煤田地质的煤层特征与煤层系统观察

王新军

（黑龙江省煤田地质二○四勘探队，黑龙江七台河154600）

煤田地质的煤层特征与煤层系统观察

王新军

（黑龙江省煤田地质二○四勘探队，黑龙江七台河154600）

煤层是煤资源地质分析的主体。煤层的层数、厚度、结构和形态及其变化等决定了煤田的价值，研究煤层的形成、煤层特征和煤层系统观察和描述方法意义重大。

煤层；地质特征；观察

1　煤层的形成

煤层位于顶底板岩层之间，是地壳运动的产物，是在地壳缓慢下降过程中由泥炭层转变形成的。成煤植物体在泥炭沼泽中堆积后，经过生物化学变化发生泥炭化作用转变为泥炭层；泥炭层被沉积物埋藏后，经过理化变化发生煤化作用转变为煤层。泥炭沼泽中泥炭层、煤层形成的整个过程都与沼泽水位的升降密切相关。而沼泽水位的升降主要取决于植物体的堆积速度与沼泽基底的沉降速度。

1.1植物体堆积速度大致等于沼泽基底的沉降速度

沼泽水位相对稳定，不仅有利于植物生长，使泥炭层的形成得以持续进行，也有利于泥炭层的形成和保存及煤层的形成。

1.2植物体堆积速度小于沼泽基底的沉降速度，即不

足补偿状态

沼泽水位上升，覆水加深，植物难以生存；泥炭层形成会暂停，形成煤层顶板或夹矸。所以，不利于泥炭层的形成，但有利于泥炭层的保存；可能形成厚度不大的煤层图。

1.3植物遗体堆积速度大于沼泽基底的沉降速度，即

过度补偿状态

沼泽水位相对下降，沼泽供水日趋困难；不仅不利于植物生长，还会使已堆积的泥炭层因暴露而遭分解，不利于泥炭层的形成、保存及煤层的形成。

影响沼泽水面升降的因素较多，如降雨量和蒸发量的变化、潜水面的上升和下降、地壳的升降运动等。其中，地壳升降运动具有较普遍的意义。

2　煤层的一般特征

2.1煤层的顶底板

是指位于煤层上下一定距离内的岩层。煤层顶底板的岩石特征、性质及厚度等对采掘工作有直接影响，研究它有助于确定顶板管理和巷道支护的方法。

煤层顶板。在地层层序正常时，直接覆于煤层上部一定距离内的岩层即为顶板。按顶板岩层变形和垮落的难易程度，可分为伪顶、直接顶及基本顶。

煤层底板。在地层层序正常时，直接伏于煤层下部一定距离内的岩层即底板。底板可分为直接底、基本底。直接底位于煤层之下，一般是在初沼泽地生长植物的土壤，其中往往含有植物根部化石，又称为根土岩。厚度通常较小，仅数十cm，岩性以富含炭质的黏土岩最常见，还有泥岩等。基本底即“老底”。一般位于直接底之下。厚度较大，岩性常为砂岩、粉砂岩等。

2.2煤层的结构

煤层结构是煤层中是否含有层位稳定的夹矸及其相对位置和数量的总体特征。按煤层中有无较稳定的夹矸，可把煤层分为简单结构和复杂结构。

简单结构煤层。煤层中无层状出现的较稳定的夹矸，但夹有不少较小的岩石透镜体。简单结构的煤层反映当初成煤时，沼泽中植物体的堆积一般是连续的。一般厚度较小的煤层是简单结构煤层。

复杂结构煤层。有的一两层，多的几层甚至十余层。复杂结构煤层反映成煤时沼泽中植物体堆积曾发生一次或多次间歇。一般厚煤层或巨厚煤层往往是复杂结构煤层。夹矸是煤层中厚度大于5 cm、小于当地煤层最低可采厚度的岩石夹层。煤层中夹矸的岩性多种多样，最常见的是炭质泥岩、黏土岩及粉砂岩，也有油页岩、石灰岩及细砂岩等。夹矸的厚度不一，从几cm到几十cm。呈薄层状、似层状或透镜状。同一煤层的结构并不是固定不变的。不仅在不同的井田内，煤层的结构可能有变化；甚至在同一井田内，煤层的结构也可能有变化，夹矸数有增有减，夹矸厚度和岩性也在变化。

