1、采煤概论李红涛安全工程学院采矿教研室第一篇第一篇 煤矿地质煤矿地质第一章第一章 煤矿地质知识煤矿地质知识第二章第二章 煤矿地质图煤矿地质图第一章第一章 煤矿地质知识煤矿地质知识第一节第一节 地质作用、地壳的物质组成及地史概念地质作用、地壳的物质组成及地史概念 第二节第二节 煤的形成及煤系煤的形成及煤系 第三节第三节 煤的性质及工业分类煤的性质及工业分类第四节第四节 煤层埋藏特征煤层埋藏特征第五节第五节 煤田地质勘探及矿井储量煤田地质勘探及矿井储量 地球不是均质体，其物质组成的分布呈同地球不是均质体，其物质组成的分布呈同心圈层结构。大致以地壳表层为界分为外心圈层结构。大致以地壳表层为界分为外圈和
2、内圈。圈和内圈。外圈包括：大气圈、水圈、生物圈。外圈包括：大气圈、水圈、生物圈。内圈包括：地壳、地幔、地核。内圈包括：地壳、地幔、地核。具体结构见下表具体结构见下表一、地球的圈层结构一、地球的圈层结构第一节第一节 地质作用等地质作用等一、地球的圈层结构一、地球的圈层结构第一节第一节 地质作用等地质作用等地球（以地表地球（以地表为界）为界）外圈层（根据物质性外圈层（根据物质性质和状态的不同）质和状态的不同）大气圈大气圈水水 圈圈生物圈生物圈 内圈层（根据地震波内圈层（根据地震波提供的信息）提供的信息）地地 壳壳硅铝层硅铝层硅镁层硅镁层地地 幔幔上地幔上地幔下地幔下地幔地地 核核外外 核核内内 核
3、核一、地球的圈层结构一、地球的圈层结构第一节第一节 地质作用等地质作用等(一一)地质作用的概念地质作用的概念凡是由自然动力所引起的地壳物质成分、内部结凡是由自然动力所引起的地壳物质成分、内部结构以及外部形态发生变化和发展的过程称为地质构以及外部形态发生变化和发展的过程称为地质作用。作用。(二二)地质作用的分类地质作用的分类根据地质作用的能源不同，地质作用分为两大类：根据地质作用的能源不同，地质作用分为两大类：内力地质作用、外力地质作用。内力地质作用、外力地质作用。第一节第一节 地质作用等地质作用等二、地质作用二、地质作用(三三)内力地质作用的概念和分类内力地质作用的概念和分类1.1.内力地质作
4、用内力地质作用由地球内部能量引起的地壳物质成分、内部构由地球内部能量引起的地壳物质成分、内部构造、地表形态发生变化的地质作用，叫内力地造、地表形态发生变化的地质作用，叫内力地质作用。质作用。2.2.按作用的性质和方式，内力地质作用分为按作用的性质和方式，内力地质作用分为地壳运动、地震作用、岩浆作用、变质作用。地壳运动、地震作用、岩浆作用、变质作用。第一节第一节 地质作用等地质作用等二、地质作用二、地质作用二、地质作用二、地质作用(四四)外力地质作用的概念和分类外力地质作用的概念和分类1.1.外力地质作用外力地质作用 外力地质作用是指以地球外部的太阳能以及日月引力能外力地质作用是指以地球外部的太
5、阳能以及日月引力能为能源，并通过大气、水、生物因素所引起的风、雨、为能源，并通过大气、水、生物因素所引起的风、雨、冰雪、冰川、河流、海浪等营力产生各种地质作用。冰雪、冰川、河流、海浪等营力产生各种地质作用。2.2.外力地质作用分类外力地质作用分类 外力地质作用包括：风化作用、剥蚀作用、搬运作用、外力地质作用包括：风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用、固结成岩作用等。沉积作用、固结成岩作用等。第一节第一节 地质作用等地质作用等三、地壳物质组成三、地壳物质组成地壳由岩石组成，岩石是矿物的集合体，矿物由地壳由岩石组成，岩石是矿物的集合体，矿物由化学元素结合而成。化学元素结合而成。(一一)矿物矿物矿
6、物矿物是地壳中的一种或多种化学元素在各种地质是地壳中的一种或多种化学元素在各种地质作用下形成的天然单质或化合物。矿物是组成岩作用下形成的天然单质或化合物。矿物是组成岩石和矿石的基本单位。石和矿石的基本单位。到目前人们所认识的矿物已达到目前人们所认识的矿物已达20002000多种。多种。第一节第一节 地质作用等地质作用等三、地壳物质组成三、地壳物质组成(一一)矿物矿物 矿物的形态可以分为两类：单体的形态与集合体形态。矿物的形态可以分为两类：单体的形态与集合体形态。1.1.矿物单体的形态矿物单体的形态第一节第一节 地质作用等地质作用等三、地壳物质组成三、地壳物质组成(一一)矿物矿物2.2.矿物集合
