chap 6 煤岩学基础资料

煤矿地质学绪论一、煤矿地质学概述地质学地质学主要是研究地壳的科学。

具体地讲，它是研究地壳的构造、物质组成、发展变化、以及矿产的形成和分布规律等内容的科学。

现今地质学又分为许多有着一定联系、而又具有各自不同特点的学科，归纳起来可分为：静力地质学主要研究地壳的物质组成，包括结晶学、矿物学、岩石学。

动力地质学主要是研究改变地壳地貌、地壳组成和构造变动的因素，包括构造地质学、大地构造学、新构造运动学、地貌学和地质力学等。

历史地质学主要研究地壳发展和生物演化的历史及其演变规律，包括古生物学、地史学等。

矿产地质学主要研究矿产的形成及其分布规律，它包括矿床学、水文地质学、矿山地质学、石油地质学、煤田地质学。

此外还有地质学与其它学科相结合而产生的新学科，如地球化学、地球物理、数学地质和遥感地质。

煤矿地质煤矿地质就是利用地质基础知识，研究煤的生成、煤的赋存状态、确定煤的资源储量及煤的用途，研究分析和解决影响矿井建设与采煤的地质因素，达到指导采掘工程的正常进行而发展起来的一门生产实践性较强的学科。

二、煤矿地质学的特点及研究方法煤矿地质学是运用地质理论，解决煤矿地质问题的应用地质学，它与煤矿建设、开拓、开采紧密结合，是具有实践性很强的学科。

研究方法遵循“实践—认识—实践”的认识过程来进行研究。

一方面要进行大量的直接观察和实验，获得详尽的实际资料；另一方面将获得的大量资料不断加以“归纳、分析研究、判断、推理”，将感性知识上升到理性知识，然后再将得到的理性知识去指导实践，并在实践中加以验证、补充与修改，使之更加符合客观实际。

因此，地质工作者需要采取观察、实验、归纳、总结、去粗取精，去伪存真、由表及里的建立一套完整的地质工作方法。

三、煤矿地质与煤矿建井、地下开采、露天开采及煤矿测量的关系煤矿地质资料是煤矿建井、地下采煤、露天采煤的设计依据。

煤矿地质工作不仅是新井建设，矿井持续生产、老矿挖潜、以及解决水、火、瓦斯、冒顶等矿井灾害问题的重要手段，同时又是指导煤矿安全正常生产不可缺少的重要依据。

1.区别解理、层理与节理？解理：指在力的作用下矿物晶体按一定方向破裂并产生光滑平面的性质。

沿着一定方向分裂的面称解理面。

层理：沉积岩中因先后沉积的物质颗粒的成分、大小、形状和颜色不同而形成的成层现象。

节理：岩层或岩体中的某一部位分布着具有一定方向的裂隙，将岩层或岩体分割成许多岩块，但裂隙两侧的岩块没有发生显著的位移，这种断裂结构称为节理。

其破裂面称节理面。

2.简述煤层厚度变化的原因及对生产的影响。

煤层的原生变化和后生变化。

原生变化包括沼泽基底不平、沼泽内部不均衡沉降、河水海水对泥炭的冲刷。

后生变化包括褶皱、断层、岩浆侵入、河水海水冲蚀等地质构造作用a影响采掘布置(原分层开采的厚煤层，由于煤厚变薄，只能改为单层开采。

原一层采全厚的煤层，由于煤层增厚。

又要改为分层开采）b影响采煤工艺（煤层厚度变化直接影响采煤工艺，采煤方法的选择）c影响计划生产（工作面内煤层变薄，引起工作面回采提前，造成采掘失调。

工作面接续紧张。

采掘工作面，对煤层稳定程度要求更高，煤厚变化影响生产效率）d掘进率增高（为探明煤厚变化，需要布置探巷，有时煤层尖灭造成废巷）e回采率降低（煤厚变化，造成面积损失，降低回采率。

）3.煤矿生产中常用的地质图件及其中三大地质图件煤矿生产需要的地质图件：地质地形图、地质剖面图、水平切面图、煤层底板等高线图、煤层立面投影图、钻孔柱状图、煤岩层对比图、水文地质图等。

