第一章煤田地質(zhì)及礦圖知識

1、采礦概論江蘇徐州 | 中國礦業(yè)大學(xué) 韓昌良 講師第一章第一章 煤田地質(zhì)及礦圖知識煤田地質(zhì)及礦圖知識1 1煤田煤田地質(zhì)概述地質(zhì)概述2 2煤質(zhì)煤質(zhì)及煤的工業(yè)分類及煤的工業(yè)分類3 3煤田地質(zhì)勘探煤田地質(zhì)勘探及煤炭儲量及煤炭儲量4 4礦礦圖基本知識圖基本知識第一節(jié)第一節(jié) 煤田地質(zhì)概述煤田地質(zhì)概述 一、成煤作用一、成煤作用 煤是煤是古代植物遺體經(jīng)成煤作用后轉(zhuǎn)變成的固體可燃礦產(chǎn)古代植物遺體經(jīng)成煤作用后轉(zhuǎn)變成的固體可燃礦產(chǎn)1 1、成煤過程中的幾個概念、成煤過程中的幾個概念成煤作用成煤作用: : 從植物死亡、堆積到轉(zhuǎn)變?yōu)槊旱膹闹参锼劳?、堆積到轉(zhuǎn)變?yōu)槊旱难葑冞^程演變過程，以及在這個，以及在這個演變過程中經(jīng)受的演

2、變過程中經(jīng)受的各種作用各種作用。煤化作用：煤化作用：煤的煤的成巖（碳）作用成巖（碳）作用和和變質(zhì)作用變質(zhì)作用的合稱。的合稱。成巖作用：成巖作用：泥煤或腐泥泥煤或腐泥被掩埋后，在壓力、溫度等因素作用下，轉(zhuǎn)被掩埋后，在壓力、溫度等因素作用下，轉(zhuǎn)變?yōu)樽優(yōu)楹置汉置旱淖饔?。的作用。變質(zhì)作用：變質(zhì)作用：褐煤褐煤在地下受溫度、壓力、時間等因素的影響下，轉(zhuǎn)變在地下受溫度、壓力、時間等因素的影響下，轉(zhuǎn)變?yōu)闉闊熋簾熋夯蚧驘o煙煤無煙煤、石墨石墨等的地球化學(xué)作用。等的地球化學(xué)作用。2、不同的煤如何形成、不同的煤如何形成褐煤：褐煤：泥炭或腐泥經(jīng)高溫高壓作用，泥炭層壓緊失水，泥炭或腐泥經(jīng)高溫高壓作用，泥炭層壓緊失水，C含

3、量增加，含量增加，H、O、N含量減少，經(jīng)過復(fù)雜物理化學(xué)作用而形成。是煤化程度最含量減少，經(jīng)過復(fù)雜物理化學(xué)作用而形成。是煤化程度最低的礦產(chǎn)低的礦產(chǎn)煤。煤。煙煤：煙煤：褐煤在溫度和壓力不斷增高的物理化學(xué)作用下而形成褐煤在溫度和壓力不斷增高的物理化學(xué)作用下而形成 。 無煙煤：無煙煤：煙煤受到更高溫度和壓力的長期作用下而形成。煙煤受到更高溫度和壓力的長期作用下而形成。形成有開采價值煤層的形成有開采價值煤層的必備條件必備條件：第一，溫暖潮濕利于植物生長和繁殖的適宜的氣候。第一，溫暖潮濕利于植物生長和繁殖的適宜的氣候。第二，植物的大量繁殖是成煤的必要條件。第二，植物的大量繁殖是成煤的必要條件。第三，大面積

4、沼澤化的自然地理條件。第三，大面積沼澤化的自然地理條件。第四，地殼運動的良好配合。第四，地殼運動的良好配合。 二、聚煤期二、聚煤期 地殼是由巖石組成的。地殼是由巖石組成的。 巖漿巖巖漿巖是由地殼內(nèi)部熔融狀態(tài)的巖漿，沿地殼的裂隙是由地殼內(nèi)部熔融狀態(tài)的巖漿，沿地殼的裂隙等薄弱地帶侵入地殼或噴出地表，冷凝固結(jié)而形成的巖石。等薄弱地帶侵入地殼或噴出地表，冷凝固結(jié)而形成的巖石。 沉積巖沉積巖是地殼表層環(huán)境中常溫常壓條件下形成的巖石。是地殼表層環(huán)境中常溫常壓條件下形成的巖石。主要由風(fēng)化和剝蝕巖石的碎屑及可溶物質(zhì)等，經(jīng)搬運、沉主要由風(fēng)化和剝蝕巖石的碎屑及可溶物質(zhì)等，經(jīng)搬運、沉積、壓緊、膠結(jié)而形成的巖石。積、

5、壓緊、膠結(jié)而形成的巖石。 變質(zhì)巖變質(zhì)巖是由原有的沉積巖、巖漿巖或變質(zhì)巖在受到高是由原有的沉積巖、巖漿巖或變質(zhì)巖在受到高溫、高壓及化學(xué)性活潑的氣體或液體的作用，巖石的物理溫、高壓及化學(xué)性活潑的氣體或液體的作用，巖石的物理化學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)及構(gòu)造都發(fā)生變化，變成一種新的巖石，化學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)及構(gòu)造都發(fā)生變化，變成一種新的巖石，稱為變質(zhì)巖。稱為變質(zhì)巖。 為了便于礦產(chǎn)資源的尋找和開發(fā)，要求對各地的地層建為了便于礦產(chǎn)資源的尋找和開發(fā)，要求對各地的地層建立統(tǒng)一的名稱和地質(zhì)年代。地質(zhì)年代就是將地球歷史從古立統(tǒng)一的名稱和地質(zhì)年代。地質(zhì)年代就是將地球歷史從古到今分為五大時期：到今分為五大時期：太古代、元古代、古生代、

6、中生代和太古代、元古代、古生代、中生代和新生代新生代。代以下分為。代以下分為紀(jì)紀(jì)，紀(jì)以下分為，紀(jì)以下分為世世。每個地質(zhì)年代都。每個地質(zhì)年代都有相應(yīng)的地層形成，這些地層以與代、紀(jì)、世相對應(yīng)的界、有相應(yīng)的地層形成，這些地層以與代、紀(jì)、世相對應(yīng)的界、系、統(tǒng)命名系、統(tǒng)命名。例如例如，古生代形成的地層叫古生界，二迭紀(jì)形成的地層，古生代形成的地層叫古生界，二迭紀(jì)形成的地層就叫二迭系，晚二迭世形成的地層就叫晚二迭統(tǒng)。就叫二迭系，晚二迭世形成的地層就叫晚二迭統(tǒng)。表表1-2 地質(zhì)年代（地層年代）表地質(zhì)年代（地層年代）表 地質(zhì)年代與地層單位見表地質(zhì)年代與地層單位見表1-2。聚煤期或成煤期：地質(zhì)歷史中形成煤炭資源的

7、時期。 古生代：石炭紀(jì)、二疊紀(jì)古生代：石炭紀(jì)、二疊紀(jì)3 3個主要聚煤期個主要聚煤期 中生代：侏羅紀(jì)中生代：侏羅紀(jì) 新生代：古近紀(jì)、新近紀(jì)（第三紀(jì)）新生代：古近紀(jì)、新近紀(jì)（第三紀(jì)） 三、含煤巖系三、含煤巖系 含煤巖系含煤巖系簡稱煤系，是指含有煤層，并有成因聯(lián)系的沉簡稱煤系，是指含有煤層，并有成因聯(lián)系的沉積巖系。積巖系。 煤系地層命名方法：煤系地層命名方法：煤系地層通常以形成的地質(zhì)年代來命名煤系地層通常以形成的地質(zhì)年代來命名，如華南的晚，如華南的晚二疊世煤系，江蘇龍?zhí)睹合岛徒鳂菲矫合?。二疊世煤系，江蘇龍?zhí)睹合岛徒鳂菲矫合?。煤田煤田是同一地質(zhì)時期形成的并大致連續(xù)發(fā)育的含煤巖是同一地質(zhì)時期形成的并

