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矿山地质 四川篇第1页主要任务：主要任务：研究从矿井基本建设开始研究从矿井基本建设开始直至开采结束为止全过程中各种地质直至开采结束为止全过程中各种地质现象，找出其规律，处理煤矿建设、现象，找出其规律，处理煤矿建设、生产中出现各种地责问题。生产中出现各种地责问题。主要目标：主要目标：了解地质基本结构、煤与了解地质基本结构、煤与含煤岩系特点和影响煤矿生产主要地含煤岩系特点和影响煤矿生产主要地质原因质原因。第2页第3页主要内容第一章、岩石分类与煤层顶底板第一章、岩石分类与煤层顶底板第二章、煤层分类及特点第二章、煤层分类及特点第三章、地质结构第三章、地质结构第四章、影响煤矿生产主要地质原因第四章、影响煤矿生产主要地质原因第4页第一章 岩石分类与煤层顶底板第一节、岩石分类第一节、岩石分类地球内部由地球内部由地壳地壳、地幔地幔、地核地核组成组成第5页 岩石是组成岩石是组成地壳和上地幔地壳和上地幔固态物质。固态物质。它是由矿物天然集合体组成，是地球内力它是由矿物天然集合体组成，是地球内力和外力地质作用产物。和外力地质作用产物。岩石分类岩石分类:即使岩石面貌是千变万化，不过从它们即使岩石面貌是千变万化，不过从它们形成环境，也就是从成因上来划分，能够形成环境，也就是从成因上来划分，能够把岩石分为三大类：把岩石分为三大类：沉积岩、岩浆岩沉积岩、岩浆岩和和变变质岩质岩。第6页岩石分类及特点岩石分类及特点类型类型 成因成因 特点特点 举例举例 岩浆岩岩浆岩 n地球内部岩浆在地下结晶或在地表冷却凝固而成n流纹或气孔结构 玄武岩、花岗岩玄武岩、花岗岩安山岩、流纹岩安山岩、流纹岩闪长岩、辉长岩闪长岩、辉长岩沉积岩沉积岩 n由成层堆积疏松沉积物经重新固结而形成n层理结构，常保留有沉积时动植物化石 砾岩、砂岩、砂页岩砾岩、砂岩、砂页岩页岩、泥岩、石灰岩页岩、泥岩、石灰岩变质岩变质岩 n原有岩石受地壳运动和岩浆活动影响，在高温高压下，岩石矿物成份及结构发生改变而形成新岩石n片理结构 大理岩大理岩(石灰岩、白云石灰岩、白云岩变质岩变质)石英岩石英岩(石英砂岩变质石英砂岩变质)片麻岩、千枚岩、板片麻岩、千枚岩、板岩等岩等第7页 沉积岩分类1 1 1 1 碎屑岩类：碎屑岩类：碎屑岩类：碎屑岩类：角砾岩角砾岩角砾岩角砾岩 砾岩砾岩砾岩砾岩 砂岩砂岩砂岩砂岩 粉砂岩粉砂岩粉砂岩粉砂岩2 2 2 2 粘土岩类：粘土岩类：粘土岩类：粘土岩类：页岩页岩页岩页岩 泥岩泥岩泥岩泥岩 灰岩灰岩灰岩灰岩3 3 3 3 化学岩：化学岩：化学岩：化学岩：石灰石石灰石石灰石石灰石 煤煤煤煤第8页砂岩砂岩泥质砾岩泥质砾岩泥岩泥岩 沉积岩沉积岩第9页野外认识沉积岩第10页第11页2.岩浆岩 岩浆岩是岩浆岩是岩浆岩是岩浆岩是地壳深处或在上地幔地壳深处或在上地幔地壳深处或在上地幔地壳深处或在上地幔中形成岩浆，在中形成岩浆，在中形成岩浆，在中形成岩浆，在侵侵侵侵入入入入到地壳上部或者到地壳上部或者到地壳上部或者到地壳上部或者喷出喷出喷出喷出到地表冷却固结并经过结晶到地表冷却固结并经过结晶到地表冷却固结并经过结晶到地表冷却固结并经过结晶作用而形成岩石。分为作用而形成岩石。分为作用而形成岩石。分为作用而形成岩石。