第一章煤田地質(zhì)及礦圖知識(shí)

1、1 嚴(yán)嚴(yán) 紅紅 礦業(yè)工程學(xué)院礦業(yè)工程學(xué)院第第1章章 煤田地質(zhì)及礦圖知識(shí)煤田地質(zhì)及礦圖知識(shí)采礦概論 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)課件中國(guó)礦業(yè)大學(xué)課件2煤田地質(zhì)；煤田地質(zhì)；煤田地質(zhì)勘探及煤炭?jī)?chǔ)量；煤田地質(zhì)勘探及煤炭?jī)?chǔ)量；礦圖基本知識(shí)。礦圖基本知識(shí)。掌握：掌握：成煤作用，礦圖類(lèi)型及其識(shí)別；成煤作用，礦圖類(lèi)型及其識(shí)別；理解：理解：礦圖投影方法；礦圖投影方法；了解：了解：成煤條件及過(guò)程、煤的組成及成分、煤的種類(lèi)，成煤條件及過(guò)程、煤的組成及成分、煤的種類(lèi)，煤田地質(zhì)勘探手段；煤田地質(zhì)勘探手段；第第1章章 煤田地質(zhì)及礦圖知識(shí)煤田地質(zhì)及礦圖知識(shí)第一節(jié)第一節(jié) 煤田地質(zhì)概述煤田地質(zhì)概述第二節(jié)第二節(jié) 煤質(zhì)及煤的工業(yè)分類(lèi)煤質(zhì)及煤的工業(yè)

2、分類(lèi)第三節(jié)第三節(jié) 煤田地質(zhì)勘探及煤炭?jī)?chǔ)量煤田地質(zhì)勘探及煤炭?jī)?chǔ)量第四節(jié)第四節(jié) 礦圖基本知識(shí)礦圖基本知識(shí)第第1章章 煤田地質(zhì)及礦圖知識(shí)煤田地質(zhì)及礦圖知識(shí)第一節(jié)第一節(jié) 煤田地質(zhì)概述煤田地質(zhì)概述 一、成煤作用一、成煤作用 三類(lèi)巖石：三類(lèi)巖石：巖漿巖：巖漿巖：地殼內(nèi)部熔融狀態(tài)的巖漿，沿地殼的裂隙等薄弱地殼內(nèi)部熔融狀態(tài)的巖漿，沿地殼的裂隙等薄弱地帶侵入地殼或噴出地表，冷凝固結(jié)形成的巖石。地帶侵入地殼或噴出地表，冷凝固結(jié)形成的巖石。如：花崗巖、玄武巖如：花崗巖、玄武巖花崗巖花崗巖玄武巖玄武巖巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖沉積巖：沉積巖：地殼表層常溫常壓條件下形成的巖石。由風(fēng)化和地殼表層常溫常壓

3、條件下形成的巖石。由風(fēng)化和剝蝕的巖石碎屑及可溶物質(zhì)等，經(jīng)搬運(yùn)、沉積、剝蝕的巖石碎屑及可溶物質(zhì)等，經(jīng)搬運(yùn)、沉積、壓緊、膠結(jié)而形成的巖石。如：頁(yè)巖、砂巖、煤壓緊、膠結(jié)而形成的巖石。如：頁(yè)巖、砂巖、煤沉積巖沉積巖沉積巖中的動(dòng)物化石沉積巖中的動(dòng)物化石沉積巖中的植物化石沉積巖中的植物化石沉積巖：沉積巖：沉積巖：沉積巖：沉積巖：沉積巖：變質(zhì)巖：變質(zhì)巖：是由原有的沉積巖、巖漿巖或變質(zhì)巖在受到高溫、是由原有的沉積巖、巖漿巖或變質(zhì)巖在受到高溫、高壓及化學(xué)性氣體或液體的作用，巖石的物理化高壓及化學(xué)性氣體或液體的作用，巖石的物理化學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)及構(gòu)造發(fā)生變化，變成的一種新的學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)及構(gòu)造發(fā)生變化，變成的一種新的巖

4、石巖石變質(zhì)巖變質(zhì)巖變質(zhì)巖變質(zhì)巖煤：煤：古代植物遺體經(jīng)成煤作用轉(zhuǎn)變成的固體可燃礦產(chǎn)古代植物遺體經(jīng)成煤作用轉(zhuǎn)變成的固體可燃礦產(chǎn)溫暖潮濕沼澤地帶植被繁殖溫暖潮濕沼澤地帶植被繁殖地表沉降地表沉降泥沙層泥沙層泥炭層泥炭層植被遺體堆積植被遺體堆積泥炭泥炭煤化作用煤化作用煤層煤層成煤作用成煤作用一、成煤作用一、成煤作用 褐煤褐煤在地下受溫度、壓力、時(shí)間等因素的影響下，在地下受溫度、壓力、時(shí)間等因素的影響下，轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)闊熋簾熋夯蚧驘o(wú)煙煤無(wú)煙煤、石墨石墨等的地球化學(xué)作用等的地球化學(xué)作用煙煤受到更高溫度和壓力的長(zhǎng)期作用下而形成煙煤受到更高溫度和壓力的長(zhǎng)期作用下而形成成煤過(guò)程的幾個(gè)概念：成煤過(guò)程的幾個(gè)概念：不同煤

5、的形成：不同煤的形成：成煤作用成煤作用: 植物死亡、堆積到轉(zhuǎn)變?yōu)槊旱闹参锼劳觥⒍逊e到轉(zhuǎn)變?yōu)槊旱难葑冞^(guò)程演變過(guò)程，及演變，及演變過(guò)程中的過(guò)程中的各種作用各種作用煤化作用：煤化作用：煤的煤的成巖作用成巖作用和和變質(zhì)作用變質(zhì)作用的合稱(chēng)的合稱(chēng)成巖作用：成巖作用：泥煤或腐泥泥煤或腐泥被掩埋后，在壓力、溫度等因素作被掩埋后，在壓力、溫度等因素作用下，轉(zhuǎn)變?yōu)橛孟?，轉(zhuǎn)變?yōu)楹置汉置旱淖饔玫淖饔米冑|(zhì)作用：變質(zhì)作用：褐煤：褐煤：泥炭或腐泥經(jīng)高溫高壓，壓緊失水，碳含量增加，泥炭或腐泥經(jīng)高溫高壓，壓緊失水，碳含量增加，H、O、N含量減少，經(jīng)過(guò)復(fù)雜物理化學(xué)作用形成含量減少，經(jīng)過(guò)復(fù)雜物理化學(xué)作用形成煙煤：煙煤：褐煤在溫度和

