煤矿地质构造详解
地层
1. 地层概念
地质历史上某一时代形成的层状岩石称为地层，地层是地壳中具一定层位的一层或一组岩石，在正常情况下，先形成的地层居下，后形成的地层居上。层与层之间的界面可以是明显的层面或沉积间断面。它主要包括沉积岩、火山沉积岩以及由它们经受一定变质的浅变质岩，从岩性上讲，地层包括各种沉积岩、火山岩和变质岩；从时代上讲，地层有老有新，具有时间的概念。
2. 岩石
岩石是由一种或几种造岩矿物所组成具有一定结构构造的固体结合体。按其成因可分为沉积岩、岩浆岩和变质岩三大类。与油气田关系密切的岩石主要是沉积岩，而沉积岩中又以砂岩、石灰岩、泥岩为主。在特殊的条件下，岩浆岩（如花岗岩）和变质岩也可以形成油气的储集层。
△地壳物质循环简略示意图
3. 岩浆岩
岩浆岩是由岩浆冷凝固结而成的岩石。岩浆是在地下深处天然生成的，为一种高温、高压状态富含挥发性成分的粘稠状硅酸盐熔融物质。当岩浆向地壳薄弱地带（发生破裂或失去平衡）活动时其温度、压力会逐渐下降，挥发性物质不断析出，岩浆自身逐渐分化，经过冷凝和结晶便形成岩浆岩，也称火成岩。
岩浆由地壳深处向浅处活动的过程称侵入作用，在这一阶段冷凝固结形成的岩石叫侵入岩。岩浆沿裂隙溢出地表或喷向天空的活动过程叫岩浆喷发或火山活动，这一阶段冷凝固结形成的岩石叫喷出岩或火山岩。
△火山及其构造示意图
△岩浆岩
4. 变质岩
由沉积岩、岩浆岩或先期生成的变质岩经过变质作用而形成的一类岩石称作变质岩。如板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、大理岩、石英岩等。大理岩由石灰岩、白云岩等碳酸盐类岩石变质而成；石英岩是由石英砂岩或硅质岩类变质而成；板岩、千枚岩等是由粘土质、粉砂质原岩变质而成。在变质作用过程中，无论是岩石的变形还是物质成分的重新组合，都有是在固态情况下进行的，这与岩浆作用是不同的。 △变质岩
5. 沉积岩
沉积岩是组成地球岩石圈的三大类岩石（沉积岩、岩浆岩、变质岩）之一。它是在地壳表层条件下，由母岩的风化产物、火山物质、有机物质等沉积岩的原始物质成分，经搬运作用、沉积作用以及沉积后作而形成的一类岩石。
煤层地质构造分类
煤层地质构造是指地质构造对煤层分布、厚度、质量等方面的影响。根据形成煤层的地质构造特征，可以将煤层地质构造分为断陷、褶皱和背斜三类。
一、断陷形成的煤层地质构造
断陷是指地壳在构造运动作用下，由于地壳内部发生断裂而产生的地形凹陷。断陷形成的煤层地质构造特点是煤层沉积在断陷盆地内。断陷盆地是由断陷构造形成的地形凹陷，是煤层的主要分布区域。断陷盆地内的煤层一般是具有较大的厚度和面积的。断陷盆地内的煤层分布较为均匀，具有较好的连续性。
二、褶皱形成的煤层地质构造
褶皱是指地壳在构造运动作用下，由于地壳的压力作用而发生的地层的折叠变形。褶皱形成的煤层地质构造特点是煤层发生了褶曲变形。褶皱形成的煤层地质构造通常呈现出褶皱带的分布特点。褶皱带是指在一定区域内具有相同方向和形态的褶皱构造线的集合体。褶皱带内的煤层呈现出波浪状的形态，具有较大的厚度变化和分布不均匀的特点。褶皱带内的煤层通常分为背斜部分和褶皱部分，背斜部分煤层厚度较大，褶皱部分煤层厚度较小。
三、背斜形成的煤层地质构造
背斜是指地壳在构造运动作用下，由于地壳的挤压作用而产生的地层上部隆起的地形。背斜形成的煤层地质构造特点是煤层发生了抬升变形。背斜形成的煤层地质构造通常呈现出背斜带的分布特点。背斜带是指在一定区域内具有相同方向和形态的背斜构造线的集合体。背斜带内的煤层呈现出上部隆起、下部下陷的形态，煤层厚度变化较大，分布较不均匀。背斜带内的煤层通常分为上背斜部分和下背斜部分，上背斜部分煤层厚度较大，下背斜部分煤层厚度较小。
在实际矿山开采中，需要根据不同的煤层地质构造特点采取相应的开采方法。对于断陷形成的煤层地质构造，可以采取边陷和块状采矿方法。边陷采矿方法是指在断陷盆地边缘开采，逐步向内推进。块状采矿方法是指将断陷盆地划分为若干个块状区域，分块进行开采。对于褶皱形成的煤层地质构造，可以采取顺层和逆层采矿方法。顺层采矿方法是指按照褶皱带的展布方向进行开采，沿着煤层的走向进行开采。逆层采矿方法是指沿着褶皱带的倾向进行开采，与煤层走向垂直。对于背斜形成的煤层地质构造，可以采取分块和平采两种方法。分块采矿方法是指将背斜带划分为若干个块状区域，分块进行开采。平采采矿方法是指在背斜带上部进行开采，利用背斜上部煤层良好的连续性。