8、大致連續(xù)發(fā)育的含煤巖系分布區(qū)系分布區(qū)。通常以所在地點命名，通常以所在地點命名，如大同煤田、徐州煤田；如大同煤田、徐州煤田；也有以所在地點和煤系形成的地質(zhì)年代來命名也有以所在地點和煤系形成的地質(zhì)年代來命名，如山東淄博，如山東淄博石炭二疊紀(jì)煤田。石炭二疊紀(jì)煤田。四、煤層賦存特征四、煤層賦存特征 （一）煤層的結(jié)構(gòu)和頂、底板（一）煤層的結(jié)構(gòu)和頂、底板 1. 1. 煤層的結(jié)構(gòu)煤層的結(jié)構(gòu) 煤層通常是煤層通常是層狀層狀的。根據(jù)煤的。根據(jù)煤層中有無較穩(wěn)定的層中有無較穩(wěn)定的夾矸層夾矸層，將煤，將煤層分為兩類。層分為兩類。 （1 1）簡單結(jié)構(gòu)煤層）簡單結(jié)構(gòu)煤層 （2 2）復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層）復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層 2. 煤層的頂

9、、底板煤層的頂、底板 賦賦存在煤層之上的鄰近巖層，稱為存在煤層之上的鄰近巖層，稱為頂板頂板。賦存在煤層之下的鄰近巖層，。賦存在煤層之下的鄰近巖層，稱為稱為底板底板。 根據(jù)巖層相對于煤層的位置及垮落性能，將煤層頂、底板分為：根據(jù)巖層相對于煤層的位置及垮落性能，將煤層頂、底板分為： （1）偽偽 頂頂 位于煤層之上隨采隨落的極不穩(wěn)定巖層，其厚度一般在位于煤層之上隨采隨落的極不穩(wěn)定巖層，其厚度一般在0.5m以下。大多由松軟的炭質(zhì)頁巖、泥頁巖組成。并非所有煤層都有偽以下。大多由松軟的炭質(zhì)頁巖、泥頁巖組成。并非所有煤層都有偽頂。頂。 （2）直接頂直接頂 位于煤層或偽頂之上具有一定的穩(wěn)定性，采煤時移架或位于

10、煤層或偽頂之上具有一定的穩(wěn)定性，采煤時移架或回柱后能自行垮落的巖層。多為粉砂巖、泥巖等。有時煤層之上無直接回柱后能自行垮落的巖層。多為粉砂巖、泥巖等。有時煤層之上無直接頂而為基本頂。頂而為基本頂。 （3）基本頂基本頂 又稱又稱“老頂老頂”。位于直接頂或煤層之上，通常厚。位于直接頂或煤層之上，通常厚度及巖石強(qiáng)度較大、難于垮落的巖層。通常由砂巖、石灰?guī)r、度及巖石強(qiáng)度較大、難于垮落的巖層。通常由砂巖、石灰?guī)r、砂礫巖等組成。砂礫巖等組成。 （4）直接底直接底 位于煤層之下，為強(qiáng)度較低的巖層。通常由泥巖、位于煤層之下，為強(qiáng)度較低的巖層。通常由泥巖、粉砂巖、粘土巖等組成。粉砂巖、粘土巖等組成。 （5）基本

11、底基本底 又稱又稱“老底老底”，位于直接底下面，比直接底堅，位于直接底下面，比直接底堅固，多為砂巖、砂頁巖、石灰?guī)r等。固，多為砂巖、砂頁巖、石灰?guī)r等。 基本底直接底煤層基本頂直接頂偽頂（二）煤層厚度（二）煤層厚度 煤層的厚度煤層的厚度：煤層頂?shù)装逯g：煤層頂?shù)装逯g的垂直距離。的垂直距離。煤層總厚度煤層總厚度：包括所有煤分層包括所有煤分層和夾矸層厚度總和。和夾矸層厚度總和。有益厚度有益厚度：煤分層厚度的總和，煤分層厚度的總和，不包括夾矸層厚度。不包括夾矸層厚度。最低可采厚度最低可采厚度：在當(dāng)前技術(shù)和：在當(dāng)前技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件下，可開采最小煤層經(jīng)濟(jì)條件下，可開采最小煤層厚度。厚度。 煤層的總厚度及有

12、益厚度煤層的總厚度及有益厚度 （三）煤層的構(gòu)造形態(tài)（三）煤層的構(gòu)造形態(tài) 地質(zhì)構(gòu)造：地質(zhì)構(gòu)造：由于地殼運動而造成的煤層和巖層的空間由于地殼運動而造成的煤層和巖層的空間形態(tài)。形態(tài)。 1. 單斜構(gòu)造單斜構(gòu)造 在一定范圍內(nèi)，煤（巖）層大致向一個方向傾在一定范圍內(nèi)，煤（巖）層大致向一個方向傾斜的構(gòu)造形態(tài)，稱為斜的構(gòu)造形態(tài)，稱為單斜構(gòu)造單斜構(gòu)造，如圖，如圖1-3(a)所示。所示。 煤（巖）層的空間形態(tài)，通常用產(chǎn)狀煤（巖）層的空間形態(tài)，通常用產(chǎn)狀要素要素-走向走向、傾向傾向及及傾角傾角來描述，如圖來描述，如圖1-2所示。所示。 （1）走向走向 煤層層面與水平面的交線稱煤層層面與水平面的交線稱為走向線，走向線

13、的方向稱為走向。走向為走向線，走向線的方向稱為走向。走向代表了煤層在平面上的延伸方向。代表了煤層在平面上的延伸方向。 煤層的產(chǎn)狀要素煤層的產(chǎn)狀要素 （2）傾向傾向 煤層層面上與走向線垂直的線稱為煤層層面上與走向線垂直的線稱為傾斜線傾斜線，傾斜線自上，傾斜線自上而下所指的方向稱為而下所指的方向稱為傾斜傾斜，傾斜在水平面上的投影所指的方向為，傾斜在水平面上的投影所指的方向為傾向傾向。 （3）傾角傾角 煤層層面與水平面的夾角稱為傾角。煤層傾角由煤層層面與水平面的夾角稱為傾角。煤層傾角由0 90。 2. 2. 褶皺構(gòu)造褶皺構(gòu)造褶皺構(gòu)造：褶皺構(gòu)造：煤層及巖層受到水平擠煤層及巖層受到水平擠壓力后，變成彎曲

14、形狀，但仍保持壓力后，變成彎曲形狀，但仍保持其連續(xù)性，如圖其連續(xù)性，如圖1-3(b)所示。所示。褶曲褶曲：褶皺構(gòu)造中單個彎曲，是褶：褶皺構(gòu)造中單個彎曲，是褶皺構(gòu)造的基本單位。褶曲的基本形皺構(gòu)造的基本單位。褶曲的基本形態(tài)是態(tài)是背斜和向斜背斜和向斜。背斜背斜：巖層層面凸起的彎曲，如圖：巖層層面凸起的彎曲，如圖中的中的ABC。向斜：向斜：巖層層面凹下的彎曲，如圖巖層層面凹下的彎曲，如圖中的中的BCD。煤礦構(gòu)造形態(tài)的類型煤礦構(gòu)造形態(tài)的類型 核部核部：是褶曲的中心部分。背斜構(gòu)造中指最：是褶曲的中心部分。背斜構(gòu)造中指最老的巖層，向斜構(gòu)造中指最新的老的巖層，向斜構(gòu)造中指最新的巖層。巖層。翼部翼部：是褶曲核部

15、兩側(cè)的巖石。：是褶曲核部兩側(cè)的巖石。軸面軸面：是一個平分褶曲兩翼的假想面，這個：是一個平分褶曲兩翼的假想面，這個面的位置可以是直立的、水平的和傾斜的；面的位置可以是直立的、水平的和傾斜的；其形態(tài)可以是個平面，也可以是個曲面。其形態(tài)可以是個平面，也可以是個曲面。軸線軸線：是軸面與地表面的交線。軸線可能是：是軸面與地表面的交線。軸線可能是直線，也可能是曲線；軸線的方向表示褶曲直線，也可能是曲線；軸線的方向表示褶曲的延伸方向。的延伸方向。 樞紐樞紐：是褶曲中同一巖層的層面與軸面的交：是褶曲中同一巖層的層面與軸面的交線。它可以是水平、傾斜、或波狀起伏的。線。它可以是水平、傾斜、或波狀起伏的。它能提供褶

