煤礦地質(zhì)知識講解課件

第一章煤礦地質(zhì)基本知識第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用

應(yīng)該明確的兩個問題：

地殼是煤及各種礦產(chǎn)資源形成的地方，礦產(chǎn)資源的形成與地殼的物質(zhì)運動及演變有密切關(guān)系。

地球表面生物的生長、發(fā)育及死亡的整個過程不斷地改變著地球表面各種元素和礦物的分布，使某些元素離散或集中形成有價值的礦產(chǎn)。（生物遺體變?yōu)槊汉褪偷龋┻@兩個方面都是地殼物質(zhì)在地質(zhì)作用下運動和演變的結(jié)果，因此，研究地殼的物質(zhì)組成以及在地質(zhì)作用下的地殼物質(zhì)運動，是掌握礦床形成和埋藏規(guī)律的基礎(chǔ)。1第一章煤礦地質(zhì)基本知識第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用一、地殼的組成與巖石地殼是地球的固體外殼。其全球地殼平均厚度為16km，大陸地殼平均約33km，最厚可達70km；大洋地殼較薄，平均約7km，最厚約11km。巖石是一些礦物顆粒的集合體。礦物是地殼中的一種或多種元素在各種地質(zhì)作用下形成的自然產(chǎn)物。

常見礦物:石英、正長石、斜長石、白云母、黑云母、橄欖石、蒙脫石、伊利石、方解石、白云石、褐鐵礦、石膏、滑石、石墨等。巖石的分類：

1、巖漿巖巖漿巖是三大類巖石的主體，占地殼巖石體積的64.7%。巖漿是來自地殼深部或地幔中的具有高溫、高壓的硅酸鹽熔融體。巖漿沿巖石裂縫或薄弱帶上升，侵入到地殼表層或噴出地表，便冷凝固結(jié)成堅硬的巖漿巖。如花崗巖；玄武巖等。

2、沉積巖沉積巖是在地殼表層環(huán)境中形成的巖石。主要是由暴露于地表的巖石,經(jīng)受外力地質(zhì)作用，即先經(jīng)風化和剝蝕，搬運，沉積，再經(jīng)受緊壓、脫水、膠結(jié)，變成堅硬的巖石，如砂巖、頁巖、石灰?guī)r等。沉積巖在地殼表層分布最廣，它覆蓋的面積約占地表總面積的75%，因此它是最常見的一類巖石。

3、變質(zhì)巖變質(zhì)巖是由各種不同的原有巖石,受到溫度、壓力及化學(xué)活性流體的作用，使原巖改變其成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造而變成新的巖石，如石灰?guī)r變質(zhì)成大理巖等。煤是一種沉積巖。在煤礦生產(chǎn)中遇到的也幾乎全是沉積巖。2第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用一、地殼的組成與巖石2二、地質(zhì)作用內(nèi)力地質(zhì)作用

外力地質(zhì)作用

地殼運動

巖漿活動變質(zhì)作用地震作用風化和剝蝕

搬運和沉積固結(jié)成巖第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用(按能源及作用場所分）地質(zhì)作用3二、地質(zhì)作用內(nèi)力地質(zhì)作用外力地質(zhì)作用地殼運動風化和第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用

1.內(nèi)力地質(zhì)作用—由地球內(nèi)部能量引起的地殼物質(zhì)成分、內(nèi)部構(gòu)造、地表形態(tài)變化的地質(zhì)作用。1)

地殼運動—即地球內(nèi)部動力引起的地殼變形和變位。

地殼運動對煤礦床的形成及賦存條件有著重要影響。

地殼沿地球半徑方向運動時，表現(xiàn)為地殼的緩慢上升或下降（海陸變遷），稱為升降運動。地球物質(zhì)沿地球切線方向運動時，呈水平運動。表現(xiàn)為激烈的造山運動。

2)

巖漿活動—是地下的巖漿沿地殼的裂縫上升，侵入地殼或噴出地表，在上升過程與圍巖相互作用，不斷改變自身的成分和狀態(tài)直至冷凝的全部過程。

巖漿噴出地表——火山作用巖漿未達地表——巖漿侵入活動珠穆朗瑪峰，位于中國和尼泊爾兩國邊界、海拔８８４８．１３米，是喜馬拉雅山主峰，也是世界第一高峰。珠穆朗瑪在藏族神話中被認為是五位仙女中的第三女神。她是萬山之尊、地球之巔。秦嶺4第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用

1.內(nèi)力地質(zhì)作用—由地球內(nèi)夏威夷冒納咯火山意大利埃特納火山5夏威夷冒納咯火山意大利埃特納火山5中國西昆侖山阿什庫勒火山夏威夷普烏哈魯魯噴發(fā)形成的巖漿河火山口底部，可以見到紅色的巖漿裂隙式火山6中國西昆侖山阿什庫勒火山夏威夷普烏哈魯魯噴發(fā)形成的巖漿河火山3)

變質(zhì)作用—地殼深部的巖石在高溫高壓和化學(xué)性質(zhì)活潑的流體作用下，巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及化學(xué)成分產(chǎn)生變化，形成新的巖石的作用。4)

地震作用—地震是地殼的快速顫動，是巖石能量積累突然釋放的結(jié)果。在上述地質(zhì)作用中，最活躍的、起主導(dǎo)作用的是地殼運動。第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用

73)

變質(zhì)作用—地殼深部的巖石在高溫高壓和化學(xué)性質(zhì)活潑的流神戶大地震破壞(高速公路倒塌)美國加州聖安德烈斯斷層

8神戶大地震破壞(高速公路倒塌)美國加州聖安德烈斯斷層82．外力地質(zhì)作用—主要是由地球以外的太陽輻射能、日月引力能等引起的地質(zhì)作用。它能使地表形態(tài)發(fā)生變化和地殼表層化學(xué)元素產(chǎn)生遷移、分散和富集。按作用方式分為：1)風化和剝蝕第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用

風化—由于溫度變化、大氣(氧氣)、水溶液以及生物的作用，使地表巖石或礦物在原地發(fā)生物理、化學(xué)變化的過程叫風化作用。

剝蝕—以風雨、流水等流動物質(zhì)為動力，對巖石進行破壞并把破壞的產(chǎn)物剝離開的過程稱為剝蝕作用。風化和剝蝕風化和剝蝕往往是彼此促進的，巖石遭受風化變得松軟就易于剝蝕，剝蝕后暴露上來新鮮的巖石重新又受到風化。92．外力地質(zhì)作用—主要是由地球以外的太陽輻射能、日月引力能等風化作用的類型

機械風化作用

巖石和礦物發(fā)生機械破碎而不改變其化學(xué)成分的風化作用，稱為機械風化作用。它是由于溫度變化及巖石空隙中水和鹽分的物態(tài)變化引起的，作用方式主要有：

1.巖石的熱脹冷縮2.巖石空隙中水和鹽分的物態(tài)的變化

第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用

10風化作用的類型第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用

10第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用

化學(xué)風化作用空氣中的氧和水溶液不僅使巖石和礦物化學(xué)成分發(fā)生變化，而且使一部分被溶液帶走，或使穩(wěn)定的礦物變?yōu)椴环€(wěn)定的礦物，這種對巖石的破壞作用稱為化學(xué)風化作用。

1.氧化作用氧氣與各種礦物混合，產(chǎn)生新的礦物。黃鐵礦FeS2(++)氧化成褐鐵礦Fe2O3.H2O(3+)，由銅黃色變?yōu)楹旨t色，顏色變深，結(jié)構(gòu)變疏松。在地表稱鐵帽，地下連著礦床。

2.溶解作用任何礦物都溶于水，只是溶解度有大有小。CaCO3+CO2+H2O-->Ca(HCO3)2方解石(重碳酸鈣)

3.水解作用水和礦物相結(jié)合的一種化學(xué)反應(yīng)。正長石+H2O-->高嶺石+。.