7、体的形态矿物集合体的形态第一节第一节 地质作用等地质作用等三、地壳物质组成三、地壳物质组成(二二)岩石岩石岩石岩石是构成地壳和上地幔固态部分的基本是构成地壳和上地幔固态部分的基本物质，它是天然产出的一种或多种矿物在物质，它是天然产出的一种或多种矿物在各种地质作用下形成的、具有一定结构、各种地质作用下形成的、具有一定结构、构造的集合体。构造的集合体。第一节第一节 地质作用等地质作用等三、地壳物质组成三、地壳物质组成(二二)岩石岩石按成因分为三大类：岩浆岩（火成岩）、沉积岩、按成因分为三大类：岩浆岩（火成岩）、沉积岩、变质岩。变质岩。1.1.岩浆岩：岩浆岩：岩浆冷凝后形成的岩层，如花岗岩、玄岩浆冷
8、凝后形成的岩层，如花岗岩、玄武岩等。武岩等。第一节第一节 地质作用等地质作用等三、地壳物质组成三、地壳物质组成(二二)岩石岩石2.2.沉积岩：沉积岩：由先形成的三大类由先形成的三大类岩石经风化、剥蚀、搬运作岩石经风化、剥蚀、搬运作用形成的岩石。用形成的岩石。其特点是成层状态。其特点是成层状态。如砾石、砂岩、页岩、石灰如砾石、砂岩、页岩、石灰岩、煤等。岩、煤等。第一节第一节 地质作用等地质作用等三、地壳物质组成三、地壳物质组成(二二)岩石岩石3.3.变质岩：变质岩：受变质作用或高温高压作用已改变了成受变质作用或高温高压作用已改变了成份和性质的岩石。份和性质的岩石。如大理岩、石英岩、千枚岩、片岩和
9、片麻岩等。如大理岩、石英岩、千枚岩、片岩和片麻岩等。第一节第一节 地质作用等地质作用等三、地壳物质组成三、地壳物质组成(二二)岩石岩石由于地质作用的复杂性、多期性与漫长性，三大由于地质作用的复杂性、多期性与漫长性，三大类岩石之间可以相互转化。类岩石之间可以相互转化。第一节第一节 地质作用等地质作用等三大岩石相互关系三大岩石相互关系岩石循环转化示意岩石循环转化示意四、地史的概念四、地史的概念年代地层单位和地质年代单位年代地层单位和地质年代单位1.1.概念：概念：1)1)年代年代地层单位地层单位地层单位，代表一定时间范围地层单位，代表一定时间范围内形成的地层内形成的地层依据：生物演化的阶段性。顶底
10、界面具有严格的依据：生物演化的阶段性。顶底界面具有严格的等时性。等时性。2)2)地质地质年代单位年代单位时间单位，代表地史中一定时时间单位，代表地史中一定时间范围。间范围。第一节第一节 地质作用等地质作用等四、地史的概念四、地史的概念年代地层单位和地质年代单位年代地层单位和地质年代单位2.2.二者具有对应关系二者具有对应关系年代地层单位地质年代单位年代地层单位地质年代单位宇宙宇宙界代界代系纪系纪统世统世阶期阶期时带时时带时第一节第一节 地质作用等地质作用等二、地层单位分类二、地层单位分类年代地层单位和地质年代单位年代地层单位和地质年代单位3.3.地质年代表地质年代表第一节第一节 地质作用等地质
11、作用等第二节 煤的形成及煤系一、煤的形成二、煤系的概念一、煤的形成一、煤的形成(一一)煤形成的主要影响因素煤形成的主要影响因素煤是由古代植物遗体演化而形成的。煤是由古代植物遗体演化而形成的。煤层的形成受以下因素的影响：煤层的形成受以下因素的影响：(1)(1)古植物条件古植物条件(2)(2)古气候条件古气候条件(3)(3)古构造条件古构造条件第二节 煤的形成及煤系一、煤的形成一、煤的形成(二二)成煤作用成煤作用 植物遗体堆积，到转变为煤的全部过程叫成煤作用。这植物遗体堆积，到转变为煤的全部过程叫成煤作用。这个过程经历了复杂的生物化学作用和物理化学作用。个过程经历了复杂的生物化学作用和物理化学作用
12、。成煤作用分为二个阶段：成煤作用分为二个阶段：p泥炭化（腐泥化）阶段泥炭化（腐泥化）阶段p煤化阶段（包括成岩作用和变质作用）。煤化阶段（包括成岩作用和变质作用）。第二节 煤的形成及煤系(二二)成煤作用成煤作用1.1.泥炭化（腐泥化）阶段泥炭化（腐泥化）阶段 植物繁殖、死亡、堆积，在微生物作用下不断分解、化植物繁殖、死亡、堆积，在微生物作用下不断分解、化合、聚积，高等植物形成泥炭，低等植物形成腐泥。合、聚积，高等植物形成泥炭，低等植物形成腐泥。1)1)腐泥化作用腐泥化作用 (1)(1)概念概念低等植物和浮游生物在湖泊、泻湖、海湾等还低等植物和浮游生物在湖泊、泻湖、海湾等还原环境中转变成腐泥的生物
