【任务描述】
由于成煤时期的条件和受地壳运动的影响不同，煤层的埋藏状况差别很大。煤层的埋藏特征主要包括煤层的赋存条件、煤层顶底板、煤层的厚度及其变化等。煤层的埋藏特征与煤层的开采关系十分密切。通过本课题的实施，使学生理解并掌握煤层的赋存条件、煤层顶底板性质、煤层的厚度及其变化等基本知识，为后续课题的学习打下一定的基础。
【知识学习】
一、煤层的赋存条件
煤层的赋存条件包括煤层赋存的形态、煤层结构及煤层厚度等。
1.煤层赋存的形态
煤层在地下赋存的几何形态有层状、似层状和非层状三类。层状煤层的层位稳定、连续，厚度变化小，而且有一定规律；似层状煤层的层位比较稳定，虽然有一定的连续性，但厚度变化大，而且没有规律，其形态有藕节状、串珠状和瓜藤状等；有的煤层形态变化很大，连续性很差，常有分岔、尖灭，而且煤层厚度变化无常，也无规律可循，这类煤层称为非层状或不规则煤层，常见的有鸡窝状、扁豆状或透镜状等，见表1-13。
煤层形成不同的几何形态，主要取决于煤炭沉积时的沉积特点。
表1-13 煤层的基本形态及其特征
（续）
2.煤层结构
煤层结构是指煤层内是否含有较稳定的夹石层。煤层结构通常分为简单结构和复杂结构两类，如图1-11所示。
简单结构的煤层中不含稳定的夹石层，但有时含有少量的矸石透镜体。简单结构煤层反映在当时煤层形成过程中，植物堆积是连续的。简单结构煤层多数为厚度不大的煤层。
复杂结构煤层中含有较稳定的夹石层，其夹石层数一般为1～2层，多时可达数层。煤层中含有夹石层时，一方面由于其硬度较大，开采时给采煤带来不利影响，从而降低割煤速度，缩短采煤机组的使用寿命；另一方面在混合开采时会增加煤炭的含矸率与灰分，导致煤炭质量下降。
图1-11 煤层结构示意图
3.煤层厚度
煤层厚度是煤层顶、底板岩层之间的垂直距离。为便于煤炭地质勘查和煤矿生产应用，依据煤层结构将煤层厚度划分为总厚度、有益厚度、可采厚度和最低可采厚度等，如图1-12所示。
图1-12 煤层厚度
1）煤层总厚度：煤层顶底板之间各煤分层厚度和夹石层厚度的总和。图1-12中，煤层总厚度为0.2m+0.5m+0.4m+0.3m+0.8m+0.2m+0.5m=2.9m。
2）有益厚度：煤层顶、底板之间各煤分层厚度的总和。图1-12中，煤层有益厚度为0.2m+0.4m+0.8m+0.5m=1.9m。
3）可采厚度：在现代经济技术条件下可以开采的煤层的厚度或煤分层的厚度总和。图1-12中，煤层可采厚度为0.4m+0.8m+0.5m=1.7m。
4）最低可采厚度：在现代经济技术条件下适于开采的煤层厚度。即按照国家目前有关技术政策，依据煤种、产状、开采方式和不同地区的资源条件所规定的可采厚度的下限标准。最低可采厚度是煤炭地质勘查和煤矿设计、开采的一项重要经济技术指标，达到和超过最低可采厚度的煤层称为可采煤层。
煤层的厚度相差很大，薄者仅几厘米，称为煤线，厚者可达百米以上。(www.xing528.com)
为适应不同开采方法对煤层厚度的要求，将可采煤层划分为不同的厚度级别，见表1-14。
表1-14 煤层厚度分级
在生产工作中，习惯上将厚度大于8m的煤层称为特厚煤层。厚煤层和中厚煤层在我国的煤田中占有较大的比重。
二、煤层顶底板
煤层的顶、底板是指煤系中位于煤层上下一定范围的岩层。按照沉积顺序，在正常情况下，位于煤层之下，先于煤层形成的岩层为煤层底板；位于煤层之上，在煤层形成之后形成的岩层为煤层顶板。在正常情况下，底板位于煤层之下，而顶板位于煤层之上。当地质构造破坏较剧烈时，有可能发生侧转，如图1-13所示。
图1-13 煤层顶、底板示意图
1.煤层顶板
根据煤层顶板岩层相对于煤层的位置、岩性、厚度、强度和在采煤过程中的垮落性能等特征不同，将顶板划分为伪顶、直接顶、基本顶（老顶）三个部分。
1）伪顶：直接位于煤层之上，多为几厘米至几十厘米厚的炭质泥岩或泥岩，富含植物化石。在采煤过程中，伪顶常随采随落。
2）直接顶：位于伪顶或煤层（无伪顶时）之上，一般为厚数米的泥岩、页岩、粉砂岩等较易垮落的岩层，常随回撤支架而垮落。
3）基本顶（老顶）：位于直接顶之上或直接位于煤层之上（无伪顶和无直接顶时）的厚而坚硬的岩层，一般为厚层砂岩、砾岩、石灰岩等坚硬岩层，通常在采空区上方悬露一段时间，达到一定面积之后才能垮落，且往往是发生大面积垮落。
2.煤层底板
煤层底板划分为直接底和基本底两个部分。
1）直接底。直接底位于煤层之下，一般为数十厘米厚的泥岩、页岩或黏土岩等硬度较低的岩层，富含植物根部化石。这些岩层易膨胀，可能造成巷道底鼓和支架棚腿插底现象，影响巷道运输与工作面支护，甚至导致巷道遭受严重破坏。
2）基本底（老底）。基本底是位于直接底之下的比较坚硬的岩层，多为厚层状砂岩、砾岩或石灰岩等。
对某个特定的煤层来说，其顶、底板的这五个组成部分不一定发育俱全，可能缺失某一个或几个部分的岩层。
【任务考评】
本课题的考评表见表1-15。
表1-15 任务考评表
【思考与练习】
1.煤层按煤层的结构、厚度各分为哪几类？
2.简述煤层顶底板的基本概念。一般情况下煤层顶板分为哪三部分？煤层底板分为哪两部分？
3.简述煤层厚度的概念。引起煤厚变化的地质因素有哪些？
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