1煤田地质与矿图知识

1、1矿山开采基础矿山开采基础2第一节第一节 煤田地质概述煤田地质概述 一、成煤作用二、聚煤时期 三、含煤岩系 四、煤层特征3一、成煤作用一、成煤作用 （一）成煤作用：（一）成煤作用：从植物死亡、堆积到转变为煤的演从植物死亡、堆积到转变为煤的演变过程，以及在这个演变过程中经受的各种作用。变过程，以及在这个演变过程中经受的各种作用。4一、成煤作用一、成煤作用 煤的形成过程煤的形成过程 5 形成有开采价值煤层的形成有开采价值煤层的必要条件必要条件： 第一，温暖潮湿的气候；第一，温暖潮湿的气候； 第二，大量植物的生长、死亡；第二，大量植物的生长、死亡； 第三，大面积沼泽化的地理条件；第三，大面积沼泽化的

2、地理条件； 第四，地壳运动的良好配合。第四，地壳运动的良好配合。 （二）成煤的必要条件（二）成煤的必要条件一、成煤作用一、成煤作用 6二、聚煤期二、聚煤期 按岩石的成因，分为按岩石的成因，分为岩浆岩、沉积岩岩浆岩、沉积岩、变质岩、变质岩。 岩浆岩岩浆岩是由地壳内部熔融状态的岩浆，沿地壳的裂是由地壳内部熔融状态的岩浆，沿地壳的裂隙等薄弱地带侵入地壳或喷出地表，冷凝固结而形成的岩隙等薄弱地带侵入地壳或喷出地表，冷凝固结而形成的岩石。石。 7沉积岩沉积岩是地壳表层环境中常温常压条件下形成的岩石。主是地壳表层环境中常温常压条件下形成的岩石。主要由风化和剥蚀岩石的碎屑及可溶物质等，经搬运、沉积、要由风化

3、和剥蚀岩石的碎屑及可溶物质等，经搬运、沉积、压紧、胶结而形成的岩石。压紧、胶结而形成的岩石。 由于风化、剥蚀、搬运作用形成的岩石。特点：由于风化、剥蚀、搬运作用形成的岩石。特点：成层状态；存在古生物化石。如：砾石、砂岩、页成层状态；存在古生物化石。如：砾石、砂岩、页岩、石灰岩、煤。岩、石灰岩、煤。 沉积岩约占沉积岩约占75%（地表），（地表）， 矿产蕴藏量的矿产蕴藏量的80%， 是研究的主要对象。是研究的主要对象。二、聚煤期二、聚煤期 89变质岩变质岩是由原有的沉积岩、岩浆岩在受到高温、高压及化是由原有的沉积岩、岩浆岩在受到高温、高压及化学性活泼的气体或液体的作用，岩石的物理化学性质、结学性活

4、泼的气体或液体的作用，岩石的物理化学性质、结构及构造都发生变化，变成一种新的岩石，称为变质岩。构及构造都发生变化，变成一种新的岩石，称为变质岩。 受高温高压作用已改变了成份和性质的岩石。受高温高压作用已改变了成份和性质的岩石。如：大理石、石英岩、片麻岩等如：大理石、石英岩、片麻岩等二、聚煤期二、聚煤期 1011地质年代（地层年代）表地质年代（地层年代）表 12二、聚煤期二、聚煤期 聚煤期或成煤期聚煤期或成煤期：地质历史中形成煤炭资源的时期。地质历史中形成煤炭资源的时期。 古生代：石炭纪、二叠纪（孢子植物）古生代：石炭纪、二叠纪（孢子植物）3个主要聚煤期个主要聚煤期 中生代：侏罗纪（裸子植物）中

5、生代：侏罗纪（裸子植物） 新生代：古近纪、新近纪（第三纪）新生代：古近纪、新近纪（第三纪） （被子植物）（被子植物） 徐州煤田成煤于徐州煤田成煤于古生代的石炭纪、二迭纪，距古生代的石炭纪、二迭纪，距今有今有2.72.73.53.5亿年了！亿年了！13煤田煤田 同一地质时期形成，并大致连续发育的含同一地质时期形成，并大致连续发育的含煤岩系分布区。（地质历史发展过程中，由含炭物煤岩系分布区。（地质历史发展过程中，由含炭物质沉积形成的大面积含煤地带）质沉积形成的大面积含煤地带）煤田常以其所在的地点来命名，如大同煤田、徐州煤田常以其所在的地点来命名，如大同煤田、徐州煤田、鄂尔多斯煤田、开滦煤田等。煤田

