煤矿地质学第五章煤与含煤岩系
第5章-煤及煤系
引起煤厚变化的地质因素: 原生变化和后生变化。
影响煤层形态和煤层厚度变化的因素有许多，常见的有： 1.泥炭沼泽基底不平影响煤层形态和厚度的变化 ①、煤层底版或基底岩层界面呈凹凸起伏而 顶板界面却比较平整，即“顶平底不平”。 ②、往往在含煤岩系的底部或下部的煤层煤 厚变化极为不规则。 ③、基底古地形低洼处煤层增厚，向突起部 位尖灭变薄。其分层和层理多为下伏的 基底岩层界面所截切，呈现超覆样式。
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。
煤层顶、底板的稳定性: 对采掘巷道、采面的维护和正常生产循环影响很大。如果顶板松软，容易发生冒顶事故； 反之，如果顶板过于坚硬，则造成放顶困难。灰岩、砂岩为顶板: 它们是矿井充水的重要来源； 如底板为遇水膨胀的粘土岩，会引起底鼓或软岩涌入巷道，破坏巷道，影响运输。 因此，在煤田地质勘探和煤矿生产过程中应加强对煤层顶、底板岩性和岩石力学性质的研究。
补偿关系: 过度补偿 均衡补偿 不足补偿（或为: 欠补偿）
时间推移
埋藏深度
沉积厚度
地壳沉降 （振荡）
煤层
盆地底
多煤层形成
2.煤层顶底板
煤层顶板
伪顶
直接顶
老顶
煤层底板
直接底
老底
煤层与顶板的接触关系： 明显接触：说明沉积环境变化较快！ 过渡接触：沉积环境是渐变的！ 常有不到1m的伪顶存在！ 冲刷接触：煤层与顶板沉积环境是剧变的。
二、 煤层结构与厚度
1.煤层的结构 煤层包含煤分层和岩石夹层，不含夹石层的称为简单结构煤层； 反之，含有夹石层的则称为复杂结构煤层。 煤层夹矸的物质来源，主要取决于泥炭沼泽所处的沉积环境。
第五章煤与含煤岩系第三节
第五章 煤与含煤岩系
第三节 含煤岩系和煤田
（四)煤层的顶板、底板
1．顶板
(3)基本顶：又称“老顶”。位
于直接顶之上。岩性多为砂岩或石 灰岩，一般厚度较大，强度也大。 基本顶一般采煤后长时期内不易自 行垮塌，只发生缓慢下沉。
第五章 煤与含煤岩系
第三节 含煤岩系和煤田
（四)煤层的顶板、底板
2．底板 底板指位于煤层下方一定距离的
岩层。其岩性多为粉砂岩或砂岩， 厚度较大。
第五章 煤与含煤岩系
第三节 含煤岩系和煤田
（五) 煤系地层的标志层
煤系中常有一些岩层，其岩性比较特殊，容易识 别，层位稳定或分布规律明显，它们与煤层或某些地 质界线间距比较固定，这样的岩层可以用作寻找或对 比煤层的标志层。如华北石炭二叠纪煤系中常以石灰 岩层作为标志。其它作为标志的还有砾岩、成分或颜 色特殊的砂岩、铝土岩等。
于海侵海退使得海相和陆相地层交互出现。
煤系特点：分布广、横向上岩性、岩相变化不大，煤
层层位比较稳定。碎屑沉积物成分单一、分选好、磨圆 度好。煤层厚度不大，但煤层数目较多。标志层石灰岩
层数也较多。煤层含硫量高。
第五章 煤与含煤岩系
第三节 含煤岩系和煤田
第五章 煤与含煤岩系
第三节 含煤岩系和煤田
2、内陆型含煤岩系 也叫陆相含煤岩系，形成离海比较远的
蒙） 聚煤期：晚侏罗，早白垩 分区：大兴安岭西侧、松 辽盆地及阴山构造带以北， 内蒙东、黑龙江、吉林、辽 宁 资源量占全国8%左右。
三个主要聚煤期形成五大聚煤区
第五章 煤与含煤岩系
第三节 含煤岩系和煤田
六、中国的聚煤区
（2）西北聚煤区 聚煤期：早、中侏罗世； 石炭纪 分布：贺兰山-六盘山一 线以西，昆仑山-秦岭一 线以北，新疆、甘肃、青 海、宁夏、内蒙西部。 资源量占全国的33%。
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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口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，其中乂以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、根据煤层屮有无稳定的岩石夹层（夹肝），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。
（2）复杂结构煤层煤层中常夹有稳定的呈层状的岩石夹层，少者1〜2层，多者十儿层。
8、煤层的分类 （1）按煤层倾角分类煤 层 近水平煤层缓斜煤层（又称缓倾斜煤层） 中斜煤层（又称倾斜煤层） 急斜煤层（又称急倾斜煤层）（2）按煤层厚度分类煤层 露天开采地下开采薄煤层 <3.5m < 1.3m 中厚煤层3.5 〜lOm1.3 〜3.5m 厚煤层 >10m>3.5m（3）按煤层稳定性分类煤层稳定性指煤层形态、厚度、结构和可釆性的变化程度。
煤的形成和含煤岩系解析PPT课件