13、化学作用叫腐泥化作用。原环境中转变成腐泥的生物化学作用叫腐泥化作用。(2)(2)腐泥腐泥含大量水分的黑灰、黑褐色冻胶淤泥状物质。含大量水分的黑灰、黑褐色冻胶淤泥状物质。一、煤的形成一、煤的形成第二节 煤的形成及煤系一、煤的形成一、煤的形成(二二)成煤作用成煤作用1.1.泥炭化（腐泥化）阶段泥炭化（腐泥化）阶段2)2)泥炭化作用泥炭化作用 (1)(1)概念概念高等植物遗体在泥炭沼泽中经复杂的生物化学、物理高等植物遗体在泥炭沼泽中经复杂的生物化学、物理化学作用转变为泥炭的过程叫泥炭化作用。分为二个阶段：化学作用转变为泥炭的过程叫泥炭化作用。分为二个阶段：第一阶段：第一阶段：在沼泽浅部植物遗体受氧化
14、、分解。在沼泽浅部植物遗体受氧化、分解。第二阶段：第二阶段：随积水深度增加，氧化环境被还原环境代替，产随积水深度增加，氧化环境被还原环境代替，产生腐植酸和沥青质，形成泥炭。生腐植酸和沥青质，形成泥炭。(2)(2)泥炭泥炭黄褐、黑褐色，无光泽、质地疏松状物质，风干可黄褐、黑褐色，无光泽、质地疏松状物质，风干可作燃料，也可作化工原料和肥料。作燃料，也可作化工原料和肥料。第二节 煤的形成及煤系一、煤的形成一、煤的形成(二二)成煤作用成煤作用2.2.煤化阶段煤化阶段 泥炭或腐泥形成后，由于地壳下降而被其它沉积物覆盖，泥炭或腐泥形成后，由于地壳下降而被其它沉积物覆盖，则进入了煤化作用阶段。此时生化作用停
15、止，代之以物则进入了煤化作用阶段。此时生化作用停止，代之以物理化学作用。这个过程包括了二个连续过程：理化学作用。这个过程包括了二个连续过程：1)1)成岩作用成岩作用泥炭泥炭(腐泥腐泥)在温度、压力作用下，经压实、在温度、压力作用下，经压实、脱水、固结转变成褐煤脱水、固结转变成褐煤(腐泥煤腐泥煤)。2)2)变质作用变质作用褐煤继续在温度、压力、时间影响下转变为褐煤继续在温度、压力、时间影响下转变为烟煤、无烟煤、天然焦或石墨。烟煤、无烟煤、天然焦或石墨。第二节 煤的形成及煤系一、煤的形成一、煤的形成(二二)成煤作用成煤作用3.3.成煤过程成煤过程古植物成煤过程古植物成煤过程 第二节 煤的形成及煤系
16、二、煤系的概念二、煤系的概念(一一)煤系的概念煤系的概念 指在一定地质时间内，形成的具有成因联系且连指在一定地质时间内，形成的具有成因联系且连续沉积的一套含煤岩系。续沉积的一套含煤岩系。(二二)煤系地层煤系地层在煤的形成过程中，煤层上下同时形成许多岩层，在煤的形成过程中，煤层上下同时形成许多岩层，这些夹有煤层的岩层是在同一个成煤时期形成的，这些夹有煤层的岩层是在同一个成煤时期形成的，称为煤系地层。称为煤系地层。第二节 煤的形成及煤系第三节第三节 煤的性质及工业分类煤的性质及工业分类一、煤的性质一、煤的性质1、煤的物理性质：、煤的物理性质：光泽、颜色、条痕、硬度、脆度、比重和容重、光泽、颜色、条
17、痕、硬度、脆度、比重和容重、导电性。导电性。2、煤的化学组成：、煤的化学组成：有机质和无机质，主要元素有：碳、氢、氧、有机质和无机质，主要元素有：碳、氢、氧、氮、硫、磷。氮、硫、磷。第三节第三节 煤的性质及工业分类煤的性质及工业分类变质程度变质程度光泽光泽颜色颜色硬度硬度脆度脆度容重容重导电性导电性褐煤褐煤无光泽暗淡无光泽暗淡沥青光泽沥青光泽褐色褐色黑褐色黑褐色2.02.5脆度较脆度较小有一小有一定韧性定韧性1.051.2不良导不良导体，导体，导电性随电性随变质程变质程度增高度增高而增加而增加烟烟煤煤长焰煤长焰煤沥青光泽沥青光泽褐黑色褐黑色2.81.21.4气煤气煤强沥青光泽强沥青光泽弱玻璃光
18、泽弱玻璃光泽黑色黑色黑灰色黑灰色肥煤肥煤玻璃光泽玻璃光泽2.6最大最大焦煤焦煤强玻璃光泽强玻璃光泽2.5瘦煤瘦煤金属光泽金属光泽2.6无烟煤无烟煤似金属光泽似金属光泽灰黑色灰黑色钢灰色钢灰色3.54.0最小最小1.351.8良好良好第三节第三节 煤的性质及工业分类煤的性质及工业分类煤的主要物理性质变化表煤的主要物理性质变化表二、煤的工业分类二、煤的工业分类1 1常用的煤质指标常用的煤质指标 评价煤质的主要指标包括：水分评价煤质的主要指标包括：水分W W、灰分（、灰分（ashash）、挥发分）、挥发分（volatilityvolatility）、胶质层厚度）、胶质层厚度Y Y、发热量、发热量Q