6、壓力不斷增高的物理化學(xué)作用下而形成褐煤在溫度和壓力不斷增高的物理化學(xué)作用下而形成 無(wú)煙煤：無(wú)煙煤：煤層形成的煤層形成的4個(gè)必備條件：個(gè)必備條件：四：地殼運(yùn)動(dòng)的良好配合四：地殼運(yùn)動(dòng)的良好配合 一：溫暖潮濕利于植物生長(zhǎng)和繁殖的適宜的氣候一：溫暖潮濕利于植物生長(zhǎng)和繁殖的適宜的氣候二：植物的大量繁殖是成煤的必要條件二：植物的大量繁殖是成煤的必要條件三：大面積沼澤化的自然地理?xiàng)l件三：大面積沼澤化的自然地理?xiàng)l件泥炭泥炭泥沙層泥沙層泥炭層泥炭層一、成煤作用一、成煤作用 地質(zhì)年代（地層年代）表地質(zhì)年代（地層年代）表 二、聚煤期二、聚煤期 聚煤期或成煤期聚煤期或成煤期：地質(zhì)歷史中形成煤炭資源的時(shí)期。地質(zhì)歷史中形

7、成煤炭資源的時(shí)期。 古生代：石炭紀(jì)、二迭紀(jì)古生代：石炭紀(jì)、二迭紀(jì)3個(gè)主要聚煤期個(gè)主要聚煤期 中生代：侏羅紀(jì)中生代：侏羅紀(jì) 新生代：古近紀(jì)、新近紀(jì)（第三紀(jì)）新生代：古近紀(jì)、新近紀(jì)（第三紀(jì)） 二、聚煤期二、聚煤期 三、含煤巖系三、含煤巖系 含煤巖系含煤巖系簡(jiǎn)稱(chēng)煤系，是指含有煤層，并有成因聯(lián)系的沉簡(jiǎn)稱(chēng)煤系，是指含有煤層，并有成因聯(lián)系的沉積巖系。積巖系。 煤系地層命名方法：煤系地層命名方法：煤系地層通常以形成的地質(zhì)年代來(lái)或地名命名，如華煤系地層通常以形成的地質(zhì)年代來(lái)或地名命名，如華南的晚二迭世煤系，江蘇龍?zhí)睹合岛徒鳂?lè)平煤系。南的晚二迭世煤系，江蘇龍?zhí)睹合岛徒鳂?lè)平煤系。煤田煤田是同一地質(zhì)時(shí)期形成的并

8、大致連續(xù)發(fā)育的含煤巖是同一地質(zhì)時(shí)期形成的并大致連續(xù)發(fā)育的含煤巖系分布區(qū)。系分布區(qū)。通常以所在地點(diǎn)命名，通常以所在地點(diǎn)命名，如大同煤田、徐州煤田；如大同煤田、徐州煤田；也有以所在地點(diǎn)和煤系形成的地質(zhì)年代來(lái)命名也有以所在地點(diǎn)和煤系形成的地質(zhì)年代來(lái)命名，如山東，如山東淄博石炭二疊紀(jì)煤田。淄博石炭二疊紀(jì)煤田。四、煤層賦存特征四、煤層賦存特征 （一）煤層的結(jié)構(gòu)和頂、底板（一）煤層的結(jié)構(gòu)和頂、底板1. 煤層的結(jié)構(gòu)煤層的結(jié)構(gòu) 煤層通常是煤層通常是層狀層狀的。根據(jù)煤的。根據(jù)煤層中有無(wú)較穩(wěn)定的層中有無(wú)較穩(wěn)定的夾矸層夾矸層，將煤，將煤層分為兩類(lèi)。層分為兩類(lèi)。 （1）簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)煤層）簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)煤層 （2）復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層）

9、復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層 2. 煤層的頂、底板煤層的頂、底板 賦存在煤層之上的鄰近巖層，稱(chēng)為賦存在煤層之上的鄰近巖層，稱(chēng)為頂板頂板。賦存在煤層之。賦存在煤層之下的鄰近巖層，稱(chēng)為下的鄰近巖層，稱(chēng)為底板底板。 根據(jù)巖層相對(duì)于煤層的位置及垮落性能，將煤層頂、底根據(jù)巖層相對(duì)于煤層的位置及垮落性能，將煤層頂、底板分為：板分為： （1）偽偽 頂頂 位于煤層之上隨采隨落的極不穩(wěn)定巖層，其位于煤層之上隨采隨落的極不穩(wěn)定巖層，其厚度一般在厚度一般在0.5m以下。大多由松軟的炭質(zhì)頁(yè)巖、泥頁(yè)巖組成。以下。大多由松軟的炭質(zhì)頁(yè)巖、泥頁(yè)巖組成。并非所有煤層都有偽頂。并非所有煤層都有偽頂。 （2）直接頂直接頂 位于煤層或偽頂之上具有一

10、定的穩(wěn)定性，采位于煤層或偽頂之上具有一定的穩(wěn)定性，采煤時(shí)移架或回柱后能自行垮落的巖層。多為粉砂巖、泥巖等。煤時(shí)移架或回柱后能自行垮落的巖層。多為粉砂巖、泥巖等。有時(shí)煤層之上無(wú)直接頂而為基本頂有時(shí)煤層之上無(wú)直接頂而為基本頂。 四、煤層賦存特征四、煤層賦存特征 （3 3）基本頂基本頂 又稱(chēng)又稱(chēng)“老頂老頂”。位于直接頂或煤層之上，通。位于直接頂或煤層之上，通常厚度及巖石強(qiáng)度較大、難于垮落的巖層。通常由砂巖、石常厚度及巖石強(qiáng)度較大、難于垮落的巖層。通常由砂巖、石灰?guī)r、砂礫巖等組成。灰?guī)r、砂礫巖等組成。（4 4）直接底直接底 位于煤層之下，為強(qiáng)度較低的巖層。通常由位于煤層之下，為強(qiáng)度較低的巖層。通常由泥