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。
202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。
3. 半暗型煤 由暗煤、亮煤组成，以暗煤为主，光泽较暗，硬度、脆 度较大，内生裂隙不发育。
4. 暗淡型煤 由暗煤组成，有时夹有镜煤和丝炭，光泽暗淡，层理不 明显，硬度和韧性强，煤质较差。
注意：实际工作中，只有变质程度相同的煤才能互相比较和划分不同 类型，划分的最小厚度一般为3～10cm。
2020年9月28日
丝炭、镜煤、暗煤、亮煤。 1. 丝炭 灰黑色，形如木炭，具明显的纤维状结构和丝绢光泽； 疏松、多孔、硬度小、脆度大、易染指； 没有粘结性、吸氧性强、易氧化自燃、易成煤尘； 在煤层中多呈几毫米厚的扁平透镜体，数量不多，但分布广。 2. 镜煤 乌黑、光亮如镜、内生裂隙发育、结构均一、易碎、粘结性强； 在煤层中不形成独立分层，以透镜或条带状散布于亮煤中； 3. 亮煤 灰黑、光泽较强、性脆易碎、内生裂隙发育、均一程度不如镜煤； 化学工艺性质介于镜煤与暗煤之间，灰分含量较低； 在煤层所占比例较大，可形成较厚分层，也可单独成层。 4. 暗煤 灰黑、光泽暗淡、致密坚硬、韧性较大； 层理不清晰、矿物质含量较多，成分复杂、对煤质影响大； 在煤层中所占比例较大，可形成较厚分层，也可单独成层。
3. 密度 指单位体积煤的质量（g/cm3）
影响因素（1）变质程度：越高、密度越大。
（2）煤岩成分：暗煤大、亮煤次之、镜煤更次之。
分类： （1）真密度
5 煤的形成和含煤岩系
级别 QMJ/Kg 低 热值煤 8.50~ 12.50 中低 热值煤 12.51~ 17.00 中 热值煤 中高 热值煤 高 热值煤 特高 热值煤 >27.00
级别 Ad(%) 特低 灰煤 ≤5.00 低灰 分煤 5.01~ 10.00 低中 灰煤 10.01~ 20.00 中灰 分煤 20.01~ 30.00 中高 灰煤 30.01~ 40.00 高灰 分煤 40.01~ 50.00
3）挥发分（V）
隔绝空气的煤在（900±10℃）温度下加热Tmin，使有机质
（二）按煤的综合利用分类
1. 炼焦用煤：在干馏炉中隔绝空气加热到1000 ℃ 左右，分解产出焦炉煤气、煤焦油、焦炭。
2. 气化用煤：以CO2、H、O、H2O等为介质，经 热化学处理，将煤转化为煤气。 3. 低温干馏煤：在500－600℃干馏制取低温焦油、 煤气等。 4. 加氢液化用煤：将煤、催化剂、重油混合，高 温高压下与氢作用转化成液、气态物质，进一步加工即 得到汽油、柴油等。 5. 燃烧用煤：利用价值最低，均使用较低劣的煤。
高等植物有根、茎、叶等器官的分化,形成的煤叫腐植煤。 （1）苔藓植物：绿色自养性的陆生植物，植 物体是配子体，它是由孢子萌发成原丝体， 再由原丝体发育而成的。 （2）蕨类植物 ：植物体有根、茎、叶的分 化和较原始的维管组织 。 （3）裸子植物：种子植物中较低级的一类。 能产生种子的种子植物。但它们的胚珠外面没 有子房壁包被，不形成果实，种子是裸露的， 故称裸子植物。 （4）被子植物：被子植物有真正的花，故又叫 有花植物；胚珠包藏在子房内，得到良好的保 护 。植物界最高级的一类，自新生代以来，它 们在地球上占着绝对优势。
05 煤地质学基础
d r 100% d
第二节 煤岩、煤质与煤类
7. 煤孔隙率 煤孔隙率指煤中孔隙体积与外表体积之比。 8. 煤的导电性 煤的导电性是指煤传导电流的能力，通常以电阻率表 示。煤的导电性与煤化程度、煤中的水分、煤中矿物质 的性质和含量、煤岩成分，以及煤的孔隙度、煤的风化 程度等有关。 9.煤的磁性 物质置于磁场内，由于其原子核吸收了磁场能，引起 物质相对于磁场的自旋方向发生变化，这就是物质的核 磁共振。煤的核磁共振是煤的重要磁性质之一。 10. 煤的导热性 随煤化程度的增高，煤的导热性增强。
瘦 煤
焦 煤 肥 煤 1/3焦煤 气肥煤 气 煤 1/2中粘煤 弱粘煤 不粘煤 长焰煤 褐 煤
SM
JM FM 1/3JM QF QM 1/2ZN RN BN CY HM
13,14
24 15,25 16,26,36 35 46 34 43,44,45 23,33 22,32 21,31 41,42 51 52
第二节 煤岩、煤质与煤类
（1）光亮煤 泽很强。 主要由镜煤和亮煤组成（＞80％），光
（ 2 ）半亮煤 亮煤和镜煤占多数（ 50 ％～ 80 ％），含有暗煤和丝炭。 （ 3 ）半暗煤 镜煤和亮煤含量较少（ 50% ～ 20%），而暗煤和丝炭含量较多. （4）暗淡煤 镜煤和亮煤含量很少（＜20％）， 而以暗煤为主.
