5煤与含煤岩系解析
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5煤的形成和含煤岩系解析
① 外在水分——煤表面和表面大毛细管吸附之水，易蒸发； ② 内在水分——煤内部小毛细管吸附水，常温不失去，加热到一 定温度才失去。
2）灰分（A）煤完全燃烧后剩下的残渣，主要成分为Al2O3、CaO、SiO2 等，它们来自煤中矿物质，按灰分高低分为6级：
级别 Ad(%)
特低 灰煤 ≤5.00
低灰 分煤
脆度：外力作用下突然断裂的难易程度。低、高变质程度煤脆度小，中
变质程度煤大；煤岩成分中丝炭最大，镜煤次之，暗煤最小。
5. 裂隙 指成煤过程中，煤受到各种自然力作用而产生裂开现象。按成因分二类：
（1）内生裂隙：煤化作用过程中，受温度、压力影响，体积收缩而成。 裂隙面平坦，垂直层理面，常出现互为垂直的两组，一组较密，另一组较稀， 以中变质煤最发育。
4. 氮（N） 含量较少，随变质程度加深而略趋减少。在高温下可转化为氨 （NH3）及其它氮的化合物。 5. 硫（S） 硫是煤中有害元素之一。煤中硫分为无机硫和有机硫（So），无机 硫又分为硫化物硫（黄铁矿硫，Sp）和硫酸盐硫（石膏硫，Ss）。有机硫主 要来自成煤植物。煤中硫的总和叫全硫（St），可根据煤的干燥基全硫含量St， d（％）将煤分级。 6. 磷（P） 主要存在无机矿物中，含量极低，但危害大，炼焦时磷进入焦炭使 钢材具冷脆性，因此炼焦用煤要求P含量在0.02％~0.03％以下。 7. 其它元素 煤中还有砷（As）、氯（Cl）等有害元素，还有锗（Ge）、镓 （Ga）、铀（U）、锂（Li）、钒（V）等有益元素。
2）灰分（A）煤完全燃烧后剩下的残渣，主要成分为Al2O3、CaO、SiO2 等，它们来自煤中矿物质，按灰分高低分为6级：
级别 Ad(%)
特低 灰煤 ≤5.00
低灰 分煤
脆度：外力作用下突然断裂的难易程度。低、高变质程度煤脆度小，中
变质程度煤大；煤岩成分中丝炭最大，镜煤次之，暗煤最小。
5. 裂隙 指成煤过程中，煤受到各种自然力作用而产生裂开现象。按成因分二类：
（1）内生裂隙：煤化作用过程中，受温度、压力影响，体积收缩而成。 裂隙面平坦，垂直层理面，常出现互为垂直的两组，一组较密，另一组较稀， 以中变质煤最发育。
4. 氮（N） 含量较少，随变质程度加深而略趋减少。在高温下可转化为氨 （NH3）及其它氮的化合物。 5. 硫（S） 硫是煤中有害元素之一。煤中硫分为无机硫和有机硫（So），无机 硫又分为硫化物硫（黄铁矿硫，Sp）和硫酸盐硫（石膏硫，Ss）。有机硫主 要来自成煤植物。煤中硫的总和叫全硫（St），可根据煤的干燥基全硫含量St， d（％）将煤分级。 6. 磷（P） 主要存在无机矿物中，含量极低，但危害大，炼焦时磷进入焦炭使 钢材具冷脆性，因此炼焦用煤要求P含量在0.02％~0.03％以下。 7. 其它元素 煤中还有砷（As）、氯（Cl）等有害元素，还有锗（Ge）、镓 （Ga）、铀（U）、锂（Li）、钒（V）等有益元素。
煤矿地质基本知识
延伸方向。 • 倾向：即煤层的倾向方向，它与走向垂直，并指向岩层面倾斜向下的一方，也就是倾斜线在水平面的投影
方向。 • 倾角：倾斜层面与水平面之间夹的锐角，也就是倾斜线之间的夹角。倾角的大小反映煤层倾斜的程度。煤
层倾角越大，开采难度也就越大。煤层倾角对开采技术和装备选择有较大的影响。 • 煤层的倾角在00~900之间的变化。根据目前开采技术，我国按倾角将煤层分为4类： • 近水平煤层―――倾角小于80以下 • 缓倾斜煤层―――倾角在8°～25°； • 倾斜煤层――――倾角在25°～45°； • 急倾斜煤层―――倾角在45°～90°。 • 一般情况下，倾角小的煤层开采比较容易，倾角大的煤层如开采急倾斜煤层就比较困难，特别是实行机械
• （2）老底――位于直接底之下，常为粉砂岩或砂 岩，在南方有些煤矿也可见到石灰岩老底。详细 了解煤层底板各层岩石岩性、厚度、强度、含水 性、遇水膨胀性等，对于合理布置岩巷（通常是 大巷）及支护巷道有主要意义。
2．煤层的结构、厚度
• 根据煤层中有无较稳定的夹矸层，可将煤层分为两类。 • （1）简单结构煤层。这类煤层中没有呈层状出现的较稳定的矸石夹层，
存在的，往往彼此相邻，是连续发育的，背斜的一翼也是向斜的一翼，中间 无界限。 • （2）褶曲构造的主要类型。 • ①水平褶曲。褶曲水平延伸。煤层底板等高线为一组平行线，标高反映出背 斜和向斜的变化。 • ②倾伏褶曲。褶曲沿一定方向倾伏。等高线凸向指向标高升高的方向，为倾 伏向斜，反之为倾伏背斜，如图2－5所示。
方向。 • 倾角：倾斜层面与水平面之间夹的锐角，也就是倾斜线之间的夹角。倾角的大小反映煤层倾斜的程度。煤
层倾角越大，开采难度也就越大。煤层倾角对开采技术和装备选择有较大的影响。 • 煤层的倾角在00~900之间的变化。根据目前开采技术，我国按倾角将煤层分为4类： • 近水平煤层―――倾角小于80以下 • 缓倾斜煤层―――倾角在8°～25°； • 倾斜煤层――――倾角在25°～45°； • 急倾斜煤层―――倾角在45°～90°。 • 一般情况下，倾角小的煤层开采比较容易，倾角大的煤层如开采急倾斜煤层就比较困难，特别是实行机械