16、曲在延伸方向上產(chǎn)狀變化的情況。它能提供褶曲在延伸方向上產(chǎn)狀變化的情況。 褶曲要素示意圖褶曲要素示意圖 用褶曲要素來描述一個褶曲在空間的形態(tài)用褶曲要素來描述一個褶曲在空間的形態(tài).褶曲要素包括：核部、翼部、軸面、軸線、樞紐等。褶曲要素包括：核部、翼部、軸面、軸線、樞紐等。3. 3. 斷裂構(gòu)造斷裂構(gòu)造 斷裂構(gòu)造斷裂構(gòu)造：煤（巖）層受地殼運動作用力，當(dāng)作用力超過煤（巖）層受地殼運動作用力，當(dāng)作用力超過煤（巖）層的強(qiáng)度，就產(chǎn)生斷裂，煤（巖）層的強(qiáng)度，就產(chǎn)生斷裂，失去了連續(xù)性和完整性失去了連續(xù)性和完整性的構(gòu)造形態(tài)。的構(gòu)造形態(tài)。節(jié)理節(jié)理：斷裂后，兩側(cè)巖層若沒有發(fā)生明顯位移；斷裂后，兩側(cè)巖層若沒有發(fā)生明顯位移

17、；斷層斷層：斷裂面兩側(cè)的巖層發(fā)生了明顯位移的斷裂構(gòu)造。斷裂面兩側(cè)的巖層發(fā)生了明顯位移的斷裂構(gòu)造。（1）斷層要素斷層要素如圖如圖1-5所示。所示。斷層面斷層面：巖層沿之?dāng)嗔鸦瑒拥拿?。也：巖層沿之?dāng)嗔鸦瑒拥拿妗Ｒ灿米呦?、傾向及傾角描述斷層面的產(chǎn)用走向、傾向及傾角描述斷層面的產(chǎn)狀。斷層面可能是平面，也可能是曲狀。斷層面可能是平面，也可能是曲面。面。圖圖1-5 斷層斷層示意圖示意圖 斷層線斷層線：斷層面與地面的交線。斷層線的方向反映斷層延伸：斷層面與地面的交線。斷層線的方向反映斷層延伸方向。斷層線可能呈直線或曲線。方向。斷層線可能呈直線或曲線。交面線交面線：斷層面與煤層底板的交線。：斷層面與煤層底板的

18、交線。斷斷 盤盤：斷層兩側(cè)的巖層或巖體。當(dāng)斷層面傾斜時，位于斷：斷層兩側(cè)的巖層或巖體。當(dāng)斷層面傾斜時，位于斷層面上方的斷盤稱為上盤；位于斷層面下方的斷盤稱為下盤。層面上方的斷盤稱為上盤；位于斷層面下方的斷盤稱為下盤。 圖圖1-6 斷距斷距示意圖示意圖ab垂直斷距；垂直斷距； bc水平斷距水平斷距 斷距斷距：斷層兩盤相對移動的：斷層兩盤相對移動的距離。斷距可分為垂直斷距距離。斷距可分為垂直斷距（落差）和水平斷距，如圖（落差）和水平斷距，如圖1-6所示。所示。 （2 2）斷層分類）斷層分類根據(jù)斷層上下盤相對移動的方向，可分為：根據(jù)斷層上下盤相對移動的方向，可分為：正斷層正斷層：巖層斷裂后，上盤相對

19、下降，下盤相對上升。：巖層斷裂后，上盤相對下降，下盤相對上升。逆斷層逆斷層：上盤相對上升，下盤相對下降。：上盤相對上升，下盤相對下降。平推斷層平推斷層：斷層兩盤沿水平方向移動。：斷層兩盤沿水平方向移動。斷層類型如圖斷層類型如圖1-71-7所示。所示。 斷層斷層的類型的類型 根據(jù)斷層走向與巖層走向的關(guān)系，斷層可分為：根據(jù)斷層走向與巖層走向的關(guān)系，斷層可分為：走向斷層走向斷層-平行平行; ;傾向斷層傾向斷層-垂直垂直; ;斜交斷層斜交斷層-斜交斜交; ; -780m南翼膠帶大巷預(yù)想地質(zhì)剖面圖 13-1煤（四）常用的煤層分類（四）常用的煤層分類 1. 按煤層傾角分類按煤層傾角分類根據(jù)當(dāng)前開采技術(shù)，我

20、國將煤層按傾角分為四類：根據(jù)當(dāng)前開采技術(shù)，我國將煤層按傾角分為四類： 近水平煤層近水平煤層 452. 按煤層厚度分類按煤層厚度分類根據(jù)當(dāng)前開采技術(shù)，我國將煤層按厚度分為三類：根據(jù)當(dāng)前開采技術(shù)，我國將煤層按厚度分為三類： 薄煤層薄煤層 3.5m 3. 3. 按煤層穩(wěn)定性分類按煤層穩(wěn)定性分類 煤層穩(wěn)定性：煤層穩(wěn)定性：煤層形態(tài)、厚度、結(jié)構(gòu)及可采性的變化程度。煤層形態(tài)、厚度、結(jié)構(gòu)及可采性的變化程度。 穩(wěn)定煤層：穩(wěn)定煤層：煤層厚度變化很小，變化規(guī)律明顯，煤層結(jié)構(gòu)煤層厚度變化很小，變化規(guī)律明顯，煤層結(jié)構(gòu)簡單或較簡單，全區(qū)可采或基本全區(qū)可采的煤層。簡單或較簡單，全區(qū)可采或基本全區(qū)可采的煤層。 較穩(wěn)定煤層：較

21、穩(wěn)定煤層：煤層厚度有一定變化，但規(guī)律性較明顯，結(jié)煤層厚度有一定變化，但規(guī)律性較明顯，結(jié)構(gòu)簡單至復(fù)雜，全區(qū)可采或大部分可采，可采范圍內(nèi)厚度變構(gòu)簡單至復(fù)雜，全區(qū)可采或大部分可采，可采范圍內(nèi)厚度變化不大的煤層。化不大的煤層。 不穩(wěn)定煤層：不穩(wěn)定煤層：煤層厚度變化較大，無明顯規(guī)律，且煤層結(jié)煤層厚度變化較大，無明顯規(guī)律，且煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜或極復(fù)雜的煤層。構(gòu)復(fù)雜或極復(fù)雜的煤層。 極不穩(wěn)定煤層：極不穩(wěn)定煤層：煤層厚度變化極大，呈透鏡狀、雞窩狀，煤層厚度變化極大，呈透鏡狀、雞窩狀，一般不連續(xù)，很難找出規(guī)律，可采塊斷分布零星的煤層。一般不連續(xù)，很難找出規(guī)律，可采塊斷分布零星的煤層。 第二節(jié)第二節(jié) 煤質(zhì)及煤的工業(yè)分類

22、煤質(zhì)及煤的工業(yè)分類 一、煤的元素成分一、煤的元素成分 1. 碳碳（1）變質(zhì)程度越深，含碳量越高）變質(zhì)程度越深，含碳量越高（2）含碳量越高，發(fā)熱量越高）含碳量越高，發(fā)熱量越高 2. 氫氫（1）變質(zhì)程度越深，氫含量越少）變質(zhì)程度越深，氫含量越少（2）完全燃燒產(chǎn)生熱量：）完全燃燒產(chǎn)生熱量：1千克氫千克氫4.2千克碳千克碳有機(jī)物質(zhì)：碳（有機(jī)物質(zhì)：碳（C）、氫（）、氫（H）、氧（）、氧（O）、氮（）、氮（N）無機(jī)物質(zhì)無機(jī)物質(zhì)煤煤泥炭：泥炭： 50%60%,褐煤：褐煤： 60%70%,煙煤：煙煤： 74%92%,無煙煤：無煙煤： 90%98%含碳量含碳量 3. 3. 氧氧 變質(zhì)程度越深，含氧量越低變質(zhì)程度

