煤层的厚度变化及原因.pdf

煤层厚度是指煤层顶底板岩石之间的垂直距离。根据煤层结构，煤层厚度可分为总厚度、有益厚度和可采厚度。煤层总厚度是顶底板之间各煤分层和夹层厚度的总和；有益厚度是指煤层顶底板之间各煤分层厚度的总和；可采厚度是指在现代经济技术条件下适于开采的煤层厚度。按照国家目前有关技术政策，根据煤种、产状、开采方式和不同地区的资源情况等规定的可采厚度的下限标准，称为最 低可采厚度。达到最低可采厚度以上的煤层，称可采煤层(图4-6)。

不同煤层的厚度有很大差别，薄者仅数厘米，俗 称煤线，厚者可达二百多米。考虑到开采方法的不 同，可采煤层的厚度可分为五个厚度级：煤厚0.3～ 0.5米为极薄煤层；0.5～1.3米为薄煤层；1.3～3.5 米为中厚煤层，3.5～8.0米为厚煤层；大于8米的 为巨厚煤层。

图4-6煤层的厚度

煤层厚度是影响煤矿开采的主要地质因素之

一，煤层厚度不同，采煤方法亦不同；煤层发生分岔、变薄、尖灭等厚度变化，直接影响煤炭储量的落实和煤矿正常生产。因此，研究煤层厚度变化的规律就成为煤田地质工作的重要课题之一。

煤层厚度的变化是多种多样的，但就其成因来说，可以分为原生变化和后生变化两大类。原生变化是指泥炭层堆积过程中，在形成煤层顶板岩层的沉积物覆盖以前，由于各种地质作用的影响而引起的煤层形态和厚度的变化；泥炭层被新的沉积物覆盖以后或煤系形成之后，由于构造变动、岩浆侵入、河流剥蚀等地质作用所引起的煤层形态和厚度的变化，则称后生变化，现分别阐述如下。 一、煤层厚度的原生变化

煤层厚度的原生变化，主要包括聚煤坳陷基底不均衡沉降引起的煤层分岔、变薄、尖灭，沉积环境和古地形对煤层形态和煤厚的影响以及河流、海水对煤层的同生冲蚀等。

（一）聚煤坳陷基底不均衡沉降引起的煤厚变化

煤系形成过程中，聚煤坳陷基底的沉降常常是不均衡的，如沼泽基底的差异性运动，同沉积褶皱、同沉积断裂以及差异小振荡运动等，对于煤层的形态和厚度变化无不产生深刻的影响。

东北地区一些晚侏罗一早白垩世煤田，由于聚煤坳陷基底的差异性沉降运动，形成典型的“马尾状,煤层。盆地边缘受同沉积盆缘断裂控制，沉降速度快，含煤岩系以洪积一冲积相粗碎屑岩为主，盆地内部相对比较稳定，主要为湖泊、沼泽相沉积。从盆地中部向盆地边缘，煤层的形态和厚度变化大致可划分为三个带：第一为厚煤带，层数少，厚度大，有时可达几十米至上百米，煤层结构比较复杂；

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第二为煤层分岔带，煤层层数加多，厚度变薄，向盆缘方向呈马尾状撒开；第三为煤层尖灭带，煤层变薄、尖灭，被粗碎屑岩所代替(图4-7)。

图4-7辽宁阜新煤田煤层厚度变化

聚煤坳陷内部，往往发育有次级的隆起和凹陷，即发育同沉积背斜和同沉积向斜，对煤层形态和厚度起着明显的控制作用。由于构造分异和沉积补偿之间的不同情况，煤层的发育也是多种多样的。常常可以见到，聚煤盆地内部的同沉积背斜，造成深水盆地中的浅水地带，沼泽持续发育，基底沉降和植物遗体堆积相适应，出现厚煤带，煤层向同沉积背斜两侧分岔、变薄、尖灭，例如辽宁阜新煤田所见到的那样。但也可以出现相反的情况，即次级凹陷部位，湖沼相持续发育，而隆起部位洪积冲积相发育，此时含煤岩系和煤层厚度成正比，在凹陷部位形成厚煤层，向相对隆起部位变薄、尖灭。因此，煤厚变化和同沉积褶皱的关系，应联系具体的聚煤古地理环境加以判别。