• （2）老底――位于直接底之下，常为粉砂岩或砂 岩，在南方有些煤矿也可见到石灰岩老底。详细 了解煤层底板各层岩石岩性、厚度、强度、含水 性、遇水膨胀性等，对于合理布置岩巷（通常是 大巷）及支护巷道有主要意义。
2．煤层的结构、厚度
• 根据煤层中有无较稳定的夹矸层，可将煤层分为两类。 • （1）简单结构煤层。这类煤层中没有呈层状出现的较稳定的矸石夹层，
存在的，往往彼此相邻，是连续发育的，背斜的一翼也是向斜的一翼，中间 无界限。 • （2）褶曲构造的主要类型。 • ①水平褶曲。褶曲水平延伸。煤层底板等高线为一组平行线，标高反映出背 斜和向斜的变化。 • ②倾伏褶曲。褶曲沿一定方向倾伏。等高线凸向指向标高升高的方向，为倾 伏向斜，反之为倾伏背斜，如图2－5所示。
煤层的厚度变化及原因
第二节煤层的厚度变化及原因
煤层厚度是指煤层顶底板岩石之间的垂直距离。根据煤层结构，煤层厚度可分为总厚度、有益厚
度和可采厚度。煤层总厚度是顶底板之间各煤分层和夹层厚度的总和；有益厚度是指煤层顶底板之间
各煤分层厚度的总和；可采厚度是指在现代经济技术条件下适于开采的煤层厚度。按照国家目前有关
技术政策，根据煤种、产状、开采方式和不同地区的资源情况等规定的可采厚度的下限标准，称为最
低可采厚度。达到最低可采厚度以上的煤层，称可采煤层(图4-6)。
不同煤层的厚度有很大差别，薄者仅数厘米，俗
称煤线，厚者可达二百多米。考虑到开采方法的不
同，可采煤层的厚度可分为五个厚度级：煤厚0.3～
0.5米为极薄煤层；0.5～1.3米为薄煤层；1.3～3.5
米为中厚煤层，3.5～8.0米为厚煤层；大于8米的
为巨厚煤层。
图4-6煤层的厚度煤层厚度是影响煤矿开采的主要地质因素之
一，煤层厚度不同，采煤方法亦不同；煤层发生分岔、变薄、尖灭等厚度变化，直接影响煤炭储量的
落实和煤矿正常生产。因此，研究煤层厚度变化的规律就成为煤田地质工作的重要课题之一。
煤层厚度的变化是多种多样的，但就其成因来说，可以分为原生变化和后生变化两大类。原生变
化是指泥炭层堆积过程中，在形成煤层顶板岩层的沉积物覆盖以前，由于各种地质作用的影响而引起
的煤层形态和厚度的变化；泥炭层被新的沉积物覆盖以后或煤系形成之后，由于构造变动、岩浆侵入、
河流剥蚀等地质作用所引起的煤层形态和厚度的变化，则称后生变化，现分别阐述如下。
一、煤层厚度的原生变化
煤层厚度的原生变化，主要包括聚煤坳陷基底不均衡沉降引起的煤层分岔、变薄、尖灭，沉积环
煤矿地质学第五章煤与含煤岩系
有大量的腐植酸而得名）。
• 在自然界中，腐植煤占绝大数，目前开采
的也主要是腐植煤，所以腐植煤是介绍的 重点。
二、成煤作用 煤是由植物经过漫长的极其复杂的生物化学、
物理化学转变而成的。从植物遗体堆积到转变为 煤的一系列演变过程称为成煤作用。成煤作用大 致分为两个阶段：第一阶段，泥炭化阶段；第二 阶段，煤化阶段。
氧是煤中不可燃的元素，但可以助燃。 煤中氧含量随煤化程度的加深而减少。
4．氮（N）
煤中有机质氮含量较少，主要来自植物中的 蛋白质，也有一部分可能来自细菌活动的产物。
一般随煤化程度加深而略趋于减少。
5．硫（S）
将煤分为六级：
特低硫煤 低硫分煤 低中硫煤 中硫分煤 中高硫煤 高硫分煤
6．磷（P）
煤中的含量极低，一般低于0.1%，最高也不 高于1%。
（一）含煤岩系的概念 含煤岩系是指一套含有煤层并且在成因
上有联系的沉积岩系，简称为煤系，其同 义词有含煤地层、含煤建造。
（二）含煤岩系类型 1、近海型含煤岩系 2、内陆型含煤岩系
二、含煤岩系的组成
含煤岩系由煤层和许多其他沉积岩层组 成。与煤矿生产关系最为密切的主要是煤 层及其顶板、底板、还有标志层。
2、泥炭化作用
当生活在湖泊、浅海等水体中的低等植物和 低等动物死亡之后，在水体表层和下沉到水底的 过程中，先遭受一定程度的氧化分解。沉向水底 后，由于水层和随后沉积物的覆盖，转入缺氧的 还原环境，在厌氧细菌的作用下，低等植物中的 蛋白质、脂肪等遭到分解。然后经过化学合成作 用，形成一种含水很多的棉絮状胶体物质（富含 沥青质）。这些物质与泥砂混合后进一步变化， 即形成了腐泥。这一过程为腐泥化作用。
• 在自然界中，腐植煤占绝大数，目前开采
的也主要是腐植煤，所以腐植煤是介绍的 重点。
二、成煤作用 煤是由植物经过漫长的极其复杂的生物化学、
物理化学转变而成的。从植物遗体堆积到转变为 煤的一系列演变过程称为成煤作用。成煤作用大 致分为两个阶段：第一阶段，泥炭化阶段；第二 阶段，煤化阶段。
氧是煤中不可燃的元素，但可以助燃。 煤中氧含量随煤化程度的加深而减少。
4．氮（N）
煤中有机质氮含量较少，主要来自植物中的 蛋白质，也有一部分可能来自细菌活动的产物。
一般随煤化程度加深而略趋于减少。
5．硫（S）
将煤分为六级：
特低硫煤 低硫分煤 低中硫煤 中硫分煤 中高硫煤 高硫分煤
6．磷（P）
煤中的含量极低，一般低于0.1%，最高也不 高于1%。
（一）含煤岩系的概念 含煤岩系是指一套含有煤层并且在成因
上有联系的沉积岩系，简称为煤系，其同 义词有含煤地层、含煤建造。
（二）含煤岩系类型 1、近海型含煤岩系 2、内陆型含煤岩系
