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。没有可靠的地质资料不可能做出正确的矿井设计，没有正确的地质工作就不能正确地进行建井与回采。由此可见，矿井地质工作在煤矿建井、煤矿生产过程中占有重要位置。
煤矿地质灾害概述
一、煤矿地质灾害的分类
(1)突发性地质灾害
这类灾害具有突发、高能、危害性大和持续时间短的特点，如：井下突水、突泥、瓦斯和煤尘爆炸、煤与瓦斯突出等 .
(2)渐发性地质灾害
这类灾害包括沙漠化、地面沉降、土地盐渍化、水土流失、煤层及煤矸石自燃等，具有发生相对缓慢、危害不甚剧烈但持续时间较长的特点。
(3)可突发也可渐发的地质灾害
由于地质环境的复杂性和多样性，以及外力地质作用的强弱变化，下列地质灾害可以是突发的，也可以是渐发的：滑坡、地裂缝、岩溶塌陷、岸边坍塌。
二、煤矿地质灾害的特点
1.群发性
采煤工程破坏地质环境的平衡。引起地质环境的反馈，其反馈行为所导致的灾害往往不是孤立的，常在同一煤矿区时某一时段集中形成灾害群。
煤矿地质灾害概述
2.衍生性
原生环境地质灾害还常常衍生一连串的次生灾害，形成一系列有成因联系的灾害链。例如煤矿生产对环境的影响可分为直接的（通常是长期的） 和间接的（通常是短期的），但两种类型的环境影响结果可以认为是一种链锁反应。
3.区域性 就各种灾害的内部联系而言，它们受一定区域性条件控制， 如受区域性构造条件、区域性煤系岩性组合特征、区域性煤变质条件、区域性地理条件和区域性气候条件的控制和影响。因此，在灾害时空演化和分布上表现出区域性的特点。
4．发灾持续时间的多样性
煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸、煤尘爆炸、矿井突水、顶板冒落等灾害，往往具有突发性，发灾时间短、强度高，破坏性大。
5.不可避免性和可防御性
煤矿环境地质灾害是按一定规律、达到一定程度后发生的。在目前技术经济条件下，乃至今后一定时期内，要完全避免是不可能的。但这些灾害又是可以防御的，随着研究的深入、经验的积累，依靠科技进步进行预测预报和积极治理，对灾害进行控制，减少灾害，减轻灾害损失是可能的。
6.影响的多方面性
第 1 页 共 14 页 煤矿安全生产基础知识
煤矿安全生产是指在煤矿开采过程中，保证煤矿职工生命安全和财产安全的各项制度、措施和活动。煤矿安全生产的基础知识是煤矿职工必须了解和掌握的基本知识，它涉及到煤矿安全管理的各个方面，包括煤矿地质、矿山工程、煤层气、爆炸与瓦斯治理、通风与防尘、机电设备、火灾与救援等方面的知识。下面就煤矿安全生产的基础知识进行详细介绍。
一、煤矿地质知识
1. 煤炭的形成和类型：煤炭是经过植物残体在地质作用过程中形成的一种矿石。根据煤炭的不同形成过程和物质组成，可分为无烟煤、炼焦煤、褐煤等。
2. 煤层的结构和分层规律：煤层是煤炭存在的地质层位，它由多种不同的岩石和矿物组成，在矿井中采用不同的开采方法。
3. 煤层的产状和斜层煤层的开采：煤层的产状指煤层的起伏、倾角和厚度等特征。斜层煤层是指倾角大于10度的煤层，其开采需要采用斜井或斜巷等方式。
二、矿山工程知识
1. 井巷的分类和工程结构：根据其用途和形式，井巷可以分为主井巷、副井巷、联络井巷等。井巷的结构包括井筒、巷道、门控、支护等。 第 2 页 共 14 页 2. 煤矿开拓和采矿工艺：煤矿开拓是指通过煤矿井巷等工程设施将煤矿开采出来的过程。采矿工艺包括采煤、运输、支护、通风等一系列工作。
3. 矿山水文地质和地下水的抽排：矿山水文地质是指矿山周围地区的水文地质条件。地下水的抽排是指将矿井中的地下水抽出，以防止水灾事故发生。
三、煤层气知识
1. 煤层气的产生、储存和释放：煤层气是指在煤层中储存的气体，主要成分是甲烷。煤层气的产生和储存与煤炭的形成过程有关。
2. 煤层气的勘探和开发：煤层气的勘探主要是通过钻探、测井等方法找到煤层气的存在和储量。煤层气的开发则包括钻井、井眼完善、井筒设备安装等工作。
四、爆炸与瓦斯治理知识
1. 煤尘爆炸的危害和防治措施：煤尘爆炸是指煤矿井巷中煤尘与火源接触产生爆炸的现象。煤尘爆炸具有破坏力强、速度快等特点，应采取防尘措施和消防措施来预防。
煤矿地质知识
1、煤的形成和分类
1、煤的形成
我国的主要成煤时期为石炭纪、二叠纪、侏罗纪和第三纪。煤是由古代植物的遗体变化而成的，需要经过漫长的极其复杂的生物化学、物理化学作用。植物分为低等植物和高等植物。由低等植物形成的煤称为腐泥煤，在我国俗称“石煤”（因其灰分即矿物质含量高，外观似黑色岩石而得名）；由高等植物形成的煤称为腐植煤，因其含有大量的腐植酸而得名。在自然界，腐植煤占绝大多数，目前开采的也主要是腐植煤。
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，大致分为三个阶段，即泥炭化阶段、煤化阶段和变质阶段，如图3-1所示。在泥炭化阶段，低等植物及浮游生物遗体经腐泥化作用形成腐泥，高等植物遗体经泥炭化作用形成泥炭；在煤化阶段，腐泥转变为腐泥煤，泥炭经煤成岩作用转变为褐煤，褐煤经煤变质作用转变为烟煤和无烟煤等。褐煤、烟煤、无烟煤均属腐植煤类。
（2）煤的分类 衡量煤炭质量的指标主要是煤中的水分、灰分、挥发分、固定碳、胶质厚度、发热童及含岩率等。我国煤炭主要分类方法根据不同标准有不同分法，以煤的挥发分、黏结性指数、胶质层厚度为依据，把煤分为14个大类29个小类。
1）无烟煤，是煤化程度最高的一类煤。挥发分低，含碳量最高、光泽强、硬度高、密度大、燃点高、无黏结性、燃烧时无烟。这类煤还按其挥发分产率及用途分为3个小类别：挥发分产率在3. 5%以下的无烟煤一号，作碳素材料等高碳材料较好;挥发分产率为3.5%〜6.5%的无烟煤二号，是生产合成煤气的主要原料；挥发分产率大于6.5%的无烟煤三号，可作为高炉喷嘴燃料。这三类无烟煤都是较好的民用燃料。
2）贫煤，是烟煤中煤化程度较高、挥发分最低而接近无烟煤的一类煤，国外也称之为半无烟煤。这种煤燃烧时火焰短，但热值较高，无黏结性，加热后不产生胶质体，不结焦，多作动力或民用燃烧使用。
3）贫瘦煤，在烟煤中煤化程度较高、挥发分较低的煤，受热后只产生少量胶质体，黏结性较差，其性质介于贫煤和瘦煤间，大部分作为动力或民用燃料，少量用于制造煤气燃料。