23、越深，含氧量越低 4. 4. 氮氮 煤中氮含量僅煤中氮含量僅1%3%，主要來自成煤物質(zhì)的蛋白質(zhì)。，主要來自成煤物質(zhì)的蛋白質(zhì)。 泥炭：泥炭： 30%40%,褐煤：褐煤： 10%30%,煙煤：煙煤： 2%10%,無煙煤：無煙煤： 2%含氧量含氧量5. 硫硫有機(jī)硫：成煤植物本身或成煤過程中硫酸鹽類與植物有機(jī)硫：成煤植物本身或成煤過程中硫酸鹽類與植物分解產(chǎn)物相互作用而形成。分解產(chǎn)物相互作用而形成。硫硫無機(jī)硫：無機(jī)硫：硫化物硫：黃鐵礦硫化物硫：黃鐵礦(FeS2)、白鐵礦（、白鐵礦（FeS2）硫酸鹽硫：石膏（硫酸鹽硫：石膏（CaSO42H2O）等。）等。煤中煤中有機(jī)硫有機(jī)硫、無機(jī)硫無機(jī)硫和和元素硫元素硫的

24、總含量叫煤的的總含量叫煤的全硫含量（全硫含量（St）。 低低硫煤硫煤 St1.5%； 中中硫煤硫煤 St=1.5 % 2.5% 高高硫煤硫煤 St=2.5 % 4.0%； 富富硫煤硫煤 St4.0%。 6磷磷 煉焦煤中煉焦煤中硫含量硫含量不超過不超過1.2% 煉焦煤中煉焦煤中磷含量磷含量不超過不超過0.2%二、評價煤質(zhì)的常用指標(biāo)二、評價煤質(zhì)的常用指標(biāo) 1水分（水分（W）內(nèi)在水分：內(nèi)在水分：指吸附和凝聚在煤粒內(nèi)部毛細(xì)孔中的水分指吸附和凝聚在煤粒內(nèi)部毛細(xì)孔中的水分外在水分：外在水分：煤炭采、運、儲存及洗選過程中附在煤粒表面的水分。煤炭采、運、儲存及洗選過程中附在煤粒表面的水分。全水分：全水分：內(nèi)在

25、水分和外在水分的總和內(nèi)在水分和外在水分的總和2灰分（灰分（A）灰分灰分：煤樣在規(guī)定條件下完全燃燒后所剩得的殘留物。：煤樣在規(guī)定條件下完全燃燒后所剩得的殘留物。低灰分煤：低灰分煤：Ad25%3揮發(fā)分（揮發(fā)分（V）和固定碳（）和固定碳（FC）揮發(fā)分：揮發(fā)分：煤在隔絕空氣的條件下加熱到煤在隔絕空氣的條件下加熱到900 10C并經(jīng)并經(jīng)7分鐘后，從煤中分鐘后，從煤中有機(jī)物質(zhì)分解出來的液體和空氣產(chǎn)物。有機(jī)物質(zhì)分解出來的液體和空氣產(chǎn)物。泥炭：泥炭： 6090%,褐煤：褐煤： 4055%,煙煤：煙煤： 1050%,無煙煤：無煙煤： 10%含氧量含氧量焦渣：焦渣：測定揮發(fā)分時，殘留的固態(tài)產(chǎn)物。測定揮發(fā)分時，殘留

26、的固態(tài)產(chǎn)物。固定碳：固定碳：從焦渣中減去灰分的殘留物。從焦渣中減去灰分的殘留物。 4發(fā)熱量（發(fā)熱量（Q）發(fā)熱量：發(fā)熱量：單位質(zhì)量的煤在完全燃燒時放出的熱量，其單位常用單位質(zhì)量的煤在完全燃燒時放出的熱量，其單位常用KJ/g或或MJ/kg。5膠質(zhì)層厚度（膠質(zhì)層厚度（Y） 膠質(zhì)層厚度是反映煤的粘結(jié)性的指標(biāo)膠質(zhì)層厚度是反映煤的粘結(jié)性的指標(biāo)。凡是有粘結(jié)性的。凡是有粘結(jié)性的煤，在隔絕空氣條件下加熱到一定溫度（煤，在隔絕空氣條件下加熱到一定溫度（350C以上），其以上），其有機(jī)質(zhì)開始分解、軟化成膠質(zhì)體，然后隨溫度繼續(xù)升高有機(jī)質(zhì)開始分解、軟化成膠質(zhì)體，然后隨溫度繼續(xù)升高（510C以上）膠質(zhì)體又固結(jié)成多孔的半焦

27、，最后形成焦炭。以上）膠質(zhì)體又固結(jié)成多孔的半焦，最后形成焦炭。在此過程中，煤的粘結(jié)性越強(qiáng)，其膠質(zhì)層厚度越大。在此過程中，煤的粘結(jié)性越強(qiáng)，其膠質(zhì)層厚度越大。 6粘結(jié)指數(shù)（粘結(jié)指數(shù)（GR.l.） 粘結(jié)指數(shù)也是反映煤的粘結(jié)性的指標(biāo)。粘結(jié)指數(shù)也是反映煤的粘結(jié)性的指標(biāo)。 粘結(jié)指數(shù)測定方法粘結(jié)指數(shù)測定方法：用：用1g煤樣與煤樣與5g標(biāo)準(zhǔn)無煙煤，混合后標(biāo)準(zhǔn)無煙煤，混合后快速加熱，煉成焦炭；稱其總重量為快速加熱，煉成焦炭；稱其總重量為g，然后將焦塊放在特，然后將焦塊放在特制的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)轉(zhuǎn)磨兩次，每次制的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)轉(zhuǎn)磨兩次，每次5分鐘，每次轉(zhuǎn)磨后用分鐘，每次轉(zhuǎn)磨后用1mm的圓的圓孔篩篩分，并稱篩上孔篩篩分，并稱篩上1m

28、m的焦粒重量分別為的焦粒重量分別為g1和和g2，則，則 當(dāng)測得的當(dāng)測得的G18時，煤樣和標(biāo)準(zhǔn)無煙煤配比為時，煤樣和標(biāo)準(zhǔn)無煙煤配比為3g：3g，測定方，測定方法同前，則法同前，則7含矸率含矸率 含矸率含矸率：礦井所產(chǎn)煤炭中大于：礦井所產(chǎn)煤炭中大于50mm的矸石重量占全部煤的矸石重量占全部煤量的百分率。量的百分率。 gggG507301021gggG21303010三、中國煤的分類三、中國煤的分類 我國實行的煤炭分類，如表我國實行的煤炭分類，如表1-31-3所示。所示。 共分共分1414大類，大類，1717小類小類表表1-3 中國煤炭分類和用途中國煤炭分類和用途 第三節(jié)第三節(jié) 煤田地質(zhì)勘探及煤炭儲

29、量煤田地質(zhì)勘探及煤炭儲量 一、煤田地質(zhì)勘探階段及其任務(wù)一、煤田地質(zhì)勘探階段及其任務(wù) 遠(yuǎn)景規(guī)劃遠(yuǎn)景規(guī)劃煤田普查煤田普查煤炭工業(yè)建設(shè)煤炭工業(yè)建設(shè) 礦區(qū)總體設(shè)計礦區(qū)總體設(shè)計礦區(qū)詳查礦區(qū)詳查 煤田地質(zhì)勘探煤田地質(zhì)勘探 礦井設(shè)計礦井設(shè)計井田精查井田精查煤田普查煤田普查找煤找煤: :為尋找煤炭資源，并對工作地區(qū)有無進(jìn)為尋找煤炭資源，并對工作地區(qū)有無進(jìn)一步工作價值作出評價所進(jìn)行的地質(zhì)調(diào)查工作。一步工作價值作出評價所進(jìn)行的地質(zhì)調(diào)查工作。普查勘探普查勘探: :為煤炭工業(yè)的遠(yuǎn)景規(guī)劃和詳查提供必為煤炭工業(yè)的遠(yuǎn)景規(guī)劃和詳查提供必要資料所進(jìn)行的地質(zhì)工作。要資料所進(jìn)行的地質(zhì)工作。礦區(qū)詳查礦區(qū)詳查：在普查的基礎(chǔ)上進(jìn)行。根據(jù)

