煤矿地质学考试重点(太原理工大学采矿工程0901班).doc

考试题型
1名词解释（3分x5）包括矿物、断层、节理、岩浆岩、背斜、向斜、承压水、岩石、地层构造、地球概论。煤田。
2填空(0.5分x60)
3选择(1分x20)例如地球内圈层包括、外力地质作用、矿物解理、地下水压条件、煤岩成分、莫斯硬度（必考一个）
4识图(2分x10)例如背斜、向斜、断层、构造、陷落柱。
5简答题（5分x3）1煤层厚度变化对煤矿生产的影响2地质因素对煤矿生产的影响3矿井水的防治（水的类型、水的来源、瓦斯方面）
重点内容
第一章
第一节 地球的表面特征、第二节掌握地球圈层的构造（古登堡面莫霍面和软流圈等）第三节地球的物理性质（一般了解）掌握重力、地磁、地热异常,地热恒温
第四节 地质作用概述（一般了解）
第二章
第一节掌握克拉克值、地壳的八种元素、矿物的形态、矿物的物理化学性质
第二节掌握二十种矿物。硬度、节理的概念和分级
第四、五、六节掌握三大岩石的矿物成分、结构和构造、分类
第三章
第一节古生物、化石的概念和分类，古生物的分类单位，划分方法，
第二节地层之间的接触关系、地质单位的概念和分类、生物地层单位的概念
年代地层表与地质年代表（必考）
第三节不考
第四章
第一节（必考）掌握岩层产状的概念和要素，第二节背斜和向斜、第三节节理的概念和断层的概念、要素和分类
第五章
第一节不考，第二节煤岩成分和煤岩类型（必考）四种，煤的工艺性质，煤的分类（八种）
含煤岩系及其类型（概念和两个类型），底板、顶板，煤田和煤产地的概念，中国的五大聚煤区
第六章
简答题 煤层厚度变化、矿井地质构造、卡斯特陷落柱、煤岩和矿井瓦斯突出对煤矿生产的影响陷落柱的概念和形成原因、瓦斯的概念和影响瓦斯含量的地质因素、瓦斯等级分类
第三节、第六节、第七节不考
第七章
第一节地下水的分类、含水层和隔水层、地下水物理性质、化学成分、泉的分类。
第二节矿井水的来源和矿井冲水通道的分析（重点）
第三节矿井水的综合治理（重点）
第九章
第一节地质勘探技术手段（了解） 第二节煤田地质勘探的阶段和任务，储量级别和储量分类
第十章
第一节第二节第四节和第五节，其他不考
1按照高程和起伏特征，陆地表面可分为山地、丘陵、平原、高原、盆地和洼地等地形。
2根据海底地形的基本特征，可将其分为大陆边缘、海岭、海沟、深海盆地等地形单元。
3根据地震波速度的变化特征，可以将地球内部划分出两个最明显，也是最重要的界面，即莫霍面和古滕堡面。莫霍面是地壳与地幔的分界面，古登堡面是地幔与地核的分界面。根据这两个界面，地球内部划分为地壳、地幔和地核三个一级圈层。地球内部位于地壳与地核之间的构造层为地幔，也叫中间层,分为上地幔和下地幔，在100～150km深处降至最低，形成低速带（软流圈），由固态岩石组成的地壳和上地幔的B¢层合称岩石圈。
4地球外部圈层根据其物理性质和状态的差异可分为大气圈、水圈和生物圈
5地球的物理性质包括地球的密度、压力、重力、地热、磁性、电性、放射性等
6根据大陆地表以下地温的来源和分布状况可以把地内温度分为三层。⑴ 外热层(变温层)、⑵ 常温层(恒温层)、⑶ 内热层(增温层)
7地表实际测定的重力值往往与理论值不符，这种现象称重力异常。如果在实际测定中所测的地磁要素值与正常值偏离，称为地磁异常。将附近地区实测的地电场值与其比较，如有偏差，则为地电异常。热流较高的地区称为地热异常区，
8按作用的性质和方式，内力地质作用可分为构造运动、地震作用、岩浆作用和变质作用等，外力地质作用可分为风化、剥蚀、搬运、沉积和成岩作用等。