分为侵入岩侵入岩侵入岩侵入岩和和和和喷出岩喷出岩喷出岩喷出岩第12页最常见侵入岩：花岗岩最常见侵入岩：花岗岩第13页 矿物颗粒较小矿物颗粒较小矿物颗粒较小矿物颗粒较小,多气孔多气孔多气孔多气孔 最常见喷出岩：玄武岩最常见喷出岩：玄武岩最常见喷出岩：玄武岩最常见喷出岩：玄武岩 喷出岩山体：长白山、富士山喷出岩山体：长白山、富士山喷出岩山体：长白山、富士山喷出岩山体：长白山、富士山常见喷出岩第14页 在地壳形成和发展过程中，早先形成岩石，包含在地壳形成和发展过程中，早先形成岩石，包含在地壳形成和发展过程中，早先形成岩石，包含在地壳形成和发展过程中，早先形成岩石，包含沉积岩、岩浆岩，因为以后沉积岩、岩浆岩，因为以后沉积岩、岩浆岩，因为以后沉积岩、岩浆岩，因为以后地质环境和物理化学地质环境和物理化学地质环境和物理化学地质环境和物理化学条件改变条件改变条件改变条件改变，在固态情况下发生了矿物组成调整、，在固态情况下发生了矿物组成调整、，在固态情况下发生了矿物组成调整、，在固态情况下发生了矿物组成调整、结构结构改变甚至化学成份改变，结构结构改变甚至化学成份改变，结构结构改变甚至化学成份改变，结构结构改变甚至化学成份改变，而形成一个新而形成一个新而形成一个新而形成一个新岩石。岩石。岩石。岩石。3.变质岩第15页第二节、地质作用 在漫长地质岁月里，地球处于永恒、不停改变在漫长地质岁月里，地球处于永恒、不停改变中。不论是地球物质成份、内部结构和表面形态等，中。不论是地球物质成份、内部结构和表面形态等，都在不停改变。引发这种改变作用，就叫做都在不停改变。引发这种改变作用，就叫做地质作地质作用用。地质作用按其自然力起源不一样分为地质作用按其自然力起源不一样分为:内力地质作用内力地质作用 (内力作用内力作用)外力地质作用外力地质作用 (外力作用外力作用)第16页1.1.内力作用内力作用 由地球内部能量引发地壳物质成份、内部结构、由地球内部能量引发地壳物质成份、内部结构、地表形态发生改变地质作用，叫地表形态发生改变地质作用，叫内力地质作用。内力地质作用。内力作用包含以下几个类型内力作用包含以下几个类型:1)1)地壳运动地壳运动 2)2)岩浆作用岩浆作用 3)3)变质作用变质作用 4)4)地震作用地震作用第17页 外力作用 外力作用能源主要是太阳辐射热。因为日光照射，引发外力作用能源主要是太阳辐射热。因为日光照射，引发大气圈、水圈、生物圈运动改变，造成风、流水、海洋、大气圈、水圈、生物圈运动改变，造成风、流水、海洋、生物等地质作用。生物等地质作用。外力作用包含：外力作用包含：风化作用风化作用 剥蚀作用剥蚀作用 搬运作用搬运作用 沉积作用沉积作用 成岩作用成岩作用第18页n 第三节第三节 煤层顶底板煤层顶底板 位于煤层上方一定距离岩层。顶板分为三种：位于煤层上方一定距离岩层。顶板分为三种：1 1、伪顶：、伪顶：直接覆于煤层之上薄岩层，直接覆于煤层之上薄岩层，多为炭质页多为炭质页岩、泥岩，岩、泥岩，普通厚普通厚0.10.11m1m，极易垮落。，极易垮落。2 2、直接顶：、直接顶：位于伪顶之上，位于伪顶之上，多为粉砂岩、泥岩，多为粉砂岩、泥岩，厚约厚约1-2m1-2m，采回煤柱后能自行垮落。，采回煤柱后能自行垮落。3 3、老顶：、老顶：位于直接顶之上，位于直接顶之上，多为砂岩、石灰岩，多为砂岩、石灰岩，厚度较大，强度也大，采煤后长时期不易自行垮落，厚度较大，强度也大，采煤后长时期不易自行垮落，只发生沉降。