4.水合作用有些礦物吸引一定數(shù)量的水。石膏+H2O-->硬石膏11第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用

化學(xué)風化作用空氣中的氧和生物風化作用

生物的生命活動過程和尸體腐爛分解過程對巖石的破壞作用有機械和化學(xué)兩種方式：

1.生物的機械風化作用植物根對巖石的破壞，蚯蚓等鉆洞，人類活動如挖洞、采礦等對巖石進行破碎。

2.生物的化學(xué)風化作用生物死亡后，腐爛分解形成一種腐植質(zhì)(膠狀的物質(zhì))，是一種有機酸，對巖石起腐蝕作用.地殼表層巖石經(jīng)機械破碎，化學(xué)風化后形成的松散物，再經(jīng)過生物的化學(xué)風化作用，增加了有機物質(zhì)---腐殖質(zhì)，這種具有腐殖質(zhì)、礦物質(zhì)、水和空氣的松散物質(zhì)叫做土壤。第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用

12生物風化作用第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用

12葉狀剝落(果洲群島)塊狀崩解(石澳)蜂窩狀風化(長洲人頭石）蜂窩風化(長洲)塊狀崩解(石澳)蜂窩狀風化(長洲)第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用

13葉狀剝落(果洲群島)塊狀崩解(石澳)蜂窩狀風化(長洲人2）搬運和沉積

最主要的沉積區(qū)是內(nèi)陸胡泊、沼澤和海洋。

3）固結(jié)成巖——指松散的沉積物逐步變成堅硬的沉積巖的過程

從上可見，破壞巖石

改變地貌生成新巖石是外力地質(zhì)作用的整個過程。第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用

搬運作用—風化和剝蝕作用的產(chǎn)物，由風、流水等搬運到別的地方的過程。沉積作用—隨著搬運力量的減落或消失，被搬運物在低洼地區(qū)逐漸沉積的過程。搬運和沉積142）搬運和沉積第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用

搬運作用—風

3、關(guān)系（內(nèi)力與外力地質(zhì)作用）

外力地質(zhì)作用在很大程度上受地殼運動的制約。風化剝蝕過程主要在地殼上升隆起的地區(qū)進行，而其進行的強度也與地殼上升隆起的幅度速度有關(guān)。

沉積、固結(jié)成巖過程主要在地殼下降沉陷地區(qū)形成，沉積物的物質(zhì)成分，厚度和分布范圍等，都受著地殼沉降的幅度和速度的限制。

第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用

15第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)

地質(zhì)構(gòu)造：在地殼運動中，煤和巖層改變了原始埋藏狀態(tài)所產(chǎn)生的變形或變位的產(chǎn)物稱為地質(zhì)構(gòu)造。一、單斜構(gòu)造

在一定的范圍內(nèi)，煤或巖層大致向一個方向傾斜的構(gòu)造形態(tài)。

巖層的產(chǎn)狀要素：走向、傾向、傾角走向：巖層層面與水平面交線的延伸方向。傾角：層面與水平面之間的二面角。傾角變化在0-90?之間。煤層按傾角分為三類：

緩傾斜煤層〈25?

產(chǎn)量占70%（全國）傾斜煤層25?-45?急傾斜煤層〉45?傾向：巖層面上與走向線垂直向下的傾斜線的水平投影所指的方向。第二節(jié)地質(zhì)構(gòu)造

16第二節(jié)地質(zhì)構(gòu)造16二、褶皺構(gòu)造

褶皺：巖層受水平力的作用被擠壓成彎彎曲曲，但保持了巖層的連續(xù)性和完整性的構(gòu)造形態(tài)。也可以定義為：巖石中面狀構(gòu)造（層理、劈理、斷層面等）的彎曲。又稱褶曲。

背斜：巖層層面凸起的褶曲

向斜：巖層層面凹下的褶曲第二節(jié)地質(zhì)構(gòu)造褶皺要素

17二、褶皺構(gòu)造第二節(jié)地質(zhì)構(gòu)造褶皺要素17三、斷裂構(gòu)造：巖層受力后遭到破壞，失去了連續(xù)性和完整性的構(gòu)造形態(tài)。

裂隙：斷裂面兩側(cè)的巖層沒有發(fā)生明顯位移。

斷層：斷裂面兩側(cè)的巖層發(fā)生了明顯位移的斷裂構(gòu)造。

斷層要素：斷層面、斷盤和斷距。（1）斷層面：

巖層發(fā)生斷裂位移時，相對滑動的斷裂面。其空間位置可用產(chǎn)狀要素來描述。（2）斷層線：斷層面與地面（水平面）的交線。它反映了斷層的延伸方向（斷層的走向）。

（3）

斷盤：斷層面兩側(cè)的巖體。（上盤、下盤）（4）

斷距：

斷層的兩盤相對位移的距離。斷距可分為：垂直斷距（相對位移的垂直距離）（落差）（ab）演示

水平斷距（相對位移的水平距離）（bc）第二節(jié)地質(zhì)構(gòu)造18三、斷裂構(gòu)造：第二節(jié)地質(zhì)構(gòu)造18根據(jù)斷層兩盤相對運動的方向,可分為:

正斷層

逆斷層

平推斷層:斷層兩盤沿水平方向相對移動。根據(jù)斷層走向與巖層走向的相對關(guān)系，斷層可分為：

走向斷層：走向一致或近于一致。

傾向斷層：走向與傾向一致或近于一致。

斜交斷層：斷層走向與巖層走向斜交。第二節(jié)地質(zhì)構(gòu)造19根據(jù)斷層兩盤相對運動的方向,可分為:第二節(jié)四、巖溶塌陷及巖漿侵入當煤層下部分布有可溶性的石灰?guī)r、白云巖，并且發(fā)生巖溶時，巖溶可引起上覆煤層和巖石跨落形成陷落，從而破壞了煤層的完整性。

巖漿侵入煤層時，使煤層的穩(wěn)定性和連續(xù)性遭到破壞。

第二節(jié)地質(zhì)構(gòu)造20四、巖溶塌陷及巖漿侵入第二節(jié)地質(zhì)構(gòu)造20一、煤的形成煤由植物遺體堆積埋藏后經(jīng)成煤作用轉(zhuǎn)變而成。據(jù)研究，幾乎所有的植物遺體，只要具備了成煤的條件，都可以轉(zhuǎn)化成煤。不過，低等植物遺體所形成的煤，分布范圍小，厚度薄，很少被人利用。那些分布廣、規(guī)模大、利用廣泛的煤，都是高等植物的遺體（主要是古代的蕨類、松柏類以及一些被子植物的遺體）形成的。