9地壳中化学元素平均含量的百分比称为“克拉克值”。地壳中的矿物主要是由O、Si、A1、Fe、Ca、Na、K和Mg等元素构成。矿物是天然产出，具有一定的化学成分和有序的原子排列，通常由无机作用所形成的均匀固体。矿物的形态可以分为两类：单体的形态与集合体形态。单体的形态包括一向伸长，二向延伸、三向等长。集合体的形态包括⑴ 显晶质集合体⑵ 隐晶质和胶态集合体
10矿物的光学性质，是指矿物对自然光的吸收、反射、折射等所表现出的各种性质。主要有矿物的颜色、条痕、光泽、透明度等，矿物的力学性质是指矿物在外力作用之下所表现的性质。主要有硬度、解理、断口等
11摩氏硬度10种标准硬度的矿物按硬度相对大小排列为10个等级，它们，从1级到10级分别为：①滑石；②石膏；③方解石；④萤石；⑤磷灰石；⑥正长石；⑦石英；⑧黄玉；⑨刚玉；⑩金刚石。
矿物晶体在外力（如敲打、挤压、研磨等）的作用下，严格地沿着一定的结晶方向破裂成光滑平面的性质称为解理。解理分为五级，极完全解理，完全解理，中等解理，不完全解理，极不完全解理。
12自然金 Au、石墨 C、方铅矿 PbS、闪锌矿 ZnS、黄铜矿 CuFeS2、黄铁矿 Fe[S2]、石英 SiO2、赤铁矿 Fe2O3、磁铁矿 Fe2+Fe3+2O4、褐铁矿 Fe2O3·nH2O、萤石 CaF2、石盐 NaCl、橄榄石 (Mg,Fe)2[SiO4]、石榴子石 A3B2[SiO4]3、红柱石 Al2[SiO4]O、蓝晶石 A12[SiO4]O、辉石 R2[Si2O6]、角闪石 R7[Si4O11]2(OH)2、白云母 KAl2[AlSi3O10](OH)2、黑云母 K(Mg,Fe)3[AlSi3O10](OH,F)2掌握二十种矿物就可以
13火成岩 结构主要指岩石的组成部分自身的特点(结晶程度、颗粒大小、晶体形态、自形程度)及其相互间的关系，包括显晶质结构、隐晶质结构、玻璃质结构、等粒结构和不等粒结构、斑状结构和似斑状结构。构造主要指岩石的组成部分在空间的分布、排列、充填的方式，包括块状构造、板状构造、气孔构造和杏仁构造、枕状构造、流纹构造。组成火成岩的常见矿物有长石、石英、云母、角闪石、辉石、橄榄石、霞石、白榴石、磁铁矿、磷灰石等十余种，
橄榄岩-苦橄岩类 超基性岩；辉长岩-玄武岩类 基性岩；
花岗岩-流纹岩类 酸性岩。
沉积岩 沉积岩与火成岩的平均化学成分十分接近，沉积岩的矿物成分按成因分为三类：陆源碎屑矿物、自生矿物、次生矿物。沉积岩的结构指组成沉积的组分的大小、形状、排列方式及其相互关系。主要有以下两种结构类型(1)碎屑结构(2)非碎屑结构。沉积岩的构造指由成分、结构、颜色的不均一引起的沉积岩层内部和层面上宏观变化特征的总和。沉积岩区别于火成岩最具特征的构造是层理和层面(包括顶层面和底层面)构造。包括层理、波痕、泥裂。、沉积岩的分类：(一)外源沉积岩类(二)内源沉积岩类
变质岩变质岩有两种基本结构类型：变余结构与变晶结构。变质岩有两种基本构造类型：变余构造与变成构造。目前，变质岩主要根据变质作用的类型进行分类。一般分为5类：接触变质岩类、汽-液变质岩类、动力变质岩类、区域变质岩类、混合岩类(表2-9)。
14古生物 是指生活在地质历史时期的生物。地质历史时期指距今2万年-40亿年前的一段漫长的时间
化石 保存在地层中的古生物遗体和遗迹。
古生物的分类 界——门——纲——目——科——属——种
地层划分方法(一)岩石地层学方法1．岩性及岩石组合分析法2．标志层法3．旋回结构法（二)生物地层学方法(三)地层间接触关系分析法1．整合接触2．假整合(平行不整合)接触3．不整合(角度不整合)接触(四)放射性同位素地质年龄测定(五)古地磁方法(六)地质事件法
三、地层单位的分类
(一)岩石地层单位 以地层的岩石特征和岩石类别作为划分依据的地层单位，称为岩石地层单位。