19、Q、硫、硫S S和磷和磷P P的含的含量以及含矸率等。量以及含矸率等。2 2煤的工业分类煤的工业分类 我国现行的工业分类，是以炼焦煤为主的分类方案，分类我国现行的工业分类，是以炼焦煤为主的分类方案，分类指标主要用挥发分和胶质层的最大厚度指标主要用挥发分和胶质层的最大厚度y(mmy(mm)为指标划分为指标划分煤的种类，从无烟煤到褐煤分为十大煤种，即无烟煤、烟煤的种类，从无烟煤到褐煤分为十大煤种，即无烟煤、烟煤（贫煤、瘦煤、焦煤、肥煤、气煤、弱粘煤、不粘煤、煤（贫煤、瘦煤、焦煤、肥煤、气煤、弱粘煤、不粘煤、长焰煤）、褐煤长焰煤）、褐煤 。第三节第三节 煤的性质及工业分类煤的性质及工业分类第四节第四
20、节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征1.1.按煤层厚度分类按煤层厚度分类 煤层煤层 地下开采地下开采 极薄煤层极薄煤层 0.3-0.5m0.3-0.5m 薄煤层薄煤层 0.5-1.3m0.5-1.3m 中厚煤层中厚煤层 1.3-3.5m1.3-3.5m 厚煤层厚煤层 3.5-8.0m3.5-8.0m 巨厚煤层巨厚煤层 8.0m 8.0m 第四节第四节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征一、煤层赋存状态一、煤层赋存状态第四节第四节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征一、煤层赋存状态一、煤层赋存状态2.2.按煤层稳定性分类按煤层稳定性分类 煤层稳定性指煤层形态、厚度、结构和可采性的煤层稳定性指煤层形态、厚度、结构
21、和可采性的变化程度。按照矿区变化程度。按照矿区(或井田或井田)的煤层变化程度的煤层变化程度(即稳定程度即稳定程度)划分为四类。划分为四类。稳定煤层稳定煤层；较稳定煤层较稳定煤层 不稳定煤层不稳定煤层；极不稳定煤层极不稳定煤层 第四节第四节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征第四节第四节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征一、煤层赋存状态一、煤层赋存状态3.3.按煤层的结构按煤层的结构根据煤层中有无较稳定的夹石层，煤层可分为：根据煤层中有无较稳定的夹石层，煤层可分为：1)1)简单结构简单结构2)2)复杂结构复杂结构第四节第四节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征第四节第四节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征一、煤层赋
22、存状态一、煤层赋存状态4.4.按煤层倾角分类按煤层倾角分类 煤层煤层 地下开采地下开采 近水平煤层近水平煤层 45 第四节第四节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征第四节第四节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征二、煤层顶底板岩层二、煤层顶底板岩层煤层顶底板岩层是指煤系中位于煤层上下一定距煤层顶底板岩层是指煤系中位于煤层上下一定距离内的岩层。离内的岩层。顶板顶板(赋存在煤层之上的邻近岩层赋存在煤层之上的邻近岩层)伪伪 顶顶直接顶直接顶基本顶基本顶底板底板(赋存在煤层之下的邻近岩层赋存在煤层之下的邻近岩层)直接底老底第四节第四节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征第四节第四节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征三、煤层