成煤作用可劃分為兩大階段：第一階段是在地表常溫、常壓下，由堆積在停滯水體中的植物遺體經(jīng)泥炭化作用或腐泥化作用，轉(zhuǎn)變成泥炭或腐泥的過程，稱泥炭化（或腐泥化）作用階段。這一階段以生物化學(xué)降解作用為主。

第二階段是泥炭或腐泥被埋藏后，由于沉積盆地基底沉降至地下深部，經(jīng)成巖作用轉(zhuǎn)變成褐煤，當溫度和壓力再逐漸增高經(jīng)變質(zhì)作用轉(zhuǎn)變成煙煤和無煙煤。由泥炭或腐泥轉(zhuǎn)變成褐煤，以至無煙煤的全過程，稱煤化作用。這一階段以物理化學(xué)變化為主。第三節(jié)煤的形成與煤層特征

21一、煤的形成第三節(jié)煤的形成與煤層特征

21煤的巖石組成和成因類型取決于泥炭或腐泥形成時的成煤植物種類、堆積環(huán)境和堆積方式。煤的物理、化學(xué)和工藝性質(zhì)卻在很大程度上取決于煤化作用階段的有機質(zhì)熱演化程度，即煤級。

古植物、古氣候、古地理和古構(gòu)造條件，是影響成煤作用發(fā)生和強度的重要因素。成煤植物群落不同，決定了煤的成因類型。石炭紀開始，富含木質(zhì)纖維組織的陸生高等植物大量繁殖、堆積形成的煤大多為腐殖煤；富含蛋白質(zhì)、脂肪的低等菌藻類為主形成的煤為腐泥煤；高等和低等植物混合形成的煤為腐殖腐泥煤。腐泥煤、腐殖腐泥煤在自然界分布量少，常呈薄層或透鏡體夾于腐殖煤的煤層中。第三節(jié)煤的形成與煤層特征

22煤的巖石組成和成因類型取決于泥炭或腐泥形成時的成泥炭歷來被認為是溫暖潮濕氣候條件下的產(chǎn)物。根據(jù)近代研究表明，在氣候條件中濕度所起的作用比溫度更重要。因為現(xiàn)代無論在溫暖的低緯度和寒冷的高緯度(50°～70°)，只要是降水量大于蒸發(fā)量的地區(qū)，都有較厚的泥炭層堆積，干旱條件顯然不利于成煤。有利于成煤作用的地理環(huán)境是沼澤。沼澤分布在濱海平原、海灣瀉湖、內(nèi)陸大湖、三角洲平原、河流沖積平原和沖積扇前等環(huán)境。成煤作用有利的構(gòu)造背景是古構(gòu)造穩(wěn)定期。地殼緩慢沉降，容易在地表形成積水洼地。造山運動和地殼上升階段，均不利于泥炭的堆積和保存。

第三節(jié)煤的形成與煤層特征

23泥炭歷來被認為是溫暖潮濕氣候條件下的產(chǎn)物。根據(jù)近代研究表明，蘆葦河流樹木濕地蘆葦沼澤稻田濕地平原濕地濕地是富饒多產(chǎn)的生態(tài)體系。濕地的類型繁多，包括：沼澤地、河口三角灣、泥灘、泥沼、水塘、三角洲、珊瑚礁、季節(jié)性河流、瀉湖、淺海、泥炭地、湖泊、泛濫平原等等。24蘆葦河流樹木濕地蘆葦沼澤稻田濕地平原濕地濕地是富饒多產(chǎn)的生態(tài)第三節(jié)煤的形成與煤層特征

高等植物泥炭褐煤長焰煤不粘結(jié)煤弱粘結(jié)煤氣煤肥煤焦煤瘦煤貧煤無煙煤成煤作用煤化作用變質(zhì)作用泥炭化作用（腐泥化作用）成巖作用煙煤低等植物腐泥腐泥煤成煤過程劃分示意圖25第三節(jié)煤的形成與煤層特征

高等植物泥炭褐上述可見，要形成有開采價值的煤層，必須具備下列條件：

1、植物條件：我國的三大聚煤時期（晚古生代的石炭二迭紀、中生代的侏羅紀和新生代的第三紀），分別是植物界的孢子植物，裸子植物和被子植物繁殖的極盛時代。2、氣候條件：溫暖潮濕。3、地理環(huán)境：大面積沼澤化的自然地理條件。濱海平原、海灣瀉湖、河漫灘、河口三角洲等。

4、地殼運動：泥炭層的積聚要求地殼緩慢下沉，下沉速度最好為與植物遺體堆積的速度大致平衡，這種狀態(tài)持續(xù)的時間越久，形成的泥炭層越厚。泥炭層形成以后，地殼下降較快，有利于泥炭的保存和轉(zhuǎn)變成煤。第三節(jié)煤的形成與煤層特征

26上述可見，要形成有開采價值的煤層，必須具備下列條件俄第三節(jié)煤的形成與煤層特征

二、煤系和煤田

煤系—是含有煤層的一組沉積巖層（也叫含煤地層）。

煤系一般是按其形成的時代來命名的，如華北的石炭二迭紀煤系，東北的侏羅紀煤系，華南的晚二迭紀煤系。

煤田—在地質(zhì)歷史發(fā)展過程中，同一地質(zhì)時期形成并大致連續(xù)發(fā)育的含煤巖系分布區(qū)稱為煤田。27俄第三節(jié)煤的形成與煤層特征

二、煤系和煤三、煤的性質(zhì)及工業(yè)分類由于成煤的原始物質(zhì),成煤環(huán)境及所受的變質(zhì)作用不同,煤的種類很多,其物理性質(zhì)和化學(xué)組成也有差別。性質(zhì)不同的煤用途也不一樣。

（

一）煤的性質(zhì)

1、物理性質(zhì)包括光澤、顏色、條痕、硬度、脆度、比重和容重、導(dǎo)電性等，見表1-3。

2、

化學(xué)組成煤是由有機物和無機物混合組成的。。煤的化學(xué)組成碳最主要的可燃物質(zhì)，含碳量越高，發(fā)熱量越大氫主要的可燃物質(zhì)，隨變質(zhì)程度加深而降低氧不可燃物質(zhì)，隨變質(zhì)程度加深而降低氮含氮量較少，近1~3%，不產(chǎn)生熱量硫有害物質(zhì)，燃燒時形成二氧化硫，煉焦煤中含硫量不超過1%磷有害物質(zhì)，煉焦煤中含磷量不超過0.01%第三節(jié)煤的形成與煤層特征

