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1、煤田地质及矿图知识,1,第一节 煤田地质概述第二节 煤质及煤的工业分类第三节 煤田地质勘探及煤炭储量第四节 矿图基本知识,2,第一节 煤田地质概述,一、成煤作用,二、聚煤时期,三、含煤岩系,四、煤层特征,3,一、成煤作用,煤是古代植物遗体经成煤作用后转变成的固体可燃矿产。,（一）成煤作用：从植物死亡、堆积到转变为煤的演变过程，以及在这个演变过程中经受的各种作用。,4,一、成煤作用,煤的形成过程,5,形成有开采价值煤层的必要条件：第一，温暖潮湿的气候条件；第二，大量植物的生长、死亡；第三，大面积沼泽化的地理条件；第四，地壳运动的良好配合。,（二）成煤的必要条件,一、成煤作用,6,二、聚煤期,按岩
2、石的成因，分为岩浆岩、沉积岩、变质岩。岩浆岩是由地壳内部熔融状态的岩浆，沿地壳的裂隙等薄弱地带侵入地壳或喷出地表，冷凝固结而形成的岩石。,7,沉积岩是地壳表层环境中常温常压条件下形成的岩石。主要由风化和剥蚀岩石的碎屑及可溶物质等，经搬运、沉积、压紧、胶结而形成的岩石。,由于风化、剥蚀、搬运作用形成的岩石。特点：成层状态；存在古生物化石。如：砾石、砂岩、页岩、石灰岩、煤。,沉积岩约占75%（地表），矿产蕴藏量的80%，是研究的主要对象。,二、聚煤期,8,9,10,11,12,变质岩是由原有的沉积岩、岩浆岩在受到高温、高压及化学性活泼的气体或液体的作用，岩石的物理化学性质、结构及构造都发生变化，变
3、成一种新的岩石，称为变质岩。受高温高压作用已改变了成份和性质的岩石。如：大理石、石英岩、片麻岩等,二、聚煤期,13,14,15,16,17,18,二、聚煤期,19,地质年代（地层年代）表,20,二、聚煤期,聚煤期或成煤期：地质历史中形成煤炭资源的时期。,古生代：石炭纪、二叠纪（孢子植物）3个主要聚煤期 中生代：侏罗纪（裸子植物）新生代：古近纪、新近纪（第三纪）（被子植物）,徐州煤田成煤于古生代的石炭纪、二迭纪，距今有2.73.5亿年了！,21,三、含煤岩系,含煤岩系简称煤系，是指含有煤层，并有成因联系的沉积岩系。煤系地层命名方法：煤系地层通常以形成的地质年代来命名，如华北的石炭二叠纪煤系，华南
4、的晚二叠世煤系，东北的侏罗纪煤系等；采用煤系发育良好，研究较早的地区来命名，如华南的晚二叠世煤系在江苏龙潭和江西乐平等地研究较早，也称为龙潭煤系或乐平煤系。,22,煤田 同一地质时期形成，并大致连续发育的含煤岩系分布区。（地质历史发展过程中，由含炭物质沉积形成的大面积含煤地带）煤田常以其所在的地点来命名，如大同煤田、徐州煤田、鄂尔多斯煤田、开滦煤田等。面积从几十到几百平方公里储量从几亿到几百亿吨。,三、含煤岩系,23,四、煤层赋存特征,（一）煤层的结构和顶、底板 1.煤层的结构 煤层通常是层状的。根据煤层中有无较稳定的夹矸层，将煤层分为两类。（1）简单结构煤层（2）复杂结构煤层,24,四、煤层
5、赋存特征,2.煤层的顶、底板 顶板：赋存在煤层之上的邻近岩层。底板：赋存在煤层之下的邻近岩层。,25,四、煤层赋存特征,（二）煤层厚度 煤层的厚度：煤层顶底板之间的垂直距离。煤层总厚度：包括所有煤分层和夹矸层厚度总和。有益厚度：煤分层厚度的总和，不包括夹矸层厚度。最低可采厚度：在当前技术和经济条件下，可开采的最小煤层厚度。,26,四、煤层赋存特征,（三）煤层的构造形态,地质构造 地壳运动造成的煤层和岩层的空间形态煤层的产状 对煤层赋存状态和空间特征的描述,27,四、煤层赋存特征,1.单斜构造,在一定范围内，煤（岩）层大致向一个方向倾斜的构造形态，称为单斜构造。,28,2.褶皱构造,褶皱构造 岩
