煤矿地质学1-5

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华北石炭二叠纪聚煤区煤田分布图
• 1-第三纪煤田；2-晚侏罗世煤田；3-早、中侏罗世煤田；4--晚三叠世侏罗世煤田
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5-石炭二叠纪煤田；6-聚煤界线
（一）华北CP纪聚煤区 北界为阴山、燕山及长白山东段， 南界为秦岭、伏牛山、大别山及张八岭， 西界为贺兰山、六盘山； 东临黄海、渤海，
遍及14个省、市、自治区，既京、津、晋、冀、鲁、豫的全部， 辽、吉、内蒙的南部。甘、宁东部，陕、苏、皖北部。 • 1、中石炭统本溪组（C2b）
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？
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树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20. 10.1820 .10.18Sunday , October 18, 2020
• 煤中挥发分随变质程度的增高而减少，它是评价煤质和进行煤的 分类的重要依据。由于煤的挥发分与水分和矿物质无关，所以常 以煤的可燃基（煤的总量减去水分和灰分）挥发分作指标，代号 Vr。
4)固定碳（C）:煤中有机质分解后的不挥发物质。
在测量挥发分时，残留在坩埚的固态产物—焦渣。 固定碳=焦渣-灰分
2、元素分析
• 煤产地：煤田中由于后期构造影响而分隔开的一些 单独部分，或是某些面积和储量较小的含煤盆地。 煤产地又叫煤矿区。
• 我国的六大聚煤区：华北CP纪聚煤区、华南P纪聚煤区、东北J 纪聚煤区、西北J纪聚煤区、台湾第三纪聚煤区、西藏滇东中生 代及第三纪聚煤区。
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中国聚煤区划分示意图
• Ⅰ-东北聚煤区；Ⅱ-西北聚煤区；Ⅲ-华北聚煤区；Ⅳ-滇藏聚煤区；Ⅴ-华南聚煤区
第五章 煤与含煤岩系
第一节 煤的形成 第二节 煤的物质组成和性质 第三节 煤的分类及用途 第四节 煤系和煤田
第一节 煤的形成
煤的形成可划分两个阶段： 一、成煤的第一节阶段：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。 （一）腐泥的形成：
在腐泥形成过程中，若矿物质较多，可形成油页岩的前身。腐 泥若经受进一步的地质作用而形成的煤—腐泥煤。 （二）泥炭的形成：
可划分为北、中、南三个带。 • 北带：北纬37 °30 ´以北，大致包括辽西、承德、冀东、北京、
大同、宁武、桌子山等主要煤田。 • 中带：34 °30 ´—37 °30 ´之间，包括山东、冀中南、晋中南、山
西渭北等煤田，岩性多为中—细粒砂岩、泥岩和灰岩，中带的岩 性具有南北带过度的特色，普遍形成了重要的煤田。 • 南带：34 °30 ´以南地区，在地层剖面组成中占60%，煤层多而 厚，一般不可采。
（二）煤系类型 1、近海型煤系：沉积区往往是滨海平原或海边的泻湖、海湾以及
浅海。 2、内陆型煤系： （1）河床相或湖滨三 角洲相各种粒度的砂 岩； （2）河漫滩相的 粉砂岩； （3）沼泽相 的泥炭和煤层；
（4）湖泊相的泥岩、粉砂岩。
二、含煤岩系的组成 （一）煤层 1、煤层的结构 （1）简单结构的煤层：煤层中不含夹矸，但可能夹有一些小的矿
光泽作为标准进行划分。 • 3）在煤层描述时，划分的最小厚度与任务要求有关，通常为3—
10厘米。 • 4）观察时，必须选择新鲜面。 • 5）煤岩类型除描述外，还可以用煤层柱状表示。
二、煤的化学组成和性质 （一）煤的化学组成 1、工业分析： 1）水分（W）: • 外在水分：润湿在煤的表面和大气毛细孔中的水分。 • 内在水分：将除去外在水分以后的风干煤样，加热到102°-
（二）华南晚二叠世煤系
华南晚二叠世煤系分布地区广泛，遍及江南各省，煤种齐全，储量丰富。
煤系厚度：西部云贵川一带较薄，几十米---200余米。东部江西、福建、浙江 一带较厚，达400—600米。煤系的岩性、岩相在各地明显地受古陆及浅海的 控制。
1、云贵地区
• 靠近川滇古陆，以陆相碎岩为主，煤层较少。向东至六（枝）盘 （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。
第二节 煤的物质组成和性质
一、煤岩组分及煤岩类型
（一）煤岩组分：
1、丝炭 2、镜煤 3、亮煤 4、暗煤 （二）煤岩类型: 1、光亮型 2、半亮型 3、半暗型 4、暗淡型 使用煤岩类型应注意的问题： • 1）区分四种类型是根据其相对的光泽强度，因此只有变质程度
相同的煤，才能相互比较和划分。 • 2）煤是不均匀的，其不同条带的光泽差异较大，所以要以平均
地层、含煤建造。
（一）、煤系的特点： • 1、岩性主要为灰、灰绿及灰黑色的沉积岩组成。 • 2、煤系中沉积岩岩性主要上砾岩、各种粒度的砂岩、粉砂岩、
泥岩和煤组成，石灰岩也比较常见，砂岩中以石英砂岩和长石砂 岩为主。 • 3、不同时代、不同地区的含煤岩系，其岩系组合相差很大。 • 4、煤系的名称：（1）采用形成时代命名：华北C、P纪煤系； （2）用煤系发育良好、研究较早的地区命名。因此同一时代形 成的煤系在不同地区，常有不同的地区性名称。 5、煤系中的伴生矿产： 6、煤系的后期改造：
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。