28三、煤的性質(zhì)及工業(yè)分類由于成煤的原始物質(zhì),

第三節(jié)煤的形成與煤層特征

29第三節(jié)煤的形成與煤層特征

29（二）煤的工業(yè)分類

1、常用的煤質(zhì)指標：水分（W）、灰分（A）、揮發(fā)分（V）、發(fā)熱量（Q）、膠質(zhì)層厚度（Y）、含矸率。

2、工業(yè)分類表1-4第三節(jié)煤的形成與煤層特征

30（二）煤的工業(yè)分類第三節(jié)煤的形成與煤四、煤層特征由于成煤時期的原始條件和受地殼運動的影響不同，埋藏在地下的煤層的賦存狀態(tài)、頂?shù)装鍘r性及含水性、煤層的含瓦斯性及自燃傾向、以及受地質(zhì)構(gòu)造影響的程度等都有明顯的差別，而這些都與采礦工作密切相關(guān)，因此，有必要對其進行研究。

（

一）煤層賦存狀態(tài)

1、煤層厚度：厚煤層煤層厚度〉3.5m約占產(chǎn)量40%中厚煤層1.3-3.5m40%薄煤層〈1.3m20%第三節(jié)煤的形成與煤層特征

31四、煤層特征由于成煤時期的原始條件和受地殼運動的影2、煤層的穩(wěn)定性（根據(jù)煤層厚度變化情況及對開采的影響，將煤層分為四類）：

穩(wěn)定性煤層：在井田范圍內(nèi)厚度均大于最低開采標準，厚度的變化也有一定標準。

較穩(wěn)定煤層：厚度變化較大，但在井田范圍內(nèi)大多可開采，僅局部不可采。

不穩(wěn)定煤層:厚度變化很大，常有增厚、變薄、分岔或尖滅現(xiàn)象，井田范圍內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)不可采區(qū)。如圖1-8所示。

極不穩(wěn)定性煤層：煤層常呈雞窩狀，串珠狀，斷斷續(xù)續(xù)分布，井田范圍內(nèi)僅局部可采。如圖1-9所示。第三節(jié)煤的形成與煤層特征

322、煤層的穩(wěn)定性（根據(jù)煤層厚度變化情況及對開采的影響，將煤層3、煤層結(jié)構(gòu)：根據(jù)煤層中有無較穩(wěn)定的夾石層，將煤層分為兩類：簡單結(jié)構(gòu)煤層：沒有層狀出現(xiàn)的比較穩(wěn)定的夾石層。復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層：煤層中常含有較穩(wěn)定的夾石層。簡單結(jié)構(gòu)復(fù)雜結(jié)構(gòu)透鏡狀礦物質(zhì)夾層第三節(jié)煤的形成與煤層特征

333、煤層結(jié)構(gòu)：根據(jù)煤層中有無較穩(wěn)定的夾石層，將煤層分為兩類（二）煤層頂板與底板第三節(jié)煤的形成與煤層特征

34（二）煤層頂板與底板第三節(jié)煤的形成與煤層特征

34(1)頂板頂板是指位于煤層上方一定距離內(nèi)的巖層。根據(jù)頂板巖層巖性、厚度和位置，采煤時頂板變形特征和跨落難易程度，將頂板分為偽頂、直接頂、老頂三種。偽頂：偽頂指直接覆蓋在煤層之上的薄層巖層。巖性多為炭質(zhì)頁巖或炭質(zhì)泥巖，厚度一般為幾厘米至幾十厘米。直接頂：直接頂位于偽頂之上或直接位于煤層之上的巖層。巖性多為粉砂巖或泥巖，厚度為1～2m左右。老頂：老頂位于直接頂之上或直接位于煤層之上的巖層。巖性多為砂巖或石灰?guī)r，一般厚度較大，強度也大。第三節(jié)煤的形成與煤層特征

35(1)頂板第三節(jié)煤的形成與煤層特征

35

(2)底板底板是指位于煤層下方一定距離內(nèi)的巖層。對生產(chǎn)影響最大的煤層底板一般為偽底和直接底。偽底：指煤層之下與煤層直接接觸的巖層。它往往是當初沼澤中生長植物的土壤，富含根須化石。巖性以炭質(zhì)泥巖為主，厚度不大，常為幾十厘米。直接底：位于偽底之下的巖層。巖性多為粉砂巖或砂巖，厚度較大。第三節(jié)煤的形成與煤層特征

36(2)底板第三節(jié)煤的形成與煤層特征

36一、煤田地質(zhì)勘探的目的與任務(wù)

煤田地質(zhì)勘探是運用地質(zhì)科學(xué)和技術(shù)方法來分析、研究、探測煤層，查明地層、地質(zhì)構(gòu)造、煤層及開采技術(shù)條件等因素，正確評價礦床的經(jīng)濟意義，劃分出各種不同類型的資源量和儲量。其目的是為礦山設(shè)計、建設(shè)和生產(chǎn)提供可靠的地質(zhì)資料，保證煤層資源經(jīng)濟、合理、安全開發(fā)。

第四節(jié)煤田地質(zhì)勘探與礦井儲量37一、煤田地質(zhì)勘探的目的與任務(wù)第四節(jié)煤田地質(zhì)勘探與礦井儲量二、煤田地質(zhì)勘探階段一般對客觀地質(zhì)規(guī)律的認識都是逐步深入的，由低級到高級，由點到面，而且礦山基本建設(shè)也是分階段的。因此，地質(zhì)勘查也是分階段的。1、普查階段普查階段指在選定的普查區(qū)內(nèi)采用露頭檢查、地質(zhì)填圖、較少的探礦工程及物探方法，大致查明煤層資源的勘查工作。2、詳查（礦區(qū)詳查）階段詳查（礦區(qū)詳查）階段指在普查圈出的詳查范圍內(nèi)，通過大比例尺地質(zhì)填圖及各種勘查方法和手段，采用比普查階段更密的探礦工程，基本查明煤層資源的勘查工作。3、勘探（井田精查）階段勘探（井田精查）階段指在已知具有工業(yè)價值礦床或礦區(qū)總體規(guī)劃劃定的勘查（精查）區(qū)，通過加密各種勘查工程，詳細查明煤層資源的勘查工作。第四節(jié)煤田地質(zhì)勘探與礦井儲量38二、煤田地質(zhì)勘探階段第四節(jié)煤田地質(zhì)勘探與礦井儲量38三、煤田地質(zhì)勘探方法1、遙感地質(zhì)調(diào)查主要是通過探測目標物的電磁輻射來獲取目標物的信息。有攝影遙感等遙感技術(shù)手段。2、地質(zhì)填圖把煤系地層、煤層產(chǎn)狀和構(gòu)造等測繪在地形圖上，繪制成地質(zhì)圖。3、坑探工程在覆蓋層較薄的地區(qū)，用人工方法為地質(zhì)測量揭露巖層、煤層、礦體及地質(zhì)構(gòu)造等地質(zhì)現(xiàn)象，或為了采集礦樣所設(shè)計的一些坑探、鉆探工程，主要有探槽、探井和探巷（硐）等。4、鉆探工程利用鉆機向地下鉆孔，利用空心鉆頭和鉆桿來獲取巖、煤芯，以取得必要的資料。鉆探工程是最重要最常用的地質(zhì)勘探技術(shù)手段。5、地球物理勘探技術(shù)地球物理勘探技術(shù)簡稱“物探”，是利用具有不同物理性質(zhì)（如密度、磁性、電性、彈性波傳播速度、放射性等）的巖層和煤層對地球物理場所產(chǎn)生的異常來尋找礦體、圈定含煤區(qū)域、推斷地質(zhì)構(gòu)造及解決其它地質(zhì)問題的一種技術(shù)手段。第四節(jié)煤田地質(zhì)勘探與礦井儲量39三、煤田地質(zhì)勘探方法第四節(jié)煤田地質(zhì)勘探與礦井儲量39四、煤炭資源和儲量經(jīng)濟意義分類一個礦區(qū)、一個礦井煤炭資源的大小以儲量來表示，同時還具有經(jīng)濟含義。經(jīng)濟的：地質(zhì)可靠程度已達到探明或控制程度，其數(shù)量和質(zhì)量是依據(jù)符合市場價格確定的煤炭工業(yè)指標計算的。邊際經(jīng)濟的：地質(zhì)可靠程度已達到探明或控制程度。經(jīng)可行性研究或預(yù)可行性研究，其內(nèi)部收益率在零至行業(yè)基準內(nèi)部收益率之間，凈現(xiàn)值等于或接近于零。次邊際經(jīng)濟的：地質(zhì)可靠程度已達到探明或控制程度。經(jīng)可行性研究或預(yù)可行性研究，其內(nèi)部收益率小于零，凈現(xiàn)值小于零。內(nèi)蘊經(jīng)濟的：地質(zhì)可靠程度已達到探明或控制、推斷、預(yù)測程度。未做可行性研究或預(yù)可行性研究，僅對普查、詳查、勘探工作取得不同地質(zhì)可靠程度的勘查資源，通過概略研究作了相應(yīng)的投資機會評價。第四節(jié)煤田地質(zhì)勘探與礦井儲量40四、煤炭資源和儲量經(jīng)濟意義分類第四節(jié)煤田地質(zhì)勘探與礦井儲五、煤炭資源和儲量分類方案