第一节 煤的形成
3、影响煤化作用的因素 1）温度 最为重要。 2）时间 指煤受热的持续时间。 3）压力 是煤变质不可缺少的因素。 三、 煤的变质作用类型 根据引起煤变质作用的主要因素及其作用方式和 变质特征，将煤的变质作用划分为煤深成变质作用、 煤区域岩浆热变质作用、煤接触变质作用和煤动力变 质作用。
2．灰分 煤中的有害物质，灰分越高，煤的质量越差。 但煤灰渣也可作为一种资源开发利用. 3．挥发分 挥发分不是煤中固有物质，而是在特定温度下 煤中有机质的可挥发的热分解产物，所以称“挥发分产 率”。 4．固定碳 测定煤的挥发分时，剩下的不挥发物质焦渣减 去灰分即为固定碳。 固定碳随煤化程度的加深而增加。固定碳高的煤，燃 烧持续时间长。
煤与含煤岩系PPT课件
33
富氢基质镜质体发褐色荧光，荧光体发黄色强荧光， 大孢子体发金黄色荧光（与f同视域）
34
34
富氢基质镜质体发褐色荧光，大孢子体发金黄色荧光， 粗粒体不发荧光
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35
微亮煤；基质镜质体
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36
微镜煤，微亮煤互层；均质镜质体，树脂体，角质体
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基质镜质体（红）、树皮体和小孢子体（黄）、粗粒体（黑）
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基质镜质体、粗粒体
39
39
（二）煤化作用阶段 煤化作用－泥炭或腐泥转变成褐煤、烟
3
（2）木质素
是植物细胞键的主要成分，常分布于植物机械组 织的细胞壁中。它能增强坚固性，起支持作用。 • 木质素比纤维素稳定，不易水解。 • 当植物死亡后较易氧化为芳香酸和脂肪酸。 • 在泥炭沼泽水中，由于水和微生物的作用，木质 素发生分解，并和其它化合物生成与腐植酸相似 的物质。 • 因此，它是煤的原始物质中重要的有机组分。
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。
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
含煤岩系和煤田地质
含煤岩系和煤田地质【摘要】煤系，是指在一定地质时期连续沉积形成的一套含有煤层并具有成因联系的沉积岩系。
通常又称为含煤岩系、含煤建造、含煤地层等。
【关键词】煤岩；煤；地质0.前言煤系常按形成时代来命名，卯华北的白灰二叠纪煤系、台湾的古近纪煤系等；也可用煤系发育良好、研究较早的地区命名，如华南的晚二叠世煤系在江苏龙潭、江西乐平等地研究较早，被称为龙潭煤系或乐平煤系。
因此，同—地质时代形成的煤系在不同地区常有不同的地区性名称。
1.含煤系及其类型煤系最大的特点是含有煤层，不同地区煤系中的煤层层数、厚度各不相同。
煤系含煤情况用含煤系数表示，可分为总含煤系数和可采含煤系数。
总含煤系数，是指煤系中所有煤层厚度之和与煤系总厚度的百分比；可采含煤系数是指煤系中各可采煤层厚度之和与煤系总厚度的百分比。
煤矿开采的煤层赋存于煤系之中，因此研究、了解煤系是煤矿建设和生产的基础。
查明煤层层数、厚度、层间距离、倾角等是合理选择开拓方案和采煤方法的重要依据。
煤层顶、底板岩性、厚度和力学性质是合理选择巷道支护和顶、底板管理的依据。
了解煤系岩石的岩性、强度和含水性等，对确定巷道层位和施工方法有重要意义。
熟悉煤系的岩层组合特征，特别是掌握标志层特征，是掘进工程中的层位确定、煤层对比以及判断断层性质和断距、寻找断失煤层的基础。
因此，对煤系了解越清楚，煤矿建设和生产工作进行得越顺利。
煤系的类型。
在不同的古地理环境中形成的煤系具有不同的特征。
根据煤系形成时古地理环境的不同可将煤系分为近海型煤系和内陆型煤系两种类型。
1.1近海型煤系煤系形成于近海地区，沉积区一般为滨海平原、滨海三角洲平原、渴湖、海湾和浅海等。
这些地区范围广阔、地形较为平坦、距离剥蚀区远，受海水进退影响大。