23、的构造形态三、煤层的构造形态 地质构造：地质构造：p 发生构造变动的岩层所呈现的各种空间形态称发生构造变动的岩层所呈现的各种空间形态称为地质构造。为地质构造。地质构造分为两类：地质构造分为两类：p 褶皱构造、断裂构造。褶皱构造、断裂构造。第四节第四节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征四、煤岩层的构造形态褶皱构造、断裂构造褶皱构造、断裂构造第四节第四节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征四、煤岩层的构造形态(一一)煤岩层产状煤岩层产状 1.1.煤岩层产状概念煤岩层产状概念岩层产状是指岩层的空间位置。用于描述岩层的岩层产状是指岩层的空间位置。用于描述岩层的空间展布特征。空间展布特征。2 2、产状要素、产状要
24、素一般煤岩层的产状用走向、倾向、倾角表示。走一般煤岩层的产状用走向、倾向、倾角表示。走向、倾向、倾角称为煤岩层产状的三要素。向、倾向、倾角称为煤岩层产状的三要素。第四节第四节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征四、煤岩层的构造形态(一一)煤岩层产状煤岩层产状 3.3.煤层产状煤层产状走向线走向线煤层层面与水平面相交的直线叫走向线。煤层层面与水平面相交的直线叫走向线。走向走向走向线延伸的方向。走向线延伸的方向。倾向倾向煤层层面上，与走向线垂直，向下的倾斜线在煤层层面上，与走向线垂直，向下的倾斜线在 水平面上的投影所指的方向。水平面上的投影所指的方向。倾角倾角煤层层面与水平面之间的两面角。煤层层面与水平
25、面之间的两面角。=0=0 9090。走 向倾 斜煤 层 层 面倾 向水 平 面第四节第四节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征四、煤岩层的构造形态(二二)褶皱构造褶皱构造 1.1.褶皱构造的概念褶皱构造的概念1)1)褶皱褶皱岩层在地壳运动的长期作用下，原始产岩层在地壳运动的长期作用下，原始产状改变，形成各种弯曲，但仍保持连续性，称为状改变，形成各种弯曲，但仍保持连续性，称为褶皱构造，简称为褶皱。褶皱构造，简称为褶皱。2)2)褶曲褶曲褶皱构造的一个弯曲叫褶曲，是褶皱的褶皱构造的一个弯曲叫褶曲，是褶皱的基本单位。基本单位。第四节第四节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征四、煤岩层的构造形态(二二)褶皱构造褶皱
26、构造 1.1.褶皱构造的概念褶皱构造的概念单斜构造断褶曲构造断裂构造层断层第四节第四节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征四、煤岩层的构造形态(二二)褶皱构造褶皱构造2.2.褶曲的基本类型褶曲的基本类型褶曲包括向斜和背斜两种基本类型：褶曲包括向斜和背斜两种基本类型：1)1)背斜背斜在形态上为一个弧顶向上的弯曲，中心在形态上为一个弧顶向上的弯曲，中心部分为老地层，两侧地层依次变新。部分为老地层，两侧地层依次变新。2)2)向斜向斜在形态上为一个弧顶向下的弯曲，中心在形态上为一个弧顶向下的弯曲，中心部分为新地层，两侧地层依次变老。部分为新地层，两侧地层依次变老。第四节第四节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征四
27、、煤岩层的构造形态(二二)褶皱构造褶皱构造2.2.褶曲的基本类型褶曲的基本类型单斜构造断褶曲构造断裂构造层断层第四节第四节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征四、煤岩层的构造形态(二二)褶皱构造褶皱构造3.3.褶曲要素褶曲要素第四节第四节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征四、煤岩层的构造形态(二二)褶皱构造褶皱构造3.3.褶曲要素褶曲要素1)1)核部和翼部：核部和翼部：褶曲的中心部位称核部；核部两侧称翼部。褶曲的中心部位称核部；核部两侧称翼部。2)2)转折端：转折端：两翼岩层汇合转折的部位。两翼岩层汇合转折的部位。3)3)枢纽点和枢纽线：枢纽点和枢纽线：同一褶曲横剖面上同一岩层面的最大弯同一褶曲横剖面上