煤炭資源和儲量分類方案主要以地質(zhì)可靠程度和經(jīng)濟意義將礦產(chǎn)資源分為儲量、基礎(chǔ)儲量和資源量三大類十六種類型。下表中所用編碼(111～334)，第1位數(shù)表示經(jīng)濟意義：1為經(jīng)濟的，2M為邊際經(jīng)濟的，2S為次邊際經(jīng)濟的，3為內(nèi)蘊經(jīng)濟的，?為經(jīng)濟意義未定的；第2位數(shù)表示可行性評價階段：1為可行性研究，2為預(yù)可行性研究，3為概略研究；第3位數(shù)表示地質(zhì)可靠程度：1為探明的，2為控制的，3為推斷的，4為預(yù)測的。b為未扣除設(shè)計、采煤損失的可采儲量。第四節(jié)煤田地質(zhì)勘探與礦井儲量41五、煤炭資源和儲量分類方案第四節(jié)煤田地質(zhì)勘探與礦井儲量4地質(zhì)可靠程度類型經(jīng)濟意義分類查明礦產(chǎn)資源潛在礦產(chǎn)資源探明的控制的推斷的預(yù)測的經(jīng)濟的可采儲量(111)基礎(chǔ)儲量(111b)預(yù)可采儲量(121)預(yù)可采儲量(122)基礎(chǔ)儲量(121b)基礎(chǔ)儲量(122b)邊際經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量(2M11)基礎(chǔ)儲量(2M21)基礎(chǔ)儲量(2M22)次邊際經(jīng)濟的資源量(2S11)資源量(2821)資源量(2S22)內(nèi)蘊經(jīng)濟的資源量(331)資源量(332)資源量(333)資源量(334)?煤炭資源和儲量分類表

42地質(zhì)可靠程度查明礦產(chǎn)資源潛在礦產(chǎn)資源探明的控制的推斷

第一章煤礦地質(zhì)基本知識第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用

應(yīng)該明確的兩個問題：

地殼是煤及各種礦產(chǎn)資源形成的地方，礦產(chǎn)資源的形成與地殼的物質(zhì)運動及演變有密切關(guān)系。

地球表面生物的生長、發(fā)育及死亡的整個過程不斷地改變著地球表面各種元素和礦物的分布，使某些元素離散或集中形成有價值的礦產(chǎn)。（生物遺體變?yōu)槊汉褪偷龋┻@兩個方面都是地殼物質(zhì)在地質(zhì)作用下運動和演變的結(jié)果，因此，研究地殼的物質(zhì)組成以及在地質(zhì)作用下的地殼物質(zhì)運動，是掌握礦床形成和埋藏規(guī)律的基礎(chǔ)。43第一章煤礦地質(zhì)基本知識第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用一、地殼的組成與巖石地殼是地球的固體外殼。其全球地殼平均厚度為16km，大陸地殼平均約33km，最厚可達70km；大洋地殼較薄，平均約7km，最厚約11km。巖石是一些礦物顆粒的集合體。礦物是地殼中的一種或多種元素在各種地質(zhì)作用下形成的自然產(chǎn)物。

常見礦物:石英、正長石、斜長石、白云母、黑云母、橄欖石、蒙脫石、伊利石、方解石、白云石、褐鐵礦、石膏、滑石、石墨等。巖石的分類：

1、巖漿巖巖漿巖是三大類巖石的主體，占地殼巖石體積的64.7%。巖漿是來自地殼深部或地幔中的具有高溫、高壓的硅酸鹽熔融體。巖漿沿巖石裂縫或薄弱帶上升，侵入到地殼表層或噴出地表，便冷凝固結(jié)成堅硬的巖漿巖。如花崗巖；玄武巖等。

2、沉積巖沉積巖是在地殼表層環(huán)境中形成的巖石。主要是由暴露于地表的巖石,經(jīng)受外力地質(zhì)作用，即先經(jīng)風化和剝蝕，搬運，沉積，再經(jīng)受緊壓、脫水、膠結(jié)，變成堅硬的巖石，如砂巖、頁巖、石灰?guī)r等。沉積巖在地殼表層分布最廣，它覆蓋的面積約占地表總面積的75%，因此它是最常見的一類巖石。

3、變質(zhì)巖變質(zhì)巖是由各種不同的原有巖石,受到溫度、壓力及化學(xué)活性流體的作用，使原巖改變其成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造而變成新的巖石，如石灰?guī)r變質(zhì)成大理巖等。煤是一種沉積巖。在煤礦生產(chǎn)中遇到的也幾乎全是沉積巖。44第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用一、地殼的組成與巖石2二、地質(zhì)作用內(nèi)力地質(zhì)作用

外力地質(zhì)作用

地殼運動

巖漿活動變質(zhì)作用地震作用風化和剝蝕

搬運和沉積固結(jié)成巖第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用(按能源及作用場所分）地質(zhì)作用45二、地質(zhì)作用內(nèi)力地質(zhì)作用外力地質(zhì)作用地殼運動風化和第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用

1.內(nèi)力地質(zhì)作用—由地球內(nèi)部能量引起的地殼物質(zhì)成分、內(nèi)部構(gòu)造、地表形態(tài)變化的地質(zhì)作用。1)