30、國家建設(shè)需要和普查：在普查的基礎(chǔ)上進(jìn)行。根據(jù)國家建設(shè)需要和普查結(jié)果，選擇資源條件好、開發(fā)條件有利的礦區(qū)進(jìn)一步查明資結(jié)果，選擇資源條件好、開發(fā)條件有利的礦區(qū)進(jìn)一步查明資源的情況，為礦區(qū)總體設(shè)計提供依椐。源的情況，為礦區(qū)總體設(shè)計提供依椐。井田精查井田精查：為煤礦初步設(shè)計提供地質(zhì)資料所進(jìn)行的詳查勘探：為煤礦初步設(shè)計提供地質(zhì)資料所進(jìn)行的詳查勘探工作。在設(shè)計部門劃分的井田范圍內(nèi)，對影響煤層開采的各工作。在設(shè)計部門劃分的井田范圍內(nèi)，對影響煤層開采的各種地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)了解，為礦井設(shè)計提供地質(zhì)資料。種地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)了解，為礦井設(shè)計提供地質(zhì)資料。1.1.遙感地質(zhì)調(diào)查遙感地質(zhì)調(diào)查2.2.地質(zhì)填圖地質(zhì)填圖3.3

31、.鉆探工程鉆探工程4.4.山地工程山地工程5.5.地球物理勘探地球物理勘探二、煤田地質(zhì)勘探技術(shù)手段二、煤田地質(zhì)勘探技術(shù)手段 煤炭儲量煤炭儲量：煤田內(nèi)埋藏的具有一定工業(yè)價值和一定勘探研究：煤田內(nèi)埋藏的具有一定工業(yè)價值和一定勘探研究程度的煤炭資源量。程度的煤炭資源量。不僅是一個數(shù)量概念，而是包括了數(shù)量、不僅是一個數(shù)量概念，而是包括了數(shù)量、煤質(zhì)和煤層開采條件等諸多因素的綜合概念。煤質(zhì)和煤層開采條件等諸多因素的綜合概念。三、煤炭儲量三、煤炭儲量表表1-4 煤炭儲量分類表煤炭儲量分類表礦井設(shè)計儲量：礦井設(shè)計儲量：礦井精查地質(zhì)報告提供的能利用儲量減去礦井精查地質(zhì)報告提供的能利用儲量減去斷層、防水、井田境界

32、等煤柱后剩余的儲量。斷層、防水、井田境界等煤柱后剩余的儲量。礦井可采儲量：礦井可采儲量：礦井設(shè)計儲量減去工業(yè)場地、地面建筑物礦井設(shè)計儲量減去工業(yè)場地、地面建筑物和構(gòu)筑物、井下主要巷道等保護(hù)煤柱后乘以采區(qū)采出率所和構(gòu)筑物、井下主要巷道等保護(hù)煤柱后乘以采區(qū)采出率所得到的儲量。得到的儲量。設(shè)計損失量：設(shè)計損失量：為了煤礦安全生產(chǎn)。按設(shè)計規(guī)定留設(shè)的安全為了煤礦安全生產(chǎn)。按設(shè)計規(guī)定留設(shè)的安全煤柱以及采煤、運輸過程中的損失量。煤柱以及采煤、運輸過程中的損失量。 第四節(jié)第四節(jié) 礦圖基本知識礦圖基本知識 一、礦圖的基本知識一、礦圖的基本知識 在采礦設(shè)計、施工和生產(chǎn)過程中，需要一套圖紙分別反在采礦設(shè)計、施工和生

33、產(chǎn)過程中，需要一套圖紙分別反映地形、地物、地下煤層形態(tài)、地質(zhì)構(gòu)造、礦井巷道與煤層映地形、地物、地下煤層形態(tài)、地質(zhì)構(gòu)造、礦井巷道與煤層或礦體之間的關(guān)系；礦井各種巷道、工作面以及它們之間的或礦體之間的關(guān)系；礦井各種巷道、工作面以及它們之間的關(guān)系等，這類圖紙稱為關(guān)系等，這類圖紙稱為礦圖礦圖。 礦圖投影方法常用礦圖投影方法常用正投影正投影和和標(biāo)高投影標(biāo)高投影。投射線：投射線：表示光線的線表示光線的線投射面：投射面：落影平面落影平面投影圖：投影圖：產(chǎn)生的影子稱為投影圖產(chǎn)生的影子稱為投影圖平行投影：平行投影：由相互平行的投影線所產(chǎn)生的投影由相互平行的投影線所產(chǎn)生的投影正投影：正投影：平行投射線垂直于投影面

34、。平行投射線垂直于投影面。 正投影的基本特點是：采用正投影的基本特點是：采用平行的投射線，投射線垂直于投影面平行的投射線，投射線垂直于投影面，投射線可視為透過物體。投射線可視為透過物體。正投影基本規(guī)律：正投影基本規(guī)律：1.1.點的正投影是點。點的正投影是點。2.2.直線平行于投影面，其直線平行于投影面，其投影是直線，反映實長。直線垂直于投影面，其投影聚集為一點。投影是直線，反映實長。直線垂直于投影面，其投影聚集為一點。直線斜交于投影面，其投影仍為直線，但長度縮短。直線斜交于投影面，其投影仍為直線，但長度縮短。3.3.直線上一直線上一點的投影必在該直線的投影上。點的投影必在該直線的投影上。 若將

35、物體放在三個相若將物體放在三個相互垂直的投影面之間，分互垂直的投影面之間，分別用三組平行投射線垂直別用三組平行投射線垂直于三個投影面，就能得到于三個投影面，就能得到反映物體全部形狀和大小反映物體全部形狀和大小的三個方向的正投影圖。的三個方向的正投影圖。三組投射線與投影圖的關(guān)三組投射線與投影圖的關(guān)系如圖系如圖1-91-9所示。所示。 圖圖1- -9 三面正投影關(guān)系三面正投影關(guān)系 標(biāo)高投影標(biāo)高投影：我國以：我國以黃海的平均海水面為標(biāo)準(zhǔn)的零點高程黃海的平均海水面為標(biāo)準(zhǔn)的零點高程(標(biāo)高標(biāo)高)，空間一點與這個水準(zhǔn)面的垂直距離稱為該點的標(biāo)高。高于水準(zhǔn)面的空間一點與這個水準(zhǔn)面的垂直距離稱為該點的標(biāo)高。高于水

36、準(zhǔn)面的取正值，低于水準(zhǔn)面的取負(fù)值。取正值，低于水準(zhǔn)面的取負(fù)值。在水平投影圖上，在各投影點位置在水平投影圖上，在各投影點位置的旁邊標(biāo)注各點的標(biāo)高數(shù)值，的旁邊標(biāo)注各點的標(biāo)高數(shù)值，叫標(biāo)高投影。如圖叫標(biāo)高投影。如圖1-10所示。所示。 圖圖1-10 標(biāo)高投影原理標(biāo)高投影原理1大巷大巷; 2上山上山; A、B、C標(biāo)高點標(biāo)高點 礦圖常用的坐標(biāo)系統(tǒng)是：礦圖常用的坐標(biāo)系統(tǒng)是： 地理坐標(biāo)地理坐標(biāo) 用經(jīng)度和緯度表示地用經(jīng)度和緯度表示地球表面上一點的位置叫地理坐標(biāo)。球表面上一點的位置叫地理坐標(biāo)。 平面直角坐標(biāo)平面直角坐標(biāo) 如圖如圖1-11所示，所示，坐標(biāo)的縱軸坐標(biāo)的縱軸X與地球子午線方向一致，與地球子午線方向一致，

37、表示南北方向，指北為正，指南為表示南北方向，指北為正，指南為負(fù)；以橫軸負(fù)；以橫軸Y表示東西方向，指東為表示東西方向，指東為正，指西為負(fù)。正，指西為負(fù)。 地面上任一點地面上任一點A的位置由縱坐標(biāo)的位置由縱坐標(biāo)Xa、橫坐標(biāo)、橫坐標(biāo)Ya表示。表示。 圖圖1- -11 平面直角坐標(biāo)平面直角坐標(biāo) 二、地質(zhì)圖二、地質(zhì)圖 反映煤礦各種地質(zhì)現(xiàn)象與井巷工程之間反映煤礦各種地質(zhì)現(xiàn)象與井巷工程之間相互關(guān)系相互關(guān)系及它們及它們空空間分布情況間分布情況的所有圖件稱為的所有圖件稱為煤礦地質(zhì)圖煤礦地質(zhì)圖。 1. 1. 鉆孔柱狀圖鉆孔柱狀圖 根據(jù)鉆孔資料編制的地質(zhì)柱狀圖稱為根據(jù)鉆孔資料編制的地質(zhì)柱狀圖稱為鉆孔柱鉆孔柱狀圖狀圖