二、含煤岩系的组成
含煤岩系由煤层和许多其他沉积岩层组 成。与煤矿生产关系最为密切的主要是煤 层及其顶板、底板、还有标志层。
2、泥炭化作用
当生活在湖泊、浅海等水体中的低等植物和 低等动物死亡之后，在水体表层和下沉到水底的 过程中，先遭受一定程度的氧化分解。沉向水底 后，由于水层和随后沉积物的覆盖，转入缺氧的 还原环境，在厌氧细菌的作用下，低等植物中的 蛋白质、脂肪等遭到分解。然后经过化学合成作 用，形成一种含水很多的棉絮状胶体物质（富含 沥青质）。这些物质与泥砂混合后进一步变化， 即形成了腐泥。这一过程为腐泥化作用。
第4章 煤及煤系
稳定煤层：均>可采厚度，煤层厚度变化有一定规律性； 按稳定性分 较稳定煤层：煤厚有相当变化，大多可采，局部不可才； 不稳定煤层：煤厚变化大，分岔、尖灭、增厚、变薄时有出现； 极不稳定煤层：常呈透镜状、断续分布、仅局部可采。
煤层厚度及其变化是影响煤矿开采的主要地质因素之一。煤层厚 度级不同，采煤方法亦不同。 煤层发生分岔、变薄、尖灭等厚度变化，则直接影响煤炭储量平衡 和煤矿正常生产。
下适于开采的 煤层厚度。 最低可采厚度：按照国家目前有关技术 政策，依据煤种、产状、 开采方式和不同地区的资源 条件所规定的可采厚度的下 限标准。（影响因素：煤种、产状、开采方式、资源条件）
3、煤层厚度分类
0.3-0.5m 0.5-1.3m 按厚度分 1.3-3.5m 3.5-8.0m >8m 极薄煤层 薄煤层 中厚煤层 厚煤层 巨厚煤层 按倾角分 <5° 5° - 25° 近水平煤层 缓倾斜煤层 25° -45° 倾斜煤层 >25° 急倾斜煤层
多煤层形成
时间推移
埋 藏 深 度 沉 积 厚 度
地壳沉降
煤层 （振荡）
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盆地底
2、煤层顶底板
伪顶 煤层顶板 直接顶 老顶 煤层底板 老底 直接底
煤层底板以泥岩、粘土岩最为常见，通常呈团块状，富含植物根茎化石和不 规则滑面，俗称根土岩。根土岩常含有伊利石、蒙脱石、高岭石和其它粘土 矿物，尤以高岭石最富集，可形成具有工业价值的耐火粘土矿层。
第五章+煤层和油气藏的形成和变化1 (1)
第五章 煤层和油气藏 的形成和变化
第一节 成油、气、煤的沉积体系 第二节 煤层的形成和变化 第三节 油、气藏的运移与聚集
第一节 成油、气、煤的沉积体系
一、沉积相、沉积体系概念 二、冲积扇沉积体系 三、河流沉积体系 四、湖泊沉积体系 五、三角洲沉积体系 六、滨岸带的各种沉积体系
一、沉积相、沉积体系概念
泥石流
扇
砾质坝
顶 砾质辫
状河道
扇 砾质和砂质辫状河道
GBC
10M
中 砾质坝与砂质坝
SB
GB 2m
0
DF 0
洪泛平原
扇
砂质辫状河道
尾
砂质坝
GBC
DF 10m GBC 0
GB DF
GB DF GBC
4m 0
4m 0
水
扇顶泥石流
磨
沟
延
长
组
低
位
砾
岩
叠
瓦
构
造
扇顶泥石流
水磨沟延长组底部砾岩
扇中
2、扇三角洲
体
系 分
6—湖泊相
布
图
7—剥蚀区
四、湖泊沉积体系
（一）特征
1、湖泊的碎屑沉积速度比海盆要快 2、湖水波浪的影响范围要小 3、湖泊对气候因素的影响反应较快
（一）沉积相的概念
1、相—沉积环境 1669年，斯丹诺 相是一定地质时期内地表某一部分的全貌。
第一节 成油、气、煤的沉积体系 第二节 煤层的形成和变化 第三节 油、气藏的运移与聚集
第一节 成油、气、煤的沉积体系
一、沉积相、沉积体系概念 二、冲积扇沉积体系 三、河流沉积体系 四、湖泊沉积体系 五、三角洲沉积体系 六、滨岸带的各种沉积体系
一、沉积相、沉积体系概念
泥石流
扇
砾质坝
顶 砾质辫
状河道
扇 砾质和砂质辫状河道
GBC
10M
中 砾质坝与砂质坝
SB
GB 2m
0
DF 0
洪泛平原
扇
砂质辫状河道
尾
砂质坝
GBC
DF 10m GBC 0
GB DF
GB DF GBC
4m 0
4m 0
水
扇顶泥石流
磨
沟
延
长
组
低
位
砾
岩
叠
瓦
构
造
扇顶泥石流
水磨沟延长组底部砾岩
扇中
2、扇三角洲
体
系 分
6—湖泊相
布
图
7—剥蚀区
四、湖泊沉积体系
（一）特征
1、湖泊的碎屑沉积速度比海盆要快 2、湖水波浪的影响范围要小 3、湖泊对气候因素的影响反应较快
（一）沉积相的概念
1、相—沉积环境 1669年，斯丹诺 相是一定地质时期内地表某一部分的全貌。
地球化学-第五章油气生成1
（1）低熟油的判识
定量标志：
C29甾烷αββ/(ααα+αββ) ＜0.4 C29ααα甾烷20S/(20S+20R) ＜0.4
定性标志：
热不稳定的生物标志物的存在：例如各种甾烯和 藿烯、5β(H)-粪甾烷、 5α-粪甾烷、脱羟基维生素E 系列、卟啉以及长链烷基四氢噻吩和噻吩系列等。
（2）低热油的形成环境与成因类型
1500m时，可溶有机质数
量随深度增加的变化较小,
当埋藏深度在1500～
2200m时，饱和烃的含量
大幅度增加，可溶有机质
的数量迅速增大，当埋藏
深度大于2200m时，可溶
有机质在达到最大数量后， 又迅速降低。
杜巴阿黎有有拉盆机机盆地质质地下随随洛托深深格尔度度巴阶的的巴页变变岩岩化化系可可溶溶