只发生沉降。问：全部煤层是否都有伪顶？问：全部煤层是否都有伪顶？第19页n 底板：底板：位于煤层下方一位于煤层下方一定距离岩层。定距离岩层。1 1、直接底：、直接底：直接伏于煤直接伏于煤层之下岩层，多见炭质泥岩，层之下岩层，多见炭质泥岩，常几十厘米厚。常几十厘米厚。2 2、老底：、老底：位于直接底之位于直接底之下，多为粉砂岩、砂岩，厚下，多为粉砂岩、砂岩，厚度较大。度较大。第20页岩石物理性质岩石物理性质岩石物理性质岩石物理性质坚固性坚固性坚固性坚固性 ：是一个抵抗外力性能，惯用系数是一个抵抗外力性能，惯用系数是一个抵抗外力性能，惯用系数是一个抵抗外力性能，惯用系数f f f f表表表表示。示。示。示。稳固性稳固性稳固性稳固性 ：是指矿石或岩石在空间允许暴露面积是指矿石或岩石在空间允许暴露面积是指矿石或岩石在空间允许暴露面积是指矿石或岩石在空间允许暴露面积大小和暴露时间长短性能。大小和暴露时间长短性能。大小和暴露时间长短性能。大小和暴露时间长短性能。按岩（煤）层厚度及其稳定性在井田范围按岩（煤）层厚度及其稳定性在井田范围按岩（煤）层厚度及其稳定性在井田范围按岩（煤）层厚度及其稳定性在井田范围内改变情况，通常可分为：内改变情况，通常可分为：内改变情况，通常可分为：内改变情况，通常可分为：稳定煤层；较稳定稳定煤层；较稳定稳定煤层；较稳定稳定煤层；较稳定煤层；不稳定煤层；极不稳定煤层。煤层；不稳定煤层；极不稳定煤层。煤层；不稳定煤层；极不稳定煤层。煤层；不稳定煤层；极不稳定煤层。见附表见附表见附表见附表 问：围岩稳定性主要取决于（）：问：围岩稳定性主要取决于（）：问：围岩稳定性主要取决于（）：问：围岩稳定性主要取决于（）：A A A A、岩体密度；、岩体密度；、岩体密度；、岩体密度；B B B B、岩体结构；、岩体结构；、岩体结构；、岩体结构；C C C C、岩体强度；、岩体强度；、岩体强度；、岩体强度；D D D D、岩体化学性、岩体化学性、岩体化学性、岩体化学性 第21页第22页第23页第24页第25页综合机械化采煤工作面液压支架综合机械化采煤工作面液压支架综合机械化采煤工作面液压支架综合机械化采煤工作面液压支架第26页第27页第二章、煤层分类及特点第一节第一节 地史及煤形成地史及煤形成地球形成时间大约距今地球形成时间大约距今4646亿年亿年；人们将整个地球历史划分为两大时间段：人们将整个地球历史划分为两大时间段：隐隐生宙和显生宙；生宙和显生宙；依据地壳运动和生物界纲或目标发育时期特依据地壳运动和生物界纲或目标发育时期特点：将隐生宙分为点：将隐生宙分为冥古代、太古代、元古代，冥古代、太古代、元古代，将显生宙分为将显生宙分为古生代、中生代、新生代。古生代、中生代、新生代。第28页煤是由地质历史上植物遗体演变而形成。煤是由地质历史上植物遗体演变而形成。第29页 成煤条件植物条件植物条件:孢子植物、裸子植物、被子植物。孢子植物、裸子植物、被子植物。气候条件气候条件:温暖潮湿气候条件。温暖潮湿气候条件。地理环境地理环境:大面积湖泊、大面积沼泽地带大面积湖泊、大面积沼泽地带 地壳运动地壳运动:地壳迟缓沉降、地震、火山喷发、地壳迟缓沉降、地震、火山喷发、区域洪水、潮汐、台风、海啸等区域洪水、潮汐、台风、海啸等 。