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第四章煤與含煤巖系第一頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五

在地表常溫、常壓下,堆積在水體中的植物遺體經(jīng)泥炭化作用或腐泥化作用,轉(zhuǎn)變成泥炭或腐泥;泥炭或腐泥被埋藏后,由于地殼運(yùn)動(dòng),被埋藏,壓實(shí),經(jīng)成巖作用而轉(zhuǎn)變成褐煤;當(dāng)溫度和壓力逐漸增高,再經(jīng)變質(zhì)作用轉(zhuǎn)變成煙煤至無煙煤。第一節(jié)煤的形成第二頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第一節(jié)煤的形成煤的形成可劃分兩個(gè)階段:成煤的第一節(jié)階段(泥炭化階段):植物遺體在地表湖沼或海灣環(huán)境中,經(jīng)歷復(fù)雜的生物化學(xué)變化形成泥炭或腐泥。(一)腐泥的形成:在腐泥形成過程中,若礦物質(zhì)較多,可形成油頁(yè)巖的前身。腐泥若經(jīng)受進(jìn)一步的地質(zhì)作用而形成腐泥煤。(二)泥炭的形成:由泥炭經(jīng)過進(jìn)一步的地質(zhì)作用而形成腐植煤。在一些湖、沼過渡環(huán)境,由高、低等植物形成的混合型的煤—腐植腐泥煤。成煤的第二階段(煤化作用階段)1、褐煤的形成(成巖階段):2、煙煤的形成(變質(zhì)作用階段):第三頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第一節(jié)煤的形成……成煤植物一、成煤植物

1、低等植物:由單細(xì)胞或多細(xì)胞構(gòu)成的絲狀和葉片狀植物體,最大的特點(diǎn)是沒有根、莖、葉等器官的分化,構(gòu)造比較簡(jiǎn)單,多數(shù)生活在水中。

2、高等植物:有根、莖、葉等器官的分化。第四頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五1、低等植物如褐藻、紅藻,多在海洋邊緣斜坡地區(qū)或邊緣海盆地,這些地區(qū)營(yíng)養(yǎng)豐富、環(huán)境優(yōu)越,有利于植物的生長(zhǎng)。

從元古時(shí)代一直到早泥盆世之前,是菌藻類低等植物時(shí)代,這時(shí)期形成的煤稱為腐泥煤,在我國(guó)俗稱“石煤”。腐泥煤在我國(guó)的湖北、湖南、廣東、廣西、江西、四川、陜西等地的早古生代地層均有分布。儲(chǔ)量以寒武紀(jì)最多,其次為早志留世。成為我國(guó)的第一個(gè)聚煤期。腐泥煤具有高灰、高硫和低熱值的特點(diǎn)。

第一節(jié)煤的形成……成煤植物第五頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五2、高等植物(1)苔蘚植物:綠色自養(yǎng)性的陸生植物,植物體是配子體,它是由孢子萌發(fā)成原絲體,再由原絲體發(fā)育而成的。

(2)蕨類植物:植物體有根、莖、葉的分化和較原始的維管組織。苔蘚植物第一節(jié)煤的形成……成煤植物鱗木(蕨類石松綱最著名的一屬)第六頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五2、高等植物(3)裸子植物:種子植物中較低級(jí)的一類。能產(chǎn)生種子的種子植物。但它們的胚珠外面沒有子房壁包被,不形成果實(shí),種子是裸露的,故稱裸子植物。

蘇鐵第一節(jié)煤的形成……成煤植物第七頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五2、高等植物(4)被子植物:被子植物有真正的花,故又叫有花植物;胚珠包藏在子房?jī)?nèi),得到良好的保護(hù)。植物界最高級(jí)的一類,自新生代以來,它們?cè)诘厍蛏险贾^對(duì)優(yōu)勢(shì)。第一節(jié)煤的形成……成煤植物第八頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第一節(jié)煤的形成……成煤作用二、成煤作用煤是由植物經(jīng)過漫長(zhǎng)的極其復(fù)雜的生物化學(xué)、物理化學(xué)作用轉(zhuǎn)變而形成的。從植物遺體堆積到轉(zhuǎn)變?yōu)槊旱囊幌盗醒葑冞^程稱為成煤作用。有兩個(gè)階段:(一)泥炭化階段(二)煤化階段第九頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第一節(jié)煤的形成……成煤作用(一)泥炭化階段