2．烷烃随深度的变化
①高密度、高粘度、高含硫石油；
②m高Pa密·密s度，度、其一低最般蜡大为、特0低.点8硫9是～石高0油.含9：8硫g/（cm多3，超粘过度2%从）数，百反至映数了千 高盐度强还原环境的特点。
③高蜡密、度低一硫般、为中0—.8高7～密0度.9石4g油/c：m3，含硫小于0.6%，粘 度似乎以在江不汉同的广地华区寺差、别王较场大油，田低、的河不南足的3泌5m阳Pa油·s田，、高
④的胜低超利密过的最度2八特、26面征低5m河的粘Pa油标度·田志s、。、是低高大石凝粘港油点度的含石并沧蜡油非东量：是油高其由田，生石为一源代般油母表都蚀质。大变与于作高2用等5%所， 植致密物，度富可0氢.能8组6与～分石0有.油9关0中%，，重尤粘质其度极与为性煤几馏系个分地m含P层a量·中s较。树高石脂有油体关中和。高木含栓 质蜡含体反类的以映脂关胜生质系利源的更的母生为沾质物密化可有切凹能关，陷与，属、富其沼苏长沉泽链积北相脂条的沉肪件海积族为安环的弱凹境高 还陷。等原、植的辽物微河和咸的富水高
煤与含煤岩系PPT课件
环境：沼泽 物质：纤维素、木质素 产物：腐植酸、沥青
①氧化环境的表层 沼泽 ②中间层
③还原环境的底层
11
• 在沼泽的表层，因空气流通，温度较高，含有大 量的需氧性细菌的微生物，
• 植物遗体经过氧化分解和水解作用，一部分彻底 破坏，转变成气体和水分而逸去；
• 一部分分解为较简单的有机化合物；难以分解的 部分继续保留下来。
19
科达木结构镜质体，径切面，显示交叉场和紧挤的纹孔
19
20
松木结构木质体，横切面，
显示生长轮，早、晚材树脂道
20
21
松木结构木质体，横切面，
显示薄壁细胞及胞间隙
21
22 鳞木结构镜质体，次生木质部，梯纹管胞
22
23 松柏—银杏结构镜质体，（木质部）横切面
23
结构镜质体1，细胞腔中充填粘土
4
（3）蛋白质
• 在植物体内，蛋白质含量所占比重不大。由于它 是构成植物细胞原生质的主要物质，因此在植物 生存过程中起着重要作用。低等植物含量高。
• 植物死亡后氧化→ H2O、CO2、CH4 • 蛋白质水解→氨基酸
卟啉 是煤中N、S的主要来源
5
（4）脂类化合物 • 脂类化合物主要指不溶于水，而溶于醚、苯、氯
13
（2）在强氧化条件下，发生丝炭化作用，产生丝炭 组分。
丝炭化物质的形成是由于氧化作用和脱氢、脱水作 用。它是在沼泽覆水程度起了变化，当沼泽表面 变得比较干燥，氧的供给较为充分的条件下发生 的。
①氧化环境的表层 沼泽 ②中间层
③还原环境的底层
11
• 在沼泽的表层，因空气流通，温度较高，含有大 量的需氧性细菌的微生物，
• 植物遗体经过氧化分解和水解作用，一部分彻底 破坏，转变成气体和水分而逸去；
• 一部分分解为较简单的有机化合物；难以分解的 部分继续保留下来。
19
科达木结构镜质体，径切面，显示交叉场和紧挤的纹孔
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松木结构木质体，横切面，
显示生长轮，早、晚材树脂道
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松木结构木质体，横切面，
显示薄壁细胞及胞间隙
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22 鳞木结构镜质体，次生木质部，梯纹管胞
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23 松柏—银杏结构镜质体，（木质部）横切面
23
结构镜质体1，细胞腔中充填粘土
4
（3）蛋白质
• 在植物体内，蛋白质含量所占比重不大。由于它 是构成植物细胞原生质的主要物质，因此在植物 生存过程中起着重要作用。低等植物含量高。
• 植物死亡后氧化→ H2O、CO2、CH4 • 蛋白质水解→氨基酸
卟啉 是煤中N、S的主要来源
5
（4）脂类化合物 • 脂类化合物主要指不溶于水，而溶于醚、苯、氯
13
（2）在强氧化条件下，发生丝炭化作用，产生丝炭 组分。
丝炭化物质的形成是由于氧化作用和脱氢、脱水作 用。它是在沼泽覆水程度起了变化，当沼泽表面 变得比较干燥，氧的供给较为充分的条件下发生 的。
煤田地质及矿图知识
10Mt/a
乌鲁木齐
餐林河南露天煤矿
褐煤
3 3.15m/t
黑
1150
龙鹤岗 507
Q DW = 13.67千焦/克 11.7亿t
401
珠斯花
Y
龙
哈尔滨
佳木斯
江
新
疆
哈密
10Mt/a
3 2.46m/t
蒙
10
80年投产 0.6Mt/a
内蒙海勃湾露天煤矿
肥焦煤 QrDT = 25.53千焦/克
3 4.5m/t
勘探工程的布置
二、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。 • 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:
– 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。
三、煤田地质勘探及煤炭储量