6、、鄂尔多斯煤田、开滦煤田等。面积从几十到几百平方公里面积从几十到几百平方公里储量从几亿到几百亿吨。储量从几亿到几百亿吨。三、含煤岩系三、含煤岩系 14四、煤层赋存特征四、煤层赋存特征 （一）煤层的结构和顶、底板（一）煤层的结构和顶、底板 1. 煤层的结构煤层的结构 煤层通常是煤层通常是层状层状的。根据煤层中有的。根据煤层中有无较稳定的无较稳定的夹矸层夹矸层，将煤层分为两类。，将煤层分为两类。 （1）简单结构煤层）简单结构煤层 （2）复杂结构煤层）复杂结构煤层15四、煤层赋存特征四、煤层赋存特征 2. 2. 煤层的顶、底板煤层的顶、底板 顶板：顶板：赋存在煤层之上的邻近岩层。赋存在煤层之上的邻近

7、岩层。 底板：底板：赋存在煤层之下的邻近岩层。赋存在煤层之下的邻近岩层。基本底直接底煤层基本顶直接顶伪顶16四、煤层赋存特征四、煤层赋存特征 （二）煤层厚度（二）煤层厚度 煤层的厚度煤层的厚度：煤层顶底板之间的垂：煤层顶底板之间的垂直距离。直距离。煤层总厚度煤层总厚度：包括所有煤分层和夹包括所有煤分层和夹矸层厚度总和。矸层厚度总和。有益厚度有益厚度：煤分层厚度的总和，不煤分层厚度的总和，不包括夹矸层厚度。包括夹矸层厚度。最低可采厚度最低可采厚度：在当前技术和经济：在当前技术和经济条件下，可开采的最小煤层厚度。条件下，可开采的最小煤层厚度。17四、煤层赋存特征四、煤层赋存特征 （三）煤层的构造形

8、态（三）煤层的构造形态地质构造地质构造 地壳运动造成地壳运动造成的煤层和岩层的空间形态的煤层和岩层的空间形态煤层的产状煤层的产状 对煤层赋存对煤层赋存状态和空间特征的描述状态和空间特征的描述18四、煤层赋存特征四、煤层赋存特征 1. 单斜构造单斜构造 在一定范围内，煤（岩）层大致向一个方向倾在一定范围内，煤（岩）层大致向一个方向倾斜的构造形态，称为单斜构造。斜的构造形态，称为单斜构造。192. 褶皱构造褶皱构造 褶皱构造褶皱构造 岩层受力后，被挤压弯曲，但保持岩层受力后，被挤压弯曲，但保持连续性的构造形态。连续性的构造形态。（由若干个褶曲组合而成）（由若干个褶曲组合而成） 褶曲褶曲 褶皱构造中

9、的单个弯曲褶皱构造中的单个弯曲单斜构造断褶曲构造断裂构造层断层四、煤层赋存特征四、煤层赋存特征 20 褶曲的基本形态是褶曲的基本形态是背斜背斜和和向斜。向斜。用用褶曲要素褶曲要素来描述一个褶曲在空间的形态，来描述一个褶曲在空间的形态，四、煤层赋存特征四、煤层赋存特征 核部核部核部、翼部、轴面、轴线、枢纽核部、翼部、轴面、轴线、枢纽213. 断裂构造断裂构造断裂构造断裂构造 岩层受力后，遭到破坏失去连续性的构造。岩层受力后，遭到破坏失去连续性的构造。节理节理 没有出现明显位移的断裂构造。没有出现明显位移的断裂构造。断层断层 出现了明显位移的断裂构造。出现了明显位移的断裂构造。单斜构造断褶曲构造断

