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1、河南理工大学采煤概论精品课程第一篇煤矿地质第1 章煤矿地质知识5/12/2023 1本章主要内容 第一章 煤矿地质知识 第一节 地质作用、地壳的物质组成及地史的概念 第二节 煤的形成及煤系 第三节 煤的性质及工业分类 第四节 煤层的埋藏特征 第五节 煤田地质勘探及矿井资源/储量5/12/2023 2第一节第一节 地质作用、地壳的物质组成及地史的概念地质作用、地壳的物质组成及地史的概念 埋藏在地下的煤和其他矿产资源，都是地壳物质运动和 埋藏在地下的煤和其他矿产资源，都是地壳物质运动和各种地质作用的产物。各种地质作用的产物。一、地质作用一、地质作用1.1.内力地质作用内力地质作用 由地球内部能量引
2、起的地壳物质成分、内部构造、地 由地球内部能量引起的地壳物质成分、内部构造、地表形态发生变化的地质作用，它包括 表形态发生变化的地质作用，它包括 地壳运动、岩浆 地壳运动、岩浆活动、变质作用和地震作用 活动、变质作用和地震作用 等。等。2.2.外力地质作用外力地质作用 它作用在地壳表层，主要是由地球以外的太阳辐射能、它作用在地壳表层，主要是由地球以外的太阳辐射能、日月引力能等引起。按其作用方式可分为：日月引力能等引起。按其作用方式可分为：风化和剥 风化和剥蚀、搬运和沉积 蚀、搬运和沉积、固结成岩、固结成岩。5/12/2023 5/12/2023 3 3 二、地壳的物质组成组成地壳的岩石种类繁多
3、，按照生成原因，可组成地壳的岩石种类繁多，按照生成原因，可以将岩石划为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类以将岩石划为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类别。别。沉积岩分布最广，地表约沉积岩分布最广，地表约75%75%的面积都覆盖有的面积都覆盖有沉积岩，有许多重要的矿产如煤、油页岩、岩沉积岩，有许多重要的矿产如煤、油页岩、岩盐等本身就是沉积岩。盐等本身就是沉积岩。第一节第一节 地质作用、地壳的物质组成及地史的概念地质作用、地壳的物质组成及地史的概念 5/12/2023 5/12/2023 4 4第一节第一节 地质作用、地壳的物质组成及地史的概念地质作用、地壳的物质组成及地史的概念三、地史的概念三、地史的概念
4、地壳的发展历史简称地史。在 地壳的发展历史简称地史。在45 45 亿年以前形成的地球，亿年以前形成的地球，在漫长的岁月里，其地壳在不停地运动，地球上的生 在漫长的岁月里，其地壳在不停地运动，地球上的生物也在不断地发展演化。研究表明，地球上的任何一 物也在不断地发展演化。研究表明，地球上的任何一种矿物、岩石，任何地貌和构造形态以及任何一种动 种矿物、岩石，任何地貌和构造形态以及任何一种动植物，都是地壳发展演化的产物。植物，都是地壳发展演化的产物。通常根据地壳运动及古生物的发展，将地壳发展历史 通常根据地壳运动及古生物的发展，将地壳发展历史的主要阶段及其顺序，从古到今划分为太古代、元古 的主要阶段
5、及其顺序，从古到今划分为太古代、元古代、古生代、中生代和新生代五个大的时期。代、古生代、中生代和新生代五个大的时期。5/12/2023 5/12/2023 5 5第二节煤的形成及煤系一、煤的形成一、煤的形成 煤层的形成受古植物、古气候、古地理及古构造等条 煤层的形成受古植物、古气候、古地理及古构造等条件的控制。件的控制。我国最主要的三个聚煤时期为：我国最主要的三个聚煤时期为：石炭二迭纪、侏罗纪 石炭二迭纪、侏罗纪和第三纪。和第三纪。古植物从死亡、堆积到转化为煤的演化过程，称为成 古植物从死亡、堆积到转化为煤的演化过程，称为成煤作用。分为 煤作用。分为 泥炭化阶段 泥炭化阶段 和煤化阶段 和煤化
