第一章 煤矿地质
第一节 地壳及地质年代
一、 地壳物质组成
（一）岩浆岩（火成岩）
岩浆（硅酸盐融体）冷凝而成，常见的有花岗岩、玄武岩。
（二）沉积岩
沉积物经过压紧、胶结等作用而形成的岩石，是煤矿最常见的岩石，煤是沉积岩。
（三）变质岩
沉积岩或岩浆岩在地下受高温、高压、物理化学作用改变了原来的成分和性质，变成新岩石。常见的由石英砂岩变成石英岩，由石灰岩变为大理岩。
二、 地质年代
地壳历史：太古代、古生代、中生代、新生代。
代、世、纪相应地层年代：界、系、统
矿区出露的地层按地质年代由老至新分别是：
1、二叠系上统峨眉山玄武岩组（P2β）厚度约300m，以灰绿色、浅紫色、暗灰色凝灰岩等组成。
2、二叠系上统龙潭组（P2l）厚度约为234m，含煤地层，主要以粉砂岩、细砂岩、泥岩和煤层组成。
3、三叠系下统飞仙关组（T1f）厚度578m，由细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩，粉砂质泥岩等组成，与其下龙潭煤组为整合接触。
4、三叠系下统永宁镇组（T1yn）出露厚度为150～215m，以细砂岩、白云质灰岩、薄层灰岩组成，中部含克氏蛤等动物化石。
5、第四系（Q）：主要为坡积、残积冲击物组成，零星分布，与下覆地层为角度不整合接触，地层厚度0～30m不等。
第二节 煤 层
一、煤层的埋藏特征
煤层是我们的开采对象，我们最关心的是煤层的埋藏特征。煤层埋藏特征包括煤层的厚度、结构、倾角及稳定性等，这些特征和我们的采煤方法及安全有很大的关系。
1、煤层的结构
根据煤层中有无较稳定的矸石层，可将煤分为两类，即简单结构和复杂结构层。
（1）简单结构层。这类煤层中没有呈层状出现的稳定的矸石层，但仍然可能夹有较少的矿物质或结核。简单结构煤层反映出当初形成时，沼泽中植物遗体的沉积基本上是连续的。
（2）复杂结构层。复杂结构煤层中常含有较稳定的夹石层，少则一层，多则几层。复杂结构煤层反映出当初形成时泥炭沉积曾为间歇性，即在泥炭沉积后又沉积了泥砂，再后来又沉积了泥炭，而沉积的泥砂则形成夹矸。
煤层夹矸的层数多、厚度大，则影响采煤工作面采煤机割煤，也会影响煤的质量。
2、煤层的厚度
煤层的厚度指煤层顶底板之间的垂直距离。根据开采技术特点，煤层按厚度分为以下3类：
薄煤层 < 1.3m
中厚煤层 1.3m~3.5m
厚煤层 >3.5m
3、煤层的倾角
煤层的倾角是指煤层相对水平面的夹角。根据倾角大小将煤层分为以下4类：
近水平煤层 <8°
缓倾斜煤层 8°~25°
倾斜煤层 25°~45°
急倾斜煤层 >45°
4、煤层的稳定性
任何煤层的厚度，实际上都是变化的，有时厚有时薄，甚至尖灭。根据厚度变化情况可将煤层分为下列四类：
（1）稳定煤层。
这种煤层在整个矿井开采范围内厚度均大于最小可采厚度，且厚度的变化有一定的规律性。
（2）较稳定煤层。
在矿井开采范围内绝大多数煤层基本上可采，而只有局部煤层不可采。
（3）不稳定煤层。
这样的煤层厚度变化很大，有薄有厚，甚至尖灭。经常出现不可采区域。
（4）极不稳定煤层。
煤层常驻呈鸡窝状，断断续续分布，在井田范围内仅局部可采。
三、 煤层的顶底板
（一）顶板
位于煤层上履的岩层称为煤层顶板，根据岩性、厚度及采煤过程中垮落的难易程度分为伪顶、直接顶、老顶（又称基本顶）3种类型。
1、伪顶
是指直接位于煤层之上的一层炭质泥岩，一般为几厘米到十几厘米，稳定性差，对顶板管理影响不大，一般不需维护，往往随采随落，会增加灰份，对煤质有一定影响。
2、直接顶
是指在伪顶之上相对稳定的砂岩、粉砂岩、泥岩岩层。该层厚度大，可达几米到几十米，强度较大，一般不会随时垮落，在采煤过程中，是顶板管理的重要部位。
3、老顶
是指位于直接顶以上岩层，多为厚度较大、较稳定的粗砂岩、砾岩或石灰岩，一般不易垮落，常会有缓慢变形。
（二）、底板
位于煤层之下的岩层，称之为底板。分为直接底和老底。
1、直接底
是指直接位于煤层之下的岩层，一般有泥岩组成，常见有植物根部化石，其主要特点为遇水容易膨胀，引起底鼓，破坏运输轨道或支架。
2、老底
指位于直接底以下的厚层砂岩或石灰岩。该层一般厚度大，岩性强度大，岩层稳定，永久性的运输巷一般都布置在该层中。
第三节 煤层与岩层的地质变动
一、 产状变动及产状要素
（1）走向
倾斜煤（岩）层层面与水平面的交线称为走向线。走向线的方向代表煤层的走向。
（2）倾向
在煤层层面上和走向线垂直向下的线叫倾斜线。倾斜线在水平面上的投影线代表煤层的倾向。
（3）倾角
煤层倾斜线和水平面的夹角叫煤层的倾角。
二、 褶皱构造
当水平煤层受到水平方向的挤压力后，煤层产生弯曲，但没有丧失其原有的连续性。这种构造叫褶皱构造。褶皱构造有以下两种：
（1）背斜
在形态上是一个中间向上凸起的弯曲，煤层从中心向两侧倾斜。
（2）向斜
在形态上是一个中间向下凹去的弯曲，煤层从两面侧向中心倾斜。
三、 断裂构造
当煤层受力后，作用力超过煤层的强度，煤层所产生的错位、断裂叫断层。断裂后，如果两侧煤层没有明显的位移叫作裂隙；如果发后了明显的位移则叫做断层。
（1）裂隙。煤层受到作用力后，发生断裂但没有明显的位移，只是产生了许多裂缝，导致煤层破碎。
（2）断层。断裂出现后，煤层则完全丧失了原来的连续性和完整性。
A、断层要素
B、断层的分类
断层分为（1）正断层（2）逆断层（3）平推断层三种。
(3)地堑、地垒、台阶
四、陷落柱
在煤层底板以下的石灰岩中，由于酸性水的作用会形成许多溶洞。而且随酸性水的不断补给，溶洞不断增大。最后导致其上部岩层的整体陷落，形成一个下部大，上部小的破碎柱体叫陷落柱。
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