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1.煤層的形成

在成煤的古地質(zhì)年代，大量的植物死亡后，堆積在停滯水體中的植物遺體經(jīng)泥炭化作用，轉(zhuǎn)變成泥炭或腐泥；泥炭或腐泥被埋藏后，由于盆地基底下降而沉埋至地下深部，經(jīng)成巖作用而轉(zhuǎn)變成褐煤；溫度和壓力逐漸增高，再經(jīng)變質(zhì)作用后轉(zhuǎn)變成煙煤至無煙煤。

2.煤層的形態(tài)與結(jié)構(gòu)

煤在地下通常是呈層狀埋藏的，煤層在空間的展布特征，稱為煤層形態(tài)。根據(jù)煤層在空間的連續(xù)情況，可分為層狀、似層狀、不規(guī)則狀、馬尾狀等煤層形態(tài)。煤層結(jié)構(gòu)是指煤層中夾矸的數(shù)量和分布特征。按是否含有夾矸層，常將煤層分為以下2種：

（1） 簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)煤層，是指不含夾矸的煤層。

（2） 復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層，是指含有夾矸的煤層。

3.煤層的頂板與底板

（1） 頂板。正常層序的含煤地層中覆蓋在煤層上面的巖層稱為頂板。根據(jù)巖層相對(duì)于煤層的位置和垮落性能、強(qiáng)度等特征的不同，頂板可分為偽頂、直接頂和基本頂3種如圖3-3所示。在采煤過程中，直接頂是頂板管理的重要部位。

偽頂是指位于煤層之上，隨采隨落的極不穩(wěn)定巖層。其厚度一般在0.5 m以下，多由頁巖、碳質(zhì)頁巖組成，不易支護(hù)。

直接頂是指位于煤層或偽頂之上，具有一定的穩(wěn)定性，移架或回柱后能自行垮落的巖層。其厚度一般為1～2 m，多由頁巖、泥巖、粉砂巖及少量的石灰?guī)r組成。

基本頂是指位于直接頂或煤層之上，通常厚度及巖石強(qiáng)度較大且難以垮落的巖層。基本頂一般只發(fā)生緩慢下沉，在采空區(qū)上方懸露一段時(shí)間，達(dá)到相當(dāng)面積之后才垮落一次，其巖性多為砂巖、礫巖和石灰?guī)r等堅(jiān)硬巖石。

（2） 底板。正常層序的含煤地層中賦存于煤層之下的巖層稱為底板。底板可分為直接底和基本底（又稱老底）2種，如圖3-3所示。

直接底是指位于煤層之下硬度較低的巖層，厚度一般幾十厘米至幾米左右，通常為泥巖、頁巖或黏土巖。

基本底是指位于直接底或煤層之下較硬巖層，通常為厚層砂巖、石灰?guī)r等。

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圖3-3?煤層的頂板與底板

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4.煤層的厚度

煤層厚度是指煤層頂、底板之間的垂直距離。

根據(jù)礦井開采的技術(shù)特點(diǎn)，煤層厚度可大致分為以下3類：

（1） 薄煤層，是指厚度為1.3 m以下的煤層。

（2） 中厚煤層，是指厚度為1.3～3.5 m的煤層。

（3） 厚煤層，是指厚度為3.5 m以上的煤層。

在實(shí)際工作中，習(xí)慣上把厚度大于8 m的煤層稱為特厚煤層。

在復(fù)雜結(jié)構(gòu)的煤層中，煤層厚度可分為總厚度和有益厚度。總厚度是指包括夾矸在內(nèi)的全厚度；有益厚度是指除去夾矸的純煤厚度。

5.煤（巖）層的產(chǎn)狀

煤層產(chǎn)狀是指煤層在空間的位置及特征。煤層產(chǎn)狀要素有走向、傾向和傾角，如圖3-4所示。

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圖3-4 煤層產(chǎn)狀

ab——走向線；cd——傾向線；ce——傾斜線；α——煤層傾角；

1——煤層層面；2——水平面

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（1） 走向。煤層走向線是指煤層層面與水平面相交的線。走向線兩端所指的方向稱為走向。走向代表煤層在水平面中的延伸方向。

（2） 傾向。煤層層面上與走向垂直的線稱為傾斜線。傾斜線由高向低在水平面投影所指的方向稱為傾向。

（3） 傾角。煤層層面與水平面所夾的最大銳角稱為傾角。

根據(jù)礦井開采技術(shù)的特點(diǎn)，煤層按傾角大致可分為4類：① 近水平煤層，是指傾角為8°以下的煤層。② 緩傾斜煤層，是指傾角為8°～25°的煤層。③ 傾斜煤層，是指傾角為25°～45°的煤層。④ 急傾斜煤層，是指傾角為45°以上的煤層。

地質(zhì)構(gòu)造是指煤巖體在地殼運(yùn)動(dòng)作用下發(fā)生變化留下的形態(tài)或跡象。礦井地質(zhì)構(gòu)造包括井田范圍內(nèi)的褶皺、斷層、節(jié)理和層間滑動(dòng)等。礦井地質(zhì)構(gòu)造是影響煤礦生產(chǎn)和安全最重要的地質(zhì)條件，也是巖體失穩(wěn)的重要地質(zhì)因素。

1.褶皺構(gòu)造

巖層或煤層在地應(yīng)力作用下形成的一系列連續(xù)的彎曲形態(tài)稱為褶皺構(gòu)造。每一個(gè)單獨(dú)的彎曲稱為褶曲。巖層向上凸起，并且核部是老地層、兩側(cè)為新地層者稱為背斜；巖層向下凹陷，并且核部是新地層、兩側(cè)為老地層者稱為向斜，如圖3-5所示。

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圖3-5?背斜和向斜

1——背斜；2——向斜

2.斷裂構(gòu)造

煤（巖）層受力后發(fā)生斷裂，出現(xiàn)斷裂面，失去了連續(xù)完整性的構(gòu)造形態(tài)稱為斷裂。斷裂面兩側(cè)煤（巖）層沒有發(fā)生明顯位移的斷裂構(gòu)造稱為裂隙或節(jié)理；斷裂面兩側(cè)煤（巖）層產(chǎn)生明顯位移的斷裂構(gòu)造稱為斷層。