滑动尤其是煤层顶底板相邻岩层内部的层间滑动会向煤层施加剪切挤压应力，进而导致煤层的厚度在挤压作用下“变薄”。变化起伏的滑面不仅会侵蚀煤层的原生构造，还因此产生新的滑褶构造，使煤层受到严重的挤压，并出现揉皱变形等现象。

根据滑动构造对煤体破坏方式及结果的不同，将煤层厚度的变化划分为：

1）剪切压薄型：煤层顶板或者底板滑动会产生剪切应力作用于位于剪切带的煤层，进而产生一组剪裂面并与滑面相交，相应地，位于剪裂面两侧的煤层会滑落移动，最终改变煤层厚度和煤体结构。

2）滑动切蚀型：低角度顺层或者断层的层间滑动构造面出现轻微角度变化通常会切蚀煤层，并使之逐渐变薄。

3）滑褶穿刺型：煤层和相邻岩层发生滑褶作用，造成顶、底板对煤层的穿刺挤压，煤层形态不规则，厚薄突变，伴有局部的分叉合并现象，或煤层内出现外来岩石透镜体。煤层的原生结构基本上不保存，呈碎裂状、鳞片状。

2.影响煤层厚度的因素之二 ：岩浆侵入

岩浆侵入在我国含煤地层中常有出现。一方面，岩浆侵入煤层破坏了煤层的连续性和完整性，降低煤的可开采总量；另一方面，岩浆接触煤层后会使其燃烧变质，降低其粘性，提升其灰分含量，甚至变成天然焦，丧失工业价值。一言以蔽之，岩浆侵入会对煤层产生诸多不利的影响：破坏煤层、促使煤炭变劣、影响煤炭开采等。所以，在影响煤矿建设生产的诸多因素中，岩浆侵入成首当其冲。需要注意的是，在部分矿区，煤层在受到岩浆侵入作用之后，在热变质的作用之下，增加了煤炭品种，某些变质轻微的煤炭成为了具有很高商业价值的炼焦煤。

岩浆的侵入一般会在很大程度上改变煤层的原始结构、煤层形态、煤层厚度等。如果岩浆侵入明显，则煤质的破坏就非常严重，甚至吞食整个煤层，使其煤变成天然焦，严重影响煤炭开采。根据岩浆入侵煤层分其为两层甚至更多，侵入部位也不同，可分岩浆入侵为四种类型：顶板侵入型、中间侵入型、底板侵入型、顶底板侵入型。总的说来，岩浆侵入的规模、岩性及产状都对煤层的破坏程度不同。

岩浆侵入煤层、吞蚀煤层，使煤层厚度变薄，是根据侵入规模的大小、形态和部位，同时增加了煤层结构的复杂程度，出现了无规则状煤层或者类似层状的煤层，并且夹矸变多。煤层焦化最为严重的区域是岩浆侵入与煤层刚开始接触的区域。该区域的煤炭不仅没有光泽，而且坚硬致密；将其敲碎后会发现煤炭的断口大多呈现出粗齿状，被形象地称之为“犬齿煤”。

3、影响煤层厚度的因素之三 ：褶皱构造

褶皱构造因地壳的运动使岩层长期在水平方向受挤压下产生塑性变形，形成的构造状态为波状弯曲，被称为褶皱构造。它对煤层厚度的影响较明显，这是因为煤层本身较松软，容易受构造应力的影响，发生塑性流动、变形，产生局部的煤层加厚，或变薄，或尖灭等。

在纵弯褶皱应力的作用之下，向斜核部的煤层厚度会明显增加，背斜顶部的煤层厚度也会相应加厚，然而翼部的煤层则相应变薄；在横弯褶皱应力的作用之下，向斜槽部煤层厚度会明显增加，背斜顶部的煤层厚度则会相应减少在后期地质构造褶皱等的影响下，煤层发生朔性流动，即揉皱、搓碎和镜面滑动等，造成部分煤层增厚，而另一部分变薄，在剖面及平面上都呈现出弯曲形态，并伴随不可采的段或点，且走向上也呈不规则变化，构造轴部增厚，翼部煤层变薄甚至消失，一般则沿褶皱倾伏的方向形成一条构造压薄带，给煤层的开采增加难度。在一些因褶皱破坏含煤率比较低的煤层，褶皱反常翼的煤层甚至达不到可采的厚度。

4、影响煤层厚度的因素之三：构造环境

1）同沉积断裂活动对煤层厚度的影响

由于煤层在沉积过程中，存在着不断活动的断裂构造，以致断裂带两侧出现不同幅度的沉降，引起煤厚的相应变化，这种煤层变化影响范围一般不大。表现为在煤层中有时常出现断层两侧的煤、岩层厚度有显著差别，断层两侧的煤层的不同厚度呈条带状，沿断裂线方向展布，厚煤层常出现在下降盘，上升盘煤层厚度相对较薄，顶板全部断开时，断层上下盘的岩性差异更大，在断裂带附近的煤层中，常出现分叉现象。

2）地壳不均匀沉降对煤层厚度的影响

由于构造条件的不同，煤层在形成过程中，出现沼泽底的差异性运动，导致煤层形态和厚度的区域性变化，煤层中常出现多层的分叉、变薄、尖灭，夹矸层数及其厚度向地壳沉降幅度与速度大的方向有规律性的增加，该种煤层变化影响范围一般较大。

3）沉积环境和古地形对煤层厚度的影响

由于泥炭沼泽发育的古地形起伏不平，使泥炭层的堆积存在一个“填平补齐”的过程，因此煤层厚度随着基底地形的高低而有所变化，该种成因的煤厚变化一般影响规模较大。煤层的产状发生明显的变化，煤层的下部出现藉节状和倒丘状等现象，煤层底板凹凸不平而顶板 正常平整。

4）河流冲蚀作用对煤层厚度的影响

由于泥炭层堆积过程中，遭受沼泽边缘发育的溪流冲蚀，使煤层中间夹河流沉积物，造成厚度变化。经常遇到煤层中的岩体与煤层镶嵌咬合，且局部夹矸层数增多，结构复杂，岩石性质为砂岩或砂质泥岩，夹矸外形为串珠状或透镜状，煤层厚度相对变薄，在平面表现为宽度不大的弯曲变形带。

5.结语

综合看来，断裂构造、褶皱构造、岩浆侵入、构造环境对煤层厚度产生影响最大的四种地质构造形式，其中，岩浆侵入对煤层的破坏性最大，需要多加关注。

参考文献

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