地殼運動—即地球內(nèi)部動力引起的地殼變形和變位。

地殼運動對煤礦床的形成及賦存條件有著重要影響。

地殼沿地球半徑方向運動時，表現(xiàn)為地殼的緩慢上升或下降（海陸變遷），稱為升降運動。地球物質(zhì)沿地球切線方向運動時，呈水平運動。表現(xiàn)為激烈的造山運動。

2)

巖漿活動—是地下的巖漿沿地殼的裂縫上升，侵入地殼或噴出地表，在上升過程與圍巖相互作用，不斷改變自身的成分和狀態(tài)直至冷凝的全部過程。

巖漿噴出地表——火山作用巖漿未達地表——巖漿侵入活動珠穆朗瑪峰，位于中國和尼泊爾兩國邊界、海拔８８４８．１３米，是喜馬拉雅山主峰，也是世界第一高峰。珠穆朗瑪在藏族神話中被認為是五位仙女中的第三女神。她是萬山之尊、地球之巔。秦嶺46第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用

1.內(nèi)力地質(zhì)作用—由地球內(nèi)夏威夷冒納咯火山意大利埃特納火山47夏威夷冒納咯火山意大利埃特納火山5中國西昆侖山阿什庫勒火山夏威夷普烏哈魯魯噴發(fā)形成的巖漿河火山口底部，可以見到紅色的巖漿裂隙式火山48中國西昆侖山阿什庫勒火山夏威夷普烏哈魯魯噴發(fā)形成的巖漿河火山3)

變質(zhì)作用—地殼深部的巖石在高溫高壓和化學(xué)性質(zhì)活潑的流體作用下，巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及化學(xué)成分產(chǎn)生變化，形成新的巖石的作用。4)

地震作用—地震是地殼的快速顫動，是巖石能量積累突然釋放的結(jié)果。在上述地質(zhì)作用中，最活躍的、起主導(dǎo)作用的是地殼運動。第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用

493)

變質(zhì)作用—地殼深部的巖石在高溫高壓和化學(xué)性質(zhì)活潑的流神戶大地震破壞(高速公路倒塌)美國加州聖安德烈斯斷層

50神戶大地震破壞(高速公路倒塌)美國加州聖安德烈斯斷層82．外力地質(zhì)作用—主要是由地球以外的太陽輻射能、日月引力能等引起的地質(zhì)作用。它能使地表形態(tài)發(fā)生變化和地殼表層化學(xué)元素產(chǎn)生遷移、分散和富集。按作用方式分為：1)風化和剝蝕第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用

風化—由于溫度變化、大氣(氧氣)、水溶液以及生物的作用，使地表巖石或礦物在原地發(fā)生物理、化學(xué)變化的過程叫風化作用。

剝蝕—以風雨、流水等流動物質(zhì)為動力，對巖石進行破壞并把破壞的產(chǎn)物剝離開的過程稱為剝蝕作用。風化和剝蝕風化和剝蝕往往是彼此促進的，巖石遭受風化變得松軟就易于剝蝕，剝蝕后暴露上來新鮮的巖石重新又受到風化。512．外力地質(zhì)作用—主要是由地球以外的太陽輻射能、日月引力能等風化作用的類型

機械風化作用

巖石和礦物發(fā)生機械破碎而不改變其化學(xué)成分的風化作用，稱為機械風化作用。它是由于溫度變化及巖石空隙中水和鹽分的物態(tài)變化引起的，作用方式主要有：

1.巖石的熱脹冷縮2.巖石空隙中水和鹽分的物態(tài)的變化

第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用

52風化作用的類型第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用

10第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用

化學(xué)風化作用空氣中的氧和水溶液不僅使巖石和礦物化學(xué)成分發(fā)生變化，而且使一部分被溶液帶走，或使穩(wěn)定的礦物變?yōu)椴环€(wěn)定的礦物，這種對巖石的破壞作用稱為化學(xué)風化作用。

1.氧化作用氧氣與各種礦物混合，產(chǎn)生新的礦物。黃鐵礦FeS2(++)氧化成褐鐵礦Fe2O3.H2O(3+)，由銅黃色變?yōu)楹旨t色，顏色變深，結(jié)構(gòu)變疏松。在地表稱鐵帽，地下連著礦床。

2.溶解作用任何礦物都溶于水，只是溶解度有大有小。CaCO3+CO2+H2O-->Ca(HCO3)2方解石(重碳酸鈣)

3.水解作用水和礦物相結(jié)合的一種化學(xué)反應(yīng)。正長石+H2O-->高嶺石+。.

4.水合作用有些礦物吸引一定數(shù)量的水。石膏+H2O-->硬石膏53第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用

化學(xué)風化作用空氣中的氧和生物風化作用

生物的生命活動過程和尸體腐爛分解過程對巖石的破壞作用有機械和化學(xué)兩種方式：

1.生物的機械風化作用植物根對巖石的破壞，蚯蚓等鉆洞，人類活動如挖洞、采礦等對巖石進行破碎。

2.生物的化學(xué)風化作用生物死亡后，腐爛分解形成一種腐植質(zhì)(膠狀的物質(zhì))，是一種有機酸，對巖石起腐蝕作用.地殼表層巖石經(jīng)機械破碎，化學(xué)風化后形成的松散物，再經(jīng)過生物的化學(xué)風化作用，增加了有機物質(zhì)---腐殖質(zhì)，這種具有腐殖質(zhì)、礦物質(zhì)、水和空氣的松散物質(zhì)叫做土壤。第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用

54生物風化作用第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用

12葉狀剝落(果洲群島)塊狀崩解(石澳)蜂窩狀風化(長洲人頭石）蜂窩風化(長洲)塊狀崩解(石澳)蜂窩狀風化(長洲)第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用

55葉狀剝落(果洲群島)塊狀崩解(石澳)蜂窩狀風化(長洲人2）搬運和沉積

最主要的沉積區(qū)是內(nèi)陸胡泊、沼澤和海洋。

3）固結(jié)成巖——指松散的沉積物逐步變成堅硬的沉積巖的過程

從上可見，破壞巖石

改變地貌生成新巖石是外力地質(zhì)作用的整個過程。第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用

搬運作用—風化和剝蝕作用的產(chǎn)物，由風、流水等搬運到別的地方的過程。沉積作用—隨著搬運力量的減落或消失，被搬運物在低洼地區(qū)逐漸沉積的過程。搬運和沉積562）搬運和沉積第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用

搬運作用—風

3、關(guān)系（內(nèi)力與外力地質(zhì)作用）

外力地質(zhì)作用在很大程度上受地殼運動的制約。風化剝蝕過程主要在地殼上升隆起的地區(qū)進行，而其進行的強度也與地殼上升隆起的幅度速度有關(guān)。

沉積、固結(jié)成巖過程主要在地殼下降沉陷地區(qū)形成，沉積物的物質(zhì)成分，厚度和分布范圍等，都受著地殼沉降的幅度和速度的限制。

第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)作用

57第一節(jié)地殼的組成與地質(zhì)

地質(zhì)構(gòu)造：在地殼運動中，煤和巖層改變了原始埋藏狀態(tài)所產(chǎn)生的變形或變位的產(chǎn)物稱為地質(zhì)構(gòu)造。一、單斜構(gòu)造

在一定的范圍內(nèi)，煤或巖層大致向一個方向傾斜的構(gòu)造形態(tài)。

巖層的產(chǎn)狀要素：走向、傾向、傾角走向：巖層層面與水平面交線的延伸方向。傾角：層面與水平面之間的二面角。傾角變化在0-90?之間。煤層按傾角分為三類：

緩傾斜煤層〈25?