生物地层单位是根据地层中所含的生物化石内容和特征而划分出来的地层单位，是以含有相同化石内容和分布特征，并与邻层化石有别的三度空间岩层体
年代地层单位与地质年代单位具有紧密对应的关系，按地史中生物演化的阶段可建立 6个级别的年代地层单位，它们分别是：宇、界、系、统、阶、时带。与它们对应的地质年代单位是：宙、代、纪、世、期、时（具体的图表看书90页）
（必考）
15岩层在空间的产出状态和方位称为岩层的产状. 通常以岩 (煤)层的走向、倾向和倾角来表示，称为岩层的产状要素。
由于地壳运动等地质作用的影响，使岩层发生塑性变形而形成一系列波状弯曲但仍保持着岩层的连续完整性的构造形态，称为褶皱构造(图4-11)，简称为褶皱。褶皱构造中的一个弯曲称为褶曲。
褶曲的基本形式可分为背斜和向斜两种。背斜是指核心部位岩层较老，向两侧依次对称出现较新岩层的形态一般向上弯曲的褶曲；向斜是指核心部位岩层较新，向两侧依次对称出现较老岩层的形态一般向下弯曲的褶曲。
（褶皱图、背斜、向斜图自己看书）
节理是断裂面两侧岩石没有发生明显位移的断裂
断层是破裂面两侧的岩石有明显相对位移的一种断裂构造
断层要素主要包括断层面、断层线、交面线、断盘、断距等
1．根据断层两盘相对位移的方向分类(1)正断层(2)逆断层 (3)平移断层
2，根据断层走向和所切割岩层走向的关系分类(1)走向断层2)倾向断层(3)斜交断层
3．根据断层走向与褶皱轴向或区域构造线方向的关系分类 (1)纵断层 (2)横断层(3)斜断层
4．断层的组合类型(1)地垒和地堑(2)阶梯状构造(3)叠瓦状构造
16煤岩成分指肉眼能观察到的煤的基本组成单位，即丝炭、镜煤、暗煤和亮煤。
四种宏观煤岩类型1．光亮煤2．半亮煤3．半暗煤4．暗淡煤
煤的工艺性质煤的工业分析包括测定煤的水分、灰分、挥发分和计算固定碳等四个项目。
煤的分类 八个主要煤种1．无烟煤(WY) 2．贫煤(PM) 3．瘦煤(SM) 4．焦煤(JM) 5．肥煤(FM) 6．气煤(QM) 7．长焰煤(CY) 8．褐煤(HM)
含煤岩系是指一套含有煤层并且在成因上有联系的沉积岩系，简称为煤系。将含煤岩类分为近海型和内陆型两大类。
顶板指位于煤层上方一定距离的岩层。根据顶板岩层岩性、厚度以及采煤时顶板变形特征和垮落难易程度，将顶板分为伪顶、直接顶、基本顶三种
底板指位于煤层下方一定距离的岩层。底板分为直接底和老底两种
煤田是指同一地质时期形成，并大致连续发育的含煤岩系分布区。面积一般由几十到几百平方千米。
煤产地是指受后期大地构造变动和剥蚀作用而分隔开的一些单独的含煤岩系分布区，或面积和煤炭储量均较小的煤田
五大聚煤区1．东北聚煤区2．西北聚煤区3．华北聚煤区4．滇藏聚煤区5．华南聚煤区
煤层厚度变化对煤矿生产的影响主要表现在四个方面。1．影响采掘部署
2．影响计划生产3．掘进率增高4．回采率降低
(一)褶曲对煤矿生产的影响1．大型褶曲它的规模、方向和位置影响到井田的划分和矿井开拓方式及开拓系统的部署，是矿井设计考虑的主要问题。
2．中小型褶曲中型褶曲对整个矿井的开拓部署影响不大，但对采区的布置关系密切，影响到采区的大小和采区巷道的布置。小型褶曲影响煤平巷的掘进方向，从而影响工作面长度，给机械化回采、顶板管理带来一定困难。小型褶曲还往往引起煤厚发生变化，使生产条件复杂化。小型褶曲特别发育时，甚至会使煤层变为不可采。
3．紧闭褶曲如果褶曲两翼紧闭，两翼夹角较小，褶曲轴部地应力就较大，且往往次一级构造发育，通常作为开采边界考虑
节理(裂隙)对煤矿生产的影响及处理1．影响钻眼爆破效果2. 影响开采效率3．影响顶板控制方法4．影响工作面布置5．对其它方面的影响
