【摘要】煤層厚度是影響煤礦開(kāi)采的主要因素。合理測(cè)算煤層厚度可為煤炭?jī)?chǔ)量統(tǒng)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)，進(jìn)而確保煤礦開(kāi)采的有序進(jìn)展。因此，在煤礦生產(chǎn)中，需要開(kāi)采單位全面分析當(dāng)?shù)氐拿旱V地質(zhì)條件、特點(diǎn)，科學(xué)預(yù)測(cè)煤層厚度，安全開(kāi)展煤礦開(kāi)采工作。本文主要以晉城市成莊煤礦為例，闡述地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤層厚度的影響。

【關(guān)鍵詞】晉城礦區(qū)；地質(zhì)構(gòu)造；煤層厚度；影響

晉城礦區(qū)跨晉城市區(qū)及沁水、陽(yáng)城、高平、澤州等縣市，位于山西省沁水煤田南端，礦區(qū)總面積約280km2。主要受沁水大型復(fù)向斜盆地構(gòu)造、太行山造山帶構(gòu)造演化的控制，具有自身的地質(zhì)構(gòu)造特點(diǎn)。在長(zhǎng)期地殼運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且多方面因素共同作用使煤層厚度發(fā)生變化。對(duì)于同一煤礦而言，不同煤層具有不同的厚度，總體而言，煤層厚度主要受斷層構(gòu)造、褶皺構(gòu)造、沉積環(huán)境等因素影響。

一、晉城煤礦地質(zhì)構(gòu)造、特征

（一）礦井概述

本次研究對(duì)象為晉城市成莊煤礦井田。該礦井田面積約為75km2，生產(chǎn)能力800萬(wàn)t/a，可采煤層主要為3號(hào)、9號(hào)、15號(hào)。其中3號(hào)煤層為低硫煤，平均厚度約3.90m，9號(hào)煤層多為高硫煤，平均厚度約1.00m，15號(hào)煤層為中高硫-高硫煤，平均厚度約3.70m。該礦井田內(nèi)3號(hào)煤層已基本開(kāi)采完畢，預(yù)延深下組9號(hào)、15號(hào)煤層。在此背景下，煤礦開(kāi)采需要開(kāi)采人員結(jié)合該區(qū)煤礦系統(tǒng)及晉城地質(zhì)特點(diǎn)，分析總結(jié)9號(hào)、15號(hào)煤層結(jié)構(gòu)、賦存條件，了解該區(qū)煤層厚度，進(jìn)而科學(xué)計(jì)劃開(kāi)采量及開(kāi)采方式。

（二）地質(zhì)構(gòu)造特征

太行山總體展布呈 NNE方向，由相間排列的拗陷、隆起區(qū)構(gòu)成[1]。而沁水盆地受SN向擠壓作用，EW向的斷裂、隆起在南、北兩端形成，且總體由北向東展布。在這種地質(zhì)條件下，NNE、NE向的裂隙發(fā)育。

成莊煤礦位于沁水盆地南端、太行山復(fù)背斜西翼。井田受區(qū)域構(gòu)造影響，發(fā)育有兩翼平緩、波幅不大的向、背斜褶曲，并伴有扭性斷裂，地層傾角約5°～15°。成莊煤礦井田內(nèi)9號(hào)、15號(hào)煤層位于石炭系太原組，受長(zhǎng)期風(fēng)化剝蝕條件的影響，形成海陸交互相含煤巖系，煤層結(jié)構(gòu)、厚度表現(xiàn)有分叉、變薄現(xiàn)象。

二、煤礦不同地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤層厚度的影響

（一）斷層構(gòu)造

斷層構(gòu)造斷開(kāi)了原本連續(xù)的煤層，斷層性質(zhì)、產(chǎn)狀、分布等因素均對(duì)煤層厚度造成一定的影響。同時(shí)，斷層構(gòu)造不同也對(duì)煤層厚度產(chǎn)生不同程度的影響，如褶曲伴生的斷層是影響煤層厚度的主要因素，在該斷層中，褶曲是斷層的主構(gòu)造，而斷層是伴生構(gòu)造。對(duì)于逆斷層結(jié)構(gòu)而言，結(jié)構(gòu)形態(tài)為正反“Z”型，這樣，在應(yīng)力的作用下，煤層的頂板、底板被折斷，應(yīng)力逐漸轉(zhuǎn)移、消失，煤層受力面變薄[2]。此外，受側(cè)向壓力作用，煤層會(huì)發(fā)生層間滑動(dòng)，并進(jìn)而向煤層施加外力，在擠壓力的作用下，煤層變薄。而在成莊煤礦中，共查明48條斷層，其中，36條延伸長(zhǎng)度在 300m以下，8條為300～500m，4條為500m以上。該礦井內(nèi)斷層多為正斷層，煤層間滑動(dòng)構(gòu)造面角度變化，切蝕煤層，煤層變薄。另外，需要指出的是在9號(hào)、15號(hào)煤層具體開(kāi)采中，由于受斷層構(gòu)造影響，開(kāi)采難度將增加，需要全面結(jié)合煤層結(jié)構(gòu)、厚度來(lái)制定合適的開(kāi)采方案，以提高開(kāi)采率，科學(xué)指導(dǎo)生產(chǎn)。