二、地史及地层的概念
• 地球的形成已有四十五亿年以上的历史 • 通常根据地壳运动和古生物的发展，将地 壳的历史从古到今，划分为太古代、元古 代、古生代、中生代和新生代等五个大的 时期 • 为了反映更短的时间间隔内地壳的变化， 代以下分为若干纪，纪以下又分为世 • 代、纪、世是国际统一的划分地质时代的 单位
泥炭化作用 （或泥化作用）
成煤原始物质
• 2.成煤的必要条件 • 第一、温暖潮湿的气候； • 第二、植物的大量繁殖； • 第三、大面积沼泽化； • 第四、地壳运动的良好配合。
乌鲁木齐
餐林河南露天煤矿
褐煤
3 3.15m/t
黑
1150
龙鹤岗 507
Q DW = 13.67千焦/克 11.7亿t
401
珠斯花
Y
龙
哈尔滨
佳木斯
江
新
疆
哈密
10Mt/a
3 2.46m/t
蒙
10
80年投产 0.6Mt/a
内蒙海勃湾露天煤矿
肥焦煤 QrDT = 25.53千焦/克
3 4.5m/t
勘探工程的布置
二、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。 • 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:
– 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。
三、煤田地质勘探及煤炭储量
二、地史及地层的概念
• 地球的形成已有四十五亿年以上的历史 • 通常根据地壳运动和古生物的发展，将地 壳的历史从古到今，划分为太古代、元古 代、古生代、中生代和新生代等五个大的 时期 • 为了反映更短的时间间隔内地壳的变化， 代以下分为若干纪，纪以下又分为世 • 代、纪、世是国际统一的划分地质时代的 单位
泥炭化作用 （或泥化作用）
成煤原始物质
• 2.成煤的必要条件 • 第一、温暖潮湿的气候； • 第二、植物的大量繁殖； • 第三、大面积沼泽化； • 第四、地壳运动的良好配合。
1煤田地质及矿图知识
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
2. 煤层的顶、底板 赋存在煤层之上的邻近岩层，称为顶板。赋存在煤层之下的 邻近岩层，称为底板。 根据岩层相对于煤层的位置及垮落性能，将煤层顶、底板分 为： （1）伪 顶 位于煤层之上随采随落的极不稳定岩层，其厚度 一般在0.5m以下。大多由松软的炭质页岩、泥页岩组成。并非所 有煤层都有伪顶。 （2）直接顶 位于煤层或伪顶之上具有一定的稳定性，采煤 时移架或回柱后能自行垮落的岩层。多为粉砂岩、泥岩等。有时 煤层之上无直接顶而为基本顶。
图1-2 煤层的产状要素
（2）倾向 煤层层面上与走向线垂直的线称为倾斜线， 倾斜线自上而下所指的方向称为倾斜，倾斜在水平面上的 投影所指的方向为倾向。
（3）倾角 煤层层面与水平面的夹角称为倾角。煤层 倾角由0 ~ 90°。
2. 褶皱构造 褶皱构造：煤层及岩层受到 水平挤压力后，变成弯曲形 状，但仍保持其连续性，如 图1-3(b)所示。 褶曲：褶皱构造中的单个弯 曲，是褶皱构造的基本单位。 褶曲的基本形态是背斜和向 斜。 背斜：岩层层面凸起的弯曲， 如图中的ABC。 向斜：岩层层面凹下的弯曲， 如图中的BCD。
（3）基本顶 又称“老顶”。位于直接顶或煤层之上，通常厚 度及岩石强度较大、难于垮落的岩层。通常由砂岩、石灰岩、砂 砾岩等组成。 （4）直接底 位于煤层之下，为强度较低的岩层。通常由泥岩、 粉砂岩、粘土岩等组成。 （5）基本底 又称“老底”，位于直接底下面，比直接底坚固， 多为砂岩、砂页岩、石灰岩等。
煤矿地质学第1.5节
（县）水（城）地区，煤系厚度200—400米，岩性为较细的碎 岩，夹几层灰岩，为海陆交互相，含煤20—30层，可采10余层。 再向东灰岩增多，可采煤层1—2层，以海相为主。 2、苏浙皖鄂地区 • 煤系由西北向东南逐渐增厚，几十米—及千米。以砂岩、粉砂岩、 泥岩及灰岩、煤层组成，含煤性以苏南、浙北最好。
3、湘干粤闽地区 • 煤系由西北向东南逐渐增厚，几十米—几千米。以过度相的砂岩、
粉砂岩、泥岩及煤层组成，除粤北外灰岩很少。湘中一带是本区 含煤性最好的地区，可采煤层数较多且稳定。闽中一带煤系厚度 大，可采煤层多，但多为薄煤层，且变化大不稳定。
思考题
1、煤是如何形成的？ 2、成煤的主要条件是 什么？ 3、煤中的主要元素有那些？ 4、腐植煤的宏观煤岩组分、宏观煤岩类型有那些？ 5、煤的分类名称、分类指标，新的分类有那些特点？ 6、煤层顶、底板含义是什么？ 7、我国主要的聚煤区？
（SQ），即有机硫和无机硫的总和。 6）磷：煤中有害组分。 （二）煤的工艺性质
1、粘结性：
• 煤粒在隔绝空气的条件下加热，煤中有机分解、熔融而 使煤粒粘结成块的性质。
2、发热量（Q）：单位重量的煤完全燃烧所产生的热值。
我国某些煤产地不同煤类煤的发热量
第三节 煤的分类及用途
一、煤的成因分类：
根据上述分类依据，煤的成因分类可把煤划分为三大类： 腐植煤、腐泥煤和腐植腐泥煤。
3、湘干粤闽地区 • 煤系由西北向东南逐渐增厚，几十米—几千米。以过度相的砂岩、
