【采矿课件】第一章煤矿地质知识

2019/8/171河南理工大学《采煤概论》精品课程第一篇煤矿地质第1章煤矿地质知识2019/8/172本章主要内容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2019/8/173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。2019/8/174•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。第一节地质作用、地壳的物质组成及地史的概念2019/8/175第一节地质作用、地壳的物质组成及地史的概念•三、地史的概念–地壳的发展历史简称地史。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。2019/8/176第二节煤的形成及煤系•一、煤的形成–煤层的形成受古植物、古气候、古地理及古构造等条件的控制。–我国最主要的三个聚煤时期为：石炭二迭纪、侏罗纪和第三纪。–古植物从死亡、堆积到转化为煤的演化过程，称为成煤作用。分为泥炭化阶段和煤化阶段。•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。2019/8/177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。变质程度光泽颜色硬度脆度容重导电性褐煤无光泽暗淡沥青光泽褐色黑褐色2.0～2.5脆度较小有一定韧性1.05～1.2不良导体，导电性随变质程度增高而增加烟煤长焰煤沥青光泽褐黑色2.81.2～1.4气煤强沥青光泽弱玻璃光泽2.6肥煤玻璃光泽2.6最大焦煤强玻璃光泽2.5瘦煤金刚光泽黑色黑灰色无烟煤似金属光泽灰黑色钢灰色3.5～4.0最小1.35～1.8良好2019/8/178第三节煤的性质及工业分类•二、煤的工业分类–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。2019/8/179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、极不稳定煤层。–3）煤层的倾角•缓斜煤层0°～25°•倾斜煤层25°～45°•急斜煤层45°～90°•通常又把8°以下的煤层称为近水平煤层。2019/8/1710第四节煤层的埋藏特征•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。2019/8/17112019/8/1712第四节煤层的埋藏特征•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。2019/8/1713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。2019/8/1714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？•9.煤田地质勘探的任务是什么？煤田地质勘探划分为哪几个阶段？煤田地质勘探有哪几种方法？•10.矿井储量是如何分类的？