11、巖、粉砂巖、粘土巖等組成。泥巖、粉砂巖、粘土巖等組成。（5 5）基本底基本底 又稱(chēng)又稱(chēng)“老底老底”，位于直接底下面，比直接底，位于直接底下面，比直接底堅(jiān)固，多為砂巖、砂頁(yè)巖、石灰?guī)r等。堅(jiān)固，多為砂巖、砂頁(yè)巖、石灰?guī)r等。 基本底直接底煤層基本頂直接頂偽頂四、煤層賦存特征四、煤層賦存特征 （二）煤層厚度（二）煤層厚度 煤層的厚度煤層的厚度：煤層頂?shù)装逯g的：煤層頂?shù)装逯g的垂直距離。垂直距離。煤層總厚度煤層總厚度：包括所有煤分層和包括所有煤分層和夾矸層厚度總和。夾矸層厚度總和。有益厚度有益厚度：煤分層厚度的總和，煤分層厚度的總和，不包括夾矸層厚度。不包括夾矸層厚度。最低可采厚度最低可采厚度：在當(dāng)前

12、技術(shù)和經(jīng)：在當(dāng)前技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件下，可開(kāi)采最小煤層厚度。濟(jì)條件下，可開(kāi)采最小煤層厚度。煤層的總厚度及有益煤層的總厚度及有益厚度厚度 四、煤層賦存特征四、煤層賦存特征 地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造：由于地殼運(yùn)動(dòng)而形成的煤層和巖層的空間形態(tài)。：由于地殼運(yùn)動(dòng)而形成的煤層和巖層的空間形態(tài)。四、煤層賦存特征四、煤層賦存特征 （三）煤層的構(gòu)造形態(tài)（三）煤層的構(gòu)造形態(tài) 在一定范圍內(nèi)，煤（巖）層大致向一個(gè)方向傾斜的構(gòu)造形在一定范圍內(nèi)，煤（巖）層大致向一個(gè)方向傾斜的構(gòu)造形態(tài)，稱(chēng)為單斜構(gòu)造。態(tài)，稱(chēng)為單斜構(gòu)造。1. 1. 單斜構(gòu)造單斜構(gòu)造四、煤層賦存特征四、煤層賦存特征 1. 1. 單斜構(gòu)造單斜構(gòu)造 煤（巖）層的空間形態(tài)，通常用

13、產(chǎn)狀要素煤（巖）層的空間形態(tài)，通常用產(chǎn)狀要素-走向走向、傾傾向向及及傾角傾角來(lái)描述。來(lái)描述。 煤層的產(chǎn)狀要素煤層的產(chǎn)狀要素 四、煤層賦存特征四、煤層賦存特征 煤層及巖層受到水平擠壓力后，變成彎曲形狀，但仍煤層及巖層受到水平擠壓力后，變成彎曲形狀，但仍保持其連續(xù)性。保持其連續(xù)性。褶曲構(gòu)造褶曲構(gòu)造四、煤層賦存特征四、煤層賦存特征 2. 褶皺構(gòu)造褶皺構(gòu)造背斜背斜：巖層層面凸起的彎曲，如圖中的：巖層層面凸起的彎曲，如圖中的ABC。褶曲褶曲：褶皺構(gòu)造中單個(gè)彎曲，是褶皺構(gòu)造的基本單位。褶：褶皺構(gòu)造中單個(gè)彎曲，是褶皺構(gòu)造的基本單位。褶曲的基本形態(tài)是曲的基本形態(tài)是背斜和向斜背斜和向斜。向斜：向斜：巖層層面凹下

14、的彎曲，如圖中的巖層層面凹下的彎曲，如圖中的BCD。四、煤層賦存特征四、煤層賦存特征 2. 褶皺構(gòu)造褶皺構(gòu)造 用用褶曲要素褶曲要素來(lái)描述一個(gè)褶曲在空間的形態(tài)。來(lái)描述一個(gè)褶曲在空間的形態(tài)。 褶曲要素示意圖褶曲要素示意圖 四、煤層賦存特征四、煤層賦存特征 褶曲要素褶曲要素：核部、翼部、軸面、軸線(xiàn)、樞紐等。：核部、翼部、軸面、軸線(xiàn)、樞紐等。四、煤層賦存特征四、煤層賦存特征 核部核部：褶曲的中心部分。：褶曲的中心部分。 翼部翼部：褶曲核部?jī)蓚?cè)的巖石。：褶曲核部?jī)蓚?cè)的巖石。 軸面軸面：一個(gè)平分褶曲兩翼的假想面，這個(gè)面的位置可：一個(gè)平分褶曲兩翼的假想面，這個(gè)面的位置可以是直立的、水平的和傾斜的；其形態(tài)可以

15、是個(gè)平面，也以是直立的、水平的和傾斜的；其形態(tài)可以是個(gè)平面，也可以是個(gè)曲面?？梢允莻€(gè)曲面。 軸線(xiàn)軸線(xiàn)：軸面與地表面的交線(xiàn)。軸線(xiàn)可能是直線(xiàn)，也可：軸面與地表面的交線(xiàn)。軸線(xiàn)可能是直線(xiàn)，也可能是曲線(xiàn)；軸線(xiàn)的方向表示褶曲的延伸方向。能是曲線(xiàn)；軸線(xiàn)的方向表示褶曲的延伸方向。 樞紐樞紐：同一巖層的層面與軸面的交線(xiàn)。它可以是水平：同一巖層的層面與軸面的交線(xiàn)。它可以是水平的、傾斜的、或波狀起伏的。它能提供褶曲在延伸方向上的、傾斜的、或波狀起伏的。它能提供褶曲在延伸方向上產(chǎn)狀變化的情況。產(chǎn)狀變化的情況。斷裂構(gòu)造斷裂構(gòu)造：煤（巖）層受地殼運(yùn)動(dòng)作用力，當(dāng)作用力超過(guò)煤（巖）層受地殼運(yùn)動(dòng)作用力，當(dāng)作用力超過(guò)煤（巖）層的

