01第一章 煤矿地质知识.ppt

1、1,采煤概论,主讲：纪晓峰 高级讲师、学科带头人、名师 中国煤炭工业协会培训中心特聘教授 中国人事部、国家安全生产监督管理总局“653”工程首席教师 国家注册采矿高级工程师 国家注册安全高级工程师 TelE-mail:jxf69567,采煤概论 第一讲 第1章 煤矿地质知识 中国石油大学现代远程教育,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,第一节 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

2、地壳物质运动和各种地质作用的产物。 一、地质作用 1.内力地质作用 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，它包括地壳运动、岩浆活动、变质作用和地震作用等。 2.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、日月引力能等引起。按其作用方式可分为：风化和剥蚀、搬运和沉积 、固结成岩 。,二、地壳的物质组成 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、变质岩三大类别。 沉积岩分布最广，地表约75%的面积都覆盖有沉积岩，有许多重要的矿产如煤、油页岩、岩盐等本身就是沉积岩。,莫霍面,莫霍面,6,三、地史的概念 地壳的发展历史简称地

3、史。在45亿年以前形成的地球，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，将地壳发展历史的主要阶段及其顺序，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。,第二节 煤的形成及煤系,一、煤的形成 煤是植物遗体经过复杂的生物、地球化学、物理化学作用转变而形成的。 从植物死亡、堆积到转变为煤经历了一系列演化过程 成煤作用 （1）泥炭化作用：从高等植物死亡后，到变成泥炭过程； 腐泥化作用：从低等植物死亡后，到变成泥炭过程； 腐

4、植煤、腐泥煤、腐植腐泥煤 （2）煤化作用：由泥炭转化为煤的过程； 成岩作用：从泥炭（腐泥）变成褐煤的过程； 变质作用：从从褐煤 烟煤 无烟煤；,1、煤层的形成及一般特征,（1）成煤的必要条件 古植物 物质基础 古气候 生长与保存 古地理 埋藏场所 古构造 控制因素,（2）补偿关系： 过度补偿 均衡补偿 不足补偿（或为：欠补偿）,1、植物条件 物质基础； 2、气候条件 影响植物生长，同时影响植物的分解； 3、自然地理条件 植物堆积； 4、地壳运动条件 埋藏条件,2、 成煤的必要条件,2020/6/20,12,二、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沉积，并在成因上有密切联系

5、。 1、定义：系指在一定地质时间内，形成的具有成因联系且连续沉积的一套含煤岩系。 （1）一定在一套岩层系统中含有煤层； （2）主要由沉积岩组成，在地壳运动剧烈的地区，可能含有火山岩和火山碎屑岩； （3）含有大量的植物化石。,2、 煤系的特征 煤系在地壳以沉降运动为主的振荡过程中形成的。由于振荡运动的性质与幅度不同，以及地理环境和范围的差异性，指使煤系的特点各不相同。 1、近海型煤系； 2、内陆型煤系； 3、浅海型煤系。,第三节 煤的性质及工业分类,1煤的物理性质 光泽、颜色、条痕、硬度、脆度、比重和容重、导电性等。 2煤的化学组成：有机质和无机质，主要元素有：碳、氢、氧、氮、硫、磷。,二、煤的

6、工业分类 1常用的煤质指标 评价煤质的主要指标包括：水分W、灰分A、挥发分V、胶质层厚度Y、发热量Q、硫S和磷P的含量以及含矸率等。 2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，分类指标主要用挥发分和胶质层的最大厚度y(mm)为指标划分煤的种类，从无烟煤到褐煤分为十大煤种，即无烟煤、烟煤（贫煤、瘦煤、焦煤、肥煤、气煤、弱粘煤、不粘煤、长焰煤）、褐煤 。,第四节 煤层的埋藏特征,一、煤层赋存状态 1）煤层的厚度 薄煤层 煤层厚度从最小可采厚度至1.3m 中厚煤层 煤层厚度1.3m至3.5m 厚煤层 煤层厚度3.5m以上 2）煤层的稳定性 稳定煤层、较稳定煤层、不稳定的煤层、极不

7、稳定煤层 。 3）煤层的倾角 缓斜煤层 025 倾斜煤层 2545 急斜煤层 4590 通常又把8以下的煤层称为近水平煤层。,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。 三、地质构造对煤层的影响 地质构造的形态多种多样，概括起来可分为单斜构造、褶曲构造和断裂构造。 岩层的空间位置及特征通常用产状要素来描述。产状要素有走向、倾向和倾角。 根据断层两盘相对运动的方向，断层分为：正断层、逆断层、平推断层。,四、影响开采工作的其他因素 1）煤的自燃倾向性 煤的自燃性决定于煤的疏松程度及

8、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。 2）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。 3）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。,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/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普查、矿区详查和井田精查三个阶段依次进行。 三、矿井储量 矿井储量分为：矿井地质资源量 、矿井工业储量 、矿井设计储量 、矿井设计可采储量 。,思考题,1什么叫地质作用？内、外力地质作用有哪几种作用形式？ 2常见的沉积岩主要有哪几种？ 3简述煤的形成过程？ 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分类指标各有哪些？ 5煤层按厚度可分为哪几类？ 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何分类？ 7反映煤岩层产状要素是什么？ 8.断层的要素有哪几部分？什么叫正断层、逆断层、平推断层