随着地壳升降有时被海水淹没成为浅海，时海水退出成为陆地、发育大片沼泽。
煤系中既有海相沉积岩层又有陆相沉积岩层。
因此，这种煤系又称海陆交互相煤系。
近海型煤系的主要特点如下：①煤系由陆相、过渡相和海相岩层组成，岩层中常含有动、植物化石。
第五章 煤与煤系
2.内陆型含煤岩系
亦称陆相含煤岩系。这类煤系形成于距海较远的地区，往 往是在内陆的一些小盆地中发育而成的。所以煤系中没有海相地 层，全为陆相地层（图5-5）。由于沉积区较小，地形复杂，因 此岩性、岩相在横向上变化较大，煤层不易对比。碎屑物质未经 长距离搬运，碎屑颗粒较粗，分选性、磨圆度均较差。煤层层数 不多，但厚度较大，厚度变化也大，常分叉、尖灭。煤层中岩石 夹层较多，煤层结构复杂。 二、含煤岩系的组成 含煤岩系由煤层和许多其它沉积岩层组成。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。 （一）煤层
（二）煤化阶段 泥炭转化为褐煤、烟煤、无烟煤、超无烟煤的物理化学变 化称为煤化作用。煤化作用分为煤成岩作用和煤变质作用两个阶 段。 因目前开采的煤层绝大多数是由高等植物转化的腐植煤， 所以重点介绍泥炭煤化作用的过程，腐泥煤化作用的规律基本与 其类似。 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。
6.磷（P）
煤中的磷主要以无机磷化物的形态存在，但也存在微量的有 机磷。磷在煤中的含量极低，一般低于0.1%，最高也不高于1%。 7.其它元素
煤中还存在许多稀有元素和放射性元素。 （二）煤的物理性质
1.煤的颜色和条痕 煤的颜色是指新鲜煤块表面的自然色彩。煤粉末的颜色称为粉色， 亦称条痕色。煤的条痕色与颜色相差不大（表5-4）。
三、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（图５-１）： 第一阶段，泥炭化阶段；第二 阶段，煤化阶段。
第5章 煤与含煤岩系
1.东北聚煤区：该聚煤区位于阴山构造带以北，
包括内蒙古东部，黑龙江全部，吉林大部和 辽宁北部的广大地区。主要成煤时代为晚侏
罗纪到早白垩纪，其次为早第三纪。
2.西北聚煤区：又称西北早、中侏罗世聚
煤区。该区位于贺兰山---六盘山一线
以西，昆仑山---秦岭一线以北的广大 地区，包括新疆全部，宁夏和内蒙古西 部。尤其是新疆境内含煤性最好。
露天开采
<5
o
o o o
地下开采
<8
o o
5 --10
o
8 ---25
o
o
o
10 --45
25 --45
急斜煤层
>45
o
>45o
（2）按煤层厚度分类 煤层 薄煤层 露天开采 <3.5m 地下开采 <1.3m
中厚煤层 厚煤层
3.5—10m >10m
1.3--3.5m >3.5m
（3）按煤层稳定性质分类
本章重点：
1.成煤作用
2.煤的分类 3.含煤岩系的组成、煤田、聚煤区、 聚煤期的概念
第一节 第二节
成煤作用 煤的物质组成、 性质与分类
第三节
含煤岩系和煤田
第一节 成煤作用
一、成煤植物
在漫长的45亿a的历史上，有过三 次高等植物的极盛期，即石炭、二叠纪 的蕨类植物，三叠、侏罗纪的裸子植物， 第三纪的被子植物。由低等植物形成的 煤称为腐泥煤，由高等植物形成的煤称 为腐植煤。
3.华北聚煤区：它包括贺兰山构造带以东，
秦岭构造带以北，阴山构造带以南的广大
地区，包括山西、山东、河南全部，甘肃、 宁夏东部、辽宁、吉林南部、陕西、河北 大部、以及苏北，皖北。该区内石炭二叠 纪煤田分布最广，储量最多。
煤矿地质学_课程教学大纲
《煤矿地质学》课程教学大纲一、课程的目的和任务本课程作为矿山测量、采矿工程、通风与安全专业的基础课程，是学习其它课程的前提，服从课程结构与教学计划的整体要求，不拘泥于教材的体例体系，力求体现高职教育的特点，突出实践教学环节，完成本课程高职教育的目标要求。
二、课程基本要求通过对本门课程的学习，使工程测量、矿山地质、地质测量、采矿、通风与安全等专业的学生掌握扎实的地质理论基础知识，运用地质学的基础理论，查明影响煤矿建设、生产的各种地质因素及其规律性，研究相应的处理方案和措施，保证煤炭资源的正常开采与合理利用。