6、阶段。二、煤系的概念二、煤系的概念 煤系是指含有煤层的沉积岩系，它们彼此间大致连续 煤系是指含有煤层的沉积岩系，它们彼此间大致连续沉积，并在成因上有密切联系。沉积，并在成因上有密切联系。5/12/2023 5/12/2023 6 6第三节 煤的性质及工业分类 1 1 煤的物理性质 煤的物理性质 光泽、颜色、条痕、硬度、脆度、比重和容重、导电 光泽、颜色、条痕、硬度、脆度、比重和容重、导电性等。性等。2 2 煤的化学组成 煤的化学组成：有机质和无机质，主要元素有：有机质和无机质，主要元素有：碳、碳、氢、氧 氢、氧、氮、氮、硫、磷 硫、磷。变质 变质 程度 程度 光 光 泽 泽 颜 颜 色 色 硬
7、度 硬度 脆度 脆度 容重 容重 导电 导电 性 性褐煤 褐煤无光 无光 泽 泽 暗淡 暗淡沥 沥 青光 青光 泽 泽褐色 褐色黑褐色 黑褐色2.0 2.0 2.5 2.5脆度 脆度 较 较小有一 小有一定 定 韧 韧 性 性1.05 1.05 1.2 1.2不良 不良 导 导体，体，导 导电 电 性随 性随变质 变质 程 程度增高 度增高而增加 而增加烟 烟煤 煤长 长 焰煤 焰煤 沥 沥 青光 青光 泽 泽 褐黑色 褐黑色2.8 2.81.2 1.2 1.4 1.4气煤 气煤强 强 沥 沥 青光 青光 泽 泽弱玻璃光 弱玻璃光 泽 泽2.6 2.6肥煤 肥煤 玻璃光 玻璃光 泽 泽 2.6
8、 2.6最大 最大焦煤 焦煤强 强 玻璃光 玻璃光 泽 泽2.5 2.5瘦煤 瘦煤金 金 刚 刚 光 光 泽 泽黑色 黑色黑灰色 黑灰色无烟煤 无烟煤 似金属光 似金属光 泽 泽灰黑色 灰黑色钢 钢 灰色 灰色3.5 3.5 4.0 4.0 最小 最小1.35 1.35 1.8 1.8良好 良好5/12/2023 5/12/2023 7 7第三节 煤的性质及工业分类 二、煤的工业分类11常用的煤质指标常用的煤质指标 评价煤质的主要指标包括：水分 评价煤质的主要指标包括：水分W W、灰分、灰分A A、挥发分、挥发分V V、胶质层厚度、胶质层厚度Y Y、发热量、发热量Q Q、硫、硫S S 和磷 和
9、磷P P 的含量以及 的含量以及含矸率等。含矸率等。22煤的工业分类煤的工业分类 我国现行的工业分类，是以炼焦煤为主的分类方案，我国现行的工业分类，是以炼焦煤为主的分类方案，分类指标主要用挥发分和胶质层的最大厚度 分类指标主要用挥发分和胶质层的最大厚度y(mm)y(mm)为指标划分煤的种类，从无烟煤到褐煤分为十大煤 为指标划分煤的种类，从无烟煤到褐煤分为十大煤种，即 种，即 无烟煤 无烟煤、烟煤 烟煤（贫煤、瘦煤、焦煤、肥煤、（贫煤、瘦煤、焦煤、肥煤、气煤、弱粘煤、不粘煤、长焰煤）、气煤、弱粘煤、不粘煤、长焰煤）、褐煤 褐煤。5/12/2023 5/12/2023 8 8第四节 煤层的埋藏特征
10、一、煤层赋存状态一、煤层赋存状态 1 1）煤层的厚度）煤层的厚度 薄煤层 薄煤层 煤层厚度从最小可采厚度至 煤层厚度从最小可采厚度至1.3m 1.3m 中厚煤层 中厚煤层 煤层厚度 煤层厚度1.3m 1.3m 至 至3.5m 3.5m 厚煤层 厚煤层 煤层厚度 煤层厚度3.5m 3.5m 以上 以上 2 2）煤层的稳定性）煤层的稳定性 稳定煤层、较稳定煤层、不稳定的煤层、极不稳定煤层 稳定煤层、较稳定煤层、不稳定的煤层、极不稳定煤层。3 3）煤层的倾角）煤层的倾角 缓斜煤层 缓斜煤层 0 0 25 25 倾斜煤层 倾斜煤层 25 25 45 45 急斜煤层 急斜煤层 45 45 90 90 通
11、常又把 通常又把8 8 以下的煤层称为近水平煤层。以下的煤层称为近水平煤层。5/12/2023 5/12/2023 9 9第四节 煤层的埋藏特征二、煤层顶底板岩石二、煤层顶底板岩石 煤层顶底板岩石是指煤系中位于煤层上下一定距离内 煤层顶底板岩石是指煤系中位于煤层上下一定距离内的岩层。按照沉积的次序，在正常情况下，先于煤生 的岩层。按照沉积的次序，在正常情况下，先于煤生成的岩石是煤层的底板，较煤后生成的岩层叫做顶板。成的岩石是煤层的底板，较煤后生成的岩层叫做顶板。三、地质构造对煤层的影响三、地质构造对煤层的影响 地质构造的形态多种多样，概括起来可分为 地质构造的形态多种多样，概括起来可分为 单斜