辽宁田师傅煤矿早、中侏罗世含煤岩系形成过程中，发育北北东向的同沉积褶皱(图4-8)，中部为魏家岭隆起，东西两侧为同方向伸展的次级坳陷。坳陷核部及其仰起部位泥炭沼泽相发育，煤层较厚；而隆起顶部河流冲积相比例增大，煤层变薄甚至尖灭。后期构造是聚煤期古构造的继续和发展，后期构造形态和同沉积构造大体吻合。

不仅聚煤坳陷内同沉积褶皱对煤层的形成有控制作用，同样，聚煤坳陷内的同沉积断裂活动，也控制着煤层的发育和形态。在有同沉积断裂活动的煤田，在垂直断裂走向方向上。煤系的厚度变化很大，尤其是在断裂两侧，厚度常出现突变。岩相变化也往往很大。至于煤层本身，在泥炭堆积最有利的地段形成厚煤带，厚煤带方向常与断裂带走向一致，而向两侧，则迅速变薄、分岔、尖灭，甚至形成“马尾状”煤层。

聚煤坳陷的基底在沉降过程中，还伴随有小型的振荡运动，由于幅度和频率的差异，也会使煤层发生分岔。但一般规模不大，常常是某些地段煤层发生分岔，过了分岔带，煤层又慢慢合并。

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图4-8辽宁田师傅煤矿早、中侏罗世煤系第四含煤段岩相一厚度图

一般说来，聚煤坳陷基底不均衡沉降引起的煤层厚度变化，具有明显的方向性和分带性：沿隆起和凹陷的走向，煤层厚度比较稳定；相反，垂直隆起和凹陷的走向，煤层急剧分岔，以至尖灭。这种煤层形态和厚度的方向性与聚煤坳陷内部发育的断裂和褶皱具有密切关系；煤层形态和厚度的分带性，又与煤系的岩性岩相分带相一致。因此，研究聚煤坳陷基底不均衡沉降对煤层形态和厚度变化的影响时，岩性和岩相分析方法是十分有用的。 （二）沉积环境和古地形对煤厚的影响

泥炭层堆积时，泥炭沼泽所处的古地理位置、泥炭沼泽复杂的形态和发育的不均衡性等，对煤层形态和厚度变化有深刻的影响。

沼泽基底不平引起煤层加厚、变薄或尖灭，是常见现象。在泥炭堆积初期，首先在低洼的地方堆积了植物遗体，形成的泥炭层是彼此隔绝的。随着泥炭层逐渐堆积加厚，整个沼泽才连成一片，由于沼泽基底不平而造成了煤层厚度的很大变化。

图4-9湖北早二迭世梁山组煤层形态

图4-9是湖北某地早二迭世梁山组煤层形态素描。梁山组沉积基底为中石炭世黄龙灰岩。黄龙灰岩长

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期经受风化溶蚀，形成凸凹不平的岩溶地貌，泥炭沼泽形成于早二迭世海侵的初期，煤层赋存在黄龙灰岩的风化面上。梁山组沉积初期，尤其是底部“一煤”沉积时，首先在溶蚀凹地里聚积泥炭，随着泥炭层堆积加厚，凹地不断被填平补齐，泥炭沼泽面积进一步扩大，遂使互相隔绝的泥炭层连成一片，

形成藕节状煤层。有时由于成煤环境变化迅速，有些岩溶凹地刚被泥炭层填满后， 即被顶板沉积物所覆盖，便形成煤包。

沼泽基底不平引起煤厚变化的特点是：煤层底

图4-10辽宁阜新下层煤与底板接触关系 板或基底岩层呈不规则起伏，煤层顶板却比较平整， 煤层厚度在短距离内变化较大，并且厚度变化较大的煤层常位于煤系底部或下部。基底古地形低洼处煤层较厚，在较高的凸起部位煤层变薄甚至尖灭。在煤层与底板岩石接触面上，煤层的分层或层理被底板凸起部分所截止，上下分层呈超复关系(图4-10)。