16、強(qiáng)度，就產(chǎn)生斷裂，失去了連續(xù)性和完整性煤（巖）層的強(qiáng)度，就產(chǎn)生斷裂，失去了連續(xù)性和完整性的構(gòu)造形態(tài)。的構(gòu)造形態(tài)。斷層面斷層面：巖層沿之?dāng)嗔鸦簬r層沿之?dāng)嗔鸦瑒?dòng)的面。也用走向、傾向動(dòng)的面。也用走向、傾向及傾角描述斷層面的產(chǎn)狀。及傾角描述斷層面的產(chǎn)狀。斷層面可能是平面，也可斷層面可能是平面，也可能是曲面。能是曲面。3. 斷裂構(gòu)造斷裂構(gòu)造 節(jié)理節(jié)理：斷裂后，兩側(cè)巖層若斷裂后，兩側(cè)巖層若沒(méi)有發(fā)生明顯位移沒(méi)有發(fā)生明顯位移；斷層斷層：斷裂面兩側(cè)的巖層發(fā)生了斷裂面兩側(cè)的巖層發(fā)生了明顯位移明顯位移的斷裂構(gòu)造。的斷裂構(gòu)造。p 斷層要素?cái)鄬右?. 斷裂構(gòu)造斷裂構(gòu)造 3. 斷裂構(gòu)造斷裂構(gòu)造 斷層線(xiàn)斷層線(xiàn)：斷層面與

17、地面的交線(xiàn)。斷層線(xiàn)的方向反映斷層：斷層面與地面的交線(xiàn)。斷層線(xiàn)的方向反映斷層延伸方向。斷層線(xiàn)可能呈直線(xiàn)或曲線(xiàn)。延伸方向。斷層線(xiàn)可能呈直線(xiàn)或曲線(xiàn)。 斷距示意圖斷距示意圖ab垂直斷距；垂直斷距； bc水平斷距水平斷距 斷斷 距距：斷層兩：斷層兩盤(pán)相對(duì)移動(dòng)的距離。盤(pán)相對(duì)移動(dòng)的距離。斷距可分為垂直斷距斷距可分為垂直斷距（落差）和水平斷距。（落差）和水平斷距。 四、煤層賦存特征四、煤層賦存特征 交面線(xiàn)交面線(xiàn)：斷層面與煤層底板的交線(xiàn)。：斷層面與煤層底板的交線(xiàn)。 斷斷 盤(pán)盤(pán)：斷層兩側(cè)的巖層或巖體。當(dāng)斷層面傾斜時(shí)，位：斷層兩側(cè)的巖層或巖體。當(dāng)斷層面傾斜時(shí)，位于斷層面上方的斷盤(pán)稱(chēng)為上盤(pán)；位于斷層面下方的斷盤(pán)稱(chēng)為于

18、斷層面上方的斷盤(pán)稱(chēng)為上盤(pán)；位于斷層面下方的斷盤(pán)稱(chēng)為下盤(pán)。下盤(pán)。p 斷層分類(lèi)斷層分類(lèi)根據(jù)斷層走向與巖層走向的關(guān)系，斷層可分為：根據(jù)斷層走向與巖層走向的關(guān)系，斷層可分為：走向斷層走向斷層-平行；平行；傾向斷層傾向斷層-垂直；垂直；斜交斷層斜交斷層-斜交。斜交。根據(jù)斷層上下盤(pán)相對(duì)移動(dòng)的方向，可分為：根據(jù)斷層上下盤(pán)相對(duì)移動(dòng)的方向，可分為：正斷層正斷層：巖層斷裂后，上盤(pán)相對(duì)下降，下盤(pán)相對(duì)上升。：巖層斷裂后，上盤(pán)相對(duì)下降，下盤(pán)相對(duì)上升。逆斷層逆斷層：上盤(pán)相對(duì)上升，下盤(pán)相對(duì)下降。：上盤(pán)相對(duì)上升，下盤(pán)相對(duì)下降。平推斷層平推斷層：斷層兩盤(pán)沿水平方向移動(dòng)。：斷層兩盤(pán)沿水平方向移動(dòng)。（四）常用的煤層分類(lèi)（四）常用的

19、煤層分類(lèi) 1. 按煤層傾角分類(lèi)按煤層傾角分類(lèi)根據(jù)當(dāng)前開(kāi)采技術(shù)，我國(guó)將煤層按傾角分為四類(lèi)：根據(jù)當(dāng)前開(kāi)采技術(shù)，我國(guó)將煤層按傾角分為四類(lèi)： 近水平煤層近水平煤層 452. 按煤層厚度分類(lèi)按煤層厚度分類(lèi)根據(jù)當(dāng)前開(kāi)采技術(shù)，我國(guó)將煤層按厚度分為三類(lèi)：根據(jù)當(dāng)前開(kāi)采技術(shù)，我國(guó)將煤層按厚度分為三類(lèi)： 薄煤層薄煤層 3.5m 3. 按煤層穩(wěn)定性分類(lèi)按煤層穩(wěn)定性分類(lèi)煤層穩(wěn)定性煤層穩(wěn)定性：煤層形態(tài)、厚度、結(jié)構(gòu)及可采性的變化程度。煤層形態(tài)、厚度、結(jié)構(gòu)及可采性的變化程度。穩(wěn)定煤層穩(wěn)定煤層：煤層厚度變化很小，變化規(guī)律明顯，煤層結(jié)構(gòu)煤層厚度變化很小，變化規(guī)律明顯，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單或較簡(jiǎn)單，全區(qū)可采或基本全區(qū)可采的煤層。簡(jiǎn)單或較簡(jiǎn)

