【采矿课件】煤矿1-5

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,1,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,：,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,：,2,三、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。,3,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310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。,4,二、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,-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。,5,3）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。,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V,r,。,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,6,2、元素分析,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（S,Q,），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。,7,2、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,8,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。,9,二、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（V,r,%）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,10,11,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,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：,12,（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,。,13,二、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。,14,3、煤层的分类,（1）煤层按倾角分类,煤层 露采 地采,近水平煤层 5, 45, 45 ,(2),煤层按厚度分类,煤层 露采 地采,薄煤层 3.5m 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。,15,（二）煤层中的顶、底板,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。,16,三、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。,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。,17,中国聚煤区划分示意图,-东北,聚煤区；,-西北,聚煤区；,-华北,聚煤区；,-滇藏,聚煤区；,-华南,聚煤区,18,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,5-石炭二叠纪煤田；6-聚煤界线,19,（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（C,2b,）,一般厚2050米，总的趋势是北厚南薄，本溪一带厚10060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（C,3t,）,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0719米，一般70100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。,20,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。,21,3、下二叠统下部山西组（P,1,1,）,煤系厚度变化规律：东厚西薄、北厚南薄。一般厚40130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。,4、下二叠上部下石盒子组（P,1,2,）,北带及中带大部分区域以粗粒砂岩为主，厚180260米。局部含有薄煤层。南带是主要的含煤地层，厚500800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。,（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400600米。煤系的岩性、岩相在各地明显地受古陆及浅海的控制。,22,1、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200400米，岩性为较细的碎 岩，夹几层灰岩，为海陆交互相，含煤2030层，可采10余层。再向东灰岩增多，可采煤层12层，以海相为主。,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。,23,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？,24,