研究煤层厚度变化的地质成因

李奎水

摘 要：煤层厚度的改变会对煤矿的生产造成直接影响，因此在煤矿生产过程中，对煤层厚度变化原因进行分析意义重大。下面结合新矿内蒙古能源有限责任公司长城三号矿井的实际情况，对煤层厚度变化的地质成因进行分析，希望对相关行业的发展能够有所帮助。

关键词：煤层厚度；地质成因；地质构造

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

煤炭在我国的经济发展中占有重要地位，特别是在改革开放后，我国经济不断发展，工业及人们的生活对煤炭的需求量不断增加。因此，为了适应时代的发展，要加强对煤矿开采的研究工作，从而为煤矿开采提供理论依据，提高煤矿生产力，促进煤炭行业的发展。

1 煤层厚度变化受褶皱的影响

上海庙矿区位于鄂尔多斯地臺西缘贺兰山褶皱带中段东侧，褶曲和断裂均发育。从侏罗系延安组煤层底板等高线图可以看出，各煤层起伏形态基本一致，总趋势为一个走向近南北倾向东的单斜构造，其上发育了一些规模较小的向背斜，横剖面上呈现出西高东低起伏不大的“复式”向背斜。规模较大的有新上海庙背斜、榆树井向斜。从石炭—二叠系煤层底板等高线图可以看出，含煤地层总趋势为一个走向近南北倾向东的单斜构造，其上发育了一些宽缓的波状起伏。

通过相关研究不难发现，煤层厚度会受褶皱的影响。一般来说，受水平力作用影响，煤层两边受力会超过中轴受力[1]。此时，煤层中的煤将会由较大的区域流动受压较小的区域，这将会导致中轴煤层偏厚，两侧煤层较簿。此外，煤层厚度改变时，通常都发生在一些褶皱变化相对比较剧烈的煤层中，这同褶皱不对称之间有着较大关联。例如，受横弯褶皱作用影响，煤层的顶部会变薄，斜槽部位增大。受纵弯褶皱影响时，褶皱侧翼会变簿，顶部煤层变大。

2 煤层厚度变化受断裂构造的影响

断裂构造也是也是影响煤层厚度改变的一项关键因素。通过分析可以发现，断层的密度、产状、性质等各项因素都会对煤层厚度的改变造成一定程度影响。断裂会中断煤层的连续性，这增加了煤矿开采难度。断裂对煤层变化主要体现在层间滑动和逆断层。

（1）层间滑动，受层间滑动影响，煤层厚度的改变主要体现在煤层原生结构遭受破坏，此时受到各方面因素的影响，煤层内部将会出现滑动镜面发育。通常来说，在煤层中存在滑动构造，而从实际情况来看，一些滑面位于顶板岩层，也有一些处于顶板岩层，还有的处于煤层内部，而这些位煤层底板或顶板的滑面，将会遭受煤层挤压，这将会支持煤层厚度变薄。

（2）逆断层，通过分析可知，在一些断裂构造中，断层中会出现存在“Z”字形或反“Z”字形状的断层，这类断层也被人们称作逆断层[2]。在煤矿中如果存在逆断层，将会导致煤层的顶板或底板出现较为严重的断裂情况，从而将会导致构造力逐渐向煤层薄弱环节移动，最后将会导致受力区煤层的厚度逐渐变薄。

3 煤层厚度受沉积环境的影响

3.1 同沉积断裂

煤层随着时间的推移会出现沉积现象，而通过对分析可知，地质的剧烈活动容易形成断裂构造，情况严重时会导致断裂两侧发生沉降，最终会致使煤层厚度发生明显改变。通常情况下，断层上盘煤层厚度与下盘煤层厚度相比，要略微厚一些，煤层的改变，将会导致煤层断层两侧的岩、煤层厚度都发生较大改变，同时也会引起断层量测煤层厚度发生明显改变。此外，煤层的上盘较簿，下盘较厚，此时煤层的顶部容易发生断裂，并且通过观察可以发现，分叉现象经常会出现在断裂带附近的煤层中。

3.2 沉积及古地形

若泥炭沼泽发育所在区域的地形不平，并且存在较大的起伏，有可能会引起泥炭层出现较为严重的堆积现象，这将会引起“填平补齐”现象。随着时间的推移，地基地形会出现不断的改变，此时煤层厚度也会随之发生相应的改变，受该原因影响，煤层厚度通常会发生发生较大规模改变，造成的影响也较为严重。除此之外，基地地形的改变还会对煤层产量造成一定程度的影响，煤层下部会呈倒丘状或藉节状，该现象的存在，会导致煤层底板不均，但是需要相关作业人员注意的是，该现象并不会导致煤层顶板出现明显改变。

3.3 不均匀沉降

此处说的不均匀沉降指的是地壳不均匀沉降，地球地质构造是不均匀的，不同的区域在构造成会存在明显的差异。而煤层的形成是一个漫长的过程，在这个漫长的过程中，沼基地有可能会出现差异性运动，该运动的发生，将会导致煤层的形态和厚度发生动态变化。煤层会随着时间的推移不断发生改变，此时在煤层中将会不断尘灭、分叉等多种不良情况，此时煤层的实际厚度，夹石层数的增加也会呈现出一定的规律型。由此可见，地壳的不均匀沉降，将会导致煤层厚度出现明显的改变。

3.4 河流冲蚀造成的影响

矿区的第四系，全区广泛发育，厚度为0.57（D15-2）～59.50m（CS26），平均26.17m。顶部为现代风积沙丘及沙土层。中部为黄土层，由灰黄色亚粘土、亚沙土组成。底部为河流冲积的松散砂砾石层。井田东北部地表为流动沙，西部为半固定沙，中部及南部为固定沙。

通过分析可知，随着泥炭层的不断堆积，如果溪流的冲蚀作用都沼泽边缘发育产生了影响，在煤层中将会夹杂河流中的一些沉积物，该沉积过程的存在将会导致煤层厚度发生明显的改变。煤层与岩体的相互咬合，煤层结构的复杂度会随着煤层局部夹石层数量增加而变得更复杂，而煤层将会逐渐变簿，此时煤层的平面将会呈现出宽度较小的弯曲变形带，通过对实际煤矿的情况进行分析，不难发现，许多地质因素都会对煤矿的厚度变化造成影响，因此在具体分析过程中必须从多方面入手，确保分析的全面性与合理性，从而促进整个行业的发展。

4 结束语

煤矿开采作业会受到许多因素的影响，煤层厚度改变是其中一项关键要素，其不仅会对煤矿开采储量造成直接影响，而且在一定程度上也会对矿井的开采效果产生影响，影响开采成本。因此，为了确保煤矿开采的合理性，要加强对煤矿厚度影响因素的分析，从而对煤矿的厚度进行准确判断，采取科学的方法对煤矿进行开展，提高企业的经济效益。

参考文献：

[1]杨纯东.煤层厚度变化区域矿震活动规律研究[J].昆明冶金高等专科学校学报，2014（05）：5-8.