第30页第31页煤系概念：在在煤煤形形成成过过程程中中，煤煤层层上上下下同同时时形形成成许许多多岩岩层层。这这些些夹夹有有煤煤层层岩岩层层是是在在同同一一成成煤煤时时期期形形成成，通通常常称称为为某某一一地地质质年年代代煤煤系系地地层层。煤煤系系也也称含煤地层或含煤建造。称含煤地层或含煤建造。第32页第二节第二节 四川省煤炭资源主要特征四川省煤炭资源主要特征v 四川省范围内共有四川省范围内共有5 5个成煤时期个成煤时期，形成了，形成了5 5套不一样时代含煤地层为：套不一样时代含煤地层为：1.1.早二迭世成煤期早二迭世成煤期梁山组煤系；梁山组煤系；2.2.晚二迭世成煤期晚二迭世成煤期龙潭组煤系；龙潭组煤系；3.3.晚三迭世至早侏罗世成煤期晚三迭世至早侏罗世成煤期须家河及须家河及白田坝组含煤系；白田坝组含煤系；4.4.古近、新近纪古近、新近纪(第三纪第三纪)成煤期；成煤期；5.5.第四纪成煤期。第四纪成煤期。第33页四川省主要煤矿分布示意图四川省主要煤矿分布示意图第34页 这这5 5套不一样时代含煤地层在四川范围内套不一样时代含煤地层在四川范围内分布在下面分布在下面1010大煤田：大煤田：1.1.川南煤田川南煤田 2.2.华蓥山煤田华蓥山煤田 3.3.南桐、松藻煤田南桐、松藻煤田 4.4.渡口煤田渡口煤田 5.5.广旺煤田广旺煤田 6.6.永荣煤田永荣煤田 7.7.资威含煤区资威含煤区 8.8.乐犍含煤区乐犍含煤区9.9.龙门山含煤区龙门山含煤区 10.10.西昌含煤区。西昌含煤区。第35页 1.1.川南煤田川南煤田 分布于珙县、筠连、长宁、高县、古蔺等分布于珙县、筠连、长宁、高县、古蔺等8 8县。县。已探明储量已探明储量659659亿吨，亿吨，占全省煤炭已探明储量占全省煤炭已探明储量60%60%和保和保有储量有储量35%35%，是四川可供开发利用最大煤田。，是四川可供开发利用最大煤田。几乎全几乎全是无烟煤，是无烟煤，煤质多为高灰高硫煤，平均发烧量煤质多为高灰高硫煤，平均发烧量5500550060006000大卡大卡/千克。千克。煤层倾角北陡南缓，煤层倾角北陡南缓，大部分资源集中分布在珙大部分资源集中分布在珙县、筠连和古蔺境段，约占本煤田总储量县、筠连和古蔺境段，约占本煤田总储量72%72%。可采。可采煤层普通煤层普通3 34 4层，可采总厚度为层，可采总厚度为4 45 5米。米。适宜较大规适宜较大规模开采。但多属间距近煤层，煤质较硬，瓦斯含量高，模开采。但多属间距近煤层，煤质较硬，瓦斯含量高，小断层较多，水文地质条件比较复杂；小断层较多，水文地质条件比较复杂；但距省内主要但距省内主要工业城市较近。工业城市较近。第36页 2.2.华蓥山煤田华蓥山煤田 北起达州市，南端跨入重庆市境。已探明储量为北起达州市，南端跨入重庆市境。已探明储量为149149亿吨，其中保有储量亿吨，其中保有储量9595亿吨，亿吨，为省内仅次于川南煤为省内仅次于川南煤田第二大煤田。田第二大煤田。主要处于华蓥山背斜两翼，煤层产状以急倾斜为主主要处于华蓥山背斜两翼，煤层产状以急倾斜为主,倾斜煤层次之。倾斜煤层次之。含煤地层主要是二迭系龙潭组，次为三含煤地层主要是二迭系龙潭组，次为三迭系须家河组。迭系须家河组。可采煤层可采煤层1 16 6层，可采煤层总厚层，可采煤层总厚0.50.55 5米，由北向南逐步变厚。米，由北向南逐步变厚。