研究煤層厚度變化的地質成因

李奎水

摘 要：煤層厚度的改變會對煤礦的生產造成直接影響，因此在煤礦生產過程中，對煤層厚度變化原因進行分析意義重大。下面結合新礦內蒙古能源有限責任公司長城三號礦井的實際情況，對煤層厚度變化的地質成因進行分析，希望對相關行業的發展能夠有所幫助。

關鍵詞：煤層厚度；地質成因；地質構造

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.15.031

煤炭在我國的經濟發展中占有重要地位，特別是在改革開放后，我國經濟不斷發展，工業及人們的生活對煤炭的需求量不斷增加。因此，為了適應時代的發展，要加強對煤礦開采的研究工作，從而為煤礦開采提供理論依據，提高煤礦生產力，促進煤炭行業的發展。

1 煤層厚度變化受褶皺的影響

上海廟礦區位于鄂爾多斯地臺西緣賀蘭山褶皺帶中段東側，褶曲和斷裂均發育。從侏羅系延安組煤層底板等高線圖可以看出，各煤層起伏形態基本一致，總趨勢為一個走向近南北傾向東的單斜構造，其上發育了一些規模較小的向背斜，橫剖面上呈現出西高東低起伏不大的“復式”向背斜。規模較大的有新上海廟背斜、榆樹井向斜。從石炭—二疊系煤層底板等高線圖可以看出，含煤地層總趨勢為一個走向近南北傾向東的單斜構造，其上發育了一些寬緩的波狀起伏。

通過相關研究不難發現，煤層厚度會受褶皺的影響。一般來說，受水平力作用影響，煤層兩邊受力會超過中軸受力[1]。此時，煤層中的煤將會由較大的區域流動受壓較小的區域，這將會導致中軸煤層偏厚，兩側煤層較簿。此外，煤層厚度改變時，通常都發生在一些褶皺變化相對比較劇烈的煤層中，這同褶皺不對稱之間有著較大關聯。例如，受橫彎褶皺作用影響，煤層的頂部會變薄，斜槽部位增大。受縱彎褶皺影響時，褶皺側翼會變簿，頂部煤層變大。

2 煤層厚度變化受斷裂構造的影響

斷裂構造也是也是影響煤層厚度改變的一項關鍵因素。通過分析可以發現，斷層的密度、產狀、性質等各項因素都會對煤層厚度的改變造成一定程度影響。斷裂會中斷煤層的連續性，這增加了煤礦開采難度。斷裂對煤層變化主要體現在層間滑動和逆斷層。

（1）層間滑動，受層間滑動影響，煤層厚度的改變主要體現在煤層原生結構遭受破壞，此時受到各方面因素的影響，煤層內部將會出現滑動鏡面發育。通常來說，在煤層中存在滑動構造，而從實際情況來看，一些滑面位于頂板巖層，也有一些處于頂板巖層，還有的處于煤層內部，而這些位煤層底板或頂板的滑面，將會遭受煤層擠壓，這將會支持煤層厚度變薄。

（2）逆斷層，通過分析可知，在一些斷裂構造中，斷層中會出現存在“Z”字形或反“Z”字形狀的斷層，這類斷層也被人們稱作逆斷層[2]。在煤礦中如果存在逆斷層，將會導致煤層的頂板或底板出現較為嚴重的斷裂情況，從而將會導致構造力逐漸向煤層薄弱環節移動，最后將會導致受力區煤層的厚度逐漸變薄。

3 煤層厚度受沉積環境的影響

3.1 同沉積斷裂

煤層隨著時間的推移會出現沉積現象，而通過對分析可知，地質的劇烈活動容易形成斷裂構造，情況嚴重時會導致斷裂兩側發生沉降，最終會致使煤層厚度發生明顯改變。通常情況下，斷層上盤煤層厚度與下盤煤層厚度相比，要略微厚一些，煤層的改變，將會導致煤層斷層兩側的巖、煤層厚度都發生較大改變，同時也會引起斷層量測煤層厚度發生明顯改變。此外，煤層的上盤較簿，下盤較厚，此時煤層的頂部容易發生斷裂，并且通過觀察可以發現，分叉現象經常會出現在斷裂帶附近的煤層中。

3.2 沉積及古地形

若泥炭沼澤發育所在區域的地形不平，并且存在較大的起伏，有可能會引起泥炭層出現較為嚴重的堆積現象，這將會引起“填平補齊”現象。隨著時間的推移，地基地形會出現不斷的改變，此時煤層厚度也會隨之發生相應的改變，受該原因影響，煤層厚度通常會發生發生較大規模改變，造成的影響也較為嚴重。除此之外，基地地形的改變還會對煤層產量造成一定程度的影響，煤層下部會呈倒丘狀或藉節狀，該現象的存在，會導致煤層底板不均，但是需要相關作業人員注意的是，該現象并不會導致煤層頂板出現明顯改變。

3.3 不均勻沉降

此處說的不均勻沉降指的是地殼不均勻沉降，地球地質構造是不均勻的，不同的區域在構造成會存在明顯的差異。而煤層的形成是一個漫長的過程，在這個漫長的過程中，沼基地有可能會出現差異性運動，該運動的發生，將會導致煤層的形態和厚度發生動態變化。煤層會隨著時間的推移不斷發生改變，此時在煤層中將會不斷塵滅、分叉等多種不良情況，此時煤層的實際厚度，夾石層數的增加也會呈現出一定的規律型。由此可見，地殼的不均勻沉降，將會導致煤層厚度出現明顯的改變。

3.4 河流沖蝕造成的影響

礦區的第四系，全區廣泛發育，厚度為0.57（D15-2）～59.50m（CS26），平均26.17m。頂部為現代風積沙丘及沙土層。中部為黃土層，由灰黃色亞粘土、亞沙土組成。底部為河流沖積的松散砂礫石層。井田東北部地表為流動沙，西部為半固定沙，中部及南部為固定沙。

通過分析可知，隨著泥炭層的不斷堆積，如果溪流的沖蝕作用都沼澤邊緣發育產生了影響，在煤層中將會夾雜河流中的一些沉積物，該沉積過程的存在將會導致煤層厚度發生明顯的改變。煤層與巖體的相互咬合，煤層結構的復雜度會隨著煤層局部夾石層數量增加而變得更復雜，而煤層將會逐漸變簿，此時煤層的平面將會呈現出寬度較小的彎曲變形帶，通過對實際煤礦的情況進行分析，不難發現，許多地質因素都會對煤礦的厚度變化造成影響，因此在具體分析過程中必須從多方面入手，確保分析的全面性與合理性，從而促進整個行業的發展。

4 結束語

煤礦開采作業會受到許多因素的影響，煤層厚度改變是其中一項關鍵要素，其不僅會對煤礦開采儲量造成直接影響，而且在一定程度上也會對礦井的開采效果產生影響，影響開采成本。因此，為了確保煤礦開采的合理性，要加強對煤礦厚度影響因素的分析，從而對煤礦的厚度進行準確判斷，采取科學的方法對煤礦進行開展，提高企業的經濟效益。

參考文獻：

[1]楊純東.煤層厚度變化區域礦震活動規律研究[J].昆明冶金高等專科學校學報，2014（05）：5-8.