粉砂岩、泥岩及煤层组成，除粤北外灰岩很少。湘中一带是本区 含煤性最好的地区，可采煤层数较多且稳定。闽中一带煤系厚度 大，可采煤层多，但多为薄煤层，且变化大不稳定。
思考题
1、煤是如何形成的？ 2、成煤的主要条件是 什么？ 3、煤中的主要元素有那些？ 4、腐植煤的宏观煤岩组分、宏观煤岩类型有那些？ 5、煤的分类名称、分类指标，新的分类有那些特点？ 6、煤层顶、底板含义是什么？ 7、我国主要的聚煤区？
（SQ），即有机硫和无机硫的总和。 6）磷：煤中有害组分。 （二）煤的工艺性质
1、粘结性：
• 煤粒在隔绝空气的条件下加热，煤中有机分解、熔融而 使煤粒粘结成块的性质。
2、发热量（Q）：单位重量的煤完全燃烧所产生的热值。
我国某些煤产地不同煤类煤的发热量
第三节 煤的分类及用途
一、煤的成因分类：
根据上述分类依据，煤的成因分类可把煤划分为三大类： 腐植煤、腐泥煤和腐植腐泥煤。
对煤的岩相分析结果的几点理解
对煤的岩相分析结果的几点理解
摘要
煤的岩相分析是通过在煤中检测放射性物质，从而推断出煤中可能含有的放射性元素及其量。本文介绍了煤的岩相分析结果，并对其理解进行了一定程度的讨论。
关键词
煤；岩相分析；放射性物质；放射性元素
正文
煤的岩相分析是对煤岩样品中可能含有的放射性元素及其量的一种评估方法。通常，煤的岩相分析是将样品中的放射性物质（一般为矿物质）测量出来，从而得出样品中放射性元素的相对百分比含量。通过煤的岩相分析可以大致确定煤中的放射性元素的含量，以及每种放射性元素的分布情况。
煤的岩相分析结果可以用来帮助我们了解煤中含有的放射性元素，并作为煤质量控制及环境风险评估的依据。因此，理解煤的岩相分析结果具有重要的意义。根据煤的岩相分析结果，我们可以更好地了解煤中放射性元素的分布，从而采取更有效的控制措施，防止煤炭可能带来的环境污染。此外，煤的岩相分析结果也可以帮助我们更好地控制煤的质量，改善煤的性能，从而提高煤的利用效率。
综上所述，煤的岩相分析结果不仅可以用于环境风险评估和煤质量控制，还可以改善煤的性能，提高煤的利用效率。因此，理解煤的岩相分析结果，对于煤的开发和利用具有重要的实际
意义。近年来，随着社会经济的发展，煤的开采和利用变得越来越普遍。然而，煤中含有大量的放射性物质，如汞、铅和放射性核素，它们可能对人体和环境造成严重污染。因此，煤的岩相分析成为当前研究中一个重要课题。
煤的岩相分析是利用X射线衍射和荧光光谱技术，结合放射性元素的活度和浓度测定，对煤样品进行分析的一种方法。与传统的化学分析技术相比，煤的岩相分析具有准确性高、快速性强等优势。因此，煤的岩相分析成为了煤中放射性物质的评估方法之一。
煤矿地质学1-5
4、下二叠上部下石盒子组（P12）
• 北带及中带大部分区域以粗粒砂岩为主，厚180—260 米。局部含有薄煤层。 南带是主要的含煤地层，厚500—800米。两淮地区的含煤性最好，含可采煤 层十余层。 • 综上所述：华北地区 PC纪煤系主要可采煤层的曾为，在时间和空间上有明显 的迁移现象：既北部主要可采煤层位于太原组；中部山西组；南部下石盒子 组。
2、苏浙皖鄂地区
• 煤系由西北向东南逐渐增厚，几十米—及千米。以砂岩、粉砂岩、 泥岩及灰岩、煤层组成，含煤性以苏南、浙北最好。 3、湘干粤闽地区
• 煤系由西北向东南逐渐增厚，几十米—几千米。以过度相的砂岩、 粉砂岩、泥岩及煤层组成，除粤北外灰岩很少。湘中一带是本区 含煤性最好的地区，可采煤层数较多且稳定。闽中一带煤系厚度 大，可采煤层多，但多为薄煤层，且变化大不稳定。
• 煤粒在隔绝空气的条件下加热，煤中有机分解、熔融而 使煤粒粘结成块的性质。
2、发热量（Q）：单位重量的煤完全燃烧所产生的热值。
我国某些煤产地不同煤类煤的发热量
第三节 煤的分类及用途
一、煤的成因分类：
根据上述分类依据，煤的成因分类可把煤划分为三大类：
腐植煤、腐泥煤和腐植腐泥煤。
二、煤的工业分类及用途
3、煤层的分类
（1）煤层按倾角分类 煤层 露采 地采 近水平煤层 <5° <8 ° 缓斜煤层（缓倾斜煤层） 5 ° －10 ° 8 ° －25 ° 中斜煤层（倾斜煤层） 10 °－45 ° 25 °－45 ° 急斜煤层（急倾斜煤层） >45 ° >45 ° (2)煤层按厚度分类 煤层 露采 地采 薄煤层 <3.5m <1.3m 中厚煤层 3.5-10m 1.3-3.5m 厚煤层 >10m >3.5m (3)煤层按稳定性分类 稳定煤层：厚度变化小，规律明显，全区可采或基本全区可采。 较稳定煤层：厚度有一定变化，规律明显，全区可采或大部分可采。 不稳定煤层：厚度变化大，无明显规律，大部分可采或局部可采。 极不稳定煤层：厚度变极大,透镜状、鸡窝状，一般不连续，仅局部可采。
能源地质学-第五章第二节
4.煤层形成的条件： ①具备泥炭堆积的条件 ②具备泥炭层保存的条件。
这就是说当泥炭层堆积之后，只有在地壳 沉降的构造背景下，泥炭层才会被上覆沉积物 掩埋而保存下来。
5.煤层形成不是单一作用，而是复杂的作用过 程：
由于各种地质因素的影响，沼泽水面抬升 和植物遗体堆积加厚之间的平衡状态是有条件 的、相对的和暂时的。泥炭堆积的整个过程中， 往往是不同补偿方式的反复交替，因而形成不 同的煤层形态和煤层结构。