特点：特点：品种齐全，可采煤层较品种齐全，可采煤层较多，煤质很好，靠近工农业发达地域，交通条件好多，煤质很好，靠近工农业发达地域，交通条件好,是是四川重点煤田之一。四川重点煤田之一。但煤层倾角大但煤层倾角大(急倾斜煤层急倾斜煤层70%70%左右左右)，断层多，断层多，给开采带来一定困难。给开采带来一定困难。第37页 3.3.广旺煤田广旺煤田 分布于盆北广元、旺苍、南江、通江一带，分布于盆北广元、旺苍、南江、通江一带，含煤含煤地层为三迭系须家河组，地层为三迭系须家河组，含可采煤层含可采煤层1 17 7层，可采总层，可采总厚度厚度0.40.44848米，属低灰、低硫瘦煤，亦有少许焦煤和米，属低灰、低硫瘦煤，亦有少许焦煤和贫煤分布。贫煤分布。煤层以缓斜、倾斜为主，层位稳定，断层煤层以缓斜、倾斜为主，层位稳定，断层较少。较少。本煤田共探明井田本煤田共探明井田2323个，储量个，储量1414亿吨。亿吨。广旺煤田地处盆地北缘，离主要工业区如广元、江广旺煤田地处盆地北缘，离主要工业区如广元、江油、绵阳等仅油、绵阳等仅1515200200公里，煤炭外运比较方便。但煤公里，煤炭外运比较方便。但煤田田西部资源已近枯竭，西部资源已近枯竭，可供开发利用只有可供开发利用只有煤田东部部煤田东部部分资源和各井边界零星储量。分资源和各井边界零星储量。第38页 4.4.资威含煤区资威含煤区 资资(中中)威威(远远)含煤区位于盆地西南，跨威远、含煤区位于盆地西南，跨威远、资中、内江、荣县等县市，共探明储量资中、内江、荣县等县市，共探明储量1 1亿吨，其中保亿吨，其中保有储量有储量0.70.7亿吨。亿吨。主要含煤地层为三迭系须家河组，主要含煤地层为三迭系须家河组，含含可采可采(或局部可采或局部可采)煤层煤层1 16 6层，总厚度层，总厚度0.30.32727米，普米，普通通0.40.40.60.6米，米，系极薄煤层。系极薄煤层。煤种以低煤种以低-中灰、低硫气中灰、低硫气煤为主，肥、焦煤次之。煤为主，肥、焦煤次之。煤层倾角小，系缓倾斜及近煤层倾角小，系缓倾斜及近水平煤层。水平煤层。现有省、地、县属矿井现有省、地、县属矿井8 8对，对，已利用资源已利用资源0.60.6亿吨，还有亿吨，还有0.40.4亿吨可供利用。亿吨可供利用。第39页 5.5.乐犍含煤区乐犍含煤区 乐乐(山山)犍犍(为为)含煤区，位于盆西南犍为、乐山、含煤区，位于盆西南犍为、乐山、峨眉、夹江境内。区内有成昆铁路经过，水陆交通方便。峨眉、夹江境内。区内有成昆铁路经过，水陆交通方便。共探明井田共探明井田2626个，储量个，储量1616亿吨。本区主要含煤层为亿吨。本区主要含煤层为三迭三迭系须家河组，系须家河组，含可采或局部可采煤层含可采或局部可采煤层1 17 7层，总厚度层，总厚度03034444米，单层煤厚普通米，单层煤厚普通0.40.40.80.8米米，多为复合型极薄多为复合型极薄煤层。煤层。煤种以中煤种以中-富灰、低硫气煤为主，焦煤次之。本富灰、低硫气煤为主，焦煤次之。本区现有省、地、县属生产矿井区现有省、地、县属生产矿井1212对，占用资源对，占用资源0707亿吨，亿吨，仅为本区总储量仅为本区总储量43%43%，有深入发展潜力。，有深入发展潜力。第40页
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