12、构造、单斜构造、褶曲构造 褶曲构造 和 和 断裂构造 断裂构造。岩层的空间位置及特征通常用产状要素来描述。产状 岩层的空间位置及特征通常用产状要素来描述。产状要素有 要素有 走向、倾向和倾角 走向、倾向和倾角。根据断层两盘相对运动的方向，断层分为：根据断层两盘相对运动的方向，断层分为：正断层、正断层、逆断层、平推断层 逆断层、平推断层。5/12/2023 5/12/2023 10 105/12/2023 5/12/2023 1 1 1 1第四节 煤层的埋藏特征四、影响开采工作的其他因素四、影响开采工作的其他因素 1 1）煤的自燃倾向性）煤的自燃倾向性 煤的自燃性决定于煤的疏松程度及氧化过程的剧
13、烈程度。煤愈 煤的自燃性决定于煤的疏松程度及氧化过程的剧烈程度。煤愈松软，煤层愈厚或氧化愈快，其自燃危险就愈大。松软，煤层愈厚或氧化愈快，其自燃危险就愈大。2 2）煤和岩层的含瓦斯性）煤和岩层的含瓦斯性 瓦斯的涌出和积聚不但给矿井生产带来许多困难，还可能造成 瓦斯的涌出和积聚不但给矿井生产带来许多困难，还可能造成严重的灾害。因此，在开采含瓦斯较大的煤层时，应当在技术 严重的灾害。因此，在开采含瓦斯较大的煤层时，应当在技术上采取特殊措施。上采取特殊措施。3 3）矿井的充水程度）矿井的充水程度 矿井开采时，由于巷道开掘和采空区塌陷，必然波及煤层上下 矿井开采时，由于巷道开掘和采空区塌陷，必然波及煤
14、层上下的含水层以及地表下的水源，而造成矿井充水。严重时还可能 的含水层以及地表下的水源，而造成矿井充水。严重时还可能威胁矿井安全。威胁矿井安全。5/12/2023 5/12/2023 12 12第五节 煤田地质勘探及矿井储量 一、煤田地质勘探的任务了解矿井资源了解矿井资源/储量、井田地质条件、煤层赋存储量、井田地质条件、煤层赋存条件、水文地质条件、开采技术条件、煤种煤条件、水文地质条件、开采技术条件、煤种煤质等矿井的资源条件。质等矿井的资源条件。二、煤田地质勘探工作的阶段划分煤田地质勘探工作划分为煤田地质勘探工作划分为煤田煤田普查普查、矿区矿区详查详查和和井田井田精查精查三个阶段依次进行。三个
15、阶段依次进行。三、矿井储量矿井储量分为：矿井储量分为：矿井地质资源量矿井地质资源量、矿井工业储、矿井工业储量量、矿井设计储量、矿井设计储量、矿井设计可采储量、矿井设计可采储量。5/12/2023 5/12/2023 13 13思考题 1 1 什么叫地质作用？内、外力地质作用有哪几种作用形式？什么叫地质作用？内、外力地质作用有哪几种作用形式？2 2 常见的沉积岩主要有哪几种？常见的沉积岩主要有哪几种？3 3 简述煤的形成过程？简述煤的形成过程？4 4 煤的物理和化学性质主要包括几种？常用的煤质指标和工业 煤的物理和化学性质主要包括几种？常用的煤质指标和工业分类指标各有哪些？分类指标各有哪些？5
16、5 煤层按厚度可分为哪几类？煤层按厚度可分为哪几类？6 6 反映煤层赋存状态的指标主要有几种？煤层按厚度和倾角如 反映煤层赋存状态的指标主要有几种？煤层按厚度和倾角如何分类？何分类？7 7 反映煤岩层产状要素是什么？反映煤岩层产状要素是什么？8.8.断层的要素有哪几部分？什么叫正断层、逆断层、平推断层 断层的要素有哪几部分？什么叫正断层、逆断层、平推断层？9.9.煤田地质勘探的任务是什么？煤田地质勘探划分为哪几个阶 煤田地质勘探的任务是什么？煤田地质勘探划分为哪几个阶段？煤田地质勘探有哪几种方法？段？煤田地质勘探有哪几种方法？10.10.矿井储量是如何分类的？矿井储量是如何分类的？5/12/2023 5/12/2023 14 14谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH