煤层冲刷

对于生产煤矿来说，煤层厚度变化是影响煤矿生产的重要地质问题。其成因主要有两种，其一是由于构造活动造成的，如褶曲不同部位煤层厚度的变化，断层上下盘煤厚的异别等。对这种煤厚变化的研究一般均结合对构造的研究进行。已有一定的研究经验和成果；另外一种煤厚变化则是沉积或后期冲刷造成的，对这类煤层变化的研究，还处于探索阶段。

本文借鉴美国学者J．C．Pe劢等提出的用于煤矿生产的沉积模式的基本思想，将古沉积环境分析与现代河流侵蚀规律相结合，在研究煤层顶板沉积特征的基础上恢复煤层顶板沉积格架和古水道系统，结合钻孔和采掘生产中揭露的煤层冲刷现象、冲刷带形态、冲刷深度的变化特点及与主河道的形态关系进行详细研究，并根据济宁二号煤层矿的实际资料，提出了该区冲刷带的预测模式。

煤层冲刷煤层冲刷与层问褶曲的关系

古河流冲刷了局部的煤层，而代之以砂岩、砂砾岩，这样就在比较软的煤层及其顶、底板岩层中形成一条刚性的条带。在构造变动过程中，使煤层及其顶、底板沿着冲刷带发生揉皱，形成层间褶曲，严重时则造成构造破坏带。其特征是。宽度大，垂直位移小J构造带中煤层及岩石揉皱破碎严重，滑痕明显，破碎岩石往往沿煤层的自然分层插入煤中，呈锯齿状，煤层厚度变化大。这是由于岩石在滑动过程中，岩性比较软弱的煤层及其顶、底板发生塑性变形的结果，表明此构造非为断裂所致。

煤层冲刷煤层冲蚀破坏与构造断失的关系

煤层冲蚀带中的砂岩条带附近，可以是断裂构造发育的场所，但是，当断层与较硬岩石(即砂岩带)斜交时，它对断裂的发展又起着一定的限制作用。有时，在岩层滑动的影响下，可使冲刷接触面上出现滑痕现象，特别是在冲刷深度大于煤厚的情况下，就可能会将冲刷带误判为断层构造。

煤层冲刷煤矿并下对煤层的冲蚀破坏与构造断失的判别

在煤系地层中冲积相岩层较多的矿井，对煤层的冲蚀破坏与断层破坏的判别上，容易发生错误。根据现场经验i煤矿井下判别煤层的冲蚀破坏与构造断失的标志。 2100433B

煤层在形成过程中或形成之后，因河流、海洋等流水的冲蚀或冰川的刨蚀，遭到的局部或全部的破坏。煤层被全部冲刷掉的地带称为“无煤带”。煤层冲刷分为两类：①同生冲刷(亦称“层内冲刷”)，冲刷作用是在泥炭层被上覆沉积物覆盖之前进行的，冲蚀的面积和深度都比较小；有时泥炭层在被覆盖之前，泥炭沼泽遭受海水侵入并形成灰岩顶板。由于海水反复的冲蚀．使泥炭层及转变成的煤层顶面凸凹不平，而上覆的灰岩顶板底面相应地凹凸不平，这种顶板俗称“蛤蟆顶”，见于山东、山西某些煤田。②后生冲刷，冲刷作用发生在泥炭层被上覆沉积物覆盖之后，可以是在煤系沉积过程中或在煤系形成之后发生的，其中以后一种情况冲蚀的面积和切割一深度较大。冲刷带附近的煤光泽变暗，灰分、水分增加，煤二层受到一定程度的破坏。煤层的冲刷给地质勘探和开采工作·j带来很大困难，因此在勘探及矿井地质工作中，要尽可能查≮明煤层冲刷的类型、范围、大小及其特点和规律，并圈出无煤区。

煤层(泥炭层)遭受河流冲刷，冲刷部位被非煤岩体所替代，是一种常见的地质现象。虽然煤层冲刷与地质构造并无必然的联系，但是有时易与某些地质构造相混淆，因此，列入本章进行讨论，重点在于识别煤层冲刷现象的存在，确定其范围与展布趋势。这对于煤矿正常生产仍然是十分必要的。

煤层冲刷带的地质特征

煤层冲刷是一个冲刷一沉积的过程，即河流将煤层(泥炭层)冲蚀并携带走，随之而来地发生非煤物质的沉积。因此沉积及沉积物所反映的特征便是煤层冲刷带的地质特征。

1．岩性特征 煤层或与其顶板，甚至底板中出现的冲刷岩体主要是各种沉积相的砂岩或砂砾岩，其中以河流相占重要地位。一旦遇有此类现象，应观察其岩性，描述其层理、层顶底面特征，定向排列特征，以确定古河流水流方向及强度．，进而判断冲刷带的大小和展布方向。

2．岩相特征 煤层遭受冲刷主要反映在突然的岩相变化(相变)，即沼泽相岩突然局部性地发育了河流相；或只是水动力条件的突然变化。冲刷带即河流所发育的部位，在平面上大都呈带状，有一定的宽度与深度，可以反映当时河流发育的时间(原生或是后生)、规模与强度(下切深度)。

3．界面特征 冲刷带与煤层之间的冲刷面大多数较平，也有呈犬牙错状(剖面上)，

并且界面上没有摩擦产生的痕迹，即擦痕，这是与断层面的区别之一。

4．煤质特征 近冲蚀部位的煤层，煤质往往变得疏松，光泽较为暗淡，灰分也略有增高。

冲刷腐蚀基本上属湍流腐蚀范畴。相对速度愈高，流体中悬浮的固体颗粒愈多、愈硬，冲刷腐蚀愈严重。下图为实验室试验用的冲刷腐蚀试验装置。该装置能模拟实际生产条件，较为实用，是一种费用较低的评选泵和阀体材料的好方法。图中表明，液体或浆液在114L的内衬玻璃槽内循环，并用泵直接送到转盘试样表面。槽内也挂有试样，用以比较转盘承受低速和高速的影响。槽可采用敞口，也可用密封性的(主要用于挥发性有害介质)。槽上部的转盘试样装置可替换一个静止试样箱，箱内用一个小孔的隔板分隔为两部分，喷射的液流冲刷在试样上，同样可在各种射流冲刷条件下取得磨耗腐蚀试验结果。如果将此试验装置连接到实际生产运转的设备上，则可得到相当于台架试验或现场试验的结果。

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结构没计与选材可以有效降低或避免冲刷腐蚀。设备、装置与管道可以设计为能够降低介质冲击流在金属表面的速度与湍流的几何流线形状。采用大半径的弯角、大直径的管道和逐步改变流体方向的结构设计会减轻冲刷腐蚀。适当调整介质（如pH值、溶解氧量）、使用缓蚀剂、采取钝化处理都可以有效降低腐蚀程度。在冲刷腐蚀严重的部位设计使用容易更换、增厚的部件有时非常经济有效适用。当设计与介质的状态不可改变时，选用抗腐蚀性较好的材料也会有效增强金属表面相对介质的稳定性而避免冲刷腐蚀。