會(huì)計(jì)學(xué)1煤礦地質(zhì)學(xué)——煤與含煤巖系

第一節(jié)煤的形成煤的形成可劃分兩個(gè)階段：一、成煤的第一節(jié)階段：植物遺體在地表湖沼或海灣環(huán)境中，經(jīng)歷復(fù)雜的生物化學(xué)變化形成泥炭或腐泥。（一）腐泥的形成：在腐泥形成過程中，若礦物質(zhì)較多，可形成油頁巖的前身。腐泥若經(jīng)受進(jìn)一步的地質(zhì)作用而形成的煤—腐泥煤。（二）泥炭的形成：由泥炭經(jīng)過進(jìn)一步的地質(zhì)作用而形成的煤—腐植煤。在一些湖、沼過渡環(huán)境，由高、低等植物形成的混合型的煤—腐植腐泥煤。二、成煤的第二階段1、褐煤的形成：2、煙煤的形成：第1頁/共24頁三、成煤的必要條件形成具有開采價(jià)值的煤層必須具備下列四個(gè)條件：（一）植物條件：（二）氣候條件：潮濕、溫暖的氣候?qū)Τ擅鹤钣欣?。（三）自然地理?xiàng)l件：形成分布面積較廣的煤層，必須有適于發(fā)生大面積沼澤化的自然地理?xiàng)l件。（四）地殼運(yùn)動(dòng)條件：1、泥炭層的聚積，要求地殼發(fā)生緩慢下降，下降速度=植物遺體聚積速度。2、泥炭層的保存并轉(zhuǎn)變成煤層，要求地殼大幅度的沉降。3、為了使同一地區(qū)形成較多的煤層，要求地殼在總的下降過程中發(fā)生多次的升降或間歇性的下降。第2頁/共24頁第二節(jié)煤的物質(zhì)組成和性質(zhì)一、煤巖組分及煤巖類型（一）煤巖組分：1、絲炭2、鏡煤3、亮煤4、暗煤（二）煤巖類型:1、光亮型2、半亮型3、半暗型4、暗淡型使用煤巖類型應(yīng)注意的問題：1）區(qū)分四種類型是根據(jù)其相對的光澤強(qiáng)度，因此只有變質(zhì)程度相同的煤，才能相互比較和劃分。2）煤是不均勻的，其不同條帶的光澤差異較大，所以要以平均光澤作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分。3）在煤層描述時(shí)，劃分的最小厚度與任務(wù)要求有關(guān)，通常為3—10厘米。4）觀察時(shí)，必須選擇新鮮面。5）煤巖類型除描述外，還可以用煤層柱狀表示。第3頁/共24頁二、煤的化學(xué)組成和性質(zhì)（一）煤的化學(xué)組成1、工業(yè)分析：1）水分（W）:外在水分：潤濕在煤的表面和大氣毛細(xì)孔中的水分。內(nèi)在水分：將除去外在水分以后的風(fēng)干煤樣，加熱到102°-105°時(shí)所失去的水分，既吸附、凝聚在煤內(nèi)部毛細(xì)孔隙中水。

煤中的全水分=外在水分+內(nèi)在水分2）灰分（A）:煤完全燃燒后，其中礦物質(zhì)的固體殘余。礦物質(zhì)和灰分是兩個(gè)不同的概念灰分對煤炭燃燒、加工利用都帶來不利的影響：（1）灰分降低煤的發(fā)熱量；（2）增加運(yùn)輸成本；（3）導(dǎo)致高爐減產(chǎn)。第4頁/共24頁3）揮發(fā)分（V）:在隔絕空氣的條件下，將煤加熱到850℃從煤中有機(jī)物質(zhì)分解出來的液體和氣體產(chǎn)物稱為揮發(fā)分。煤中揮發(fā)分隨變質(zhì)程度的增高而減少，它是評價(jià)煤質(zhì)和進(jìn)行煤的分類的重要依據(jù)。由于煤的揮發(fā)分與水分和礦物質(zhì)無關(guān)，所以常以煤的可燃基（煤的總量減去水分和灰分）揮發(fā)分作指標(biāo)，代號Vr。4)固定碳（C）:煤中有機(jī)質(zhì)分解后的不揮發(fā)物質(zhì)。在測量揮發(fā)分時(shí)，殘留在坩堝的固態(tài)產(chǎn)物—焦渣。

固定碳=焦渣-灰分第5頁/共24頁2、元素分析煤是由有機(jī)質(zhì)和無機(jī)質(zhì)混合組成的，有機(jī)質(zhì)是煤的主要組成部分，有機(jī)質(zhì)主要有C、H、O、N四種元素組成。1）碳：煤的基本結(jié)構(gòu)單元中最重要的元素。2）氫：煤中第二重要元素，它是煤結(jié)構(gòu)單元中側(cè)鏈上的組成元素。3）氧：也是組成煤的重要元素之一。4）氮：含量較少，一般不超過3%5）硫：可分為有機(jī)硫和無機(jī)硫兩部分。通常測定的是煤中的全硫（SQ），即有機(jī)硫和無機(jī)硫的總和。6）磷：煤中有害組分。（二）煤的工藝性質(zhì)1、粘結(jié)性：煤粒在隔絕空氣的條件下加熱，煤中有機(jī)分解、熔融而使煤粒粘結(jié)成塊的性質(zhì)。第6頁/共24頁2、發(fā)熱量（Q）：單位重量的煤完全燃燒所產(chǎn)生的熱值。