6、层受力后，被挤压弯曲，但保持连续性的构造形态。（由若干个褶曲组合而成）褶曲 褶皱构造中的单个弯曲,四、煤层赋存特征,29,30,褶曲的基本形态是背斜和向斜。用褶曲要素来描述一个褶曲在空间的形态，,四、煤层赋存特征,核部,核部、翼部、轴面、轴线、枢纽,31,3.断裂构造,断裂构造 岩层受力后，遭到破坏失去连续性的构造。节理 没有出现明显位移的断裂构造。断层 出现了明显位移的断裂构造。,四、煤层赋存特征,32,33,特大断层-东非大裂谷,34,35,36,四、煤层赋存特征,（1）断层要素,断层面：岩层沿之断裂滑动的面。断面层可能是平面或曲面。断层线：断层面与地面的交线。断层线的方向反映断层延伸方向
7、。断层线可能呈直线或曲线。交面线：断层面与岩层层面（一般是岩层底面）的交线 断盘：断层两侧的岩层或岩体。断距：两盘相对移动的距离。,落差,37,四、煤层赋存特征,（2）断层分类,根据上下盘的相对运动。a、正断层上盘相对下降，下盘相对上升。b、逆断层上盘相对上升，下盘相对下降。c、平推断层 没有垂直方向位移的断层。,38,四、煤层赋存特征,根据断层走向与煤层走向关系：走向断层 断层走向与煤层走向平行倾向断层 断层走向与煤层走向垂直斜交断层 断层走向煤层走向斜交,39,地面勘探线、钻孔、与煤层断层的关系示意图,四、煤层赋存特征,40,四、煤层赋存特征,（四）常用的煤层分类,1.按煤层倾角分类根据当
8、前开采技术，我国将煤层按倾角分为四类：近水平煤层 45,41,2.按煤层厚度分类 根据当前开采技术，我国将煤层按厚度分为三类：薄煤层 3.5m,四、煤层赋存特征,42,3.按煤层稳定性分类煤层稳定性是煤层形态、厚度、结构及可采性的变化程度。按煤层稳定性，可分为：稳定煤层 较稳定煤层 不稳定煤层 极不稳定煤层,四、煤层赋存特征,43,第二节 煤质及煤的工业分类,一、煤的元素成分,煤,有机物质：碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）无机物质,1.碳（1）变质程度越深，含碳量越高（2）含碳量越高，发热量越高,44,第二节 煤质及煤的工业分类,2.氢（1）变质程度越深，氢含量越少（2）完全燃烧产生热量
9、：1千克氢4.2千克碳,3.氧（1）变质程度越深，含氧量越低。,45,第二节 煤质及煤的工业分类,4.氮 煤中氮含量仅13%，主要来自成煤物质的蛋白质。,5.硫,46,第二节 煤质及煤的工业分类,煤中有机硫、无机硫和元素硫的总含量叫煤的全硫含量（St）。低硫煤 St1.5%；中硫煤 St=1.5%2.5%高硫煤 St=2.5%4.0%；富硫煤 St4.0%。,6.磷（无机矿物中，煤中含磷0.0015-1%）炼焦煤中硫含量不超过1.2%炼焦煤中磷含量不超过0.2%,47,二、评价煤质的常用指标煤的工业分析：水分、灰分、挥发分和固定碳煤的工艺性质：发热量、胶质层厚度、粘结指数、含矸率,第二节 煤质
10、及煤的工业分类,三、中国煤的分类,我国实行的煤炭分类，如表1-3所示。共分14大类，17小类,48,表1-3 中国煤炭分类和用途,49,依据中华人民共和国地质矿产行业标准煤、泥煤地质勘探规范规定执行：煤层最低可采厚度 0.7m；最高灰分（Ad）40%；最高硫分（St.d）3%；最低发热量（Q）22.1MJ/kg,第二节 煤质及煤的工业分类,50,第三节 煤田地质勘探及煤炭储量,一、煤田地质勘探阶段及其任务,煤田普查,找煤:为寻找煤炭资源，并对工作地区有无进一步工作价值作出评价所进行的地质调查工作。,普查勘探:为煤炭工业的远景规划和详查提供必要资料所进行的地质工作。,51,矿区详查：在普查的基础