三大地质图件分别为：地质地形图、地质剖面图、水平切面图4.什么是内力地质作用，其具体包括哪几种;什么是外力地质作用，其具体包括哪几种。

由地球内部能量引起的地质作用称内力地质作用。

内力地质作用分为构造运动、岩浆运动、变质作用和地震作用。

由地球外部能量引起的地质作用称为外力地质作用。

外力地质作用按外应力的类型可分为河流地质作用、地下水的地质作用、冰川的地质作用、湖泊和沼泽的地质作用、风的地质作用和海洋的地质作用，按其发生的顺序可分为风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用和成岩作用。

第一章成煤原始物质与堆积环境成煤作用：从植物死亡堆积到形成煤炭的过程。

分两个阶段：①腐泥化（泥炭化）阶段：主要发生于地表的泥炭沼泽、湖泊以及浅海滨岸地带，主要作用：菌解作用（表生的生物地球化学作用）结果：使低等植物转变为腐泥，高等植物则形成泥炭。

②煤化作用阶段：泥炭由于地层沉降等原因被沉积物覆盖掩埋于地下深处经成岩作用，即煤在温度、压力条件下进一步转化的物理化学作用，使碳的含量进一步增加，成为褐煤；其后有的经历变质作用阶段，是褐煤受高温高压的影响而变为烟煤和无烟煤的过程。

植物组成低等植物：菌类，藻类（构造简单，无根、茎、叶等器官的分化。

如：发菜，海带，紫菜）苔藓、蕨类、裸子植物，被子植物（构造复杂，有根、茎、叶的区别）。

三个大的成煤期：(1)古生代的石炭纪和二叠纪，成煤植物主要是孢子植物。

主要煤种为烟煤和无烟煤。

(2)中生代的侏罗纪和白垩纪，成煤植物主要是裸子植物。

主要煤种为褐煤和烟煤。

(3)新生代的第三纪(古近纪新近纪)，成煤植物主要是被子植物。

主要煤种为褐煤，其次为泥炭，也有部分年轻烟煤。

低等植物主要组成：碳水化合物、蛋白质。

脂肪含量较高。

高等植物主要组成：纤维素、半纤维素、木质素为主。

泥炭沼泽的形成需具备三个条件：气候、地理、构造。

气候：适于植物的生长，地理：有水体，构造：沼泽要持续缓慢沉降。

沼泽分类:一）沼泽体发育过程的形式与阶段；可分为高位型、低位型；低位、中位、高位是根据土壤中水的来源划分发育过程由低级到高级阶段，因此有富养（低位）、中养（中位）和贫养（高位）之分。

低位沼泽：主要由地下水补给、潜水面较高的沼泽；高位沼泽：主要以大气降水为补给来源的泥炭沼泽；中位沼泽或过渡沼泽：兼有低位沼泽和高位沼泽的特点，其水源部分由地下水补给，部分又由大气降水补给的沼泽。

富养（低位）沼泽特征：是发育的最初阶段。

表面低洼，经常成为地表径流和地下水汇集的所在。

水源补给主要是地下水，潜水面较高。

随着水流带来大量矿物质，营养较为丰富，灰分较高。

煤地质学重点煤地质学重点整理第1章成煤原始物质与堆积环境三大聚煤期：1)石炭-二叠纪是全世界范围内最重要的聚煤时期，地势比较平坦，植物繁盛，聚煤作用强，为第一大聚煤时期，形成了分布广泛的聚煤盆地和含煤地层。

2)自晚二叠世晚期至中生代，是裸子植物最为繁盛的时代。

侏罗纪和早白垩世被认为是世界上第二个重要的聚煤期。

在我国，侏罗纪是最为重要聚煤时期。

3)早白垩世以后至古、新近纪是植物进入到高级发展的重要阶段。

但是，这个时期构造活动更加强烈，气候分带也更加明显。

这个时期被称为世界上第三个重要聚煤时期。

植物遗体不是在任何环境下都能够堆积起来而转化成泥炭和腐泥的，必须具备两个基本条件：（1）必须有大量植物的持续繁殖和发展，这是成煤的物质基础；（2）植物遗体堆积起来后应及时与空气隔绝，以使植物遗体不被分解，能保存下来并进一步转化成泥炭或腐泥。