三、课程主要内容绪论主要介绍煤矿地质学的研究对象；煤矿地质学的研究内容；煤矿地质学的任务。
第一章地球了解地球概况、地球的圈层结构；掌握与采矿有关的地球的物理性质；掌握内力地质作用和外力地质作用的种类及其特点。
第二章地壳的物质组成了解矿物的概念和性质，掌握常见矿物的特征；能够肉眼识别常见矿物；了解岩石的概念及分类；掌握自然界三大类岩石的基本特征及主要类型；能够肉眼识别常见的岩石。
第三章地史基本知识了解古生物的地质意义以及地层划分与对比的概念和方法；掌握年代地层表与地质年代表；了解地壳演化的历史；掌握一些特殊地层以及我国主要的聚煤期。
第四章地质构造了解岩层产状的概念；掌握岩层产状要素及测定和表示方法；学会使用罗盘；了解褶皱等构造的概念；掌握褶皱构造的分类和褶皱构造观测与研究的方法；了解断裂构造的概念；掌握节理的分类和特点以及如何判断节理；掌握断层的要素、分类以及断层的观察与研究方法。
第五章煤与含煤岩系了解煤的形成条件及成煤过程；掌握煤岩成分、煤的性质及分类；了解含煤岩系及类型；掌握含煤岩系的组成及煤田概念和我国主要聚煤地。
第六章影响煤矿生产的主要地质因素了解煤层厚度变化的原因及对煤矿生产的影响；掌握煤层厚度变化的研究和处理方法；了解地质构造对煤矿生产的影响；掌握在生产中如何处理褶曲构造和断裂构造；了解岩浆侵入煤层对生产的影响；掌握分析判断岩浆侵入煤层的情况的方法及处理；了解陷落柱的成因及特征；掌握观测与研究陷落柱的方法以及如何处理陷落柱。
《煤和含煤岩系的沉积学》
《煤和含煤岩系的沉积学》
《煤和含煤岩系的沉积学》是一本关于煤和含煤岩系沉积学的专著，由英国石油学家和沉
积学家威廉·布洛里克斯特编写，于1962年出版。
本书论述了煤和含煤岩系的沉积学，
如煤的地质特征、产状、沉积环境等，以及沉积物的组成、地质特征、分布特征等。
本书
的编撰内容涵盖了煤和含煤岩系的沉积学理论、实验和实践。
书中首先介绍了煤的地质特征，其次介绍了煤的产状、沉积环境等。
煤是一种古生物植物
残体的沉积物，多由木质细胞和木质部分构成，它主要发育在深水沉积环境中，且随着沉
积环境的变化而发生变质作用。
在书中还介绍了沉积物的组成、地质特征、分布特征等，煤和含煤岩系的沉积物主要发育
在深水沉积环境中，沉积物的组成主要有碳酸盐岩、泥岩、硅质岩和火成岩，而它们的地
质特征有质量、粒度、颗粒形状、沉积岩的形态、成岩作用等，分布特征有垂直分布特征、水平分布特征等。
最后，本书还就煤和含煤岩系的沉积学理论、实验和实践进行了系统阐述。
它论述了沉积
学理论中关于煤和含煤岩系沉积的爬山原理、沉积物沉降速度等，并针对不同沉积环境提
出了相应的实验方案和实践案例，以便更好地了解沉积学的规律。
总之，《煤和含煤岩系的沉积学》是一本涉及沉积学理论、实验和实践的专著，从煤的地
质特征、产状、沉积环境到沉积物的组成、地质特征、分布特征等，论述了煤和含煤岩系
沉积学的知识，为石油矿物勘探提供了重要的理论指导。
含煤岩系
• • 煤层分类 •
•
炼焦用煤、非炼焦用煤、褐煤
按煤层稳定性分类
• 1、稳定性煤层：煤层厚度变化小，规律明显，结构简单， 全区可采或基本可采。 • 2、较稳定煤层：煤层厚度有一定变化，但规律明显，结 构简单至复杂，全区可采或大部分可采，可采区内煤层厚 度变化不大。 • 3、不稳定煤层：煤层厚度变化较大，无明显规律，结构 复杂至极复杂。 • 4、极不稳定煤层：煤层厚度变化极大，分布不连续，对 比困难。
含煤岩系
362、363
含煤岩系的煤层特征
煤系是指在一定地质历史时期连 续沉积形成的一套含有煤层并具有成 因联系的沉积岩系。通常又称为含煤 岩系、含煤建造、含煤地层等。熟悉 煤系岩层组合特征以及煤层特征，有 助于掘进工程中的层位定位、煤层对 比以及判断其基本情况等，为煤矿建 设和生产工作顺利进行取得良好的基 础。
煤层厚度------复杂结构煤层
复杂结构煤 层
总厚度
有益厚度
可采厚度
煤层按厚度分类
煤层厚度类型 薄煤层 中厚煤层 地下开采（m) 露天开采（m） <1.3 1.3~3.5 <3.5 3.5~10
厚煤层
>3.5
>10