我國某些煤產(chǎn)地不同煤類煤的發(fā)熱量第7頁/共24頁第三節(jié)煤的分類及用途一、煤的成因分類：根據(jù)上述分類依據(jù)，煤的成因分類可把煤劃分為三大類：腐植煤、腐泥煤和腐植腐泥煤。第8頁/共24頁二、煤的工業(yè)分類及用途

我國煤分類方案中，采用可燃基揮發(fā)分（Vr%）和膠質(zhì)層最大厚度（Y）兩項(xiàng)指標(biāo)，依次將煤劃分成10大類、24小類。1、褐煤2、長煙煤3、氣煤4、肥煤5、焦煤6、瘦煤7、貧煤8、弱粘結(jié)煤9、不粘結(jié)煤10、無煙煤第9頁/共24頁第10頁/共24頁

第四節(jié)煤系和煤田

一、煤系煤系：一套含有煤層的沉積巖系。又稱含煤巖系、含煤地層、含煤建造。（一）、煤系的特點(diǎn)：1、巖性主要為灰、灰綠及灰黑色的沉積巖組成。2、煤系中沉積巖巖性主要上礫巖、各種粒度的砂巖、粉砂巖、泥巖和煤組成，石灰?guī)r也比較常見，砂巖中以石英砂巖和長石砂巖為主。3、不同時(shí)代、不同地區(qū)的含煤巖系，其巖系組合相差很大。4、煤系的名稱：（1）采用形成時(shí)代命名：華北C、P紀(jì)煤系；（2）用煤系發(fā)育良好、研究較早的地區(qū)命名。因此同一時(shí)代形成的煤系在不同地區(qū)，常有不同的地區(qū)性名稱。5、煤系中的伴生礦產(chǎn)：6、煤系的后期改造：第11頁/共24頁（二）煤系類型1、近海型煤系：沉積區(qū)往往是濱海平原或海邊的瀉湖、海灣以及淺海。2、內(nèi)陸型煤系：（1）河床相或湖濱三角洲相各種粒度的砂巖；（2）河漫灘相的粉砂巖；（3）沼澤相的泥炭和煤層；（4）湖泊相的泥巖、粉砂巖。第12頁/共24頁二、含煤巖系的組成（一）煤層1、煤層的結(jié)構(gòu)（1）簡單結(jié)構(gòu)的煤層：煤層中不含夾矸，但可能夾有一些小的礦物質(zhì)透鏡體或結(jié)核。（2）復(fù)雜結(jié)構(gòu)的煤層：煤層中含有穩(wěn)定的夾石層。2、煤層的厚度（1）簡單結(jié)構(gòu)的煤層煤層頂?shù)装逯g的垂距。（2）復(fù)雜結(jié)構(gòu)的煤層1）總厚度：煤層頂?shù)组g的距離。2）有益厚度：頂、底板之間，各煤分層厚度的總和。3）可采厚度：目前經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下可以開采的煤層厚度。第13頁/共24頁3、煤層的分類（1）煤層按傾角分類煤層露采地采近水平煤層<5°<8°緩斜煤層（緩傾斜煤層）5°

－10°8°

－25°中斜煤層（傾斜煤層）10°－45°25°－45°急斜煤層（急傾斜煤層）>45°>45°(2)煤層按厚度分類煤層露采地采薄煤層<3.5m<1.3m

中厚煤層3.5-10m1.3-3.5m

厚煤層>10m>3.5m(3)煤層按穩(wěn)定性分類穩(wěn)定煤層：厚度變化小，規(guī)律明顯，全區(qū)可采或基本全區(qū)可采。較穩(wěn)定煤層：厚度有一定變化，規(guī)律明顯，全區(qū)可采或大部分可采。不穩(wěn)定煤層：厚度變化大，無明顯規(guī)律，大部分可采或局部可采。極不穩(wěn)定煤層：厚度變極大,透鏡狀、雞窩狀，一般不連續(xù)，僅局部可采。第14頁/共24頁（二）煤層中的頂、底板4、煤層頂?shù)匕鍘r性：1）頂板巖性：根據(jù)頂板巖層變形和垮塌的難易程度，可將頂板劃分為：（1）偽頂：（2）直接頂:（3）老頂：2）底板巖石：（1）直接底：位于煤層之下直接與煤層接觸的巖石。（2）老底：位于直接底以下的一套地層。第15頁/共24頁三、煤田、聚煤期和聚煤區(qū)煤田：同一地史發(fā)展過程中形成的煤系經(jīng)后期改變所保留下來的，比較連續(xù)分布的廣大地區(qū)。煤產(chǎn)地：煤田中由于后期構(gòu)造影響而分隔開的一些單獨(dú)部分，或是某些面積和儲(chǔ)量較小的含煤盆地。煤產(chǎn)地又叫煤礦區(qū)。