28、同一岩层面的最大弯曲点枢纽点；同一褶曲横剖面上同一岩层面的最大弯曲点曲点枢纽点；同一褶曲横剖面上同一岩层面的最大弯曲点的连线叫枢纽线，即枢纽。的连线叫枢纽线，即枢纽。4)4)轴面和轴迹：轴面和轴迹：同一褶曲各岩层面上枢纽线构成的面叫轴面。同一褶曲各岩层面上枢纽线构成的面叫轴面。轴面与水平面的交线称轴迹。轴面与水平面的交线称轴迹。5)5)顶角和翼角：顶角和翼角：两翼同一岩层之间的夹角叫顶角。两翼岩层两翼同一岩层之间的夹角叫顶角。两翼岩层与水平面夹角叫翼角。与水平面夹角叫翼角。第四节第四节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征四、煤岩层的构造形态(三三)断裂构造断裂构造1.1.断裂构造的概念断裂构造的概念
29、 当长期作用在岩层上的构造应力达到或超过岩石的强度极当长期作用在岩层上的构造应力达到或超过岩石的强度极限时将发生变形造成破裂和错动，使岩层的连续完整性受限时将发生变形造成破裂和错动，使岩层的连续完整性受到破坏，它们的产物总称为断裂构造。断裂构造分为节理到破坏，它们的产物总称为断裂构造。断裂构造分为节理和断层两类。和断层两类。2.2.节理节理1)1)节理的概念节理的概念 断裂两侧的岩层或岩体沿破裂面断开，但没有发生明显的断裂两侧的岩层或岩体沿破裂面断开，但没有发生明显的相对位移的断裂构造称节理，又称为裂隙。其破裂面称为相对位移的断裂构造称节理，又称为裂隙。其破裂面称为节理面。节理面。第四节第四节
30、 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征四、煤岩层的构造形态(三三)断裂构造断裂构造2.2.节理节理2)2)节理的分类节理的分类(1)(1)节理的力学性质分类节理的力学性质分类 节理按力学性质可分为张节理和剪节理。节理按力学性质可分为张节理和剪节理。p 张节理：是在张应力作用下形成的节理。张节理：是在张应力作用下形成的节理。p 剪节理：是在剪应力作用下形成的节理。剪节理：是在剪应力作用下形成的节理。第四节第四节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征四、煤岩层的构造形态(三三)断裂构造断裂构造2.2.节理节理2)2)节理的分类节理的分类(2)(2)节理的产状分类节理的产状分类 根据节理产状与岩层产状的关系，分为四
31、种：根据节理产状与岩层产状的关系，分为四种：走向节理：节理走向大致与岩层走向平行。走向节理：节理走向大致与岩层走向平行。倾向节理：节理走向大致与岩层走向垂直，倾向节理：节理走向大致与岩层走向垂直，与岩层倾向大致平行。与岩层倾向大致平行。斜向节理：节理走向与岩层走向斜交。斜向节理：节理走向与岩层走向斜交。顺层节理：节理面与岩层面大致平行。顺层节理：节理面与岩层面大致平行。1 1走向节理；走向节理；2 2倾向节理倾向节理3 3、4 4斜向节理；斜向节理；第四节第四节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征四、煤岩层的构造形态(三三)断裂构造断裂构造2.2.节理节理2)2)节理的分类节理的分类(2)(2)节理
32、的成因分类节理的成因分类 根据成因分两大类：原生和次生节理。根据成因分两大类：原生和次生节理。原生节理：在沉积作用、岩浆作用及成岩过程中形成的。原生节理：在沉积作用、岩浆作用及成岩过程中形成的。例如玄武岩柱状节理、煤的内生裂隙等。例如玄武岩柱状节理、煤的内生裂隙等。次生节理：岩层形成后生成的裂隙。次生节理：岩层形成后生成的裂隙。第四节第四节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征四、煤岩层的构造形态(三三)断裂构造断裂构造2.2.断层断层1)1)断层的概念断层的概念断裂两侧的岩层或岩体沿破裂面断开，并且发生明显的相断裂两侧的岩层或岩体沿破裂面断开，并且发生明显的相对位移的断裂构造称断层。对位移的断裂构造
33、称断层。上盘下盘断层面单斜构造断褶曲构造断裂构造层断层第四节第四节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征四、煤岩层的构造形态(三三)断裂构造断裂构造2.2.断层断层1)1)断层要素断层要素第四节第四节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征(三三)断裂构造断裂构造2.2.断层断层1)1)断层要素断层要素(1)(1)断层面：指断层的破裂滑动面。断层面：指断层的破裂滑动面。(2)(2)断层线：断层面与地面的交线。断层线：断层面与地面的交线。(3)(3)断盘：断层面两侧的岩体。位于断层面上方的称为上盘；断盘：断层面两侧的岩体。位于断层面上方的称为上盘；位于断层面下方的称为下盘。位于断层面下方的称为下盘。(4)(4)断
