河南理工大學《采煤概論》精品課程第一篇煤礦地質第1章煤礦地質知識5/29/20251本章主要內容第一章煤礦地質知識第一節地質作用、地殼的物質組成及地史的概念第二節煤的形成及煤系第三節煤的性質及工業分類第四節煤層的埋藏特征第五節煤田地質勘探及礦井資源/儲量5/29/20252第一節地質作用、地殼的物質組成及地史的概念

埋藏在地下的煤和其他礦產資源，都是地殼物質運動和各種地質作用的產物。

一、地質作用1.內力地質作用由地球內部能量引起的地殼物質成分、內部構造、地表形態發生變化的地質作用，它包括地殼運動、巖漿活動、變質作用和地震作用等。2.外力地質作用它作用在地殼表層，主要是由地球以外的太陽輻射能、日月引力能等引起。按其作用方式可分為：風化和剝蝕、搬運和沉積、固結成巖。5/29/20253二、地殼的物質組成組成地殼的巖石種類繁多，按照生成原因，可以將巖石劃為巖漿巖、沉積巖、變質巖三大類別。沉積巖分布最廣，地表約75%的面積都覆蓋有沉積巖，有許多重要的礦產如煤、油頁巖、巖鹽等本身就是沉積巖。第一節地質作用、地殼的物質組成及地史的概念

5/29/20254第一節地質作用、地殼的物質組成及地史的概念三、地史的概念地殼的發展歷史簡稱地史。在45億年以前形成的地球，在漫長的歲月里，其地殼在不停地運動，地球上的生物也在不斷地發展演化。研究表明，地球上的任何一種礦物、巖石，任何地貌和構造形態以及任何一種動植物，都是地殼發展演化的產物。通常根據地殼運動及古生物的發展，將地殼發展歷史的主要階段及其順序，從古到今劃分為太古代、元古代、古生代、中生代和新生代五個大的時期。5/29/20255第二節煤的形成及煤系一、煤的形成煤層的形成受古植物、古氣候、古地理及古構造等條件的控制。我國最主要的三個聚煤時期為：石炭二迭紀、侏羅紀和第三紀。古植物從死亡、堆積到轉化為煤的演化過程，稱為成煤作用。分為泥炭化階段和煤化階段。二、煤系的概念煤系是指含有煤層的沉積巖系，它們彼此間大致連續沉積，并在成因上有密切聯系。5/29/20256第三節煤的性質及工業分類1．煤的物理性質光澤、顏色、條痕、硬度、脆度、比重和容重、導電性等。2．煤的化學組成：有機質和無機質，主要元素有：碳、氫、氧、氮、硫、磷。變質程度光澤顏色硬度脆度容重導電性褐煤無光澤暗淡瀝青光澤褐色黑褐色2.0～2.5脆度較小有一定韌性1.05～1.2不良導體，導電性隨變質程度增高而增加煙煤長焰煤瀝青光澤褐黑色2.81.2～1.4氣煤強瀝青光澤弱玻璃光澤2.6肥煤玻璃光澤2.6最大焦煤強玻璃光澤2.5瘦煤金剛光澤黑色黑灰色無煙煤似金屬光澤灰黑色鋼灰色3.5～4.0最小1.35～1.8良好5/29/20257第三節煤的性質及工業分類二、煤的工業分類1．常用的煤質指標評價煤質的主要指標包括：水分W、灰分A、揮發分V、膠質層厚度Y、發熱量Q、硫S和磷P的含量以及含矸率等。2．煤的工業分類我國現行的工業分類，是以煉焦煤為主的分類方案，分類指標主要用揮發分和膠質層的最大厚度y(mm)為指標劃分煤的種類，從無煙煤到褐煤分為十大煤種，即無煙煤、煙煤（貧煤、瘦煤、焦煤、肥煤、氣煤、弱粘煤、不粘煤、長焰煤）、褐煤。5/29/20258第四節煤層的埋藏特征一、煤層賦存狀態1）煤層的厚度薄煤層煤層厚度從最小可采厚度至1.3m中厚煤層煤層厚度1.3m至3.5m厚煤層煤層厚度3.5m以上2）煤層的穩定性穩定煤層、較穩定煤層、不穩定的煤層、極不穩定煤層。3）煤層的傾角緩斜煤層0°～25°傾斜煤層25°～45°急斜煤層45°～90°通常又把8°以下的煤層稱為近水平煤層。5/29/20259第四節煤層的埋藏特征二、煤層頂底板巖石煤層頂底板巖石是指煤系中位于煤層上下一定距離內的巖層。按照沉積的次序，在正常情況下，先于煤生成的巖石是煤層的底板，較煤后生成的巖層叫做頂板。三、地質構造對煤層的影響地質構造的形態多種多樣，概括起來可分為單斜構造、褶曲構造和斷裂構造。巖層的空間位置及特征通常用產狀要素來描述。產狀要素有走向、傾向和傾角。根據斷層兩盤相對運動的方向，斷層分為：正斷層、逆斷層、平推斷層。5/29/2025105/29/202511第四節煤層的埋藏特征四、影響開采工作的其他因素1）煤的自燃傾向性煤的自燃性決定于煤的疏松程度及氧化過程的劇烈程度。煤愈松軟，煤層愈厚或氧化愈快，其自燃危險就愈大。2）煤和巖層的含瓦斯性瓦斯的涌出和積聚不但給礦井生產帶來許多困難，還可能造成嚴重的災害。因此，在開采含瓦斯較大的煤層時，應當在技術上采取特殊措施。3）礦井的充水程度礦井開采時，由于巷道開掘和采空區塌陷，必然波及煤層上下的含水層以及地表下的水源，而造成礦井充水。嚴重時還可能威脅礦井安全。5/29/202512第五節煤田地質勘探及礦井儲量一、煤田地質勘探的任務了解礦井資源/儲量、井田地質條件、煤層賦存條件、水文地質條件、開采技術條件、煤種煤質等礦井的資源條件。二、煤田地質勘探工作的階段劃分煤田地質勘探工作劃分為煤田普查、礦區詳查和井田精查三個階段依次進行。三、礦井儲量礦井儲量分為：礦井地質資源量、礦井工業儲量、礦井設計儲量、礦井設計可采儲量。5/29/202513思考題1．什么叫地質作用？內、外力地質作用有哪幾種作用形式？2．常見的沉積巖主要有哪幾種？3．簡述煤的形成過程？4．煤的物理和化學性質主要包括幾種？常用的煤質指標和工業分類指標各有哪些？5．煤層按厚度可分為哪幾類？6．反映煤層賦存狀態的指標主要有幾種？煤層按厚度和傾角如何分類？7．反映煤巖層產狀要素是什么？8.斷層的要素