自然界中，符合这两个条件的堆积环境中，最主要的是沼泽（或泥炭沼泽）。

泥炭：是沼泽中死亡植物残体不断积累转化形成的天然有机矿产资源。

沼泽：指有植物生长的常年积水的洼地。

沼泽中植物死亡后其遗体能够被沼泽水所覆盖，使其与空气隔绝而不被完全氧化分解，并在逐渐堆积过程后经以生物化学作用为主的变化后可转变成泥炭的，称为泥炭沼泽。

泥炭沼泽的形成条件：1、低洼的能够积水的地形和能够给植物提供养分的土壤；2、年降水量大于蒸发量的气候条件；3、入水量（流入的地表水、地下水与大气降水）>出水量（流出的地表水、地下水与蒸发量）。

泥炭沼泽类型：按泥炭沼泽的表面形态和水源补给，以及养分和植被等特征，泥炭沼泽可划分：低位泥炭沼泽（定义：地形低洼，潜水面较高，主要由地下水补给，潜水面与沼泽水位基本相同。

又称富营养泥炭沼泽，对成煤最为有利。

）、高位泥炭沼泽（水源主要是由大气降水补给的沼泽。

其水面位于潜水面之上，水源不充足，水中缺少矿物质，因而一般没有高大的植物生长。

又称贫营养泥炭沼泽，在成煤过程中的作用不太重要。

煤岩学基础一、煤岩学概念煤是由有机物质和无机矿物质混合组成的一种固体可燃有机岩。

煤岩学是把煤作为一种有机岩石，用岩石学的方法研究煤的物理性质、化学组成和工艺性质，进而确定其成因及合理用途的科学。

肉眼观察，煤是由各种宏观煤岩成分组成的，这些宏观煤岩成分组合成不同的宏观煤岩类型。

用显微镜观察时煤则由各种显微煤岩组分组成，这些显微煤岩组分组合成不同的显微煤岩类型。

不同的宏观煤岩成分和宏观煤岩类型由不同的显微煤岩类型组成。

不同的煤层，由于原来聚积条件不同，其煤岩组成也不相同。

在煤化过程中，各种煤岩组成均发生了深刻变化。

二、宏观煤岩特征1．腐植煤的宏观煤岩成分宏观煤岩成分是用肉眼可以区分的煤的基本组成单位，包括镜煤、亮煤、暗煤和丝炭。

镜煤和丝炭是简单的煤岩成分，暗煤和亮煤是复杂的煤岩成分。

镜煤的颜色深黑、光泽强，是煤中颜色最深和光泽最强的成分。

其质地纯净、结构均一，具贝壳状断口和内生裂隙。

丝炭外观像木炭，颜色灰黑，具明显的纤维状结构和丝绢光泽，丝炭疏松多孔、性脆易碎、能染指。

丝炭的胞腔有时被矿物质充填，称为矿化丝炭，矿化丝炭坚硬致密、相对密度较大。

在煤层中，丝炭常呈扁平状透镜体沿煤层的层理面分布，厚度多在1～2 mm至几毫米之间，有时能形成不连续的薄层；个别地区丝炭层的厚度可达几十厘米以上。

亮煤的光泽仅次于镜煤，一般呈黑色、较脆易碎，断面比较平坦、相对密度较小。

亮煤的均一程度不如镜煤，表面隐约可见微细层理。

亮煤有时也有内生裂隙但不如镜煤发育。

在煤层中，亮煤是最常见的宏观煤岩成分，常呈较厚的分层，有时甚至组成整个煤层。

暗煤的光泽暗淡，一般呈灰黑色、致密坚硬、相对密度大，韧性强，不易破碎，断面比较粗糙，一般不发育内生裂隙。

在煤层中，暗煤是常见的宏观煤岩成分，常呈厚、薄不等的分层，也可组成整个煤层。

2．腐植煤的宏观煤岩类型各种宏观煤岩成分的组合有一定的规律性，造成煤层中有光亮分层也有暗淡分层。

这些分层厚度一般为十几厘米至几十厘米，在横向上比较稳定。