10、裂构造层断层四、煤层赋存特征四、煤层赋存特征 22特大断层-东非大裂谷23四、煤层赋存特征四、煤层赋存特征 （1） 断层要素断层要素断层面：断层面：岩层沿之断裂滑动的面。断面层可能是平面或曲面。岩层沿之断裂滑动的面。断面层可能是平面或曲面。断层线断层线：断层面与地面的交线。断层线的方向反映断层延伸方：断层面与地面的交线。断层线的方向反映断层延伸方向。断层线可能呈直线或曲线。向。断层线可能呈直线或曲线。交面线交面线：断层面与岩层层面（一般是岩层底面）的交线：断层面与岩层层面（一般是岩层底面）的交线 断盘断盘：断层两侧的岩层或岩体。：断层两侧的岩层或岩体。 断距断距：两盘相对移动的距离。：两盘相对

11、移动的距离。落差落差24四、煤层赋存特征四、煤层赋存特征 （2） 断层分类断层分类根据上下盘的相对运动。根据上下盘的相对运动。a a、正断层、正断层上盘相对下降，下盘相对上升。上盘相对下降，下盘相对上升。b b、逆断层、逆断层上盘相对上升，下盘相对下降。上盘相对上升，下盘相对下降。c c、平推断层、平推断层 没有垂直方向位移的断层。没有垂直方向位移的断层。正 断 层平 推 断 层逆 断 层25钻 孔钻 孔钻 孔勘 探 线地面勘探线、钻孔、与煤层断层的关系示意图地面勘探线、钻孔、与煤层断层的关系示意图四、煤层赋存特征四、煤层赋存特征 26四、煤层赋存特征四、煤层赋存特征 （四）常用的煤层分类（四

12、）常用的煤层分类1. 按煤层倾角分类按煤层倾角分类根据当前开采技术，我国将煤层按倾角分为四类：根据当前开采技术，我国将煤层按倾角分为四类： 近水平煤层近水平煤层 45272. 按煤层厚度分类按煤层厚度分类 根据当前开采技术，我国将煤层按厚度分为三根据当前开采技术，我国将煤层按厚度分为三类：类： 薄煤层薄煤层 3.5m 四、煤层赋存特征四、煤层赋存特征 28 3. 按煤层稳定性分类按煤层稳定性分类 煤层稳定性煤层稳定性是煤层形态、厚度、结构及可采性的变化程是煤层形态、厚度、结构及可采性的变化程度。按煤层稳定性，可分为：度。按煤层稳定性，可分为： 稳定煤层稳定煤层 较稳定煤层较稳定煤层 不稳定煤层

13、不稳定煤层 极不稳定煤层极不稳定煤层四、煤层赋存特征四、煤层赋存特征 29第二节第二节 煤质及煤的工业分类煤质及煤的工业分类 一、煤的元素成分一、煤的元素成分 煤煤有机物质：碳（有机物质：碳（C）、氢（）、氢（H）、氧（）、氧（O）、氮（）、氮（N）无机物质无机物质1. 碳碳（1）变质程度越深，含碳量越高）变质程度越深，含碳量越高（2）含碳量越高，发热量越高）含碳量越高，发热量越高 泥炭：泥炭： 5060%,褐煤：褐煤： 6070%,烟煤：烟煤： 7492%,无烟煤：无烟煤： 9098%含碳量含碳量30表表1-3 中国煤炭分类和用途中国煤炭分类和用途 31第三节第三节 煤田地质勘探及煤炭储量煤

14、田地质勘探及煤炭储量 一、煤田地质勘探阶段及其任务一、煤田地质勘探阶段及其任务 远景规划煤田普查煤炭工业建设 矿区总体设计矿区详查 煤田地质勘探 矿井设计井田精查煤田普查煤田普查找煤找煤:为寻找煤炭资源，并对工作地区有无进一为寻找煤炭资源，并对工作地区有无进一步工作价值作出评价所进行的地质调查工作。步工作价值作出评价所进行的地质调查工作。普查勘探普查勘探:为煤炭工业的远景规划和详查提供必为煤炭工业的远景规划和详查提供必要资料所进行的地质工作。要资料所进行的地质工作。32二、煤田地质勘探技术手段二、煤田地质勘探技术手段 1.遥感地质调查遥感地质调查2.地质填图地质填图3.钻探工程钻探工程4.山地