煤层最低可采厚度
•
缓倾斜----<25º
倾斜------25º ~45º 急倾斜--->45º
知识小结
• • • • 煤层结构 • • 简单 （煤层顶底板之间的垂距） 按厚度分 厚 度 煤层分类 按倾角分 复杂 按稳定性分
•
（总厚度、有益可采厚度、最低可采厚度）
课堂作业
1、什么是有益可采厚度和最低可采厚度？ 2、按煤层厚度分，煤层分为哪几类？ 3、按倾角分，煤层分为哪几类？
煤矿地质学教学课件(经典版本)
木3、盆洋地中。脊：大洋中的线状海底隆起。其规模超过陆地上最大的山 6系、。洼洋地中脊：均陆由地火上山某岩些组成高，程有低地于震海和平火山面活的动低，洼其地发区生地。震时引
横向上的相变反映了同一时期不同地区的自然地理条件的差异： 陆相→滨海相→浅海相 砾岩砂岩→滨海砂岩→石灰岩
b.纵向相变 纵向即垂直岩层剖面方向上，纵向上的相
变反映了同一地区不同时间的自然地理环
砂岩
境的改变，其改变（环境）是地壳运动的
结果。如太行山东麓煤田的某剖面。
煤 陆相
B、海侵层位和海退层位： a.海侵：地壳下降，海水侵漫大地。 由海侵时期形成的岩层—海侵层位 b.海退：地壳上升，海水退出陆地—海退。
重力值。 重力异常--实测重力值与正常重力值（理论上的）之差。 正异常---实测值大于理论值，表明地下存在密度较大的物质。 负异常---实测值小于理论值，表明地下存在密度较小的物质。
四、温度 1）地壳浅部温度变化 （1）变温层：自地表向下约30米，受太阳辐射热的影响。 （2）恒温带：此带深度大约在地下30米处。既变温层的下界。 （3）增温带：在恒温层以下，温度随深度而逐渐增加，表示增温 规律的方法两种：
自然作用。
地质作用一方面不停息地破坏着地壳中已有的 矿物、岩石、地质构造和地表形态，另一方面又不 断地形成新的矿物、岩石、地质构造和地表形态。 各种地质作用既有破坏性，又有建设性，在破坏中 进行新的建设，在建设中又同时遭到破坏。
根据地质作用所进行的场所及能量来源的不同，
地质作用可分为内力地质作用和外力地质作用。
地质观察描述4：煤系、煤层、煤岩
地质观察描述4：煤系、煤层、煤岩地质观察描述4：煤系、煤层、煤岩一、煤系的观察描述煤系是含煤岩系的简称，指一套在成因上有共生关系并含有煤层（或煤线）的沉积岩系。
古气候、古地理环境是控制煤系形成的直接因素。
野外应注重观察煤系沉积岩的颜色、层理、层面构造、岩性特征、粒度特征、结构构造、生物化石特征以及在三维空间的分布形态。
● 含煤岩系的沉积体系有:（1）冲积扇成煤沉积体系：冲积扇是从山地峡谷向开阔平原转变地带上的一种河流冲积沉积体，它的表面相似于一段锥形面，通常成为大陆上最靠近物源区的粒度粗、分选差、沉积速率高的沉积体系。
（2）河流成煤沉积体系：河流作用一方面作为一种建造性的地质营力，为煤的聚集创造着成煤的场所和条件，另一方面作为一种改造性的地质营力，侵蚀和破坏着泥炭层或煤层。
河道的几何形态反映了河流多种参数的变化，依据河道的平面形态，将河流分为顺直河、辨状河、曲流河、网结河。
几种河流类型之间，存在着一系列过渡关系，它们在时间上、空间上可以互相演化。
无论是河流沉积体系充填的山间冲积平原，还是大型陆表海周边充填的开阔冲积平原都是成煤的重要场所。
（3）湖泊成煤沉积体系：主要是以淡水湖泊为主，多为陆源碎屑充填的滨海或内陆湖泊。
它与其它水体的不同之处主要在于它是一种闭合的水盆地，周围的陆源碎屑物质大部分都将搬运到盆地中，因些湖泊的碎屑沉积速度比海盆要快，湖水波浪的影响范围要小；此外，湖泊对气候因素的影响反映较快。
湖泊沉积体系中湖泊三角洲地带和滨湖地带都是成煤的良好场所。
（4）三角洲成煤沉积体系：由于河流作用沉积在水体（海、湖）中的陆上和水下连续的沉积体，称为三角洲。
通常指将河流入海的许多分道中，第一个分支以下的河流沉积地带。
以河流作用为主的三角洲体系往往为成煤提供了更有利的条件。
在不断推进的三角洲平原及三角洲前缘滨岸地带，都是泥炭沼泽发育的良好场所。
（5）滨岸带成煤沉积体系：指滨海平原的外缘一直到海水浪基面以上的地带，它是狭长的高海水能量的环境，是一种海、陆交互相的过渡地带。