1、腐泥化作用:指低等植物和浮游生物遺體在湖泊、瀉湖和海灣等還原環(huán)境中轉(zhuǎn)變成腐泥的生物化學(xué)作用。

第十頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第一節(jié)煤的形成……成煤作用(一)泥炭化階段

2、泥炭化作用:高等植物遺體在泥炭沼澤中經(jīng)受復(fù)雜的生物化學(xué)和物理化學(xué)變化,轉(zhuǎn)變成泥炭的過程。

泥炭沼澤第十一頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第一節(jié)煤的形成……成煤作用(二)煤化階段泥炭或腐泥轉(zhuǎn)變?yōu)楹置骸熋?、無煙煤、超無煙煤的物理化學(xué)變化成為煤化作用。煤化作用有兩個(gè)階段:

1、煤成巖作用

2、煤變質(zhì)作用第五章煤與含煤巖系第十二頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五1、煤成巖作用指泥炭或腐泥被掩埋后,在地溫、壓力等因素的影響下壓實(shí)、脫水、固結(jié),腐植酸向腐植質(zhì)轉(zhuǎn)變而成褐煤的過程。第一節(jié)煤的形成……成煤作用第十三頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第一節(jié)煤的形成……成煤作用2、煤變質(zhì)作用指褐煤在地下受相對(duì)較高的溫度、壓力、時(shí)間等因素的影響轉(zhuǎn)變?yōu)闊熋骸o煙煤、天然焦、石墨等的地球化學(xué)作用。煤的變質(zhì)作用引起煤內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)等的方面的重大變化,最為突出的是煤中腐植酸全部消失,出現(xiàn)粘結(jié)性,光澤增強(qiáng),碳含量增加。成煤過程中,煤中的氫、氧含量漸減,而碳含量漸增,所產(chǎn)生的甲烷(CH4),或逸入大氣圈,或封閉在地層圈中,形成天然氣儲(chǔ)氣層。煤化作用過程是一個(gè)脫氣、脫氧、富碳及基本結(jié)構(gòu)單元增大的過程第十四頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第一節(jié)煤的形成……成煤的必要條件三、成煤的必要條件成煤作用的發(fā)生是受某些條件的控制的,這些條件稱為成煤的控制因素。歸納起來有以下必要條件。1、植物條件

2、氣候條件:潮濕、溫暖的氣候?qū)Τ擅鹤钣欣?/p>

3、地理?xiàng)l件:形成分布面積較廣的煤層,必須有適于發(fā)生大面積沼澤化的自然地理?xiàng)l件。

4、地殼運(yùn)動(dòng)泥炭層的聚積,要求地殼發(fā)生緩慢下降,下降速度=植物遺體聚積速度。泥炭層的保存并轉(zhuǎn)變成煤層,要求地殼大幅度的沉降。為了使同一地區(qū)形成較多的煤層,要求地殼在總的下降過程中發(fā)生多次的升降或間歇性的下降。第十五頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第一節(jié)煤的形成……成煤的必要條件1、植物條件