滨海地带发育的泥炭沼泽，一般是处于砂洲砂坝和三角洲前缘砂体的内侧（靠陆方向）以及泻湖海湾地带。广阔而稳定的滨海沼泽中形成的煤层，在较大范围内，可以看到煤层向海和向陆地方向的逐渐变薄、尖灭(图4-11)。

在滨海沼泽的发育过程中，由于局部沉积环境的变化而引起沉积分异和泥炭沼泽发育的

图4-11 湖南新化地区早石炭世煤系煤层的原生尖灭

1一石灰岩；2-含植物化石泥岩；3-含动物化石记岩；4-石英砂岩；5-煤层；6-夹矸

不均衡，可使煤层发生分岔或变薄尖灭。山东滕县煤田某井田，晚石炭世太原组的沉积环境比较均衡，“四煤”和“一灰”的层位，厚度都比较稳定(图4-12)。至早二迭世山西组“三煤”沉积时，由西到东，泥炭的聚积环境发生了明显的分异。西部泥炭沼泽持续发育，形成了厚达10米以上的复杂结构煤层；由此向东，在形成“三煤”的过程中，泥炭沼泽环境一度被过渡相所代替， “三煤”分岔为“三下”、“三上”两层，并逐渐变薄、尖灭。东部过渡相砂质沉积物厚达二、三十米。这种沉积环境的更替，如果具有区域性规律可能有一定的构造背景。

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图4 -12 山东滕县煤田某区煤层分岔示意图

有时由于海岸形态的多样性，滨海平原狭长或者由于海水进退频繁等原因，滨海沼泽可能星罗棋布，互相隔绝，发育不均衡，形成的煤层形态复杂，呈透镜状、串珠状或不规则的煤包，厚度变化很大。我国南方某些地方的二迭纪煤系中的一些不稳定煤层，可能由此造成。

由内陆湖盆演变而来的泥炭沼泽中形成的煤层，其形态和厚度变化比较复杂，大型的内陆湖盆，或面积虽小但湖水较深的湖盆，泥炭沼泽往往只发育在湖泊近岸附近或湖滨分流冲击平原，向湖心则为深水湖泊相沉积物所代替（图4-13）。这时，由盆地边缘的厚煤带向盆地中心，煤层变薄尖灭，渐为泥岩、炭质泥岩或油页岩所代替。

面积较小的湖沼中，有时在湖沼中部形成厚乃至巨厚煤层，向盆地边缘变薄、尖灭，如我国西南地区的一些新生代煤系，常见这种类型。

图4-13 云南某矿5线剖面图

由于内陆盆地四周被剥蚀区所环绕，河系发育，常常发生迁移和演变，煤层形态和煤厚变化特点也因地而异。

在开阔的河谷、河漫滩洼地、牛轭湖基础上发育起来的泥炭沼泽，由于地形复杂和河流 变迁，

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一般泥炭沼泽持续的时间短促，形成的煤层往往为不连续的透镜体，短距离内迅速变 薄尖灭。由于泥炭沼泽的发育依附于河流的演变，泥炭堆积最丰富的地带往往分布在较为 平坦的河漫滩上和河流交汇、分流地带。随着河流的变迁，沿河流延伸方向，往往形成一系列厚煤带和薄煤带（图4-14，图4-15）。

图4 -14河谷沼泽形成透镜状煤层示意图 图4-15 京西某矿一槽煤走向、倾向变化图

（三）煤层的同生冲蚀

煤层的同生冲蚀是指泥炭层堆积过程中河流、海浪等对泥炭层的冲蚀。

泥炭沼泽中发育的河流，一般规模不大，弯弯 曲曲，支流较多，因而沉积物在平面上常呈蜿 蜒曲折的条带，在剖面上则呈透镜状(图4-16)。

图4 -16泥炭沼泽同生河流示意图 泥炭沼泽中发育的河流，从沼泽边缘向内部渐行消

逝。所以在邻近沼泽边缘形成的煤层中，河流沉积物常 呈夹层或串珠状，而在沼泽内部形成的煤层中则呈单个透镜体出现。

河流同生冲蚀使煤层局部变薄，夹石增多。河流同生冲蚀的沉积物一般为砂质岩、粉砂质岩与煤层有共同的顶板。冲蚀面积和深度较小，个别情况下可能切断煤层，在河流冲蚀带附近煤层遭受原始氧化，光泽变暗，灰分增高。