我國的六大聚煤區(qū)：華北CP紀(jì)聚煤區(qū)、華南P紀(jì)聚煤區(qū)、東北J紀(jì)聚煤區(qū)、西北J紀(jì)聚煤區(qū)、臺(tái)灣第三紀(jì)聚煤區(qū)、西藏滇東中生代及第三紀(jì)聚煤區(qū)。第16頁/共24頁中國聚煤區(qū)劃分示意圖

Ⅰ-東北聚煤區(qū)；Ⅱ-西北聚煤區(qū)；Ⅲ-華北聚煤區(qū)；Ⅳ-滇藏聚煤區(qū)；Ⅴ-華南聚煤區(qū)第17頁/共24頁

華北石炭二疊紀(jì)聚煤區(qū)煤田分布圖1-第三紀(jì)煤田；2-晚侏羅世煤田；3-早、中侏羅世煤田；4--晚三疊世侏羅世煤田

5-石炭二疊紀(jì)煤田；6-聚煤界線第18頁/共24頁（一）華北CP紀(jì)聚煤區(qū)北界為陰山、燕山及長白山東段，南界為秦嶺、伏牛山、大別山及張八嶺，西界為賀蘭山、六盤山；東臨黃海、渤海，遍及14個(gè)省、市、自治區(qū)，既京、津、晉、冀、魯、豫的全部，遼、吉、內(nèi)蒙的南部。甘、寧東部，陜、蘇、皖北部。1、中石炭統(tǒng)本溪組（C2b）一般厚20—50米，總的趨勢是北厚南薄，本溪一帶厚100—60米，而平頂山、淮南地區(qū)則缺失這一時(shí)期的沉積。本溪組不是主要含煤層位，煤層薄且不穩(wěn)定，僅局部可采。2、上石炭統(tǒng)太原組（C3t）巖性以砂巖、粉砂巖和泥巖為主，間夾灰?guī)r，煤層和少量礫巖，全區(qū)厚度0—719米，一般70—100米。以山西為中心向南向北減薄，向東、向西加厚。東部增厚區(qū)中心在淮北一帶，厚度大于200米，西部增厚區(qū)在賀蘭山一帶，最厚可達(dá)700余米。第19頁/共24頁可劃分為北、中、南三個(gè)帶。北帶：北緯37°30′以北，大致包括遼西、承德、冀東、北京、大同、寧武、桌子山等主要煤田。中帶：34°30′—37°30′之間，包括山東、冀中南、晉中南、山西渭北等煤田，巖性多為中—細(xì)粒砂巖、泥巖和灰?guī)r，中帶的巖性具有南北帶過度的特色，普遍形成了重要的煤田。南帶：34°30′以南地區(qū)，在地層剖面組成中占60%，煤層多而厚，一般不可采。第20頁/共24頁3、下二疊統(tǒng)下部山西組（P11）煤系厚度變化規(guī)律：東厚西薄、北厚南薄。一般厚40—130米，陸相沉積占優(yōu)勢。根據(jù)巖性巖相組合仍然可劃分三個(gè)帶（與太原組相同）北帶：以陸相地層為主，大多數(shù)地區(qū)不是主要含煤地層。中帶：主要的含煤地層，煤層厚度較大而且穩(wěn)定。為河床湖泊、沼澤相。南帶：煤層厚度減薄，常為較穩(wěn)定的煤層。為過渡相沉積。4、下二疊上部下石盒子組（P12）北帶及中帶大部分區(qū)域以粗粒砂巖為主，厚180—260米。局部含有薄煤層。南帶是主要的含煤地層，厚500—800米。兩淮地區(qū)的含煤性最好，含可采煤層十余層。綜上所述：華北地區(qū)PC紀(jì)煤系主要可采煤層的曾為，在時(shí)間和空間上有明顯的遷移現(xiàn)象：既北部主要可采煤層位于太原組；中部山西組；南部下石盒子組。（二）華南晚二疊世煤系

華南晚二疊世煤系分布地區(qū)廣泛，遍及江南各省，煤種齊全，儲(chǔ)量豐富。煤系厚度：西部云貴川一帶較薄，幾十米---200余米。東部江西、福建、浙江一帶較厚，達(dá)400—600米。煤系的巖性、巖相在各地明顯地受古陸及淺海的控制。第21頁/共24頁1、云貴地區(qū)靠近川滇古陸，以陸相碎巖為主，煤層較少。向東至六（枝）盤（縣）水（城）地區(qū)，煤系厚度200—400米，巖性為較細(xì)的碎巖，夾幾層灰?guī)r，為海陸交互相，含煤20—30層，可采10余層。再向東灰?guī)r增多，可采煤層1—2層，以海相為主。2、蘇浙皖鄂地區(qū)煤系由西北向東南逐漸增厚，幾十米—及千米。以砂巖、粉砂巖、泥巖及