植物是成煤的原始物質(zhì)。穩(wěn)定適宜的環(huán)境條件,使綠色植物在沼澤長(zhǎng)期繁茂。生物產(chǎn)率很高。從地史時(shí)期生物進(jìn)化來說,沼澤的大規(guī)模發(fā)育只是在植物進(jìn)化到較高水平,有了支撐的骨架和輸導(dǎo)組織—維管束以后。維管植物是泥盆紀(jì)以后大量發(fā)展的。沼澤中綠色植物長(zhǎng)期繁茂,生物產(chǎn)率很高。2、氣候條件潮濕、溫暖的氣候條件是成煤的最有利條件之一。第十六頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五3、地理?xiàng)l件有適合于發(fā)生大面積沼澤化的自然地理場(chǎng)所。沼澤不僅水淺,而且?guī)缀鯙橥e水,故沼澤的地質(zhì)作用差不多只有沉積作用,而且是以植物的堆積作用為主。湖濱沼澤湖泊演化為沼澤陸地沼澤化第一節(jié)煤的形成……成煤的必要條件第十七頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五濱海(潮間)帶,高潮線至低潮線之間;淺海帶,低潮線至200m水深的連續(xù)水域,其海底地形為大陸架(陸棚);其中,浪基面以上的部分,包括濱海帶和淺海帶的上部,又稱為濱岸相(或海岸相、海灘相);浪基面以下的淺海相可稱為淺海陸棚相。3、地理?xiàng)l件第十八頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五有利沉積條件是表層生物高產(chǎn)、下層缺氧還原,持續(xù)較快沉降。淺海陸棚是海洋內(nèi)有機(jī)質(zhì)的主要沉積區(qū)三角洲是典型的過渡環(huán)境,指海陸交互的沉積環(huán)境,河流入海的河口區(qū),因坡度減緩,水流擴(kuò)散,流速降低,形成三角洲,位于濱海帶附近,兼有海洋和陸地的某些特征。3、地理?xiàng)l件第一節(jié)煤的形成……成煤的必要條件第十九頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第一節(jié)煤的形成……成煤的必要條件4、地殼運(yùn)動(dòng)條件只有地殼沉降速度與植物遺體堆積速度平衡時(shí),成煤作用才能持續(xù)。綜上所述,植物、氣候、地理、地殼運(yùn)動(dòng)都是成煤的必要條件,缺一不可,同時(shí)具備四個(gè)條件的時(shí)間越長(zhǎng),就越有利于成煤。其中,地殼運(yùn)動(dòng)是主導(dǎo)因素,起控制作用,它在區(qū)域上可以影響到一定范圍內(nèi)的海進(jìn)海退和海岸線的遷移,影響地理景觀的變化;在局部可以影響聚煤盆地的微地貌和水文條件,同時(shí)控制了沉積與補(bǔ)償?shù)年P(guān)系和沉積厚度以及含煤性的變化。

第二十頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第二節(jié)煤的物質(zhì)組成、性質(zhì)與分類一、煤巖成分(宏觀)指肉眼能觀察到的煤的基本組成單位。

1、絲炭

2、鏡煤

3、暗煤

4、亮煤第二十一頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第二節(jié)煤的物質(zhì)組成、性質(zhì)與分類1、絲炭外觀像木炭,呈灰黑色,具有明顯的纖維狀結(jié)構(gòu)和絲絹光澤,疏松多孔,性脆易碎。在煤層中,絲炭一般數(shù)量不多,常呈扁平透鏡體狀沿煤的層面分布,厚1~2mm,有時(shí)也能形成不連續(xù)的薄層。

絲炭含氫量低,含碳量高,沒有粘結(jié)性,低溫焦油產(chǎn)率低,當(dāng)它的空腔內(nèi)含有黃鐵礦時(shí),容易發(fā)生氧化并引起自燃。絲炭一般不能液化。