產(chǎn)量占70%（全國）傾斜煤層25?-45?急傾斜煤層〉45?傾向：巖層面上與走向線垂直向下的傾斜線的水平投影所指的方向。第二節(jié)地質(zhì)構(gòu)造

58第二節(jié)地質(zhì)構(gòu)造16二、褶皺構(gòu)造

褶皺：巖層受水平力的作用被擠壓成彎彎曲曲，但保持了巖層的連續(xù)性和完整性的構(gòu)造形態(tài)。也可以定義為：巖石中面狀構(gòu)造（層理、劈理、斷層面等）的彎曲。又稱褶曲。

背斜：巖層層面凸起的褶曲

向斜：巖層層面凹下的褶曲第二節(jié)地質(zhì)構(gòu)造褶皺要素

59二、褶皺構(gòu)造第二節(jié)地質(zhì)構(gòu)造褶皺要素17三、斷裂構(gòu)造：巖層受力后遭到破壞，失去了連續(xù)性和完整性的構(gòu)造形態(tài)。

裂隙：斷裂面兩側(cè)的巖層沒有發(fā)生明顯位移。

斷層：斷裂面兩側(cè)的巖層發(fā)生了明顯位移的斷裂構(gòu)造。

斷層要素：斷層面、斷盤和斷距。（1）斷層面：

巖層發(fā)生斷裂位移時，相對滑動的斷裂面。其空間位置可用產(chǎn)狀要素來描述。（2）斷層線：斷層面與地面（水平面）的交線。它反映了斷層的延伸方向（斷層的走向）。

（3）

斷盤：斷層面兩側(cè)的巖體。（上盤、下盤）（4）

斷距：

斷層的兩盤相對位移的距離。斷距可分為：垂直斷距（相對位移的垂直距離）（落差）（ab）演示

水平斷距（相對位移的水平距離）（bc）第二節(jié)地質(zhì)構(gòu)造60三、斷裂構(gòu)造：第二節(jié)地質(zhì)構(gòu)造18根據(jù)斷層兩盤相對運動的方向,可分為:

正斷層

逆斷層

平推斷層:斷層兩盤沿水平方向相對移動。根據(jù)斷層走向與巖層走向的相對關(guān)系，斷層可分為：

走向斷層：走向一致或近于一致。

傾向斷層：走向與傾向一致或近于一致。

斜交斷層：斷層走向與巖層走向斜交。第二節(jié)地質(zhì)構(gòu)造61根據(jù)斷層兩盤相對運動的方向,可分為:第二節(jié)四、巖溶塌陷及巖漿侵入當煤層下部分布有可溶性的石灰?guī)r、白云巖，并且發(fā)生巖溶時，巖溶可引起上覆煤層和巖石跨落形成陷落，從而破壞了煤層的完整性。

巖漿侵入煤層時，使煤層的穩(wěn)定性和連續(xù)性遭到破壞。

第二節(jié)地質(zhì)構(gòu)造62四、巖溶塌陷及巖漿侵入第二節(jié)地質(zhì)構(gòu)造20一、煤的形成煤由植物遺體堆積埋藏后經(jīng)成煤作用轉(zhuǎn)變而成。據(jù)研究，幾乎所有的植物遺體，只要具備了成煤的條件，都可以轉(zhuǎn)化成煤。不過，低等植物遺體所形成的煤，分布范圍小，厚度薄，很少被人利用。那些分布廣、規(guī)模大、利用廣泛的煤，都是高等植物的遺體（主要是古代的蕨類、松柏類以及一些被子植物的遺體）形成的。

成煤作用可劃分為兩大階段：第一階段是在地表常溫、常壓下，由堆積在停滯水體中的植物遺體經(jīng)泥炭化作用或腐泥化作用，轉(zhuǎn)變成泥炭或腐泥的過程，稱泥炭化（或腐泥化）作用階段。這一階段以生物化學(xué)降解作用為主。

第二階段是泥炭或腐泥被埋藏后，由于沉積盆地基底沉降至地下深部，經(jīng)成巖作用轉(zhuǎn)變成褐煤，當溫度和壓力再逐漸增高經(jīng)變質(zhì)作用轉(zhuǎn)變成煙煤和無煙煤。由泥炭或腐泥轉(zhuǎn)變成褐煤，以至無煙煤的全過程，稱煤化作用。這一階段以物理化學(xué)變化為主。第三節(jié)煤的形成與煤層特征

63一、煤的形成第三節(jié)煤的形成與煤層特征

21煤的巖石組成和成因類型取決于泥炭或腐泥形成時的成煤植物種類、堆積環(huán)境和堆積方式。煤的物理、化學(xué)和工藝性質(zhì)卻在很大程度上取決于煤化作用階段的有機質(zhì)熱演化程度，即煤級。

古植物、古氣候、古地理和古構(gòu)造條件，是影響成煤作用發(fā)生和強度的重要因素。成煤植物群落不同，決定了煤的成因類型。石炭紀開始，富含木質(zhì)纖維組織的陸生高等植物大量繁殖、堆積形成的煤大多為腐殖煤；富含蛋白質(zhì)、脂肪的低等菌藻類為主形成的煤為腐泥煤；高等和低等植物混合形成的煤為腐殖腐泥煤。腐泥煤、腐殖腐泥煤在自然界分布量少，常呈薄層或透鏡體夾于腐殖煤的煤層中。第三節(jié)煤的形成與煤層特征

64煤的巖石組成和成因類型取決于泥炭或腐泥形成時的成泥炭歷來被認為是溫暖潮濕氣候條件下的產(chǎn)物。根據(jù)近代研究表明，在氣候條件中濕度所起的作用比溫度更重要。因為現(xiàn)代無論在溫暖的低緯度和寒冷的高緯度(50°～70°)，只要是降水量大于蒸發(fā)量的地區(qū)，都有較厚的泥炭層堆積，干旱條件顯然不利于成煤。有利于成煤作用的地理環(huán)境是沼澤。沼澤分布在濱海平原、海灣瀉湖、內(nèi)陸大湖、三角洲平原、河流沖積平原和沖積扇前等環(huán)境。成煤作用有利的構(gòu)造背景是古構(gòu)造穩(wěn)定期。地殼緩慢沉降，容易在地表形成積水洼地。造山運動和地殼上升階段，均不利于泥炭的堆積和保存。

