煤田地質(zhì)的煤層特征與煤層系統(tǒng)觀察

王新軍

（黑龍江省煤田地質(zhì)二○四勘探隊(duì)，黑龍江七臺(tái)河154600）

煤田地質(zhì)的煤層特征與煤層系統(tǒng)觀察

王新軍

（黑龍江省煤田地質(zhì)二○四勘探隊(duì)，黑龍江七臺(tái)河154600）

煤層是煤資源地質(zhì)分析的主體。煤層的層數(shù)、厚度、結(jié)構(gòu)和形態(tài)及其變化等決定了煤田的價(jià)值，研究煤層的形成、煤層特征和煤層系統(tǒng)觀察和描述方法意義重大。

煤層；地質(zhì)特征；觀察

1　煤層的形成

煤層位于頂?shù)装鍘r層之間，是地殼運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物，是在地殼緩慢下降過程中由泥炭層轉(zhuǎn)變形成的。成煤植物體在泥炭沼澤中堆積后，經(jīng)過生物化學(xué)變化發(fā)生泥炭化作用轉(zhuǎn)變?yōu)槟嗵繉樱荒嗵繉颖怀练e物埋藏后，經(jīng)過理化變化發(fā)生煤化作用轉(zhuǎn)變?yōu)槊簩印Ｄ嗵空訚芍心嗵繉?、煤層形成的整個(gè)過程都與沼澤水位的升降密切相關(guān)。而沼澤水位的升降主要取決于植物體的堆積速度與沼澤基底的沉降速度。

1.1植物體堆積速度大致等于沼澤基底的沉降速度

沼澤水位相對(duì)穩(wěn)定，不僅有利于植物生長，使泥炭層的形成得以持續(xù)進(jìn)行，也有利于泥炭層的形成和保存及煤層的形成。

1.2植物體堆積速度小于沼澤基底的沉降速度，即不

足補(bǔ)償狀態(tài)

沼澤水位上升，覆水加深，植物難以生存；泥炭層形成會(huì)暫停，形成煤層頂板或夾矸。所以，不利于泥炭層的形成，但有利于泥炭層的保存；可能形成厚度不大的煤層圖。

1.3植物遺體堆積速度大于沼澤基底的沉降速度，即

過度補(bǔ)償狀態(tài)

沼澤水位相對(duì)下降，沼澤供水日趨困難；不僅不利于植物生長，還會(huì)使已堆積的泥炭層因暴露而遭分解，不利于泥炭層的形成、保存及煤層的形成。

影響沼澤水面升降的因素較多，如降雨量和蒸發(fā)量的變化、潛水面的上升和下降、地殼的升降運(yùn)動(dòng)等。其中，地殼升降運(yùn)動(dòng)具有較普遍的意義。

2　煤層的一般特征

2.1煤層的頂?shù)装?/p>

是指位于煤層上下一定距離內(nèi)的巖層。煤層頂?shù)装宓膸r石特征、性質(zhì)及厚度等對(duì)采掘工作有直接影響，研究它有助于確定頂板管理和巷道支護(hù)的方法。

煤層頂板。在地層層序正常時(shí)，直接覆于煤層上部一定距離內(nèi)的巖層即為頂板。按頂板巖層變形和垮落的難易程度，可分為偽頂、直接頂及基本頂。

煤層底板。在地層層序正常時(shí)，直接伏于煤層下部一定距離內(nèi)的巖層即底板。底板可分為直接底、基本底。直接底位于煤層之下，一般是在初沼澤地生長植物的土壤，其中往往含有植物根部化石，又稱為根土巖。厚度通常較小，僅數(shù)十cm，巖性以富含炭質(zhì)的黏土巖最常見，還有泥巖等?；镜准础袄系住?。一般位于直接底之下。厚度較大，巖性常為砂巖、粉砂巖等。

2.2煤層的結(jié)構(gòu)

煤層結(jié)構(gòu)是煤層中是否含有層位穩(wěn)定的夾矸及其相對(duì)位置和數(shù)量的總體特征。按煤層中有無較穩(wěn)定的夾矸，可把煤層分為簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)和復(fù)雜結(jié)構(gòu)。

簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)煤層。煤層中無層狀出現(xiàn)的較穩(wěn)定的夾矸，但夾有不少較小的巖石透鏡體。簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的煤層反映當(dāng)初成煤時(shí)，沼澤中植物體的堆積一般是連續(xù)的。一般厚度較小的煤層是簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)煤層。

復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層。有的一兩層，多的幾層甚至十余層。復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層反映成煤時(shí)沼澤中植物體堆積曾發(fā)生一次或多次間歇。一般厚煤層或巨厚煤層往往是復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層。夾矸是煤層中厚度大于5 cm、小于當(dāng)?shù)孛簩幼畹涂刹珊穸鹊膸r石夾層。煤層中夾矸的巖性多種多樣，最常見的是炭質(zhì)泥巖、黏土巖及粉砂巖，也有油頁巖、石灰?guī)r及細(xì)砂巖等。夾矸的厚度不一，從幾cm到幾十cm。呈薄層狀、似層狀或透鏡狀。同一煤層的結(jié)構(gòu)并不是固定不變的。不僅在不同的井田內(nèi)，煤層的結(jié)構(gòu)可能有變化；甚至在同一井田內(nèi)，煤層的結(jié)構(gòu)也可能有變化，夾矸數(shù)有增有減，夾矸厚度和巖性也在變化。