20、單，全區(qū)可采或基本全區(qū)可采的煤層。較穩(wěn)定煤層較穩(wěn)定煤層：煤層厚度有一定變化，但規(guī)律性較明顯，結(jié)煤層厚度有一定變化，但規(guī)律性較明顯，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單至復(fù)雜，全區(qū)可采或大部分可采，可采范圍內(nèi)厚度變構(gòu)簡(jiǎn)單至復(fù)雜，全區(qū)可采或大部分可采，可采范圍內(nèi)厚度變化不大的煤層?；淮蟮拿簩印２环€(wěn)定煤層不穩(wěn)定煤層：煤層厚度變化較大，無(wú)明顯規(guī)律，且煤層結(jié)煤層厚度變化較大，無(wú)明顯規(guī)律，且煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜或極復(fù)雜的煤層。構(gòu)復(fù)雜或極復(fù)雜的煤層。極不穩(wěn)定煤層極不穩(wěn)定煤層：煤層厚度變化極大，呈透鏡狀、雞窩狀，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，可采塊斷分布零星的煤層。一般不連續(xù)，很難找出規(guī)律，可采塊斷分布零星的煤

21、層。 第二節(jié)第二節(jié) 煤質(zhì)及煤的工業(yè)分類(lèi)煤質(zhì)及煤的工業(yè)分類(lèi) 一、煤的元素成分一、煤的元素成分 1. 碳碳（1）變質(zhì)程度越深，含碳量越高）變質(zhì)程度越深，含碳量越高（2）含碳量越高，發(fā)熱量越高）含碳量越高，發(fā)熱量越高有機(jī)物質(zhì)：碳（有機(jī)物質(zhì)：碳（C）、氫（）、氫（H）、氧（）、氧（O）、氮（）、氮（N）無(wú)機(jī)物質(zhì)無(wú)機(jī)物質(zhì)煤煤泥炭：泥炭： 50%60%,褐煤：褐煤： 60%70%,煙煤：煙煤： 74%92%,無(wú)煙煤：無(wú)煙煤： 90%98%含碳量含碳量 2. 氫氫（1）變質(zhì)程度越深，氫含量越少）變質(zhì)程度越深，氫含量越少（2）完全燃燒產(chǎn)生熱量：）完全燃燒產(chǎn)生熱量：1千克氫千克氫4.2千克碳千克碳 3. 氧氧

22、變質(zhì)程度越深，含氧量越低變質(zhì)程度越深，含氧量越低 泥炭：泥炭： 30%40%,褐煤：褐煤： 10%30%,煙煤：煙煤： 2%10%,無(wú)煙煤：無(wú)煙煤： 2%含氧量含氧量一、煤的元素成分一、煤的元素成分 4. 氮氮 煤中氮含量?jī)H煤中氮含量?jī)H1%3%，主要來(lái)自，主要來(lái)自成煤物質(zhì)的蛋白質(zhì)。成煤物質(zhì)的蛋白質(zhì)。 5. 硫硫有機(jī)硫：成煤植物本身或成煤過(guò)程中硫酸鹽類(lèi)與植物有機(jī)硫：成煤植物本身或成煤過(guò)程中硫酸鹽類(lèi)與植物分解產(chǎn)物相互作用而形成。分解產(chǎn)物相互作用而形成。硫硫無(wú)機(jī)硫：無(wú)機(jī)硫：硫化物硫：黃鐵礦硫化物硫：黃鐵礦(FeS2)、白鐵礦（、白鐵礦（FeS2）硫酸鹽硫：石膏（硫酸鹽硫：石膏（CaSO42H2O）等

23、。）等。煤中煤中有機(jī)硫有機(jī)硫、無(wú)機(jī)硫無(wú)機(jī)硫和和元素硫元素硫的總含量叫煤的的總含量叫煤的全硫含量（全硫含量（St）。 低硫煤低硫煤 St1.5%； 中硫煤中硫煤 St=1.5 % 2.5% 高硫煤高硫煤 St=2.5 % 4.0%； 富硫煤富硫煤 St4.0%。 6磷磷 煉焦煤中硫含量不超過(guò)煉焦煤中硫含量不超過(guò)1.2% 煉焦煤中磷含量不超過(guò)煉焦煤中磷含量不超過(guò)0.2%一、煤的元素成分一、煤的元素成分 二、評(píng)價(jià)煤質(zhì)的常用指標(biāo)二、評(píng)價(jià)煤質(zhì)的常用指標(biāo) 1水分（水分（W）內(nèi)在水分：內(nèi)在水分：指吸附和凝聚在煤粒內(nèi)部毛細(xì)孔中的水分指吸附和凝聚在煤粒內(nèi)部毛細(xì)孔中的水分外在水分：外在水分：煤炭采、運(yùn)、儲(chǔ)存及洗選

24、過(guò)程中附在煤粒表面的水分煤炭采、運(yùn)、儲(chǔ)存及洗選過(guò)程中附在煤粒表面的水分全水分：全水分：內(nèi)在水分和外在水分的總和內(nèi)在水分和外在水分的總和低灰分煤：低灰分煤：Ad25% 2灰分（灰分（A）灰分：灰分：煤樣在規(guī)定條件下完全燃燒后所剩得的殘留物。煤樣在規(guī)定條件下完全燃燒后所剩得的殘留物。3揮發(fā)分（揮發(fā)分（V）和固定碳（）和固定碳（FC）揮發(fā)分：揮發(fā)分：煤在隔絕空氣的條件下加熱到煤在隔絕空氣的條件下加熱到900 10并經(jīng)并經(jīng)7分鐘分鐘后，從煤中有機(jī)物質(zhì)分解出來(lái)的液體和空氣產(chǎn)物。后，從煤中有機(jī)物質(zhì)分解出來(lái)的液體和空氣產(chǎn)物。泥炭：泥炭： 6090%,褐煤：褐煤： 4055%,煙煤：煙煤： 1050%,無(wú)煙煤