38、。該圖可以表示一個鉆孔內(nèi)的煤層、巖層的。該圖可以表示一個鉆孔內(nèi)的煤層、巖層的相互位置及厚度。相互位置及厚度。 鉆孔柱狀圖的比例：鉆孔柱狀圖的比例：1 50、1 100、1 200等。等。圖圖1- -13 鉆孔柱狀圖鉆孔柱狀圖 2. 地質(zhì)剖面圖地質(zhì)剖面圖 把同一條勘探線所有鉆孔柱狀圖，按一定比例并按其標(biāo)把同一條勘探線所有鉆孔柱狀圖，按一定比例并按其標(biāo)高和間距畫出來，然后把對應(yīng)的煤層、巖層及地質(zhì)構(gòu)造連起高和間距畫出來，然后把對應(yīng)的煤層、巖層及地質(zhì)構(gòu)造連起來。就得到該勘探線的來。就得到該勘探線的地質(zhì)剖面圖地質(zhì)剖面圖，如圖，如圖1-141-14所示。所示。 3煤層底板等高線圖煤層底板等高線煤層底板等高

39、線：煤層底板相同高程各點的連線。：煤層底板相同高程各點的連線。煤層底板等高線圖：煤層底板等高線圖：假想用一定間距的水平面切割煤層底面，假想用一定間距的水平面切割煤層底面，得出一組走向線，把它們投影到水平面上，所得到的圖得出一組走向線，把它們投影到水平面上，所得到的圖等高距：等高距：相鄰兩個水平面的高程差。在同一幅圖上等高線的相鄰兩個水平面的高程差。在同一幅圖上等高線的等高距相同。等高距相同。 如果煤層為一平整長方塊，則煤層底板等高線圖也是個如果煤層為一平整長方塊，則煤層底板等高線圖也是個長方形，其長度與煤層走向長度相等，其寬度比煤層傾斜長長方形，其長度與煤層走向長度相等，其寬度比煤層傾斜長度小

40、。如圖度小。如圖1-16所示。所示。 圖圖1- -16 傾角與傾斜長度投影關(guān)系傾角與傾斜長度投影關(guān)系 如果煤層不是長方塊，其底板等高線圖就不是長方形了，如如果煤層不是長方塊，其底板等高線圖就不是長方形了，如圖圖1-17所示。所示。圖1-17 煤層底板等高線圖概念之二 煤層底板等高線圖繪制：依靠鉆孔柱狀圖的資料。根據(jù)圖煤層底板等高線圖繪制：依靠鉆孔柱狀圖的資料。根據(jù)圖1-18中勘探線及鉆孔位置、煤層底板標(biāo)高、按一定比例用插入法就中勘探線及鉆孔位置、煤層底板標(biāo)高、按一定比例用插入法就可以畫出圖可以畫出圖1-18中的煤層底板等高線圖。中的煤層底板等高線圖。 煤層底板等高線圖常用的比例有煤層底板等高線

41、圖常用的比例有1 2000，1 5000，1 10000等。常用的等高距為等。常用的等高距為20m、50m、100m。 圖圖1- -18 煤層底板等高線圖之一煤層底板等高線圖之一 在煤層底板等線圖上應(yīng)標(biāo)明在煤層底板等線圖上應(yīng)標(biāo)明坐標(biāo)網(wǎng)格及方位坐標(biāo)網(wǎng)格及方位，如圖，如圖1-191-19所示。所示。圖圖1-19 1-19 煤層底板等高線圖之二煤層底板等高線圖之二 4 4地形地質(zhì)圖地形地質(zhì)圖 煤田煤田地形地質(zhì)圖地形地質(zhì)圖：以地形圖為底圖，反映地層、煤層、：以地形圖為底圖，反映地層、煤層、構(gòu)造、巖層等煤田基本地質(zhì)特征的圖件。構(gòu)造、巖層等煤田基本地質(zhì)特征的圖件。 圖圖1- -20 山嶺與湖泊等高線山嶺與

42、湖泊等高線 圖圖1-21為一簡單的地形地質(zhì)圖。為一簡單的地形地質(zhì)圖。圖1-21 地形地質(zhì)圖三、采掘工程圖三、采掘工程圖 采掘工程圖是反映采掘工程圖是反映采掘工程采掘工程、地質(zhì)地質(zhì)和和測量測量信息信息的綜合性圖紙。的綜合性圖紙。 1. 采掘工程平面圖采掘工程平面圖及剖面圖及剖面圖 對于中傾斜以下的對于中傾斜以下的煤層，通常只畫水平投煤層，通常只畫水平投影圖，稱采掘工程平面影圖，稱采掘工程平面圖。如圖圖。如圖1-22所示。所示。 圖圖1- -22 采掘工程平面圖及剖面圖采掘工程平面圖及剖面圖 2. 采掘工程立面圖采掘工程立面圖 急傾斜煤層以正面投影為主，得出的圖稱為采掘工程立急傾斜煤層以正面投影為

43、主，得出的圖稱為采掘工程立面圖。如圖面圖。如圖1-23所示。所示。 圖圖1- -23 采掘工程立面圖采掘工程立面圖 3. 煤層層面圖煤層層面圖 選擇一個與煤層選擇一個與煤層層面平行的投影面作層面平行的投影面作正投影，所得出的圖正投影，所得出的圖形就能完全反映煤層形就能完全反映煤層內(nèi)的真實情況，稱為內(nèi)的真實情況，稱為煤層層面圖。如圖煤層層面圖。如圖1-24所示。所示。 圖圖1-24 普采工作面布置示意圖普采工作面布置示意圖 本章小結(jié)u煤田地質(zhì)概述煤田地質(zhì)概述u煤質(zhì)及煤的工業(yè)分類煤質(zhì)及煤的工業(yè)分類u煤田地質(zhì)勘探及煤炭儲量煤田地質(zhì)勘探及煤炭儲量u礦圖基本知識礦圖基本知識第一節(jié)第一節(jié) 煤田地質(zhì)概述煤田

44、地質(zhì)概述 一、成煤作用一、成煤作用 煤是煤是古代植物遺體經(jīng)成煤作用后轉(zhuǎn)變成的固體可燃礦產(chǎn)古代植物遺體經(jīng)成煤作用后轉(zhuǎn)變成的固體可燃礦產(chǎn)1 1、成煤過程中的幾個概念、成煤過程中的幾個概念成煤作用成煤作用: : 從植物死亡、堆積到轉(zhuǎn)變?yōu)槊旱膹闹参锼劳?、堆積到轉(zhuǎn)變?yōu)槊旱难葑冞^程演變過程，以及在，以及在這個演變過程中經(jīng)受的這個演變過程中經(jīng)受的各種作用各種作用。煤化作用：煤化作用：煤的煤的成巖（碳）作用成巖（碳）作用和和變質(zhì)作用變質(zhì)作用的合稱。的合稱。成巖作用：成巖作用：泥煤或腐泥泥煤或腐泥被掩埋后，在壓力、溫度等因素作用下，被掩埋后，在壓力、溫度等因素作用下，轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)楹置汉置旱淖饔?。的作用。變質(zhì)作用

45、：變質(zhì)作用：褐煤褐煤在地下受溫度、壓力、時間等因素的影響下，在地下受溫度、壓力、時間等因素的影響下，轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)闊熋簾熋夯蚧驘o煙煤無煙煤、石墨石墨等的地球化學(xué)作用。等的地球化學(xué)作用。2、不同的煤如何形成、不同的煤如何形成褐煤：褐煤：泥炭或腐泥經(jīng)高溫高壓作用，泥炭層壓緊失水，泥炭或腐泥經(jīng)高溫高壓作用，泥炭層壓緊失水，C含量增加，含量增加，H、O、N含量減含量減少，經(jīng)過復(fù)雜物理化學(xué)作用而形成。少，經(jīng)過復(fù)雜物理化學(xué)作用而形成。煙煤：煙煤：褐煤在溫度和壓力不斷增高的物理化學(xué)作用下而形成褐煤在溫度和壓力不斷增高的物理化學(xué)作用下而形成 。 無煙煤：無煙煤：煙煤受到更高溫度和壓力的長期作用下而形成。煙煤受到