（二）沉積環(huán)境

沉積環(huán)境對(duì)煤層厚度的影響主要體現(xiàn)在同沉積斷裂活動(dòng)、古地形。其中，古地形即為長(zhǎng)期發(fā)育時(shí)地形變化，地形高低不同，煤層厚度不同。例如，晉城煤礦9號(hào)、15號(hào)煤層演化主要經(jīng)歷石炭紀(jì)到晚三疊世末期、早侏羅世早期、早侏羅世晚期至晚侏羅世、晚侏羅世至今四個(gè)時(shí)期。在石炭紀(jì)到晚三疊世末期，煤層快速沉降；在早侏羅世早期，在燕山運(yùn)動(dòng)作用下，該地區(qū)地段隆起抬升，減少煤層埋深度；而到了晚侏羅世，同樣受燕山運(yùn)動(dòng)作用，地殼再次下降，重新開(kāi)始沉積，再次增加煤層埋藏深度；至今，地殼緩慢上升、隆起，地層受到剝蝕[3]。9號(hào)煤層受分流河道、泥炭沼澤沉積的影響。在沉積環(huán)境變化下，泥炭沼澤化時(shí)間早晚不同，形成煤層有薄、有厚。如在的河流發(fā)育中，河道處沉積物越來(lái)越厚，從而逐漸增加上下煤層間距，煤層則越薄。同樣，由于東南部泥炭沼澤長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)育，泥炭推積進(jìn)行早，形成了15號(hào)較厚煤層。

（三）褶皺構(gòu)造

在地殼運(yùn)動(dòng)中，水平方向壓力作用于巖層，巖層發(fā)生變形，呈現(xiàn)波狀彎曲。在褶皺構(gòu)造中，該構(gòu)造的主要組成部分是褶曲，分為向斜、背斜兩種基本形態(tài)。這樣，在不同壓力下，煤層厚度受褶皺構(gòu)造影響，如在垂直力下，煤層軸部變薄、兩翼煤層變厚；而在水平力作用下，兩側(cè)翼煤層變薄，軸部煤層變厚[4]。例如，在晉城成莊煤礦褶曲構(gòu)造兩翼基本對(duì)稱(chēng)，自西向北煤層變薄。在地殼運(yùn)動(dòng)水平方向壓力作用下煤層變薄，9號(hào)煤層又比較松軟，易受外力作用，煤層厚度明顯受褶皺構(gòu)造影響。9號(hào)煤層發(fā)育在K4灰?guī)r之上，褶皺構(gòu)造兩翼煤層偏薄，且受沖刷作用，部分煤層存有缺失現(xiàn)象。

三、結(jié)束語(yǔ)

受外界多種因素影響，煤礦煤層發(fā)生變化，同一煤礦，不同煤層，厚度不同，甚至同一煤層不同部位煤層厚度也各不相同。在煤礦開(kāi)采中，確定開(kāi)采范圍、計(jì)算產(chǎn)煤量的前提是全面了解不同煤層厚度，選擇科學(xué)的開(kāi)采方式、開(kāi)采順序等，以確保開(kāi)采安全，提高開(kāi)采效率。

參考文獻(xiàn)

[1]李忠慧，孫飛，宋常勝等.永豐煤礦3、9號(hào)煤層瓦斯地質(zhì)規(guī)律分析[J].能源技術(shù)與管理，2012，（6）：26-28.

[2]林文守.東中煤礦地質(zhì)構(gòu)造特征及其礦并找煤探討[J].煤炭技術(shù)，2011，30（7）：235-237.

[3]劉玉龍，趙庚鑫.山西省忻州三百子煤礦地質(zhì)及煤質(zhì)特征[J].地球，2014，（12）：332，334.

[4]康紅普，林健，顏立新等.山西煤礦礦區(qū)井下地應(yīng)力場(chǎng)分布特征研究[J].地球物理學(xué)報(bào)，2009，52（7）：1782-1792.