第三節(jié)煤的形成與煤層特征

65泥炭歷來被認為是溫暖潮濕氣候條件下的產(chǎn)物。根據(jù)近代研究表明，蘆葦河流樹木濕地蘆葦沼澤稻田濕地平原濕地濕地是富饒多產(chǎn)的生態(tài)體系。濕地的類型繁多，包括：沼澤地、河口三角灣、泥灘、泥沼、水塘、三角洲、珊瑚礁、季節(jié)性河流、瀉湖、淺海、泥炭地、湖泊、泛濫平原等等。66蘆葦河流樹木濕地蘆葦沼澤稻田濕地平原濕地濕地是富饒多產(chǎn)的生態(tài)第三節(jié)煤的形成與煤層特征

高等植物泥炭褐煤長焰煤不粘結(jié)煤弱粘結(jié)煤氣煤肥煤焦煤瘦煤貧煤無煙煤成煤作用煤化作用變質(zhì)作用泥炭化作用（腐泥化作用）成巖作用煙煤低等植物腐泥腐泥煤成煤過程劃分示意圖67第三節(jié)煤的形成與煤層特征

高等植物泥炭褐上述可見，要形成有開采價值的煤層，必須具備下列條件：

1、植物條件：我國的三大聚煤時期（晚古生代的石炭二迭紀、中生代的侏羅紀和新生代的第三紀），分別是植物界的孢子植物，裸子植物和被子植物繁殖的極盛時代。2、氣候條件：溫暖潮濕。3、地理環(huán)境：大面積沼澤化的自然地理條件。濱海平原、海灣瀉湖、河漫灘、河口三角洲等。

4、地殼運動：泥炭層的積聚要求地殼緩慢下沉，下沉速度最好為與植物遺體堆積的速度大致平衡，這種狀態(tài)持續(xù)的時間越久，形成的泥炭層越厚。泥炭層形成以后，地殼下降較快，有利于泥炭的保存和轉(zhuǎn)變成煤。第三節(jié)煤的形成與煤層特征

68上述可見，要形成有開采價值的煤層，必須具備下列條件俄第三節(jié)煤的形成與煤層特征

二、煤系和煤田

煤系—是含有煤層的一組沉積巖層（也叫含煤地層）。

煤系一般是按其形成的時代來命名的，如華北的石炭二迭紀煤系，東北的侏羅紀煤系，華南的晚二迭紀煤系。

煤田—在地質(zhì)歷史發(fā)展過程中，同一地質(zhì)時期形成并大致連續(xù)發(fā)育的含煤巖系分布區(qū)稱為煤田。69俄第三節(jié)煤的形成與煤層特征

二、煤系和煤三、煤的性質(zhì)及工業(yè)分類由于成煤的原始物質(zhì),成煤環(huán)境及所受的變質(zhì)作用不同,煤的種類很多,其物理性質(zhì)和化學(xué)組成也有差別。性質(zhì)不同的煤用途也不一樣。

（

一）煤的性質(zhì)

1、物理性質(zhì)包括光澤、顏色、條痕、硬度、脆度、比重和容重、導(dǎo)電性等，見表1-3。

2、

化學(xué)組成煤是由有機物和無機物混合組成的。。煤的化學(xué)組成碳最主要的可燃物質(zhì)，含碳量越高，發(fā)熱量越大氫主要的可燃物質(zhì)，隨變質(zhì)程度加深而降低氧不可燃物質(zhì)，隨變質(zhì)程度加深而降低氮含氮量較少，近1~3%，不產(chǎn)生熱量硫有害物質(zhì)，燃燒時形成二氧化硫，煉焦煤中含硫量不超過1%磷有害物質(zhì)，煉焦煤中含磷量不超過0.01%第三節(jié)煤的形成與煤層特征

70三、煤的性質(zhì)及工業(yè)分類由于成煤的原始物質(zhì),

第三節(jié)煤的形成與煤層特征

71第三節(jié)煤的形成與煤層特征

29（二）煤的工業(yè)分類

1、常用的煤質(zhì)指標：水分（W）、灰分（A）、揮發(fā)分（V）、發(fā)熱量（Q）、膠質(zhì)層厚度（Y）、含矸率。

2、工業(yè)分類表1-4第三節(jié)煤的形成與煤層特征

72（二）煤的工業(yè)分類第三節(jié)煤的形成與煤四、煤層特征由于成煤時期的原始條件和受地殼運動的影響不同，埋藏在地下的煤層的賦存狀態(tài)、頂?shù)装鍘r性及含水性、煤層的含瓦斯性及自燃傾向、以及受地質(zhì)構(gòu)造影響的程度等都有明顯的差別，而這些都與采礦工作密切相關(guān)，因此，有必要對其進行研究。

（

一）煤層賦存狀態(tài)

1、煤層厚度：厚煤層煤層厚度〉3.5m約占產(chǎn)量40%中厚煤層1.3-3.5m40%薄煤層〈1.3m20%第三節(jié)煤的形成與煤層特征

73四、煤層特征由于成煤時期的原始條件和受地殼運動的影2、煤層的穩(wěn)定性（根據(jù)煤層厚度變化情況及對開采的影響，將煤層分為四類）：

穩(wěn)定性煤層：在井田范圍內(nèi)厚度均大于最低開采標準，厚度的變化也有一定標準。

較穩(wěn)定煤層：厚度變化較大，但在井田范圍內(nèi)大多可開采，僅局部不可采。

不穩(wěn)定煤層:厚度變化很大，常有增厚、變薄、分岔或尖滅現(xiàn)象，井田范圍內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)不可采區(qū)。如圖1-8所示。

極不穩(wěn)定性煤層：煤層常呈雞窩狀，串珠狀，斷斷續(xù)續(xù)分布，井田范圍內(nèi)僅局部可采。如圖1-9所示。第三節(jié)煤的形成與煤層特征

742、煤層的穩(wěn)定性（根據(jù)煤層厚度變化情況及對開采的影響，將煤層3、煤層結(jié)構(gòu)：根據(jù)煤層中有無較穩(wěn)定的夾石層，將煤層分為兩類：簡單結(jié)構(gòu)煤層：沒有層狀出現(xiàn)的比較穩(wěn)定的夾石層。復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層：煤層中常含有較穩(wěn)定的夾石層。簡單結(jié)構(gòu)復(fù)雜結(jié)構(gòu)透鏡狀礦物質(zhì)夾層第三節(jié)煤的形成與煤層特征

753、煤層結(jié)構(gòu)：根據(jù)煤層中有無較穩(wěn)定的夾石層，將煤層分為兩類（二）煤層頂板與底板第三節(jié)煤的形成與煤層特征

76（二）煤層頂板與底板第三節(jié)煤的形成與煤層特征

34(1)頂板頂板是指位于煤層上方一定距離內(nèi)的巖層。根據(jù)頂板巖層巖性、厚度和位置，采煤時頂板變形特征和跨落難易程度，將頂板分為偽頂、直接頂、老頂三種。偽頂：偽頂指直接覆蓋在煤層之上的薄層巖層。巖性多為炭質(zhì)頁巖或炭質(zhì)泥巖，厚度一般為幾厘米至幾十厘米。直接頂：直接頂位于偽頂之上或直接位于煤層之上的巖層。巖性多為粉砂巖或泥巖，厚度為1～2m左右。老頂：老頂位于直接頂之上或直接位于煤層之上的巖層。巖性多為砂巖或石灰?guī)r，一般厚度較大，強度也大。第三節(jié)