25、：無(wú)煙煤： 10%揮發(fā)分揮發(fā)分焦渣：焦渣：測(cè)定揮發(fā)分時(shí)，殘留的固態(tài)產(chǎn)物。測(cè)定揮發(fā)分時(shí)，殘留的固態(tài)產(chǎn)物。固定碳：固定碳：從焦渣中減去灰分的殘留物。從焦渣中減去灰分的殘留物。二、評(píng)價(jià)煤質(zhì)的常用指標(biāo)二、評(píng)價(jià)煤質(zhì)的常用指標(biāo) 4發(fā)熱量（發(fā)熱量（Q）發(fā)熱量：發(fā)熱量：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的煤在完全燃燒時(shí)放出的熱量，其單位常單位質(zhì)量的煤在完全燃燒時(shí)放出的熱量，其單位常用用KJ/g或或MJ/kg。5膠質(zhì)層厚度（膠質(zhì)層厚度（Y） 膠質(zhì)層厚度是反映煤的粘結(jié)性的指標(biāo)膠質(zhì)層厚度是反映煤的粘結(jié)性的指標(biāo)。凡是有粘結(jié)性的煤，。凡是有粘結(jié)性的煤，在隔絕空氣條件下加熱到一定溫度（在隔絕空氣條件下加熱到一定溫度（350C以上），其有機(jī)以上），

26、其有機(jī)質(zhì)開(kāi)始分解、軟化成膠質(zhì)體，然后隨溫度繼續(xù)升高（質(zhì)開(kāi)始分解、軟化成膠質(zhì)體，然后隨溫度繼續(xù)升高（510C以上）膠質(zhì)體又固結(jié)成多孔的半焦，最后形成焦炭。在此過(guò)程以上）膠質(zhì)體又固結(jié)成多孔的半焦，最后形成焦炭。在此過(guò)程中，煤的粘結(jié)性越強(qiáng)，其膠質(zhì)層厚度越大。中，煤的粘結(jié)性越強(qiáng)，其膠質(zhì)層厚度越大。 二、評(píng)價(jià)煤質(zhì)的常用指標(biāo)二、評(píng)價(jià)煤質(zhì)的常用指標(biāo) 6含矸率含矸率 含矸率含矸率：礦井所產(chǎn)煤炭中大于：礦井所產(chǎn)煤炭中大于50mm的矸石重量占全部的矸石重量占全部煤量的百分率。煤量的百分率。 7粘結(jié)指數(shù)（粘結(jié)指數(shù)（GR.l.） 粘結(jié)指數(shù)也是反映煤的粘結(jié)性的指標(biāo)。粘結(jié)指數(shù)也是反映煤的粘結(jié)性的指標(biāo)。 粘結(jié)指數(shù)測(cè)定方法粘

27、結(jié)指數(shù)測(cè)定方法：用：用1g煤樣與煤樣與5g標(biāo)準(zhǔn)無(wú)煙煤，混合后標(biāo)準(zhǔn)無(wú)煙煤，混合后快速加熱，煉成焦炭；稱(chēng)其總重量為快速加熱，煉成焦炭；稱(chēng)其總重量為g，然后將焦塊放在特，然后將焦塊放在特制的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)轉(zhuǎn)磨兩次，每次制的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)轉(zhuǎn)磨兩次，每次5分鐘，每次轉(zhuǎn)磨后用分鐘，每次轉(zhuǎn)磨后用1mm的圓的圓孔篩篩分，并稱(chēng)篩上孔篩篩分，并稱(chēng)篩上1mm的焦粒重量分別為的焦粒重量分別為g1和和g2，則，則 當(dāng)測(cè)得的當(dāng)測(cè)得的G18時(shí)，煤樣和標(biāo)準(zhǔn)無(wú)煙煤配比為時(shí)，煤樣和標(biāo)準(zhǔn)無(wú)煙煤配比為3g：3g，測(cè)定方法同前，則：測(cè)定方法同前，則： gggG507301021gggG21303010二、評(píng)價(jià)煤質(zhì)的常用指標(biāo)二、評(píng)價(jià)煤質(zhì)的常用指標(biāo) 三、

28、中國(guó)煤的分類(lèi)三、中國(guó)煤的分類(lèi) 我國(guó)實(shí)行的煤炭分類(lèi)，我國(guó)實(shí)行的煤炭分類(lèi)，共分共分14大類(lèi)，大類(lèi)，17小類(lèi)小類(lèi)中國(guó)煤炭分類(lèi)和用途中國(guó)煤炭分類(lèi)和用途 第三節(jié)第三節(jié) 煤田地質(zhì)勘探及煤炭?jī)?chǔ)量煤田地質(zhì)勘探及煤炭?jī)?chǔ)量 一、煤田地質(zhì)勘探階段及其任務(wù)一、煤田地質(zhì)勘探階段及其任務(wù) 遠(yuǎn)景規(guī)劃遠(yuǎn)景規(guī)劃煤田普查煤田普查煤炭工業(yè)建設(shè)煤炭工業(yè)建設(shè) 礦區(qū)總體設(shè)計(jì)礦區(qū)總體設(shè)計(jì)礦區(qū)詳查礦區(qū)詳查 煤田地質(zhì)勘探煤田地質(zhì)勘探 礦井設(shè)計(jì)礦井設(shè)計(jì)井田精查井田精查煤田普查煤田普查找煤找煤:為尋找煤炭資源，并對(duì)工作地區(qū)有無(wú)進(jìn)一為尋找煤炭資源，并對(duì)工作地區(qū)有無(wú)進(jìn)一步工作價(jià)值作出評(píng)價(jià)所進(jìn)行的地質(zhì)調(diào)查工作。步工作價(jià)值作出評(píng)價(jià)所進(jìn)行的地質(zhì)調(diào)查工作。普