34、层交面线：断层面与岩层底面的交线。断层交面线：断层面与岩层底面的交线。(5)(5)断层的断距断层的断距 (断层面上同一点的位移断层面上同一点的位移)、落差、落差四、煤岩层的构造形态第四节第四节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征四、煤岩层的构造形态(三三)断裂构造断裂构造2.2.断层断层1)1)断层分类断层分类(1)(1)根据断层两盘相对位移方向分类：根据断层两盘相对位移方向分类：分为：正断层、逆断层、平移断层等。分为：正断层、逆断层、平移断层等。正断层：上盘相对下降，下盘相对上升。正断层：上盘相对下降，下盘相对上升。逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降。逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降。平推断层：
35、没有垂直方向位移的断层。平推断层：没有垂直方向位移的断层。断层的类型断层的类型正断层平推断层逆断层第四节第四节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征正断层正断层上盘下降逆断层逆断层上盘上升平移断层平移断层水平错动四、煤岩层的构造形态(三三)断裂构造断裂构造2.2.断层断层1)1)断层分类断层分类(2)(2)根据断层走向和所切割岩层走向关系的分类根据断层走向和所切割岩层走向关系的分类走向断层：断层走向与岩层走向基本一致。走向断层：断层走向与岩层走向基本一致。倾向断层：断层走向与岩层走向基本直交。倾向断层：断层走向与岩层走向基本直交。斜交断层：断层走向与岩层走向明显斜交。斜交断层：断层走向与岩层走向明显斜
36、交。顺层断层：断层面与岩层面基本平行。顺层断层：断层面与岩层面基本平行。F1-F1-走向断层走向断层F2F2倾向断层倾向断层F3F3斜交断层斜交断层第四节第四节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征四、煤岩层的构造形态(三三)断裂构造断裂构造2.2.断层断层1)1)断层分类断层分类(3)(3)根据断层走向与褶皱轴向关系的分类根据断层走向与褶皱轴向关系的分类纵断层：断层走向与褶皱轴向基本一致。纵断层：断层走向与褶皱轴向基本一致。横断层：断层走向与褶皱轴向基本垂直。横断层：断层走向与褶皱轴向基本垂直。斜断层：断层走向与褶皱轴向斜交。斜断层：断层走向与褶皱轴向斜交。F1F1纵断层纵断层F2F2横断层横断层F
37、3F3斜断层斜断层第四节第四节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征四、煤岩层的构造形态(三三)断裂构造断裂构造2.2.断层断层1)1)断层分类断层分类(4)(4)断层的组合类型断层的组合类型地垒和地堑：两条以上正断层，倾向相背、中间断盘相对地垒和地堑：两条以上正断层，倾向相背、中间断盘相对上升称地垒。反之，断层倾向相对、中间盘下降称地堑。上升称地垒。反之，断层倾向相对、中间盘下降称地堑。阶梯状断层：由二条以上正断层产状大体一致而成。阶梯状断层：由二条以上正断层产状大体一致而成。叠瓦状断层：由数条产状大致相同逆断层组合而成。叠瓦状断层：由数条产状大致相同逆断层组合而成。第四节第四节 煤层的埋藏特征煤层
38、的埋藏特征五、影响开采工作的其他因素五、影响开采工作的其他因素1.1.煤的自燃倾向性煤的自燃倾向性煤的自燃性决定于煤的疏松程度及氧化过程的剧煤的自燃性决定于煤的疏松程度及氧化过程的剧烈程度。煤愈松软，煤层愈厚或氧化愈快，其自烈程度。煤愈松软，煤层愈厚或氧化愈快，其自燃危险就愈大。燃危险就愈大。2.2.煤和岩层的含瓦斯性煤和岩层的含瓦斯性瓦斯的涌出和积聚不但给矿井生产带来许多困难，瓦斯的涌出和积聚不但给矿井生产带来许多困难，还可能造成严重的灾害。因此，在开采含瓦斯较还可能造成严重的灾害。因此，在开采含瓦斯较大的煤层时，应当在技术上采取特殊措施。大的煤层时，应当在技术上采取特殊措施。第四节第四节