第二十二頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第二節(jié)煤的物質(zhì)組成、性質(zhì)與分類2、鏡煤呈黑色,光澤強(qiáng),質(zhì)均勻而脆,具有貝殼狀斷口。鏡煤在煤層中常呈亮黑色,光滑玻璃狀,透鏡狀或條帶狀,大多厚幾mm到1~2cm,有時(shí)呈紋理狀?yuàn)A在亮煤和暗煤中。在四種煤巖成分中,鏡煤的揮發(fā)分和含氫量高,粘結(jié)性強(qiáng),適宜于作煉焦,低溫干餾,氣化,液化等的原料。第二十三頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第二節(jié)煤的物質(zhì)組成、性質(zhì)與分類3、暗煤暗煤光澤暗淡,一般呈灰黑色,致密,相對(duì)密度大,堅(jiān)硬而具韌性。在煤層中,可以由暗煤為主形成較厚的分層,甚至單獨(dú)成層。有結(jié)實(shí)的粒狀結(jié)構(gòu),破碎時(shí)呈現(xiàn)細(xì)粒或暗淡粗糙的表面。暗煤不宜用來煉焦,但它是低溫干餾的良好原料。第二十四頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第二節(jié)煤的物質(zhì)組成、性質(zhì)與分類4、亮煤亮煤是最常見的煤巖成分.不少煤層以亮煤為主,甚至全部由亮煤構(gòu)成。亮煤的光澤僅次于鏡煤,性較脆,相對(duì)密度小,均勻程度不如鏡煤,表面隱約可見微細(xì)紋理。亮煤可以用作煉焦,氣化,低溫干餾等的原料。第二十五頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第二節(jié)煤的物質(zhì)組成、性質(zhì)與分類二、宏觀煤巖類型通常根據(jù)煤的平均光澤強(qiáng)度,煤巖成分的數(shù)量比例和組合情況來劃分宏觀煤巖類型。通常按同一剖面上相同煤化程度的平均光澤的強(qiáng)弱依次分為四種宏觀煤巖類型:光亮煤半亮煤半暗煤暗淡煤第二十六頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第二節(jié)煤的物質(zhì)組成、性質(zhì)與分類二、宏觀煤巖類型1、光亮煤:主要由鏡煤和亮煤組成,光澤很強(qiáng).由于成分較均一,通常條帶狀結(jié)構(gòu)不明顯。光亮型煤具有貝殼狀斷口,裂縫明顯,脆度較大。2、半亮煤:通常以亮煤為主,有時(shí)由鏡煤,亮煤和暗煤組成,也可能有絲炭。平均光澤強(qiáng)度較光亮型煤稍弱,條帶狀結(jié)構(gòu)清晰,裂隙較明顯,常具有棱角狀或階梯狀斷口。第二十七頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第二節(jié)煤的物質(zhì)組成、性質(zhì)與分類二、宏觀煤巖類型

3、半暗煤:由暗煤和亮煤組成,通常以暗煤為主,有時(shí)也有鏡煤和絲炭的紋理,細(xì)條帶和透鏡體.半暗型煤的特點(diǎn)是光澤比較暗淡,硬度,韌性和相對(duì)密度較大。4、暗淡煤:主要由暗煤組成,有時(shí)有少量鏡煤,絲炭透鏡體.光澤暗淡,通常呈塊狀構(gòu)造,致密,層理不明顯,煤質(zhì)堅(jiān)硬,韌性大,比重大,無裂隙。第二十八頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第二節(jié)煤的物質(zhì)組成、性質(zhì)與分類三、煤的性質(zhì)1、煤的化學(xué)組成煤中的有機(jī)質(zhì)主要由C、H、O、N、S等五種元素組成。其中C是煤中有機(jī)質(zhì)的主要成分,C的含量越多,煤的發(fā)熱量也越高。煤中碳的含量隨煤的變質(zhì)程度的加深而增加。氫是煤的第二個(gè)主要成分,其含量的總的變化趨勢(shì)是隨著變質(zhì)程度的加深而減小。C、H、O、N、S

A

(灰分)及W(水分)可燃質(zhì)惰性質(zhì)第二十九頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第二節(jié)煤的物質(zhì)組成、性質(zhì)與分類三、煤的性質(zhì)2、煤的物理性質(zhì)

1)煤的顏色和條痕腐植煤的顏色隨煤化程度的增高而變化,一般從褐煤、煙煤到無煙煤,其顏色從棕色、褐色、深黑到灰黑色。條痕色:煤粉沫的顏色,其和煤的顏色相差不大。第三十頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第二節(jié)煤的物質(zhì)組成、性質(zhì)與分類三、煤的性質(zhì)2、煤的物理性質(zhì)