29、查勘探普查勘探:為煤炭工業(yè)的遠(yuǎn)景規(guī)劃和詳查提供必為煤炭工業(yè)的遠(yuǎn)景規(guī)劃和詳查提供必要資料所進(jìn)行的地質(zhì)工作。要資料所進(jìn)行的地質(zhì)工作。礦區(qū)詳查礦區(qū)詳查：在普查基礎(chǔ)上，根據(jù)國(guó)家建設(shè)需要和普查結(jié)果，：在普查基礎(chǔ)上，根據(jù)國(guó)家建設(shè)需要和普查結(jié)果，選擇資源條件好、開(kāi)發(fā)條件有利的礦區(qū)進(jìn)一步查明資源的情選擇資源條件好、開(kāi)發(fā)條件有利的礦區(qū)進(jìn)一步查明資源的情況，為礦區(qū)總體設(shè)計(jì)提供依椐。況，為礦區(qū)總體設(shè)計(jì)提供依椐。井田精查井田精查：為煤礦初步設(shè)計(jì)提供地質(zhì)資料所進(jìn)行的詳查勘探：為煤礦初步設(shè)計(jì)提供地質(zhì)資料所進(jìn)行的詳查勘探工作。在設(shè)計(jì)部門(mén)劃分的井田范圍內(nèi)，對(duì)影響煤層開(kāi)采的各工作。在設(shè)計(jì)部門(mén)劃分的井田范圍內(nèi)，對(duì)影響煤層開(kāi)采的各

30、種地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)了解，為礦井設(shè)計(jì)提供地質(zhì)資料。種地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)了解，為礦井設(shè)計(jì)提供地質(zhì)資料。1.遙感地質(zhì)調(diào)查遙感地質(zhì)調(diào)查 2.地質(zhì)填圖地質(zhì)填圖3.鉆探工程鉆探工程 4.山地工程山地工程5.地球物理勘探地球物理勘探二、煤田地質(zhì)勘探技術(shù)手段二、煤田地質(zhì)勘探技術(shù)手段 一、煤田地質(zhì)勘探階段及其任務(wù)一、煤田地質(zhì)勘探階段及其任務(wù) 煤炭?jī)?chǔ)量煤炭?jī)?chǔ)量：煤田內(nèi)埋藏的具有一定工業(yè)價(jià)值和一定勘探研究：煤田內(nèi)埋藏的具有一定工業(yè)價(jià)值和一定勘探研究程度的煤炭資源量。程度的煤炭資源量。不僅是一個(gè)數(shù)量概念，而是包括了數(shù)量、不僅是一個(gè)數(shù)量概念，而是包括了數(shù)量、煤質(zhì)和煤層開(kāi)采條件等諸多因素的綜合概念。煤質(zhì)和煤層開(kāi)采條件等諸多

31、因素的綜合概念。三、煤炭?jī)?chǔ)量三、煤炭?jī)?chǔ)量煤炭?jī)?chǔ)量分類(lèi)表煤炭?jī)?chǔ)量分類(lèi)表礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量：礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量：礦井精查地質(zhì)報(bào)告提供的能利用儲(chǔ)量減去礦井精查地質(zhì)報(bào)告提供的能利用儲(chǔ)量減去斷層、防水、井田境界等煤柱后剩余的儲(chǔ)量。斷層、防水、井田境界等煤柱后剩余的儲(chǔ)量。礦井可采儲(chǔ)量：礦井可采儲(chǔ)量：礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量減去工業(yè)場(chǎng)地、地面建筑物礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量減去工業(yè)場(chǎng)地、地面建筑物和構(gòu)筑物、井下主要巷道等保護(hù)煤柱后乘以采區(qū)采出率所和構(gòu)筑物、井下主要巷道等保護(hù)煤柱后乘以采區(qū)采出率所得到的儲(chǔ)量。得到的儲(chǔ)量。設(shè)計(jì)損失量：設(shè)計(jì)損失量：為了煤礦安全生產(chǎn)。按設(shè)計(jì)規(guī)定留設(shè)的安全為了煤礦安全生產(chǎn)。按設(shè)計(jì)規(guī)定留設(shè)的安全煤柱以及采煤、運(yùn)輸過(guò)程中的損

32、失量。煤柱以及采煤、運(yùn)輸過(guò)程中的損失量。 三、煤炭?jī)?chǔ)量三、煤炭?jī)?chǔ)量第四節(jié)第四節(jié) 礦圖基本知識(shí)礦圖基本知識(shí) 一、礦圖的基本知識(shí)一、礦圖的基本知識(shí) 在采礦設(shè)計(jì)、施工和生產(chǎn)過(guò)程中，需要一套圖紙分別反在采礦設(shè)計(jì)、施工和生產(chǎn)過(guò)程中，需要一套圖紙分別反映地形、地物、地下煤層形態(tài)、地質(zhì)構(gòu)造、礦井巷道與煤層映地形、地物、地下煤層形態(tài)、地質(zhì)構(gòu)造、礦井巷道與煤層或礦體之間的關(guān)系；礦井各種巷道、工作面以及它們之間的或礦體之間的關(guān)系；礦井各種巷道、工作面以及它們之間的關(guān)系等，這類(lèi)圖紙稱(chēng)為關(guān)系等，這類(lèi)圖紙稱(chēng)為礦圖礦圖。 圖圖例例圖圖例例礦圖投影方法常用礦圖投影方法常用正投影正投影和和標(biāo)高投影標(biāo)高投影。投射線(xiàn)：投射線(xiàn)：表

33、示光線(xiàn)的線(xiàn)表示光線(xiàn)的線(xiàn)投射面：投射面：落影平面落影平面投影圖：投影圖：產(chǎn)生的影子稱(chēng)為投影圖產(chǎn)生的影子稱(chēng)為投影圖平行投影：平行投影：由相互平行的投影線(xiàn)所產(chǎn)生的投影由相互平行的投影線(xiàn)所產(chǎn)生的投影正投影：正投影：平行投射線(xiàn)垂直于投影面。平行投射線(xiàn)垂直于投影面。 正投影的基本特點(diǎn)正投影的基本特點(diǎn)：采用平行的投射線(xiàn)，投射線(xiàn)垂直于投影采用平行的投射線(xiàn)，投射線(xiàn)垂直于投影面面，投射線(xiàn)可視為透過(guò)物體。投射線(xiàn)可視為透過(guò)物體。正投影基本規(guī)律：正投影基本規(guī)律：1.1.點(diǎn)的正投影是點(diǎn)。點(diǎn)的正投影是點(diǎn)。2.2.直線(xiàn)平行于投影面，直線(xiàn)平行于投影面，其投影是直線(xiàn)，反映實(shí)長(zhǎng)。直線(xiàn)垂直于投影面，其投影聚集其投影是直線(xiàn)，反映實(shí)長(zhǎng)。