图4-17是淮南某矿B11槽煤层上分层受同生冲蚀的实例。B11槽煤层上分层顶底板均为泥岩，煤层被冲蚀部分为粉砂岩。冲蚀带宽约20米，长约230米，剖面上呈透镜状。

沼泽中堆积的泥炭，遭受海水冲蚀的现象，在我国山东，山西等地的煤田中有所发现。常见煤层直接顶板为灰岩。由于泥炭层遭受海水冲蚀的结果，使煤层表面形成许多大小不等的凹坑和槽沟，一般深度为0.4～0.6米。煤层开采后，灰岩顶板显示冲蚀坑的外模凹凸不平，俗称“蛤蟆顶”,(图4-18)。有的地方海蚀比较严重，在一定范围内，能使煤层几乎完全缺失。华东地区有的煤矿，煤层顶板为滨

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海或过渡相砂岩，底部多煤砾和泥岩包体，与煤层呈冲蚀接触，既是冲蚀泥炭层的后期沉积物，又是煤层的直接项板。据研究，可能是滨海浅水区海水冲蚀所致。这种冲蚀造成的无煤区和河流冲蚀不同，往往方向不定，冲蚀范围较广，无煤区块块散布，煤层多具截然缺失的特点。海水的同生冲蚀对煤层的破坏在某些地方可有较大的规模，值得注意。

图4 -17淮南某矿B11槽煤层同生冲蚀 图4-18山东、山西某些煤田煤层海蚀现象 二、煤层厚度的后生变化

煤层厚度的后生变化，主要包括河流对煤层的剥蚀，褶皱和断裂等构造变动引起的煤 层加厚和变薄，岩浆侵入吞食煤层和引起煤厚的不规则变化以及冰川活动对煤层的挤压刨 蚀，岩溶作用形成的柱状陷落等。分述如后： （一）煤层的后生冲蚀

煤层和煤系形成以后，伴随地壳的抬升和河流的发育，煤层和含煤岩系常常遭受河流 的切割剥蚀。河流的这种后生剥蚀，对煤层的破坏作用可以达到很大的规模，以致形成宽 几十米、几百米，长数公里、十几公里的薄煤带和无煤带，在某些煤田成为造成煤厚变化 的主要地质因素。 煤层遭受河流的后生剥蚀时，煤层的正常顶板也遭到剥蚀，出现河床相砂岩、砾岩等粗碎屑岩，其底部常含砾石、泥质岩包体、煤屑和碳化树干，并呈定向排列。 砂砾岩与煤层的接触面凹凸不平(图4-19)，冲刷面附近的煤，一般光泽暗淡，后生裂隙发育，常见有方解石、石膏等矿物充填，煤的灰分增高。

图4-19 四川永荣矿区河流剥蚀素描图

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河流的后生剥蚀在平面上沿着古河流方向呈带状分布，由于河床弯曲或分支合流，常使无煤带或变薄带呈现相应的多种多样形态。有时，在无煤带中间还残存着孤立的“煤岛”。开滦唐山矿开采中证实(图4-20)：Ⅲ号断层以南，山西组“五煤层”曾遭受古河流剥蚀。“五煤层”一般厚1.5～2米，正常的直接顶板为湖泊相泥岩、粉砂岩或砂岩；煤层受河流剥蚀部分，直接顶板为河床相细砾岩、粗砂岩，切割煤层正常顶板和部分煤层，出现薄煤带和无煤带。