1 第二节 褶皱构造 一、褶皱的基本概念 （一）褶皱的定义 岩层或岩体在地应力长期作用下形成的波状弯曲称为褶皱，褶皱在地壳中分布广泛，形态各异，规模大小相差悬殊，大者延伸几十至几百公里，小者可在手标本上见到，甚至表现为显微构造。褶皱岩层中的一个弯曲称为褶曲，它是褶皱构造的基本单位（图4-8）。 （二）褶曲的基本形式 褶曲的基本形式可分为两种，即背斜和向斜。 1．背斜 背斜是岩层向上弯拱的褶曲，核部是老岩层，两侧是新岩层，且对称重复出现，两翼岩层一般相反倾斜（图4-9a）。 2．向斜 向斜是岩层向下弯拱的褶曲，核部是新岩层，两侧是老岩层，且对称重复出现，两翼岩层一般相对倾斜（图4-9b）。 （三）褶曲要素 为了描述褶曲在空间的形态和特征，将它的各个部位分别规定了一个名称。总起来称为褶曲要素。或者说褶曲要素是褶曲的基本组成部分及其相互关系的几何要素（图4-10）。
2 褶曲要素主要有下列几种： 1．核部 褶曲的中心部位为核部。背斜核部是老岩层，向斜核部为新岩层。 2．翼部 褶曲核部两侧的岩层为翼部。背斜两翼较核部岩层新；向斜两翼较核部岩层老。相邻背斜和向斜之间的一个翼为二者所共有。 3．翼角 褶曲两翼岩层与水平面的夹角，即翼部岩层的倾角。 4．转折端 褶曲从一翼过度到另一翼的转折部位称为转折端。 5．轴面 通过褶曲核部，平分褶曲两翼的假想面称为轴面，轴面可以是平面或曲面，也可以是直立的、倾斜的、甚至是水平的。 6．轴线和轴迹 褶曲轴面与水平面的交线，称为轴线。轴线的方向表示褶曲的延伸方向。轴线的长度表示褶曲的延伸长度。轴面与地表面的交线称为轴迹。只有在轴面直立和地面水平的情况下，轴迹和轴线重合为一条线。 7．枢纽 枢纽指褶曲中同一岩层面与轴面的交线。其产状可以是水平的、倾斜的，也可是波状起伏的，甚至是直立的，枢纽主要是用来表示褶曲在延伸方向上产状的变化。 8．高点及鞍部 背斜隆起的最高部位称为高点。有的背斜可以有几个高点，同一背斜相邻两高点之间的相对低洼部分称为鞍部（图4-11）。 二、褶曲的分类 褶曲构造的形态是多种多样的，为了真实地描述褶曲在自然界 的形态，常根据横剖面、纵剖面及平面上的形态进行分类。
第二讲 煤矿地质
本讲主要内容是煤矿常见地质构造类型、各种地质构造的特点、地质构造判断与处理技术。
一、煤矿常见地质构造类型
（一）地质构造：是指地质体（岩层、岩体或矿体）存在的空间形式、状态及相互关系，是地质作用（地壳运动等）所造成的岩石（或矿体）变形、变位等现象。是地壳运动的结果，它们主要包括褶皱、断裂等。
（二）新老岩层之间的接触关系
新老岩层之间的接触关系分为整合、假整合和不整合三种。
1、整合。沉积区处于相对稳定阶段，沉积区连续不断地进行着堆积，这样，堆积物的沉积次序是衔接的，产状是彼此平行的，在形成的年代上也是顺次连续的，岩层之间的这种接触关系。称为整合接触。
2、假整合（平行不整合。）
3、不整合（角度不整合）形成年代不相连续的两套岩层重叠在一起的现象，这种构造形迹，称为不整合。不整合不同于褶皱和断层，它是一种主要由地壳的升降运动产生的构造形态。
图2-1 正常的地层接触关系示意图
图2-2沉积岩的接触关系a整合b平行不整合c角度不整合
（三）研究地质构造的意义：
1、理论意义：用于研究地壳运动的历史。
2、对成矿预测、找矿及矿产开采有实际意义：地壳中矿产的分布，矿床的形成，矿体的形态、产状等都受到地质构造控制，成矿后的构造又对矿体起破坏作用。
3、地质构造还对岩石的稳定性等产生影响，进而影响井巷工程的稳定性。
（四）地质构造的研究方法
遵循“实践—认识—实践”的认识过程来进行研究。一方面要进行大量的直接观察和实验，获得详尽的实际资料；另一方面将获得的大量资料不断加以“归纳、分析研究、判断、推理”，将感性知识上升到理性知识，然后再将得到的理性知识去指导实践，并在实践中加以验证、补充与修改，使之更加符合客观实际。因此，地质工作者需要采取观察、实验、归纳、总结、去粗取精，去伪存真、由表及里的建立一套完整的地质工作方法。
（五）地质构造类型
常见地质构造有褶皱构造、断裂构造、冲蚀构造和岩溶塌陷构造等。