34、直線(xiàn)垂直于投影面，其投影聚集為一點(diǎn)。直線(xiàn)斜交于投影面，其投影仍為直線(xiàn)，但長(zhǎng)度縮短。為一點(diǎn)。直線(xiàn)斜交于投影面，其投影仍為直線(xiàn)，但長(zhǎng)度縮短。3.3.直線(xiàn)上一點(diǎn)的投影必在該直線(xiàn)的投影上。直線(xiàn)上一點(diǎn)的投影必在該直線(xiàn)的投影上。 若將物體放在三若將物體放在三個(gè)相互垂直的投影面?zhèn)€相互垂直的投影面之間，分別用三組平之間，分別用三組平行投射線(xiàn)垂直于三個(gè)行投射線(xiàn)垂直于三個(gè)投影面，就能得到反投影面，就能得到反映物體全部形狀和大映物體全部形狀和大小的三個(gè)方向的正投小的三個(gè)方向的正投影圖。影圖。三面正投影關(guān)系三面正投影關(guān)系 一、礦圖的基本知識(shí)一、礦圖的基本知識(shí) 標(biāo)高投影原理標(biāo)高投影原理1大巷大巷; 2上山上山; A、B

35、、C標(biāo)高點(diǎn)標(biāo)高點(diǎn) 標(biāo)高投影標(biāo)高投影：我國(guó)以：我國(guó)以黃海的平均海水面為標(biāo)準(zhǔn)的零點(diǎn)高程黃海的平均海水面為標(biāo)準(zhǔn)的零點(diǎn)高程(標(biāo)標(biāo)高高)，空間一點(diǎn)與這個(gè)水準(zhǔn)面的垂直距離稱(chēng)為該點(diǎn)的標(biāo)高。高于，空間一點(diǎn)與這個(gè)水準(zhǔn)面的垂直距離稱(chēng)為該點(diǎn)的標(biāo)高。高于水準(zhǔn)面的取正值，低于水準(zhǔn)面的取負(fù)值。水準(zhǔn)面的取正值，低于水準(zhǔn)面的取負(fù)值。在水平投影圖上，在在水平投影圖上，在各投影點(diǎn)位置的旁邊標(biāo)注各點(diǎn)的標(biāo)高數(shù)值，各投影點(diǎn)位置的旁邊標(biāo)注各點(diǎn)的標(biāo)高數(shù)值，叫標(biāo)高投影。叫標(biāo)高投影。一、礦圖的基本知識(shí)一、礦圖的基本知識(shí) 礦圖常用的坐標(biāo)系統(tǒng)：礦圖常用的坐標(biāo)系統(tǒng)： 地理坐標(biāo)地理坐標(biāo) 用經(jīng)度和緯度表示用經(jīng)度和緯度表示地球表面上一點(diǎn)的位置叫地理坐標(biāo)。

36、地球表面上一點(diǎn)的位置叫地理坐標(biāo)。 平面直角坐標(biāo)平面直角坐標(biāo) 坐標(biāo)的縱軸坐標(biāo)的縱軸X與與地球子午線(xiàn)方向一致，表示南北方地球子午線(xiàn)方向一致，表示南北方向，指北為正，指南為負(fù)；以橫軸向，指北為正，指南為負(fù)；以橫軸Y表示東西方向，指東為正，指西表示東西方向，指東為正，指西為負(fù)。為負(fù)。 地面上任一點(diǎn)地面上任一點(diǎn)A的位置由縱坐標(biāo)的位置由縱坐標(biāo)Xa、橫坐標(biāo)、橫坐標(biāo)Ya表示。表示。平面直角坐標(biāo)平面直角坐標(biāo) 一、礦圖的基本知識(shí)一、礦圖的基本知識(shí) 二、地質(zhì)圖二、地質(zhì)圖 反映煤礦各種地質(zhì)現(xiàn)象與井巷工程之間反映煤礦各種地質(zhì)現(xiàn)象與井巷工程之間相互關(guān)系相互關(guān)系及它們及它們空空間分布情況間分布情況的所有圖件稱(chēng)為的所有圖件稱(chēng)

37、為煤礦地質(zhì)圖煤礦地質(zhì)圖。 1. 鉆孔柱狀圖鉆孔柱狀圖 根據(jù)鉆孔資料編制的地質(zhì)柱狀圖稱(chēng)為根據(jù)鉆孔資料編制的地質(zhì)柱狀圖稱(chēng)為鉆孔柱鉆孔柱狀圖狀圖。該圖可以表示一個(gè)鉆孔內(nèi)的煤層、巖層的。該圖可以表示一個(gè)鉆孔內(nèi)的煤層、巖層的相互位置及厚度。相互位置及厚度。 鉆孔柱狀圖的比例：鉆孔柱狀圖的比例：1 50、1 100、1 200等。等。鉆孔柱狀圖鉆孔柱狀圖 2. 地質(zhì)剖面圖地質(zhì)剖面圖 把同一條勘探線(xiàn)所有鉆孔柱狀圖，按一定比例并按其標(biāo)把同一條勘探線(xiàn)所有鉆孔柱狀圖，按一定比例并按其標(biāo)高和間距畫(huà)出來(lái)，然后把對(duì)應(yīng)的煤層、巖層及地質(zhì)構(gòu)造連起高和間距畫(huà)出來(lái)，然后把對(duì)應(yīng)的煤層、巖層及地質(zhì)構(gòu)造連起來(lái)。就得到該勘探線(xiàn)的來(lái)。就得到該勘探線(xiàn)的地質(zhì)剖面圖地質(zhì)剖面圖。 二、地質(zhì)圖二、地質(zhì)圖 3 3煤層底板等高線(xiàn)圖煤層底板等高線(xiàn)圖煤層底板等高線(xiàn)：煤層底板等高線(xiàn)：煤層底板相同高程各點(diǎn)的連線(xiàn)。煤層底板相同高程各點(diǎn)的連線(xiàn)。煤層底板等高線(xiàn)圖：煤層底板等高線(xiàn)圖：假想用一定間距的水平面切割