2.3煤層的厚度

煤層厚度有真厚度和偽厚度之分。煤層真厚度是煤層頂?shù)装鍘r層之間的垂直距離；煤層偽厚度是煤層頂?shù)装鍘r層之間的斜距。煤層鉛直厚度和煤層水平厚度兩種偽厚度非常重要。

按煤層結(jié)構(gòu)把煤層真厚度劃分為總厚度、有益厚度及可采厚度。相關(guān)部門規(guī)定了一般地區(qū)煤層的最低可采厚度標(biāo)準(zhǔn)。煤層最低可采厚度，適用于一般地區(qū)；對(duì)于缺煤地區(qū)，可按當(dāng)?shù)匦枰硇幸?guī)定。如有些礦區(qū)煤層較薄，且較為缺乏，為充分利用煤炭資源，最低可采厚度可適當(dāng)降低。煤層厚度或煤分層厚度之和達(dá)到可采厚度即為可采煤層；否則，為不可采煤層。

2.4煤層的形態(tài)

煤層的形態(tài)是指煤層賦存的空間幾何形態(tài)。它反映了煤層厚度變化的大小和規(guī)律。按煤層在一個(gè)井田范圍內(nèi)連續(xù)程度和可采情況，將煤層形態(tài)分為層狀、似層狀和不規(guī)則狀、馬尾狀。

2.5煤層的分類

煤層的厚度、傾角及其穩(wěn)定性對(duì)煤礦開采技術(shù)影響較大。在地質(zhì)工作中常按煤層的厚度、傾角等對(duì)可采煤層進(jìn)行分類。

3　煤層系統(tǒng)觀察和描述方法

3.1對(duì)煤層塊煤煤樣的觀察

第一，煤層總體記錄觀察點(diǎn)的位置、觀察條件、編號(hào)、成煤時(shí)代、煤層名稱、煤層厚度及產(chǎn)狀等，概述煤層的穩(wěn)定性、裂隙發(fā)育情況、夾矸分布及比例、煤層頂?shù)装鍘r石性質(zhì)和裂隙發(fā)育情況及與煤層接觸關(guān)系等。第二，在煤層厚度和結(jié)構(gòu)有代表性的地點(diǎn)，選擇垂直于煤層面的新鮮平整并包括煤層頂?shù)装逶趦?nèi)的連續(xù)的煤層剖面，觀察煤層中鏡煤或亮煤的顏色、條痕色、光澤、內(nèi)生裂隙等物理性質(zhì)，初步確定煤的煤化程度。第三，確定宏觀煤巖組分，劃分宏觀煤巖類型，估計(jì)各煤巖組分在煤樣中的含量。注意觀察夾矸的層數(shù)和巖性，并把層位穩(wěn)定、厚度大于1 cm的夾矸單獨(dú)劃分出來。按夾矸把煤層劃分成幾個(gè)自然層，對(duì)每一個(gè)自然煤分層，在垂直干燥層的新鮮斷面上以大于5cm的厚度對(duì)塊煤煤樣分層，對(duì)每一煤巖分層應(yīng)在煤壁上做上記號(hào)；對(duì)有重要意義的標(biāo)志層，如礦化煤、破碎煤、腐泥煤等應(yīng)單獨(dú)分層。逐層估計(jì)光亮成分含量，確定煤的宏觀類型。當(dāng)煤巖分層中光亮成分含量分別，依次叫作光亮型煤、半亮型煤、半暗型煤和暗淡型煤。第四，描述時(shí)注意各宏觀煤巖分層的橫向穩(wěn)定性、煤巖組分組合特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物質(zhì)、包裹體成分和數(shù)量、各分層間接觸關(guān)系等，并采集煤巖測(cè)試樣品。第五，觀察煤中的礦物質(zhì)分布及存在狀態(tài)，對(duì)煤塊樣中特征部分進(jìn)行素描或照相。

3.2室內(nèi)檢查和補(bǔ)充描述整理

野外工作條件差，需要在室內(nèi)檢查現(xiàn)場(chǎng)的煤巖分層，對(duì)各分層的肉眼觀察特征作補(bǔ)充描述，繪制煤層煤巖柱狀圖，對(duì)代表性煤分層樣品進(jìn)行照相和磨光觀察。

3.3采集煤巖研究的煤樣

按煤巖研究的需要可采取煤層柱狀煤樣、宏觀煤巖類型煤樣、光亮煤樣、煤層的全層混合煤樣，并注明采取煤樣的位置。

［1］佟凱.煤田地質(zhì)與勘探.［M］.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2014.

［2］王華，嚴(yán)德天.煤田地質(zhì)學(xué)簡(jiǎn)明教程，［M］.武漢：中國地質(zhì)大學(xué)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

王新軍（1987-），男（回族），黑龍江七臺(tái)河人，助理工程師，從事煤炭地質(zhì)技術(shù)工作。

P618.11

A

1674-8646（2016）14-0016-02

2016-05-14