厚煤层和巨厚煤层形成的地质条件是一个 值得研究的重要课题。
（二）煤层的结构和顶、底板
1、煤层的结构
煤层中是否含有其他岩性层或结核层。
（1）简单结构：煤层包含煤分层和岩石夹层， 不含夹石层者称为简单结构煤层；
（2）复杂结构：含有夹石层者则称为复杂结构 煤层。
（2）煤层中的夹石层 煤层中的岩石夹层俗称夹矸。
煤层分岔可以表现为多种样式： 单一分岔；多个分岔； 单方向分岔；分岔又合并。
透镜状 连续分枝 之字型
(a) (b)
(c)
煤层分岔类型 图 4-4
煤层分岔类型
(据Britten, 1975)
C B A
4.5m
609m
C
1
B
2
A
3
下斯图托4-克5 下顿斯煤托层克顿剖煤面层剖图面图
11-—砂砂岩岩，；2-煤2—；煤3-；页3岩—页岩
专升本复习资料煤矿地质第五章
煤矿地质第五章
第五章煤与含煤岩系
一、名词解释：
1、含煤岩系：含煤岩系是指一套含有煤层并且在成因上有联系的沉积岩系，简称为煤系，其同义词有含煤地层、含煤建造。
2、煤田是指同一地质时期形成，并大致连续发育的含煤岩系分布区。面积一般由几十到几百平方千米。如山西大同宁武煤田、辽宁阜新煤田、山东鲁西煤田等。
3、煤产地是指受后期大地构造变动和剥蚀作用而分隔开的一些单独的含煤岩系分布区，或面积和煤炭储量均较小的煤田。
4、矿田是煤田内划归一个矿山开采的部分，地下开采的矿田又称井田。一般一个井田即为一个煤矿。
二、填空：
1、成煤作用大致可分为两个阶段(图5—1)：第一阶段，泥炭化阶段；第二阶段，煤化阶段。
2、煤化作用分为煤成岩作用和煤变质作用两个阶段。
（1）煤成岩作用：泥炭或腐泥被掩埋后，在地温、压力等因素的影响下压实、脱水、固结，腐植酸向腐植质转变而成褐煤的过程称为煤成岩作用。
（2）煤变质作用：褐煤在地下受相对较高的温度、压力、时间等因素的影响转变为烟煤、无烟煤、天然焦、石墨等的地球化学作用称为煤变质作用。
3、煤岩成分指肉眼能观察到的煤的基本组成单位，即丝炭、镜煤、暗煤和亮煤。
4、宏观煤岩类型分为：光亮煤、半亮煤、半暗煤、暗淡煤。
5、煤中的有机质主要由C、H、O、N、S等五种元素组成，其中又以C、H、O为主，其总和占有机质的95％以上。
6、煤的工业分析包括测定煤的水分、灰分、挥发分和固定碳等四个项目。
7、根据煤层中有无稳定的岩石夹层(夹矸)，将煤层分为两种结构类型。
(1)简单结构煤层煤层中不含稳定的呈层状的岩石夹层，但含有呈透镜体或结核分布的矿物质。
第九章 聚煤盆地及含煤岩系的赋存
第九章 §1 聚煤盆地特征
3.煤田：一般是指在同一地质发展过程中形成的含煤 岩系分布的广大地区，虽经后期构造和侵蚀作用的分割， 但基本上仍连成一片或可以追踪，常常形成大型煤炭生产 基地.
4.煤产地：指煤田内由构造分隔的赋煤构造单元，通 常可对应于矿井或矿区范围。煤产地这个词已经不经常使 用了。
第九章 §1 聚煤盆地特征
第九章 §1 聚煤盆地特征
我国华北石炭—二叠纪聚煤盆地是一个比较典 型的波状拗陷型聚煤盆地、也是一个克拉通内沉积盆地。 盆地南、北侧分别以秦岭－大别和阴山活动构造带为界， 总体为一个由西北向东南缓倾的箕状盆地。盆地基底为 中奥陶统侵蚀界面，盆缘局部地段为寒武系或震旦系。 华北石炭—二叠纪煤系由一个完整的海侵－海退旋 回组成。在海域不断扩张的总趋势下形成以泻湖、潮坪 －障壁体系为主的早期聚煤环境，以稳定的薄－中厚煤 层和浅水碳酸盐岩层的广泛发育为特征，旋回结构清晰， 煤层易于对比。 晚石炭世中晚期，海域范围最大，在盆地北缘山前 地带发育厚煤层，大约自晚石炭世晚期，由于内蒙－大 兴安岭海槽渐趋封闭，盆缘隆起带多河系携带的大量陆 源碎屑注入盆地，开始了盆地范围的海退期。
煤田地质学
第九章
聚煤盆地及含煤岩系的赋存
第九章 聚煤盆地及含煤岩系的赋存
§1 聚煤盆地特征
第九章 §1 聚煤盆地特征 一、聚煤盆地基本概念 1.聚煤盆地：原始含煤沉积盆地，聚煤盆地 可以保持其原始沉积盆地的基本面貌，但大多数 由于后期构造变动和剥蚀作用而被分割为一系列 后期构造盆地。 2.煤盆地：是国际上较为通用的术语，其含 义比较广泛，可以指聚煤盆地，也可以指后期构 造盆地。
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（2）宏观煤岩类型 根据煤的总体相对光泽强度和光亮成分的含量。
宏观煤岩 类型
光亮型煤
半亮型煤
光泽
光泽极强 光泽较强
镜煤＋亮煤
>80% 80%--50%
半暗型煤
光泽暗淡
50%—20%
暗淡型煤
光泽极暗
<20%
第二节 煤的性质及分类
2、煤显微组分
指光学显微镜下能够辨认的煤的有机组分。 （1）镜质组：最常见、最主要的组分；氧含 量较高，氢含量中等，碳含量较低等。 （2）壳质组：称稳定组。氢含量和挥发分一 般较高。
第五章 煤与含煤岩系
主要内容
第一节 煤的形成 第二节 煤的性质及分类 第三节 含煤岩系 第四节 聚煤盆地与煤田
重点、难点 1、掌握煤的形成； 2、掌握煤的古地理特征； 3、掌握聚煤盆地的形成条件及类型。
第一节 煤的形成
一、成煤原始物质 二、成煤作用
重点、难点： 煤化作用及变质作用类型。
第一节 煤的形成 一、成煤原始物质