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褐煤为40%-60%，
烟煤为10%-50%，
无烟煤小于10%。
（4）固定碳（FC）
测定挥发分时，剩下的不挥发物质称为焦 渣，焦渣减去灰分即为固定碳。
固定碳指煤在隔绝空气的高温加热条件下， 煤中有机质分解的残余物。
2.煤的粘结性
煤的粘结性是煤粒（一般直径小于0.2mm）在 隔绝空气受热后，能否粘结其本身或惰性物质 （即无粘结能力的物质）成焦块的性质。
（四）地壳运动条件 形成具有工业价值的厚煤层，需要有很厚的泥炭层。
而泥炭层的堆积和保存与地壳的升降运动有关。首先泥炭 层的堆积，要求地壳不断缓慢地沉降，其沉降的速度最好 与植物遗体堆积的速度大致平衡，这种平衡持续的时间越 长，形成的泥炭层就越厚，否则就形不成泥炭层或形成的 泥炭层较薄。其次，泥炭层的保存也需要地壳不断沉降。 此外，为使一个地区能形成较多的煤层，又要求地壳在总 的沉降过程中发生多次小型升降或间歇性沉降。因此，形 成煤要求地壳运动总的趋势是不断地缓慢沉降。
煤碳资源主要分部在哪些区域？煤矿工程 技术人员应该学习和掌握有关煤的一些知 识，如成煤作用，煤种，煤层厚度及其稳 定性，顶板、底板、标志层岩性，煤在地 下的赋存情况等 。
第一节 成煤作用
一、成煤植物 煤是由植物转变而来的。植物是成煤的原始物质。
植物分为低等和高等植物。 低等植物主要是由单细胞活多细胞构成的丝状和叶片
第二节 煤的物质组成、性质与分类
不同的煤种有不同的用途，这是由它的 化学组成、性质所决定的。因此，研究煤 的物质组成和性质，对于评价煤质和确定 煤的综合利用，都具有重要的实际意义。
一、煤岩成分和宏观煤岩类型
• 从岩石学观点来看，煤是一种可燃有机物。
像花岗岩是由石英、钾长石、斜长石矿物 组成的一样，腐植煤是由丝炭、镜煤、亮 煤四种成分组成。这四种成分称为煤岩成 分（亦称宏观煤岩组成）。
在地壳缓慢沉降过程中，同一地区，如果其沉降的幅 度不同，会造成煤层厚度的变化，出现分叉、变薄、尖灭 现象。
总之，在地壳发展过程中，只要某个地区同时具备以 上四个条件，而且彼此之间配合的较好，持续的时间也较 长，就能形成具有工业价值的煤层。如果彼此之间的配合， 只是短暂的，虽然也可能形成煤，但不可能形成具有工业 价值的煤层。
（一）煤的宏观组成（腐植煤） 1）镜煤：乌黑，色深光强，成分均一，性脆，贝
壳状断口，轮廓清晰，粘结性好，矿物杂质少， 裂隙发育，大多由结构镜质体，均质镜质体组成。 2）丝炭：外观像木炭，颜色黑灰色或浅灰色，纤 维状结构，丝绢光泽，疏松多孔，丝质体为主， 质轻者性脆，易污手，质重者，被矿物充填。 3）亮煤：表面隐约可见微细层理，光泽较强，结 构不均一 4）暗煤：含壳质组多，灰黑色，韧性好，油脂光 泽，水介质活动性强；含矿物质多，煤质差；含 惰质组多成分结构不均一，氧化环境。
煤中碳含量越多，煤的发热量越高。
煤中碳含量随煤的变质程度的加深而 增加 。
2．氢（H）
煤中有机质的第二个主要成分，也是煤燃烧 过程中产生热量的主要元素，每一千克氢完全燃 烧时能产生143.248MJ的热量，为碳元素的4.2倍。
腐泥煤的氢含量比腐植煤高; 氢含量随着变质程度的加深而减少。
3．氧（O）
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。
煤的视密度（曾称容重）是煤层储量计算的重要参数。 一般褐煤的视密度为1.05～1.20；烟煤的视密度为 1.20～1.40；无烟煤的视密度为1.35～1.80。
4.硬度和脆度
煤的硬度是指煤抵抗外来机械作用的能力。
按摩氏硬度计，一般煤的硬度介于1-4之间。
褐煤和焦煤硬度最小，约为2-2.5；无烟煤硬度最 大，接近4。
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%。
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。
数码编号的十位数表示挥发分的多少，数码越 小，挥发分越少。
数码编号的个位数对烟煤表示粘结性，数码越 小，粘结性越差；
