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1第一章煤田地质及矿图知识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矿山开采基础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；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89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1011地质年代（地层年代）表12二、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2.7~3.5亿年了！13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14四、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15四、煤层赋存特征•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。基本底直接底煤层基本顶直接顶伪顶16四、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。17四、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18四、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。192.褶皱构造褶皱构造—岩层受力后，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单斜构造断褶曲构造断裂构造层断层四、煤层赋存特征20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213.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。单斜构造断褶曲构造断裂构造层断层四、煤层赋存特征22特大断层-东非大裂谷23四、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。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24四、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。正断层平推断层逆断层25钻孔钻孔钻孔勘探线地面勘探线、钻孔、与煤层断层的关系示意图四、煤层赋存特征26四、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前开采技术，我国将煤层按倾角分为四类：近水平煤层8°缓（倾）斜煤层8°~25°中斜煤层25°~45°急（倾）斜煤层45°272.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1.3m中厚煤层1.3~3.5m厚煤层3.5m四、煤层赋存特征28•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29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，发热量越高泥炭：50~60%,褐煤：60~70%,烟煤：74~92%,无烟煤：90~98%含碳量30表1-3中国煤炭分类和用途31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远景规划———煤田普查煤炭工业建设矿区总体设计—矿区详查煤田地质勘探矿井设计———井田精查煤田普查找煤: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。32二、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33煤炭储量（新分类方法）34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35三面正投影关系等高等长等宽36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置。第四节矿图基本知识37二、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381.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。32ⅠⅠⅤⅢⅡⅣⅤ151413107456118129ⅢⅡⅣmm比例：1∶50、1∶100、1∶200。第四节矿图基本知识392.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。第四节矿图基本知识403．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41煤层底板等高线图常用的比例有1∶2000，1∶5000，1∶10000等。常用的等高距为20m、50m、100m。第四节矿图基本知识42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434．地形地质图煤田地形地质图：以地形图为底图，反映地层、煤层、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44图1-21地形地质图第四节矿图基本知识45三、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46第四节矿图基本知识472.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483.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4950