2.3煤层的厚度

煤层厚度有真厚度和伪厚度之分。煤层真厚度是煤层顶底板岩层之间的垂直距离；煤层伪厚度是煤层顶底板岩层之间的斜距。煤层铅直厚度和煤层水平厚度两种伪厚度非常重要。

按煤层结构把煤层真厚度划分为总厚度、有益厚度及可采厚度。相关部门规定了一般地区煤层的最低可采厚度标准。煤层最低可采厚度，适用于一般地区；对于缺煤地区，可按当地需要另行规定。如有些矿区煤层较薄，且较为缺乏，为充分利用煤炭资源，最低可采厚度可适当降低。煤层厚度或煤分层厚度之和达到可采厚度即为可采煤层；否则，为不可采煤层。

2.4煤层的形态

煤层的形态是指煤层赋存的空间几何形态。它反映了煤层厚度变化的大小和规律。按煤层在一个井田范围内连续程度和可采情况，将煤层形态分为层状、似层状和不规则状、马尾状。

2.5煤层的分类

煤层的厚度、倾角及其稳定性对煤矿开采技术影响较大。在地质工作中常按煤层的厚度、倾角等对可采煤层进行分类。

3　煤层系统观察和描述方法

3.1对煤层块煤煤样的观察

第一，煤层总体记录观察点的位置、观察条件、编号、成煤时代、煤层名称、煤层厚度及产状等，概述煤层的稳定性、裂隙发育情况、夹矸分布及比例、煤层顶底板岩石性质和裂隙发育情况及与煤层接触关系等。第二，在煤层厚度和结构有代表性的地点，选择垂直于煤层面的新鲜平整并包括煤层顶底板在内的连续的煤层剖面，观察煤层中镜煤或亮煤的颜色、条痕色、光泽、内生裂隙等物理性质，初步确定煤的煤化程度。第三，确定宏观煤岩组分，划分宏观煤岩类型，估计各煤岩组分在煤样中的含量。注意观察夹矸的层数和岩性，并把层位稳定、厚度大于1 cm的夹矸单独划分出来。按夹矸把煤层划分成几个自然层，对每一个自然煤分层，在垂直干燥层的新鲜断面上以大于5cm的厚度对块煤煤样分层，对每一煤岩分层应在煤壁上做上记号；对有重要意义的标志层，如矿化煤、破碎煤、腐泥煤等应单独分层。逐层估计光亮成分含量，确定煤的宏观类型。当煤岩分层中光亮成分含量分别，依次叫作光亮型煤、半亮型煤、半暗型煤和暗淡型煤。第四，描述时注意各宏观煤岩分层的横向稳定性、煤岩组分组合特点、结构、构造、矿物质、包裹体成分和数量、各分层间接触关系等，并采集煤岩测试样品。第五，观察煤中的矿物质分布及存在状态，对煤块样中特征部分进行素描或照相。

3.2室内检查和补充描述整理

野外工作条件差，需要在室内检查现场的煤岩分层，对各分层的肉眼观察特征作补充描述，绘制煤层煤岩柱状图，对代表性煤分层样品进行照相和磨光观察。

3.3采集煤岩研究的煤样

按煤岩研究的需要可采取煤层柱状煤样、宏观煤岩类型煤样、光亮煤样、煤层的全层混合煤样，并注明采取煤样的位置。

［1］佟凯.煤田地质与勘探.［M］.徐州：中国矿业大学出版社，2014.

［2］王华，严德天.煤田地质学简明教程，［M］.武汉：中国地质大学出版社，2015.

Coal seam characteristics and systematic observation of coal geology

WANG Xin-jun
（Heilongjiang Coal Geology No.204 Exploration Team，Qitaihe 154600，China）

Coal seam is the subject of geological analysis of coal resource.Layers，thickness，structure，morphology and its changes of coal seam determine the value of the coal.To study the formation of coal seams，seam features，systematic observation and description method is of great significance.

Coal seam；Geological characteristics；Observation

王新军（1987-），男（回族），黑龙江七台河人，助理工程师，从事煤炭地质技术工作。

P618.11

A

1674-8646（2016）14-0016-02

2016-05-14