图4-20唐山矿五煤层顶板岩相图

1一河流砂砾沉积物相；2一湖泊砂质沉积物相；3一湖泊泥质粉砂质沉积物相；4一煤层不可采带；5一岩相界线；6

一煤层等厚线；7一河流流向；8一断层线；9 —已回采区边界

河流的后生剥蚀，根据煤层顶板岩性岩相特征和冲刷接触关系，较易识别。但是依据煤田地质勘探或煤矿生产中少数揭露点，圈定河流剥蚀煤层的分布范围，却不是很容易的事情。一般可以根据沉积物特征和接触关系加以判断，如河流携带碳化树干的排列方向，冲蚀砂岩的斜层理和砾石、泥岩包体排列方位，可以大致推定古河流流向；冲蚀砂岩切割煤层接触面的形态特征，可以帮助判断古河床的弯曲，如图4-19两侧下切不对称，东陡西缓，就是由于不大的河曲所造成。上述一些标志，有助于圈定冲蚀带的范围，但由于多种因素的影响，这些判别标志的应用有一定的局限性。由于河流的延伸方向和发育特点，往往受着古构造和古地形的控制，为了摸清古河流的来龙去脉，就需要进一步研究煤层沉积前后的古地理环境与地壳运动的历史。

有时，冰川作用也是破坏煤层的地质因素之一。第四纪以来，地球上曾出现过多次冰期，冰川的分布范围很广。欧州某些第三纪褐煤煤田，因埋藏较浅而受到冰川不同程度的破坏。有的上部受到冰川的刨蚀(图4-21)，有的由于冰川的移动，煤层上部受挤压，褶皱呈马蹄状或呈底辟构造(图4-22)。据报导，我国内蒙有的煤田曾见有“冰楔,的现象，而我国西部现代冰川发育地区也可能找到煤层遭受冰川刨蚀的例子。

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图4-21德国、英国某些煤田冰川刨蚀煤层示意图 图4-22冰川揉皱的褐煤层（德国）

（二）构造变动引起的煤厚变化

构造变动引起煤层形态和厚度变化是极为普遍的现象。 由于煤层本身比较松软，在构造应力的影响下，容易发 生塑性流变，产生煤层 的局部加厚、变薄、尖灭或煤层 和顶底板互相 穿插现象。引起煤层厚度变化的构造形式 主要有三种：即以褶皱为主的变化；以断裂为主的 变 化以及断裂和褶皱两者兼具的复杂变化。

较大规模的褶皱引起的煤层加厚和变薄，一般在褶曲轴 部增厚，褶曲翼部变薄，乃至尖 灭。在平面上具有一定

的方向性：垂直压应力 方向，沿褶皱轴走向呈带状延伸， 图4-23 福建某矿褶皱作用引起的煤厚煤层加厚带和变薄带相伴出现。图4-23是福建某矿褶皱引起 变化1-煤层变厚带（厚度>2米）；2-煤层煤厚变化情况。构造形态为一东翼倒转的倾伏背斜并被次一 变薄带（厚度＜0.5）；3-煤层；4-背斜轴；褶皱复杂化。 5-倒转产状

煤层加厚带（煤厚一般大于2米）和变薄带（煤厚一般小于0.5米）相间出现，与褶皱部位和形态密切相关，并沿褶皱轴向北北东延展。

对煤层形态和厚度变化影响最显著的是不协调褶曲。地层受到挤压后，由于岩石力学性质和应力状态不同，各自产生了幅度不同、形态不一的褶曲变形。这种不协调褶曲中所夹的软岩层（尤其是煤层）容易形成不规则增厚带或变薄带。江西某矿根据不协调褶曲的形成机理，在开采中发现了若干大煤包(图4-24)。

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图4-24江西某矿不协调褶曲引起的煤厚变化 a-向顶板方向突起的；b-向底板方向突起的

有些煤田小型波状褶曲十分发育，由于层间滑动的扭力作用，使煤层局部压薄和增厚。湖南永耒煤田，小型褶皱十分发育，煤层厚度变化甚大，一般是在底板呈小背斜处，煤层变薄；在向斜处，煤层加厚呈煤包（图4-25）。

图4-25湖南永耒煤田某矿溜煤上山剖面图

当小型褶皱幅度很小时，仅影响煤层及其顶板（或底板），而煤层的底板（或顶板）产状仍保持正常，即所谓“顶裙底不褶”或.，底褶顶不褶”的现象，使煤层厚度呈波状变化（图4-26）。

图4-26湖南某矿牛筋炭底板褶皱引起的煤厚变化

断裂构造对煤层厚度的影响，表现为断层无煤带或沿断裂面及其两侧的厚度变化带。 一般情况下，张性、张扭性断层常由于引张拖曳作用而出现煤层变薄带（图4-27）。在压性、压扭性断裂面的两侧有可能出现逆掩重迭或挤压聚集的煤层加厚带（图4-28）。引捩作用引起的煤层厚度变化常沿断层走