46、更高溫度和壓力的長期作用下而形成。形成有開采價值煤層的形成有開采價值煤層的必備條件必備條件：第一，溫暖潮濕利于植物生長和繁殖的適宜的氣候。第一，溫暖潮濕利于植物生長和繁殖的適宜的氣候。第二，植物的大量繁殖是成煤的必要條件。第二，植物的大量繁殖是成煤的必要條件。第三，大面積沼澤化的自然地理條件。第三，大面積沼澤化的自然地理條件。第四，地殼運動的良好配合。第四，地殼運動的良好配合。 二、聚煤期二、聚煤期 地殼是由巖石組成的。地殼是由巖石組成的。 巖漿巖巖漿巖是由地殼內(nèi)部熔融狀態(tài)的巖漿，沿地殼的裂隙是由地殼內(nèi)部熔融狀態(tài)的巖漿，沿地殼的裂隙等薄弱地帶侵入地殼或噴出地表，冷凝固結(jié)而形成的巖石。等薄弱地帶

47、侵入地殼或噴出地表，冷凝固結(jié)而形成的巖石。 沉積巖沉積巖是地殼表層環(huán)境中常溫常壓條件下形成的巖石。是地殼表層環(huán)境中常溫常壓條件下形成的巖石。主要由風(fēng)化和剝蝕巖石的碎屑及可溶物質(zhì)等，經(jīng)搬運、沉主要由風(fēng)化和剝蝕巖石的碎屑及可溶物質(zhì)等，經(jīng)搬運、沉積、壓緊、膠結(jié)而形成的巖石。積、壓緊、膠結(jié)而形成的巖石。 變質(zhì)巖變質(zhì)巖是由原有的沉積巖、巖漿巖或變質(zhì)巖在受到高是由原有的沉積巖、巖漿巖或變質(zhì)巖在受到高溫、高壓及化學(xué)性活潑的氣體或液體的作用，巖石的物理溫、高壓及化學(xué)性活潑的氣體或液體的作用，巖石的物理化學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)及構(gòu)造都發(fā)生變化，變成一種新的巖石，化學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)及構(gòu)造都發(fā)生變化，變成一種新的巖石，稱為變質(zhì)巖

48、。稱為變質(zhì)巖。 表表1-2 地質(zhì)年代（地層年代）表地質(zhì)年代（地層年代）表 地質(zhì)年代與地層單位見表地質(zhì)年代與地層單位見表1-2。聚煤期或成煤期：地質(zhì)歷史中形成煤炭資源的時期。 古生代：石炭紀(jì)、二疊紀(jì)古生代：石炭紀(jì)、二疊紀(jì)3 3個主要聚煤期個主要聚煤期 中生代：侏羅紀(jì)中生代：侏羅紀(jì) 新生代：古近紀(jì)、新近紀(jì)（第三紀(jì)）新生代：古近紀(jì)、新近紀(jì)（第三紀(jì)） 三、含煤巖系三、含煤巖系 含煤巖系含煤巖系簡稱煤系，是指含有煤層，并有成因聯(lián)系的沉簡稱煤系，是指含有煤層，并有成因聯(lián)系的沉積巖系。積巖系。 煤系地層命名方法：煤系地層命名方法：煤系地層通常以形成的地質(zhì)年代來命名煤系地層通常以形成的地質(zhì)年代來命名，如華南的

49、晚，如華南的晚二疊世煤系，江蘇龍?zhí)睹合岛徒鳂菲矫合?。二疊世煤系，江蘇龍?zhí)睹合岛徒鳂菲矫合?。煤田煤田是同一地質(zhì)時期形成的并大致連續(xù)發(fā)育的含煤巖是同一地質(zhì)時期形成的并大致連續(xù)發(fā)育的含煤巖系分布區(qū)系分布區(qū)。通常以所在地點命名，通常以所在地點命名，如大同煤田、徐州煤田；如大同煤田、徐州煤田；也有以所在地點和煤系形成的地質(zhì)年代來命名也有以所在地點和煤系形成的地質(zhì)年代來命名，如山東淄博，如山東淄博石炭二疊紀(jì)煤田。石炭二疊紀(jì)煤田。四、煤層賦存特征四、煤層賦存特征 （一）煤層的結(jié)構(gòu)和頂、底板（一）煤層的結(jié)構(gòu)和頂、底板 1. 1. 煤層的結(jié)構(gòu)煤層的結(jié)構(gòu) 煤層通常是煤層通常是層狀層狀的。根據(jù)煤的。根據(jù)煤層中有

50、無較穩(wěn)定的層中有無較穩(wěn)定的夾矸層夾矸層，將煤，將煤層分為兩類。層分為兩類。 （1 1）簡單結(jié)構(gòu)煤層）簡單結(jié)構(gòu)煤層 （2 2）復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層）復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層 2. 煤層的頂、底板煤層的頂、底板 賦存在煤層之上的鄰近巖層，稱為賦存在煤層之上的鄰近巖層，稱為頂板頂板。賦存在煤層之下的鄰近巖層，稱為。賦存在煤層之下的鄰近巖層，稱為底板底板。 根據(jù)巖層相對于煤層的位置及垮落性能，將煤層頂、底板分為：根據(jù)巖層相對于煤層的位置及垮落性能，將煤層頂、底板分為： （1）偽偽 頂頂 位于煤層之上隨采隨落的極不穩(wěn)定巖層，其厚度一般在位于煤層之上隨采隨落的極不穩(wěn)定巖層，其厚度一般在0.5m以下。以下。大多由松軟的炭質(zhì)頁巖

51、、泥頁巖組成。并非所有煤層都有偽頂。大多由松軟的炭質(zhì)頁巖、泥頁巖組成。并非所有煤層都有偽頂。 （2）直接頂直接頂 位于煤層或偽頂之上具有一定的穩(wěn)定性，采煤時移架或回柱后能位于煤層或偽頂之上具有一定的穩(wěn)定性，采煤時移架或回柱后能自行垮落的巖層。多為粉砂巖、泥巖等。有時煤層之上無直接頂而為基本頂。自行垮落的巖層。多為粉砂巖、泥巖等。有時煤層之上無直接頂而為基本頂。 （3）基本頂基本頂 又稱又稱“老頂老頂”。位于直接頂或煤層之上，通常厚。位于直接頂或煤層之上，通常厚度及巖石強(qiáng)度較大、難于垮落的巖層。通常由砂巖、石灰?guī)r、度及巖石強(qiáng)度較大、難于垮落的巖層。通常由砂巖、石灰?guī)r、砂礫巖等組成。砂礫巖等組成。

52、 （4）直接底直接底 位于煤層之下，為強(qiáng)度較低的巖層。通常由泥巖、位于煤層之下，為強(qiáng)度較低的巖層。通常由泥巖、粉砂巖、粘土巖等組成。粉砂巖、粘土巖等組成。 （5）基本底基本底 又稱又稱“老底老底”，位于直接底下面，比直接底堅，位于直接底下面，比直接底堅固，多為砂巖、砂頁巖、石灰?guī)r等。固，多為砂巖、砂頁巖、石灰?guī)r等。 基本底直接底煤層基本頂直接頂偽頂（二）煤層厚度（二）煤層厚度 煤層的厚度煤層的厚度：煤層頂?shù)装逯g：煤層頂?shù)装逯g的垂直距離。的垂直距離。煤層總厚度煤層總厚度：包括所有煤分層包括所有煤分層和夾矸層厚度總和。和夾矸層厚度總和。有益厚度有益厚度：煤分層厚度的總和，煤分層厚度的總和，不包

53、括夾矸層厚度。不包括夾矸層厚度。最低可采厚度最低可采厚度：在當(dāng)前技術(shù)和：在當(dāng)前技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件下，可開采最小煤層經(jīng)濟(jì)條件下，可開采最小煤層厚度。厚度。 煤層的總厚度及有益厚度煤層的總厚度及有益厚度 （三）煤層的構(gòu)造形態(tài)（三）煤層的構(gòu)造形態(tài) 地質(zhì)構(gòu)造：地質(zhì)構(gòu)造：由于地殼運動而造成的煤層和巖層的空間由于地殼運動而造成的煤層和巖層的空間形態(tài)。形態(tài)。 1. 單斜構(gòu)造單斜構(gòu)造 在一定范圍內(nèi)，煤（巖）層大致向一個方向傾在一定范圍內(nèi)，煤（巖）層大致向一個方向傾斜的構(gòu)造形態(tài)，稱為斜的構(gòu)造形態(tài)，稱為單斜構(gòu)造單斜構(gòu)造，如圖，如圖1-3(a)所示。所示。 煤（巖）層的空間形態(tài)，通煤（巖）層的空間形態(tài)，通常用產(chǎn)狀要素常

54、用產(chǎn)狀要素-走向走向、傾向傾向及及傾角傾角來描述，如圖來描述，如圖1-2所示。所示。 （1）走向走向 煤層層面與水平面的交線稱為走煤層層面與水平面的交線稱為走向線，走向線的方向稱為走向。走向代表了煤向線，走向線的方向稱為走向。走向代表了煤層在平面上的延伸方向。層在平面上的延伸方向。 煤層的產(chǎn)狀要素煤層的產(chǎn)狀要素 （2）傾向傾向 煤層層面上與走向線垂直的線稱為煤層層面上與走向線垂直的線稱為傾斜線傾斜線，傾斜線自上而下所，傾斜線自上而下所指的方向稱為指的方向稱為傾斜傾斜，傾斜在水平面上的投影所指的方向為，傾斜在水平面上的投影所指的方向為傾向傾向。 （3）傾角傾角 煤層層面與水平面的夾角稱為傾角。煤

55、層傾角由煤層層面與水平面的夾角稱為傾角。煤層傾角由0 90。 2. 2. 褶皺構(gòu)造褶皺構(gòu)造褶皺構(gòu)造：褶皺構(gòu)造：煤層及巖層受到水平擠壓煤層及巖層受到水平擠壓力后，變成彎曲形狀，但仍保持其連力后，變成彎曲形狀，但仍保持其連續(xù)性，如圖續(xù)性，如圖1-3(b)所示。所示。褶曲褶曲：褶皺構(gòu)造中單個彎曲，是褶皺：褶皺構(gòu)造中單個彎曲，是褶皺構(gòu)造的基本單位。褶曲的基本形態(tài)是構(gòu)造的基本單位。褶曲的基本形態(tài)是背斜和向斜背斜和向斜。背斜背斜：巖層層面凸起的彎曲，如圖中：巖層層面凸起的彎曲，如圖中的的ABC。向斜：向斜：巖層層面凹下的彎曲，如圖中巖層層面凹下的彎曲，如圖中的的BCD。煤礦構(gòu)造形態(tài)的類型煤礦構(gòu)造形態(tài)的類型

56、 核部核部：是褶曲的中心部分。：是褶曲的中心部分。翼部翼部：是褶曲核部兩側(cè)的巖石。：是褶曲核部兩側(cè)的巖石。軸面軸面：是一個平分褶曲兩翼的假想面，這個：是一個平分褶曲兩翼的假想面，這個面的位置可以是直立的、水平的和傾斜的；面的位置可以是直立的、水平的和傾斜的；其形態(tài)可以是個平面，也可以是個曲面。其形態(tài)可以是個平面，也可以是個曲面。軸線軸線：是軸面與地表面的交線。軸線可能是：是軸面與地表面的交線。軸線可能是直線，也可能是曲線；軸線的方向表示褶曲直線，也可能是曲線；軸線的方向表示褶曲的延伸方向。的延伸方向。 樞紐樞紐：是褶曲中同一巖層的層面與軸面的交：是褶曲中同一巖層的層面與軸面的交線。它可以是水平

57、、傾斜、或波狀起伏的。線。它可以是水平、傾斜、或波狀起伏的。它能提供褶曲在延伸方向上產(chǎn)狀變化的情況。它能提供褶曲在延伸方向上產(chǎn)狀變化的情況。 褶曲要素示意圖褶曲要素示意圖 用用褶曲要素褶曲要素來描述一個褶曲在空間的形態(tài)來描述一個褶曲在空間的形態(tài).褶曲要素包括：核部、翼部、軸面、軸線、樞紐等。褶曲要素包括：核部、翼部、軸面、軸線、樞紐等。3. 3. 斷裂構(gòu)造斷裂構(gòu)造 斷裂構(gòu)造斷裂構(gòu)造：煤（巖）層受地殼運動作用力，當(dāng)作用力超過煤（巖）層受地殼運動作用力，當(dāng)作用力超過煤（巖）層的強(qiáng)度，就產(chǎn)生斷裂，煤（巖）層的強(qiáng)度，就產(chǎn)生斷裂，失去了連續(xù)性和完整性失去了連續(xù)性和完整性的構(gòu)造形態(tài)。的構(gòu)造形態(tài)。節(jié)理節(jié)理：

58、斷裂后，兩側(cè)巖層若沒有發(fā)生明顯位移；斷裂后，兩側(cè)巖層若沒有發(fā)生明顯位移；斷層斷層：斷裂面兩側(cè)的巖層發(fā)生了明顯位移的斷裂構(gòu)造。斷裂面兩側(cè)的巖層發(fā)生了明顯位移的斷裂構(gòu)造。（1）斷層要素斷層要素如圖如圖1-5所示。所示。斷層面斷層面：巖層沿之?dāng)嗔鸦瑒拥拿?。也用走：巖層沿之?dāng)嗔鸦瑒拥拿妗Ｒ灿米呦?、傾向及傾角描述斷層面的產(chǎn)狀。斷層向、傾向及傾角描述斷層面的產(chǎn)狀。斷層面可能是平面，也可能是曲面。面可能是平面，也可能是曲面。圖圖1-5 斷層示意圖斷層示意圖 斷層線斷層線：斷層面與地面的交線。斷層線的方向反映斷層延伸：斷層面與地面的交線。斷層線的方向反映斷層延伸方向。斷層線可能呈直線或曲線。方向。斷層線可能呈

59、直線或曲線。交面線交面線：斷層面與煤層底板的交線。：斷層面與煤層底板的交線。斷斷 盤盤：斷層兩側(cè)的巖層或巖體。當(dāng)斷層面傾斜時，位于斷：斷層兩側(cè)的巖層或巖體。當(dāng)斷層面傾斜時，位于斷層面上方的斷盤稱為上盤；位于斷層面下方的斷盤稱為下盤。層面上方的斷盤稱為上盤；位于斷層面下方的斷盤稱為下盤。 圖圖1-6 斷距示意圖斷距示意圖ab垂直斷距；垂直斷距； bc水平斷距水平斷距 斷距斷距：斷層兩盤相對移動的距：斷層兩盤相對移動的距離。斷距可分為垂直斷距（落離。斷距可分為垂直斷距（落差）和水平斷距，如圖差）和水平斷距，如圖1-6所示。所示。 （2 2）斷層分類）斷層分類根據(jù)斷層上下盤相對移動的方向，可分為：根

60、據(jù)斷層上下盤相對移動的方向，可分為：正斷層正斷層：巖層斷裂后，上盤相對下降，下盤相對上升。：巖層斷裂后，上盤相對下降，下盤相對上升。逆斷層逆斷層：上盤相對上升，下盤相對下降。：上盤相對上升，下盤相對下降。平推斷層平推斷層：斷層兩盤沿水平方向移動。：斷層兩盤沿水平方向移動。斷層類型如圖斷層類型如圖1-71-7所示。所示。 圖圖1-7 斷層的類型斷層的類型 根據(jù)斷層走向與巖層走向的關(guān)系，斷層可分為：根據(jù)斷層走向與巖層走向的關(guān)系，斷層可分為：走向斷層走向斷層-平行平行; ;傾向斷層傾向斷層-垂直垂直; ;斜交斷層斜交斷層-斜交斜交; ; -780m南翼膠帶大巷預(yù)想地質(zhì)剖面圖 13-1煤（四）常用的煤