(二)断层对煤矿生产的影响断层对煤矿生产的影响主要表现在7个方面1．影响井田划分2．影响井田开拓方式3．影响采区和工作面布置4．影响安全生产5．增加煤炭损失量6．增加巷道掘进量7．影响煤矿综合经济效益
喀斯特陷落柱，是喀斯特塌陷的一种类型。它是由于煤层下伏碳酸盐岩等可溶岩层，经地下水强烈溶蚀，形成空洞，从而引起上覆岩层失稳，向溶蚀空间冒落、塌陷，形成筒状或似锥状柱体，故以它的成因和形状取名为喀斯特陷落柱，简称陷落柱。陷落柱的成因喀斯特洞穴的发育和喀斯特洞穴塌陷是形成陷落柱的根本原因。(一)喀斯特洞穴发育的地质条件
(1)煤系或其下部地层中含有可溶性岩层。这些岩层易被地下水溶蚀后形成溶洞。(2)煤系地层分布区域内发育有断裂构造等良好的地下水通道。
(3)地下水源丰富，并且地下水中含有溶蚀性大的各种酸根，如CO2等。
(4)有流畅的排泄口，地下水动力条件好，水的交替循环强烈，有较强的侵蚀“淘空”能力。(二)喀斯特洞穴致塌机理1．重力2．真空吸蚀塌陷3．物理化学作用综合塌陷
陷落柱对煤矿生产的影响1.破坏可采煤层，减少煤炭储量2．影响正规开采3影响采掘施工4．影响安全
矿井瓦斯是指煤矿生产过程中，由煤层及其围岩释放出来的一种多成分的混合气体。瓦斯的形成，主要是在成煤过程中形成的，根据成因，可分为三种形成方式1．生物化学作用形成2．煤变质作用形成3．油型气来源
(一)影响瓦斯含量的地质因素1．煤的变质程度2．围岩和煤层的渗透性3．地质构造4．地下水活动5．煤田暴露程度6．煤层埋藏深度
瓦斯矿井等级是根据矿井的相对瓦斯涌出量和涌出形式划分的矿井等级。过去把瓦斯矿井等级划分为四级：
一级瓦斯矿 相对瓦斯涌出量小于5m3/t；
二级瓦斯矿 相对瓦斯涌出量5～10m3/t；
三级瓦斯矿 相对瓦斯涌出量10～15m3/t；
超级瓦斯矿 相对瓦斯涌出量大于15m3/t及具有煤与瓦斯突出危险。
现在把瓦斯矿井等级划分为三级：
低瓦斯矿井 相对瓦斯涌出量10m3/t以下；
高瓦斯矿井 相对瓦斯涌出量10m3/t以上；
含水层是指能透水且含有地下水的岩层。有些岩石(如泥岩、页岩)，虽有很多的空隙，但因它们太小或彼此间很少连通，地下水很难在其中流动，这种透水性能差，对地下水的运动、渗透起着阻滞或阻隔作用的岩层，称为隔水层或不透水层
(一)按地下水的埋藏条件分类1．上层滞水2．潜水3．承压水(二)按含水层空隙性质分类1．孔隙水2．裂隙水3．喀斯特水
地下水的物理性质包括：温度、颜色、透明度、气味、觉味、密度、导电性和放射性等。泉的形成方式可分为下降泉和上升泉。
矿井充水的水源有四种，即矿体及围岩空隙中的地下水、地表水、老窑积水和大气降水。
根据矿井充水的通道类型，可把通道分为孔隙、裂隙、溶隙及人工通道等四种。
二、矿井水的综合治(一)地表防治水1．合理选择井筒位置2．河流改道3．铺设人工河床4．修筑排(截)水沟5．堵漏(二)井下防治水1．探放水
2．煤矿酸性水的防治(1)分区排除酸性水(2)分级排水，降低水泵扬程(3)冲淡酸性水(4)中和酸性水(5)改善水泵、水管的耐酸性能。4．井下截水建筑物的设置(1)防水闸门(2)防水墙 5．含水层的疏排(三)注浆堵水
煤田普查与勘探及煤矿地质勘探的技术手段有：遥感调查、地质填图、坑探工程、钻探工程、地球物理勘探等地质。煤田地质勘探的阶段：找煤、普查、详查、精查。储量级别：根据勘探研究程度，将煤炭储量分为A、B、C、D四级，其中A、B为高级储量，C、D为低级储量
17反映各种地质资料（煤层、构造、水文地质等）、勘探工以及井巷工程等资料的图件—地质图件
煤矿生产需要的地质图件：地质地形图、地质剖面图、水平切面图、煤层底板等高线图、煤层立面投影图、钻孔柱状图、煤岩层对比图、水文地质图等。