2)煤的光澤:指煤在常光下,新鮮面的反光能力,腐植煤隨煤化程度的增高,光澤增強(qiáng)。

3)煤的密度:真密度:低煤階段>中等煤化階段<高煤化階段(無煙煤)視密度:褐煤<煙煤<無煙煤相對(duì)密度:

4)煤的硬度:一般介于1~4之間。第三十一頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第二節(jié)煤的物質(zhì)組成、性質(zhì)與分類三、煤的性質(zhì)2、煤的物理性質(zhì)

5)煤的裂隙:指在成煤的過程中,煤受到自然界各種應(yīng)力的影響所造成的裂開現(xiàn)象,按成因分為煤的內(nèi)生裂隙和外生裂隙。

6)煤的導(dǎo)電性:低、中變質(zhì)煙煤是電的不良導(dǎo)體,貧煤、無煙煤,電阻率低,是電的良導(dǎo)體。第三十二頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第二節(jié)煤的物質(zhì)組成、性質(zhì)與分類三、煤的性質(zhì)3、煤的工業(yè)分析

1)水分:煤中的水分可分為化合水和游離水兩大類,游離水又可分為外在水和內(nèi)在水。泥炭>褐煤>煙煤>無煙煤

第三十三頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第二節(jié)煤的物質(zhì)組成、性質(zhì)與分類三、煤的性質(zhì)3、煤的工業(yè)分析2)灰分:指煤中所有可燃物質(zhì)完全燃燒,煤中礦物質(zhì)在一定溫度下發(fā)生一系列分解、化合等復(fù)雜反應(yīng)后剩下的殘留物?;曳质敲褐械挠泻ξ镔|(zhì),灰分越高,煤的質(zhì)量越差。但煤灰渣也可以作為一種資源利用,如制造復(fù)合肥、提取氯化鋁以及一些稀有元素。第三十四頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第二節(jié)煤的物質(zhì)組成、性質(zhì)與分類三、煤的性質(zhì)3、煤的工業(yè)分析3)揮發(fā)分:在隔絕空氣條件下,將煤在900±10℃溫度下加熱7分鐘時(shí),煤中的有機(jī)質(zhì)和一部分礦物質(zhì)就會(huì)分解成氣體和液體逸出,逸出物質(zhì)減去水份即為揮發(fā)份。

煤炭分類重要指標(biāo)揮發(fā)分可以判斷煤的變質(zhì)程度。一般泥炭的揮發(fā)分高達(dá)70%,褐煤為40%~60%,煙煤為10%~50%,無煙煤小于10%。第三十五頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第二節(jié)煤的物質(zhì)組成、性質(zhì)與分類三、煤的性質(zhì)3、煤的工業(yè)分析4)固定碳:測(cè)定煤的揮發(fā)份時(shí),剩下和不揮發(fā)物稱為焦渣,焦渣減去灰份即為固定碳。水分揮發(fā)分灰分固定碳將煤樣加熱到110°時(shí)所失去的重量隔絕空氣繼續(xù)加熱到850°時(shí)所失去的重量通入空氣燃燒后剩下的為灰分,失去的為固定碳第三十六頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第二節(jié)煤的物質(zhì)組成、性質(zhì)與分類三、煤的性質(zhì)3、煤的工業(yè)分析5)發(fā)熱量,指單位質(zhì)量的煤完全燃燒時(shí)所產(chǎn)生的熱值。

煤炭分類重要指標(biāo)

一般煤中含碳量為85%時(shí),發(fā)熱量最大。第三十七頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五4.煤的粘結(jié)性與結(jié)焦性煤的粘結(jié)性:粉碎后的煤在隔絕空氣情況下加熱到一定溫度時(shí),煤的顆粒相互粘結(jié)成焦塊的性質(zhì)。煤的結(jié)焦性:粉碎后的煤在隔絕空氣受熱后生成優(yōu)質(zhì)焦炭的性質(zhì)。