物质透镜体或结核。 （2）复杂结构的煤层： 煤层中含有稳定的夹石层。 2、煤层的厚度 （1）简单结构的煤层 煤层顶底板之间的垂距。 （2）复杂结构的煤层 1）总厚度：煤层顶底间的距离。 2）有益厚度：顶、底板之 间，各煤分层厚度的总和。 3）可采厚度：目前经济技 术条件下可以开采的煤层厚度。
3、煤层的分类
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。
105°时所失去的水分，既吸附、凝聚在煤内部毛细孔隙中水。 煤中的全水分=外在水分+内在水分
2）灰分（A）:煤完全燃烧后，其中矿物质的固体残余。
矿物质和灰分是两个不同的概念 灰分对煤炭燃烧、加工利用都带来不利的影响：（1）灰分降低煤
的发热量；（2）增加运输成本；（3）导致高炉减产。
3）挥发分（V）:在隔绝空气的条件下，将煤加热到850℃ 从煤中有机物质分解出来的液体和气体产物称为挥发分。
4、煤层顶地板岩性： 1）顶板岩性：根据顶板岩层变形和垮塌的难易程度，可将顶板划
分为： （1）伪顶： （2）直接顶: （3）老顶： 2）底板岩石： （1）直接底：位于煤层之下直接与煤层接触
的岩石。 （2）老底：位于直接底以下的一套地层。
• 三、煤田、聚煤期和聚煤区
• 煤田：同一地史发展过程中形成的煤系经后期改 变所保留下来的， 比较连续分布的广大地区。
由泥炭经过进一步的地质作用而形成的煤—腐植煤。 在一些湖、沼过渡环境，由高、低等植物形成的混合型的煤— 腐植腐泥煤。 二、成煤的第二阶段 1、褐煤的形成： 2、烟煤的形成：
三、成煤的必要条件 形成具有开采价值的煤层必须具备下列四个条件：
（一）植物条件： （二）气候条件：潮湿、温暖的气候对成煤最有利。 （三）自然地理条件：形成分布面积较广的煤层，必须有适于发 生大面积沼泽化的自然地理条件。 （四）地壳运动条件： 1、泥炭层的聚积，要求地壳发生缓慢下降，下降速度=植物遗体 聚积速度。 2、泥炭层的保存并转变成煤层，要求地壳大幅度的沉降。 3、为了使同一地区形成较多的煤层，要求地壳在总的下降过程中 发生多次的升降或间歇性的下降。
一般厚20—50米，总的趋势是北厚南薄，本溪一带厚100—60米， 而平顶山、淮南地区则缺失这一时期的沉积。
本溪组不是主要含煤层位，煤层薄且不稳定，仅局部可采。 • 2、上石炭统太原组（C3t）
岩性以砂岩、粉砂岩和泥岩为主，间夹灰岩，煤层和少量砾岩， 全区厚度0—719米，一般70—100米。以山西为中心向南向北减薄， 向东、向西加厚。东部增厚区中心在淮北一带，厚度大于200米， 西部增厚区在贺兰山一带，最厚可达700余米。
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严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020 年10月 下午3时 33分20 .10.181 5:33Oc tober 18, 2020
煤是由有机质和无机质混合组成的，有机质是煤的主要组 成部分，有机质主要有C、H、O、N四种元素组成。
1）碳：煤的基本结构单元中最重要的元素。 2）氢：煤中第二重要元素，它是煤结构单元中侧链上的组成元素。 3）氧：也是组成煤的重要元素之一。 4）氮：含量较少，一般不超过3% 5）硫：可分为有机硫和无机硫两部分。通常测定的是煤中的全硫
（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、下二叠统下部山西组（P11）
• 煤系厚度变化规律：东厚西薄、北厚南薄。一般厚40—130米，陆相沉积占优 势。 根据岩性岩相组合仍然可划分三个带（与太原组相同）
• 北带：以陆相地层为主，大多数地区不是主要含煤地层。 • 中带：主要的含煤地层，煤层厚度较大而且稳定。为河床湖泊、沼泽相。 • 南带：煤层厚度减薄，常为较稳定的煤层。为过渡相沉积。
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。
（二）煤层中的顶、底板
二、煤的工业分类及用途
我国煤分类方案中，采用可燃基挥发分（Vr%）和胶 质层最大厚度（Y）两项指标，依次将煤划分成10大类 、24小类。
1、褐 煤 2、长 烟 煤 3、气 煤 4、肥 煤 5、焦 煤 6、瘦 煤 7、贫 煤 8、弱粘结煤 9、不粘结煤 10、无烟煤
第四节 煤系和煤田
一、煤系
煤系：一套含有煤层的沉积岩系。又称含煤岩系、含煤
（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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
薄煤层
<3.5m
<1.3m
中厚煤层
3.5-10m
1.3-3.5m
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人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。1 5:33:48 15:33:4 815:33 10/18/2 020 3:33:48 PM
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安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20. 10.1815 :33:481 5:33Oc t-2018- Oct-20
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加强交通建设管理，确保工程建设质 量。15:33:4815 :33:481 5:33Su nday , October 18, 2020