15、工程山地工程5.地球物理勘探地球物理勘探三、煤炭储量三、煤炭储量煤炭储量煤炭储量：煤田内埋藏的具有一定工业价值和一定勘探研究：煤田内埋藏的具有一定工业价值和一定勘探研究程度的煤炭资源量。程度的煤炭资源量。第三节第三节 煤田地质勘探及煤炭储量煤田地质勘探及煤炭储量 33煤炭储量（新分类方法）煤炭储量（新分类方法）34第四节第四节 矿图基本知识矿图基本知识 在采矿设计、施工和生产过程中，需要一套在采矿设计、施工和生产过程中，需要一套图纸分别反映地形、地物、地下煤层形态、地质图纸分别反映地形、地物、地下煤层形态、地质构造、矿井巷道与煤层或矿体之间的关系；矿井构造、矿井巷道与煤层或矿体之间的关系；矿井

16、各种巷道、工作面以及它们之间的关系等，这类各种巷道、工作面以及它们之间的关系等，这类图纸称为图纸称为矿图矿图。矿图投影方法矿图投影方法: : 正投影和标高投影。正投影和标高投影。一、矿图的基本知识一、矿图的基本知识 35三面正投影关系三面正投影关系等高等长等宽36图图1-10 标高投影原理标高投影原理1大巷大巷; 2上山上山; A、B、C标高点标高点 在平面图上既能反在平面图上既能反映井巷的水平投影映井巷的水平投影图，又能表示出井图，又能表示出井井巷的空间位置。井巷的空间位置。第四节第四节 矿图基本知识矿图基本知识 37二、地质图二、地质图 煤矿地质图：煤矿地质图：反映煤矿各种地质现象与井巷工

17、程之反映煤矿各种地质现象与井巷工程之间相互关系及它们空间分布情况的所有图件。间相互关系及它们空间分布情况的所有图件。煤矿常用地质图有：煤矿常用地质图有： a.钻孔柱状图钻孔柱状图 b. 地质剖面图地质剖面图 c.煤层底板等高线图煤层底板等高线图 d.地形地质图地形地质图第四节第四节 矿图基本知识矿图基本知识 38 1. 钻孔柱状图钻孔柱状图 根据钻孔资料编制的地质柱状图称为根据钻孔资料编制的地质柱状图称为钻孔柱状图钻孔柱状图。该图。该图可以表示一个钻孔内的煤层、岩层的相互位置及厚度。可以表示一个钻孔内的煤层、岩层的相互位置及厚度。 32151413107456118129mm比 例 ：比 例

18、： 1 5 0 、1 100、1 200。第四节第四节 矿图基本知识矿图基本知识 392. 地质剖面图地质剖面图 把同一条勘探线所有钻孔柱状图，按一定比例并按其标高把同一条勘探线所有钻孔柱状图，按一定比例并按其标高和间距画出来，然后把对应的煤层、岩层及地质构造连起来。和间距画出来，然后把对应的煤层、岩层及地质构造连起来。就得到该勘探线的就得到该勘探线的地质剖面图地质剖面图，如图，如图1-14所示。所示。 第四节第四节 矿图基本知识矿图基本知识 403煤层底板等高线图煤层底板等高线图煤层底板等高线：煤层底板等高线：煤层底板相同高程各点的连线。煤层底板相同高程各点的连线。煤层底板等高线图：煤层底板

19、等高线图：假想用一定间距的水平面切割煤层底假想用一定间距的水平面切割煤层底面，得出一组走向线，把它们投影到水平面上，所得到的图面，得出一组走向线，把它们投影到水平面上，所得到的图等高距：等高距：相邻两个水平面的高程差。在同一幅图上等高线相邻两个水平面的高程差。在同一幅图上等高线的等高距相同。的等高距相同。 第四节第四节 矿图基本知识矿图基本知识 41 煤层底板等高线图常用的比例有煤层底板等高线图常用的比例有1 2000，1 5000，1 10000等。常用的等高距为等。常用的等高距为20m、50m、100m。 第四节第四节 矿图基本知识矿图基本知识 42在煤层底板等线图上应标明在煤层底板等线图上应标明坐标网格及方位坐标网格及方位第四节第四节 矿图基本知识矿图