結(jié)焦性好的自然粘結(jié)性好,但粘結(jié)性好不一定結(jié)焦性好。如有的煤粘結(jié)性好,能結(jié)焦,但焦炭裂縫多、強(qiáng)度差,其結(jié)焦性并不好。粘結(jié)性好壞主要取決于煤中所含瀝青質(zhì)的多少。第三十八頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第二節(jié)煤的物質(zhì)組成、性質(zhì)與分類

四、煤的分類1)按煤化程度和工藝性能,將煤炭分為14類,常用的有7種,即無煙煤、貧煤、瘦煤、焦煤、肥煤、氣煤、長(zhǎng)焰煤、褐煤。2)按煤的綜合利用分類(1)煉焦用煤;(2)氣化用煤(3)低溫干餾用煤;(4)加氫液化用煤;(5)燃燒用煤提高效率的措施第三十九頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第三節(jié)含煤巖系和煤田一、含煤巖系的概念含煤巖系是指一套含有煤層并且在成因上有聯(lián)系的沉積巖系。也稱為含煤地層、含煤建造。最大的特征是含有煤層,含煤巖系不是區(qū)域性的地層單位,其界線不一定與地層劃分相吻合,比如我國(guó)東北的石炭—二疊紀(jì)煤系,就跨越兩個(gè)地質(zhì)時(shí)代。

含煤巖系的形成時(shí)代從古生代(主要是晚古生代)至第三紀(jì)。主要受控于它形成時(shí)的古構(gòu)造和古地理環(huán)境。

第四十頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第三節(jié)含煤巖系和煤田一、含煤巖系的類型根據(jù)成煤的古地理環(huán)境,可以將含煤巖分為近海型和內(nèi)陸型兩大類。不同類型的含煤巖系在厚度、巖性、含煤層數(shù)、結(jié)構(gòu)等方面有一定的差異。第四十一頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第三節(jié)含煤巖系和煤田1、近海型含煤巖系也叫海陸交替含煤巖系。這類煤形成于近海區(qū)。由于海侵海退使得海相和陸相地層交互出現(xiàn)。

煤系特點(diǎn):分布廣、橫向上巖性、巖相變化不大,煤層層位比較穩(wěn)定。碎屑沉積物成分單一、分選好、磨圓度好。煤層厚度不大,但煤層數(shù)目較多。標(biāo)志層石灰?guī)r層數(shù)也較多。煤層含硫量高。第四十二頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第三節(jié)含煤巖系和煤田第四十三頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第三節(jié)含煤巖系和煤田2、內(nèi)陸型含煤巖系也叫陸相含煤巖系,形成離海比較遠(yuǎn)的地區(qū),往往是內(nèi)陸的一些小盆地。特征:(1)沒有海相地層;(2)巖性、巖相變化較大;(3)碎屑物質(zhì)顆粒較粗,分選性、磨圓度較差。(4)煤層數(shù)目不多,但厚度大,煤層厚度變化大,煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

第四十四頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第三節(jié)含煤巖系和煤田三、含煤巖系的組成含煤巖系由煤層和沉積巖組成,其中與煤礦生產(chǎn)最為密切的有頂板、底板、煤層和標(biāo)志層。第四十五頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第三節(jié)含煤巖系和煤田1、煤層

煤層結(jié)構(gòu)分為兩種類型,即簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)煤層和復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層。

第四十六頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第三節(jié)含煤巖系和煤田2、煤層厚度煤層厚度:層的頂板與底板之間的垂直距離叫煤層厚度。對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的煤層,則有總厚度和有益厚度之分??偤穸仁侵该簩禹斆嬷恋酌嬷g全部煤分層與巖石夾層之和;有益厚度是指煤層頂面至底面之間各煤分層之和。第四十七頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第三節(jié)含煤巖系和煤田3、煤層的分類

按煤層傾角可分為

煤層露天開采井工開采近水平煤層<5°<8°緩傾斜煤層5°~8°8°~25°

傾斜煤層10°~45°

25°~45°急傾斜煤層>45°>45°

第四十八頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第三節(jié)含煤巖系和煤田3、煤層的分類

按煤層厚度可分為

煤層露天開采井工開采薄煤層<3.5m<1.3m中厚煤層3.5~10m1.3~3.5m厚煤層>10m>3.5m第四十九頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第三節(jié)含煤巖系和煤田3、煤層的分類

按煤層穩(wěn)定性分類。煤層穩(wěn)定性指煤層形態(tài)、厚度、結(jié)構(gòu)和可采性的變化程度。按照礦區(qū)(或井田)的煤層變化程度(即穩(wěn)定程度)劃分為四類。(1)穩(wěn)定煤層(2)較穩(wěn)定煤層(3)不穩(wěn)定煤層(4)極不穩(wěn)定煤層第五十頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第三節(jié)含煤巖系和煤田3、煤層的分類

(1)穩(wěn)定煤層:

煤層厚度變化很小,規(guī)律明顯,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單至較簡(jiǎn)單,全區(qū)可采或基本全可采。(2)較穩(wěn)定煤層:煤層厚度有一定變化,但規(guī)律較明顯,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單至復(fù)雜,全區(qū)可采或部分可采,可采范圍內(nèi)煤層厚度變化不大。

第五十一頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第三節(jié)含煤巖系和煤田3、煤層的分類

(3)不穩(wěn)定煤層:煤層厚度變化較大,無明顯規(guī)律,結(jié)構(gòu)復(fù)雜至極復(fù)雜。主要包括①煤厚度變化很大,具突然增厚、變薄現(xiàn)象,全區(qū)可采或大部分可采;②煤層呈串珠狀,藕狀,一般連續(xù),局部可采,可采邊界線不規(guī)則;③難以進(jìn)行分層對(duì)比,但可進(jìn)行層組對(duì)比的復(fù)煤層。(4)極不穩(wěn)定煤層: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,可采塊段分布零星;或?yàn)闊o法進(jìn)行分層對(duì)比,且層組對(duì)比也有困難的復(fù)煤層。第五十二頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第三節(jié)含煤巖系和煤田四、煤層的頂板、底板

1.頂板頂板指位于煤層上方一定距離的巖層。根據(jù)頂板巖層巖性、厚度以及采煤時(shí)頂板變形和垮落難易程度,將頂板分為三種:偽頂直接頂基本頂

第五十三頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第三節(jié)含煤巖系和煤田四、煤層的頂板、底板

(三)煤系中的標(biāo)志層煤系中常有一些巖層,其巖性比較特殊,容易識(shí)別,層位穩(wěn)定或分布規(guī)律明顯,它們與煤層或某些地質(zhì)界線間距比較固定,這樣的巖層可以用作尋找或?qū)Ρ让簩拥臉?biāo)志層。如華北石炭二疊紀(jì)煤系中常以石灰?guī)r層作為標(biāo)志。其它作為標(biāo)志的還有礫巖、成分或顏色特殊的砂巖、鋁土巖等。第五十四頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第三節(jié)含煤巖系和煤田五、煤田、煤產(chǎn)地

(1)煤田:是指同一地質(zhì)時(shí)期形成,并大致連續(xù)發(fā)育的含煤巖系分布區(qū)。面積一般由幾十到幾百平方千米。如山西大同寧武煤田、遼寧阜新煤田等。

第五十五頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五中國(guó)煤盆地(煤田)分布圖第五十六頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第三節(jié)含煤巖系和煤田五、煤田、煤產(chǎn)地

(2)煤產(chǎn)地:是指受后期大地構(gòu)造變動(dòng)和剝蝕作用而分隔開的一些單獨(dú)的含煤巖系分布區(qū),或面積和煤炭?jī)?chǔ)量均較小的煤田。我國(guó)煤炭工業(yè)部門習(xí)慣于在煤田內(nèi)劃分“煤礦區(qū)”,其涵義與煤產(chǎn)地近似,是指統(tǒng)一規(guī)劃和開發(fā)的煤田或其一部分。如山西陽(yáng)泉礦區(qū)、山東兗州礦區(qū)。