39、煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征五、影响开采工作的其他因素五、影响开采工作的其他因素3.3.矿井的充水程度矿井的充水程度矿井开采时，由于巷道开掘和采空区塌陷，必然矿井开采时，由于巷道开掘和采空区塌陷，必然波及煤层上下的含水层以及地表下的水源，而造波及煤层上下的含水层以及地表下的水源，而造成矿井充水。严重时还可能威胁矿井安全。成矿井充水。严重时还可能威胁矿井安全。第四节第四节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征第五节第五节 煤田地质勘探及矿井储量煤田地质勘探及矿井储量一、煤田地质勘探的任务一、煤田地质勘探的任务了解矿井资源了解矿井资源/储量、井田地质条件、煤层赋存储量、井田地质条件、煤层赋存条件、水文地质
40、条件、开采技术条件、煤种煤质条件、水文地质条件、开采技术条件、煤种煤质等矿井的资源条件。等矿井的资源条件。二、煤田地质勘探工作的阶段划分二、煤田地质勘探工作的阶段划分煤田地质勘探工作划分为煤田普查、矿区详查和煤田地质勘探工作划分为煤田普查、矿区详查和井田精查三个阶段依次进行。井田精查三个阶段依次进行。第五节 煤田地质勘探及矿井储量第五节第五节 煤田地质勘探及矿井储量煤田地质勘探及矿井储量三、煤田地质勘探方法三、煤田地质勘探方法为了完成煤田地质各阶段的勘探工作，需要各种为了完成煤田地质各阶段的勘探工作，需要各种技术手段和一定的施工方法，常用的勘探方法：技术手段和一定的施工方法，常用的勘探方法：1
41、)1)地质测量法；地质测量法；2)2)采掘工程法；采掘工程法；3)3)钻探工程法；钻探工程法；4)4)地球物理勘探法；地球物理勘探法；第五节 煤田地质勘探及矿井储量四、矿井储量四、矿井储量1.1.矿井地质资源量矿井地质资源量 详查地质报告提供的已查明的煤炭资源量。详查地质报告提供的已查明的煤炭资源量。2.2.矿井工业储量矿井工业储量 地质资源量中控制的资源量，经分类得出的经地质资源量中控制的资源量，经分类得出的经济基础储量、边际经济储量连同地质储量中推济基础储量、边际经济储量连同地质储量中推断资源量的大部，归类为矿井工业储量。断资源量的大部，归类为矿井工业储量。第五节第五节 煤田地质勘探及矿井
42、储量煤田地质勘探及矿井储量第五节第五节 煤田地质勘探及矿井储量煤田地质勘探及矿井储量第五节第五节 煤田地质勘探及矿井储量煤田地质勘探及矿井储量四、矿井储量四、矿井储量3.矿井设计储量矿井设计储量 矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田边界煤柱、地面建筑物煤柱等永久煤柱柱、井田边界煤柱、地面建筑物煤柱等永久煤柱损失量，称为矿井设计储量。损失量，称为矿井设计储量。4.矿井设计可采储量矿井设计可采储量 矿井设计储量减去工业场地和主要井巷煤柱的煤矿井设计储量减去工业场地和主要井巷煤柱的煤量后乘以采区采出率。量后乘以采区采出率。思考题思考题1 1什么
43、叫地质作用？内、外力地质作用有哪几种作用形式？什么叫地质作用？内、外力地质作用有哪几种作用形式？2 2常见的沉积岩主要有哪几种？常见的沉积岩主要有哪几种？3 3简述煤的形成过程？简述煤的形成过程？4 4煤的物理和化学性质主要包括几种？常用的煤质指标和工业分类煤的物理和化学性质主要包括几种？常用的煤质指标和工业分类指标各有哪些？指标各有哪些？5 5煤层按厚度可分为哪几类？煤层按厚度可分为哪几类？6 6反映煤层赋存状态的指标有几种？煤层按厚度和倾角如何分类？反映煤层赋存状态的指标有几种？煤层按厚度和倾角如何分类？7 7反映煤岩层产状要素是什么？反映煤岩层产状要素是什么？8.8.断层的要素有哪几部分？什么叫正断层、逆断层、平推断层？断层的要素有哪几部分？什么叫正断层、逆断层、平推断层？9.9.煤田地质勘探的任务是什么？煤田地质勘探划分为哪几个阶段？煤田地质勘探的任务是什么？煤田地质勘探划分为哪几个阶段？煤田地质勘探有哪几种方法？煤田地质勘探有哪几种方法？10.10.矿井储量是如何分类的？矿井储量是如何分类的？