3、煤化作用 泥炭或腐泥转变为褐煤、烟煤、无烟煤、超无 烟煤的作用。 分为2个阶段：煤成岩作用、煤变质作用。
第一节 煤的形成
（1）煤成岩作用(褐煤的形成) 指泥炭或腐泥被掩埋后，在地温、压力等因 素的影响下，经压实、脱水、固结等，转变成褐 煤和腐泥褐煤的作用。 发生在地下200~400m的浅层。 （2）煤变质作用(烟煤的形成) 指褐煤在地下受相对较高的温度、压力、时间 等因素的影响转变为烟煤、无烟煤等的地球化学作 用。
中等（褐煤）→ 低（烟煤）→ 高（无烟煤）； 4、脆度：小（褐煤）→ 大（烟煤）→ 小（无烟煤）；
5、比重：随变质程度增加，比重也增加； 6、断口：无烟煤； 7、裂隙：内生裂隙 外生裂隙
第二节 煤的性质及分类
三、煤的工艺性质
1、煤的粘结性和结焦性 粘结性：粉碎后的煤在隔绝空气情况下加热到 一定温度时，煤的颗粒相互粘结成焦块的性质。 结焦性：粉碎后的煤在隔绝空气受热后生成优 质焦炭的性质。
第一节 煤的形成
（3）影响煤化作用的因素
a.温度
温度因素最为重要，使煤结构发生化学变化
b.时间 c.压力
使煤的物理结构发生变化
第一节 煤的形成
4、煤的变质作用类型
根据引起煤变质的主要因素及其作用方式等 ，将煤的变质作用划分为：
（1）煤深成变质作用：煤形成后，受地热 及上覆岩层静压力作用下，使煤发生变质的作 用。
过程称为成煤作用。 有两个阶段：
泥炭化作用与腐泥化作用（阶段） 煤化作用（阶段）
第一节 煤的形成
二、成煤作用
成煤的第一节阶段（泥炭化阶段）：植物遗体在地 表湖沼或海湾环境中，经历复杂的生物化学变化形成 泥炭或腐泥。 成煤的第二阶段（煤化作用阶段） 1、褐煤的形成（成岩阶段）： 2、烟煤的形成（变质作用阶段）：
左：3亿年前的沼泽，在恐龙生活之前，很多巨大的植物在沼 泽中死亡了。
中：1亿年前，水体，数百万年之后，植物被水体和泥土掩埋。 右：岩石与泥土，在温度和压力作用下，死亡的植物体转变成
了煤。
第一节 煤的形成
二、成煤作用
煤是由植物经过漫长的极其复杂的生物化学、 物理化学作用转变而形成的。 从植物遗体堆积到转变为煤的一系列演变
高硫煤
<1.0
1.0~1.5 1.5~2.5 2.5~4.0 >4.0
第二节 煤的性质及分类 （二）煤的物理性质
煤的物理性质：光泽、颜色、硬度、脆度、比重、断口、裂 隙等方面。
1、光泽：从土状（褐煤） → 从似金属光泽（无烟来自百度文库）；
2、颜色：
褐色（褐煤） → 黑色（烟煤）→ 钢灰色（烟煤） ；
3、硬度：
第五章 煤与含煤岩系
学习目的意义
煤的形成、煤的分类及煤的形成时代等是煤 矿地质学研究的主要内容之一，它们与煤矿的安 全开采也有一定的关系。不同环境、不同时代及 不同类型的煤，其煤层厚度、瓦斯含量等都有很 大差别，进而影响到煤矿的开采方式、通风作业 等。因此，掌握煤的形成环境、分类及形成时代 等是非常必要的。
b.丝炭：外观像木炭，呈灰黑色，具有明显 的纤维状结构和丝绢光泽，疏松多孔，性脆 易碎。丝炭含氢量低,含碳量高,没有粘结性 丝炭一般不能液化。
第二节 煤的性质及分类
c.亮煤：最常见的煤岩成分，不少煤层 以亮煤为主,甚至全部由亮煤构成。亮 煤可以用作炼焦,气化,低温干馏等的原 料. d.暗煤：光泽暗淡，一般呈灰黑色，致 密，相对密度大，坚硬而具韧性。在煤 层中,可以由暗煤为主形成较厚的分层, 甚至单独成层。暗煤不宜用来炼焦,但 它是低温干馏的良好原料.。
（2）煤区域岩浆热变质作用：大规模岩浆 侵入含煤岩系或其外围，导致区域内地热增高 ，使煤发生变质的作用。
第一节 煤的形成
（3）煤接触变质作用：指各种岩床、岩墙、岩 脉等浅成岩体侵入或接近煤层时，在岩浆热液 与挥发性气体等影响下，使煤发生变质作用。 （4）煤动力变质作用：由于断裂或褶皱所产生 的构造应力和伴随的热效应，使煤发生变质的作 用。
第一节 煤的形成
植物 遗体
泥炭 褐 煤 烟 煤
泥炭化 作用
成岩 作用
煤
无烟煤 变质作用 化作用
成煤 作
用
图 7-1 成成煤煤作作用用的的阶段阶划段分划分
第一节 煤的形成
1、泥炭化作用 高等植物遗体在泥炭沼泽中经受复杂的生物化 学和物理化学变化，转变成泥炭的过程。
泥炭沼泽
第一节 煤的形成
2、腐泥化作用 指低等植物和浮游生物遗体在湖泊、泻湖和海 湾等还原环境中转变成腐泥的生物化学作用。
第二节 煤的性质及分类
一、煤岩组成 二、煤的物理性质 三、煤的工艺性质 四、煤的工业分析 五、煤的分类
第二节 煤的性质及分类
一、煤岩组成
1、腐植煤的煤岩成分与宏观煤岩类型
（1）煤岩成分
指肉眼能观察到的煤的基本组成单位。 1、镜煤 2、丝炭 3、亮煤 4、暗煤
第二节 煤的性质及分类
一、煤岩组成
a.镜煤：颜色最深、光泽最强，质均匀而脆, 具有贝壳状断口。镜煤的挥发分和含氢量高, 粘结性强,适宜于作炼焦低温干馏,气化,液化 等的原料.。
（3）惰质组：主要包括丝质体、半丝质体、粗 粒体及碎屑惰质体等。碳含量最高，氢含量最低，氧 含量中等。
第二节 煤的性质及分类
二、煤的性质
（一）煤的元素成分：
主要：C、H、O、N； 有害元素：S、P、As； S的成因：单质硫 有机硫
无机硫
煤中全硫（ St,d %）的分级 特低硫煤 低硫煤 中硫煤 富硫煤