对无烟煤和褐煤则表示煤化程度，数码越小， 煤化程度越高。
1.褐煤 2.长焰煤 3.气煤 4.肥煤 5.焦煤 6.瘦煤 7.贫煤 8.无烟煤
第三节 含煤岩系和煤田
一、含煤岩系及其类型
一、含煤岩系的组成
（一）煤层 1.煤层结构
1）简单结构 2）复杂结构
休息
2.煤层厚度
1）总厚度 2）有益厚度 3）最低可采厚度
在现有技术经济条件下开采 的煤层的最小厚度。
煤种
炼焦用煤 非炼焦用煤
褐煤
＜25° 0.60 0.70 0.80
煤层倾角
25~45° 0.50 0.60 0.70
状植物体。最大特点是没有根、茎、叶等器官的分化，构 造比较简单，多数生活在水中，如：菌类和藻类； 高等 植物的最大特点是有根、茎、叶等器官的分化，如：苔藓 植物、蕨类植物、裸子植物、被子植物等。除苔藓植物外， 其它植物常能形成高大乔木，具有粗壮的茎和根。
• 由低等植物形成的煤称为腐泥煤。
• 由高等植物形成的煤称为腐植煤（因其含
③ 最小分层厚度为3—10cm，视煤层厚度而定；
④ 每一种光泽类型，据构造、结构再分。
二、煤的性质
• 不同的煤，其各种元素的含量和化学结构
是不同的，这就造成了煤在化学性质和物 理性质上的差异，并使其在加工利用过程 中表现出不同的公艺性质。
（一）煤的化学组成
1．碳（C）
煤中有机质的主要成分，也是煤燃烧 过程中产生热量的重要元素，每一千克纯 碳完全燃烧时能放出34.107MJ的热量。
（一）植物条件 植物是成煤的原始物质，没有植物的生长繁
殖，就不可能有煤的形成。因此，植物的大量繁 殖是形成煤的基本条件。
从地球上生物演化的历史来看，虽然震旦纪 前就已经出现了生物，但是煤主要是在最近数亿 年内植物大量繁殖之后形成的。植物的大量繁殖 是从石炭纪开始，特别是石炭纪、二叠纪、侏罗 纪、白垩纪及第三纪，植物生长繁茂，种类繁多， 森林广布，对成煤十分有利。因此，伴随植物界 的飞跃，出现了地史上重要的聚煤期，即石炭— —二叠纪聚煤期，侏罗——白垩纪聚煤期及第三 纪聚煤期。上述三大聚煤期在我国均有聚煤作用 发生。
长焰煤 沥青光泽
黑色，带褐
深棕色
光
泽
气煤 强沥青光泽，
、
玻璃光泽
颜
肥煤
玻璃光泽
棕黑色
色ห้องสมุดไป่ตู้
焦煤
、
黑色
黑色，带棕
粉
瘦煤
强玻璃光泽
色
对
贫煤
金刚光泽 黑色，有时带
黑色
照
灰
表
无烟煤 似金属光泽 灰黒色，带古
灰黒色
铜色，钢灰色
3.煤的密度
密度是指单位体积煤的质量。单位为g/㎝3。其可分为 真密度和视密度两种。真密度体积不包括煤内部的孔 隙，而视密度体积则包括煤内部的孔隙。
第五章 煤与含煤岩系
第一节 成煤作用
一、成煤植物 二、成煤作用 三、成煤的必要条件
第二节 煤的物质组成、性质与分类
一、煤岩成分和宏观煤岩类型 二、煤的性质 三、煤的分类
第三节 含煤岩系和煤田
一、含煤岩系及其类型 二、 含煤岩系的组成 三、煤田、聚煤期及聚煤区
前言
• 煤是怎样形成的？它有什么特性？中国的
（三）自然地理条件
形成分布面积较广的煤层，必须要有适宜植 物广泛分布和大量繁殖、又能使植物遗体得以保 存的自然地理环境。自然界中，只有沼泽等具备 这种条件。因此，形成煤必须有适于发育大面积 沼泽化的自然地理环境。
沼泽是地表土壤充分湿润、季节性或长期性 积水的洼地。一般滨海的广阔平原、内陆湖泊、 泻湖海湾、山间或内陆盆地、宽广河谷的河漫滩、 河口三角洲平原等，受地壳升降、海水进退的影 响，容易发育成大片沼泽。
（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。
其危害极大，如炼焦时可使钢材具有冷脆性。
7．其它元素
煤中还存在许多稀有元素及放射性元素，如
锗（Ge） 镓（Ga） 铀（U） 钒（V） 砷（As） 氯（Cl）等。
（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（无烟煤）； 2、颜色：褐色（褐煤） → 黑色（烟煤）→ 钢灰色
（烟煤） ；
3、硬度：中等（褐煤）→ 低（烟煤）→ 高（无烟煤）； 4、脆度：小（褐煤）→ 大（烟煤）→ 小（无烟煤）；