11、上进行。根据国家建设需要和普查结果，选择资源条件好、开发条件有利的矿区进一步查明资源的情况，为矿区总体设计提供依椐。井田精查：为煤矿初步设计提供地质资料所进行的详查勘探工作。在设计部门划分的井田范围内，对影响煤层开采的各种地质条件进行详细了解，为矿井设计提供地质资料。,第三节 煤田地质勘探及煤炭储量,52,二、煤田地质勘探技术手段,1.遥感地质调查2.地质填图3.钻探工程4.山地工程5.地球物理勘探,三、煤炭储量,煤炭储量：煤田内埋藏的具有一定工业价值和一定勘探研究程度的煤炭资源量。,第三节 煤田地质勘探及煤炭储量,53,根据勘探和地质研究程度，将煤炭储量按精度依次分为A、B、C、D四级。其中
12、：A、B级储量之和为高级储量；A、B、C级储量之和为工业储量；D级储量称为远景储量。,第三节 煤田地质勘探及煤炭储量,54,煤炭储量（新分类方法）,55,复 习,56,复 习,57,第四节 矿图基本知识,在采矿设计、施工和生产过程中，需要一套图纸分别反映地形、地物、地下煤层形态、地质构造、矿井巷道与煤层或矿体之间的关系；矿井各种巷道、工作面以及它们之间的关系等，这类图纸称为矿图。矿图投影方法:正投影和标高投影。,一、矿图的基本知识,58,三面正投影关系,等高,等长,等宽,59,图1-10 标高投影原理1大巷;2上山;A、B、C标高点,在平面图上既能反映井巷的水平投影图，又能表示出井井巷的空间位
13、置。,第四节 矿图基本知识,60,二、地质图,煤矿地质图：反映煤矿各种地质现象与井巷工程之间相互关系及它们空间分布情况的所有图件。煤矿常用地质图有：a.钻孔柱状图 b.地质剖面图 c.煤层底板等高线图 d.地形地质图,第四节 矿图基本知识,61,1.钻孔柱状图 根据钻孔资料编制的地质柱状图称为钻孔柱状图。该图可以表示一个钻孔内的煤层、岩层的相互位置及厚度。,比例：150、1100、1200。,第四节 矿图基本知识,62,2.地质剖面图,把同一条勘探线所有钻孔柱状图，按一定比例并按其标高和间距画出来，然后把对应的煤层、岩层及地质构造连起来。就得到该勘探线的地质剖面图，如图1-14所示。,第四节
14、矿图基本知识,63,3煤层底板等高线图煤层底板等高线：煤层底板相同高程各点的连线。煤层底板等高线图：假想用一定间距的水平面切割煤层底面，得出一组走向线，把它们投影到水平面上，所得到的图等高距：相邻两个水平面的高程差。在同一幅图上等高线的等高距相同。,第四节 矿图基本知识,64,65,煤层底板等高线图常用的比例有12000，15000，110000等。常用的等高距为20m、50m、100m。,第四节 矿图基本知识,66,在煤层底板等线图上应标明坐标网格及方位,第四节 矿图基本知识,67,某矿3煤层底板等高线图,第四节 矿图基本知识,68,4地形地质图 煤田地形地质图：以地形图为底图，反映地层、煤
15、层、构造、岩层等煤田基本地质特征的图件。,图1-20 山岭与湖泊等高线,第四节 矿图基本知识,69,图1-21 地形地质图,第四节 矿图基本知识,70,三、采掘工程图,采掘工程图是反映采掘工程、地质和测量信息的综合性图纸。1.采掘工程平面图及剖面图 对于中倾斜以下的煤层，通常只画水平投影图，称采掘工程平面图。如图1-22所示。,第四节 矿图基本知识,71,第四节 矿图基本知识,72,2.采掘工程立面图,急倾斜煤层以正面投影为主，得出的图称为采掘工程立面图。,第四节 矿图基本知识,73,3.煤层层面图,选择一个与煤层层面平行的投影面作正投影，所得出的图形就能完全反映煤层内的真实情况，称为煤层层面图。,第四节 矿图基本知识,74,75,谢谢各位同学认真听课！,76,