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向呈窄条带状分布。

图4-27，开滦唐山矿5254工作面断层与煤厚变化素描图

当煤系受到构造变动时，由于煤、岩层的岩石力学性质的差异，在同一应力场中，往往出现不同的形变效应、煤层顶底板产生脆性变形，产生断裂，而在煤层中则产生塑性流动，产生褶曲。常常见到 一系列小断层，当其延伸到煤层后，即渐行消失，而代之小褶曲，造成煤层局部压薄，俗称“顶压” 或“底鼓”，对中、煤层的开采往往带来困难（图4-29）。有时煤层受到强烈挤压后，煤沿顶底板的裂隙贯入顶、底板岩石之中，或顶底板岩石碎块被压入煤层之中，煤层呈极不规则的形态（图4-30）。

4-28江西某矿逆断层使B4煤层增摩素描图 图4-29山西某矿顶压现象

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图 4-30 山东坊子矿煤层贯入底板素描图

断裂和褶皱常是互相伴生的，煤层厚度变化既有断裂作用的影响，也有褶皱作用的影响，煤层厚度和形态呈现非常复杂的面貌，分岔、合并、增厚、变薄现象十分频繁，煤层常呈透镜状、瓜藤状、藕节状、串珠状等（图4-31）。

构造变动引起的煤厚变化，常具下列特 征：煤层原始结构被破坏，出现层间揉皱和 滑动镜面， 在构造复杂的地段煤呈碎粒状、 鳞片状和粉末状，煤的光泽变暗，灰分增高； 煤层增厚带和变薄带相间出现，并沿主要构 造线呈狭长条带状分布；煤、岩层常出现不 协调褶曲，有时煤，岩层互相穿插，至使煤层呈各种不规则形态，这种变化与构造形态和所处构造部位密切相关；研究构造变动引起的煤厚变化，要特别注意不同构造部位、压性结构面展布的方位和煤层的关系，通过系统的地质构造研究，可以预测煤厚变化和煤层形态变化的规律。

图4 -31 湖南某矿瓜藤状煤层

（三）岩浆侵入对煤层的影响

我国东部中、新生代的岩浆活动十分强烈，火成岩分布非常广泛，岩浆侵入煤层也 是常见的地质现象。如辽宁阜新、河北兴隆、山东淄图4-31 湖南某矿瓜藤状煤层博、陶枣、坊子，安徽淮北及东南沿海诸省的一些矿区等。由于煤层是煤系中比较薄弱的部分，因此，岩浆很容易侵入煤层。岩浆侵入煤层，使煤层形态、厚度发生很大变化，使煤层结构、煤质遭受严重破坏,有时煤层被大片吞食或变成天然焦，而丧失工业价值。

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煤层中的火成岩一般为浅成岩或脉岩类，常见的有：花岗斑岩、石英斑岩、细晶岩、正长斑岩、微晶闪长岩、闪长玢岩以及辉绿岩、煌斑岩等。其产状主要为岩墙和岩床两种。

岩墙斜穿或垂直煤层，在平面上呈长条状延伸，常常沿断裂成组出现，一般对煤厚影响不大(图4-32)。当岩墙很厚时，则造成较宽的无煤带。

侵入煤层的岩床，形态多种多样。常见的有似层状、层状、指状或呈大小不等的串珠状、透镜状。当岩浆侵入煤层时，常以断裂为通道，同时往往有选择性地侵入到厚煤层中（图4-33）。有时岩浆顺煤层与其顶底板的界面侵入而成为煤层的直接顶底板。厚度较大

图4-32山东淄博矿区某矿辉绿岩墙分布图 图4-33山东陶庄矿岩浆沿断裂侵入厚煤层示意图

的似层状、层状的岩体对煤层影响较大，有时能把煤层大部或全部吞食，或使其变为天然焦（图4-34），使一部分围岩也发生变质，泥岩角岩化或绿泥石化，砂岩石英岩化。不规则透