(3)礦田是煤田內(nèi)劃歸一個(gè)礦山開采的部分,地下開采的礦田又稱井田。一般一個(gè)井田即為一個(gè)煤礦。如山東兗州礦區(qū)就分為南屯煤礦、東灘煤礦、鮑店煤礦、興隆莊煤礦等。第五十七頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第五十八頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五五、中國(guó)的聚煤期1、基本特點(diǎn)我國(guó)地質(zhì)歷史上,聚煤作用較強(qiáng)的時(shí)期有7個(gè),它們分別是早石炭世、晚石炭世-早二疊世、晚二疊世、晚三疊世、早-中侏羅世、晚侏羅世-早白堊世、第三紀(jì)。概括地講,我國(guó)成煤作用較強(qiáng)的三個(gè)時(shí)期是:石炭~二疊紀(jì)、三疊~侏羅紀(jì)、第三紀(jì)。其中聚煤作用最強(qiáng)的有2個(gè),即晚石炭世-早二疊世、早-中侏羅世。第五十九頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五早石炭世含煤巖系主要分布在華南;晚石炭世-晚二疊世含煤巖系廣泛分布于華北和華南地區(qū),有隨時(shí)代變新由北向南遷移的趨勢(shì);中生代含煤巖系主要分布于華南、華北呂梁山以西、西北和東北地區(qū),有隨時(shí)代變新由南往北遷移的趨勢(shì);第三紀(jì)含煤巖系主要分布于華北呂梁山以東、東北、華南東部沿海及華南西部地區(qū)。第六十頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五2、南方石炭二疊紀(jì)聚煤期沉積環(huán)境第六十一頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五1)總的特點(diǎn)南方石炭二疊紀(jì)含煤巖系主要是在濱海條件下形成的,而且聚煤作用是不連續(xù)的,可分為兩個(gè)階段:從泥盆世到早石炭世和早二疊世到晚二疊世,聚煤作用由弱到強(qiáng)。揚(yáng)子區(qū)含煤巖系形成于海侵階段,東南區(qū)含煤巖系形成于海退階段,在華南區(qū)域性的大規(guī)模海侵階段兩者的聚煤作用同時(shí)結(jié)束。第六十二頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五2)早石炭世含煤巖系特征總的地勢(shì)是東高西低的特點(diǎn),當(dāng)大塘期發(fā)生海侵時(shí),華南西部滇、黔地區(qū)因海水先期到達(dá)而聚煤作用發(fā)生最早。青藏地區(qū)大塘階含煤地層厚度大,最厚可達(dá)3100m,而華南地區(qū)大塘階含煤地層厚度相對(duì)較小,最厚約527m。華南東部厚度變化較大,而華南西部厚度較穩(wěn)定。第六十三頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五第六十四頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五3)早二疊世早期含煤巖系特征早二疊世早期含煤巖系梁山組在華南分布較廣。由于成煤環(huán)境演化迅速,延續(xù)的時(shí)間短,加上陸源碎屑供應(yīng)不夠充足,造成了梁山組厚度小(5~100m,多數(shù)20m)、巖性較復(fù)雜、旋回結(jié)構(gòu)數(shù)目少甚至發(fā)育不全、煤層層數(shù)少、穩(wěn)定性差的特點(diǎn)。第六十五頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期五5)晚二疊世含煤巖系特征南方晚二疊世聚煤作用在地區(qū)分布上遠(yuǎn)較早二疊世廣泛,其強(qiáng)度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其各時(shí)期。這一階段可分為龍?zhí)镀诤烷L(zhǎng)興期,并以龍?zhí)镀跒橹?。長(zhǎng)興期聚煤作用僅發(fā)生于滇東、黔西、川南等地區(qū)。龍?zhí)镀诘木勖鹤饔梅植紡V,強(qiáng)度大,聚煤量居南方各聚煤期之首。第六十六頁(yè),共七十五頁(yè),編輯于2023年,星期

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