图4-34山东某矿北225煤巷岩浆吞食煤层素描图

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图4-35 山东坊子矿闪长玢岩侵入煤层素描图

镜状，指状岩体使煤层的形态，结构和厚度产生极不规则的变化，影响生产的正常进行（图4-35）。岩体的形态虽然十分复杂，但也有一定的规律可寻，一般接近岩浆来源区，岩体呈层状、似层状，厚度大，常吞食煤层；远离岩浆来源区，呈不规则透镜状，饼状；而在边缘地带岩体多呈树枝状，串珠状。在较大范围内，可以见到岩体分岔和侵入层位逐渐抬高的现象。

研究火成岩在煤层中的分布范围和规律，首先要通过大量的观测，摸清岩浆活动的规律。岩浆侵入和构造断裂有密切的成生联系，不但岩墙的分布受构造断裂的控制，就是岩床亦常以断裂为天然通道。因此，对火成岩的研究与构造断裂的研究应当结合起来进行。摸清岩浆侵入的大体方向，有助于预测火成岩的分布范围、形态特点和对煤层的破坏程度，有助于在大片岩浆吞食煤层的地段发现被包藏着的较好的煤层。

（四）岩溶作用形成的无煤陷落柱

当煤系的下伏岩系为石灰岩、白云岩、石膏等可溶性岩矿层时，由于流动地下水的长期溶蚀作用，形成了大量的岩溶洞穴，且其规模愈来愈大，在上复岩系的重力作用下,溶洞上复的煤层及其围岩逐渐垮落，产生塌陷现象，叫做岩溶陷落(图4-36)。塌陷体呈一柱体，习惯称之为“陷落柱”。陷落柱有大有小，截面直径为数米、数十米甚至数百米。柱状陷落使煤层的连续性遭到破坏，使矿山地质条件复杂化。陷落柱密集的井田，甚至完全丧失开发价值。

陷落柱具有一系列的特征，易与构造变动相区别。柱状陷落均被上复的岩、煤碎块所充填，棱角明显，形状很不规则，大小不一，杂乱无章，并为粘土充填胶结；陷落柱与围岩的接触面，界线分明，

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图4-36岩溶作用形成柱状陷落示意图

多呈锯齿状折线；常见红色铁质沉积物以及钙质或高岭石沉积物等充填。陷落柱一般呈上小下大的柱状体，但在含水较多较松散的岩层中，则见有上大下小的漏斗状陷落柱。陷落柱的发育受构造和水文地质条件控制，常沿构造线排布，时常在两组断裂交汇处发育，在平面上具有带状分布的特点。岩溶体积愈大，地下水的排泄条件愈好，陷落柱的塌陷高度愈大，反之愈小。陷落柱的中心轴与岩层层面近似垂直，上煤层如遇到陷落柱，则下煤层在相应部位上也一定会出现，且规模更大，并向上山方向偏移。陷落柱规模较大时，可直达地表，地貌上或呈圆形凸包，或为环形凹地。

我国华北石炭二迭纪含煤建造形成于奥陶纪灰岩的古老侵蚀面上，陷落柱比较发育， 尤以汾河流域的太原西山和霍县两个煤田最为严重。华南晚二迭世龙潭组，其下伏岩系亦 有灰岩，因而陷落柱亦有所见。在陷落柱发育的地区研究地质构造和水文地质条件，查明岩溶发育规律，对掌握陷落柱分布规律和指导生产具有实际意义。

以上列举了煤层厚度的原生变化和后生变化，并简要地阐明了引起煤厚变化的地质因 素。然而，自然界常常出现多种因素联合迭加的现象，例如地壳不均衡沉降引起煤层分岔，但同时也造成了泥炭堆积环境的分异，使煤层形态、厚度变化进一步复杂化。至于煤层原生变化又被后期构造变动、河流剥蚀等所改造的现象则更为常见。这些引起煤层厚度变化的地质因素也不是彼此孤立的，它们是地壳运动的不同表现形式。研究煤厚变化就要善于从煤层形态和厚度变化现象的观察入手，寻找引起变化的原因，从多种因素中把握其内在联系和找出主要原因，抓住变化规律，用以指导地质勘探和煤矿生产实践。

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