5煤的形成和含煤岩系解析.pptx

第五章第五章 煤的形成和含煤岩系煤的形成和含煤岩系 第一节第一节 煤的物质组成、性质与分类煤的物质组成、性质与分类 第二节第二节 成煤作用成煤作用 第三节第三节 煤系和煤田煤系和煤田第一节第一节 煤的物质组成、性质与分类煤的物质组成、性质与分类主要内容：主要内容：一、一、煤岩成分和宏观煤岩类型煤岩成分和宏观煤岩类型 二、二、煤的性质煤的性质 三、三、煤的分类煤的分类 一、一、煤岩成分和宏观煤岩类型煤岩成分和宏观煤岩类型 （一）煤岩成分（一）煤岩成分 煤岩成分指肉眼能见到的煤的基本组成单位，又称为宏观煤岩类型，即丝煤岩成分指肉眼能见到的煤的基本组成单位，又称为宏观煤岩类型，即丝炭、镜煤、暗煤、亮煤。炭、镜煤、暗煤、亮煤。1.丝炭丝炭 灰黑色，形如木炭，具明显的纤维状结构和丝绢光泽；灰黑色，形如木炭，具明显的纤维状结构和丝绢光泽；疏松、多孔、硬度小、脆度大、易染指；疏松、多孔、硬度小、脆度大、易染指；没有粘结性、吸氧性强、易氧化自燃、易成煤尘；没有粘结性、吸氧性强、易氧化自燃、易成煤尘；在煤层中多呈几毫米厚的扁平透镜体，数量不多，但分布广。在煤层中多呈几毫米厚的扁平透镜体，数量不多，但分布广。2.镜煤镜煤 乌黑、光亮如镜、内生裂隙发育、结构均一、易碎、粘结性强；乌黑、光亮如镜、内生裂隙发育、结构均一、易碎、粘结性强；在煤层中不形成独立分层，以透镜或条带状散布于亮煤中；在煤层中不形成独立分层，以透镜或条带状散布于亮煤中；3.亮煤亮煤 灰黑、光泽较强、性脆易碎、内生裂隙发育、均一程度不如镜煤；灰黑、光泽较强、性脆易碎、内生裂隙发育、均一程度不如镜煤；化学工艺性质介于镜煤与暗煤之间，灰分含量较低；化学工艺性质介于镜煤与暗煤之间，灰分含量较低；在煤层所占比例较大，可形成较厚分层，也可单独成层。在煤层所占比例较大，可形成较厚分层，也可单独成层。4.暗煤暗煤 灰黑、光泽暗淡、致密坚硬、韧性较大；灰黑、光泽暗淡、致密坚硬、韧性较大；层理不清晰、矿物质含量较多，成分复杂、对煤质影响大；层理不清晰、矿物质含量较多，成分复杂、对煤质影响大；在煤层中所占比例较大，可形成较厚分层，也可单独成层。在煤层中所占比例较大，可形成较厚分层，也可单独成层。（二）宏观煤岩类型（二）宏观煤岩类型 根据煤层的平均光泽强度及煤岩成分的组合情况，可将煤划分为光亮型、根据煤层的平均光泽强度及煤岩成分的组合情况，可将煤划分为光亮型、半亮型、半暗型、暗淡型四种类型。半亮型、半暗型、暗淡型四种类型。1.光亮型煤光亮型煤 主要由镜煤、亮煤组成，光泽很强、内生裂隙发育，性脆主要由镜煤、亮煤组成，光泽很强、内生裂隙发育，性脆易碎，中变质光亮型煤是炼焦最好用煤。易碎，中变质光亮型煤是炼焦最好用煤。2.半亮型煤半亮型煤 以亮煤为主，光泽强度次于光亮型煤，一般由较光亮和较以亮煤为主，光泽强度次于光亮型煤，一般由较光亮和较暗淡的条带互层而显示出半亮的平均光泽，最常见。暗淡的条带互层而显示出半亮的平均光泽，最常见。3.半暗型煤半暗型煤 由暗煤、亮煤组成，以暗煤为主，光泽较暗，硬度、脆度由暗煤、亮煤组成，以暗煤为主，光泽较暗，硬度、脆度较大，内生裂隙不发育。较大，内生裂隙不发育。4.暗淡型煤暗淡型煤 由暗煤组成，有时夹有镜煤和丝炭，光泽暗淡，层理不明由暗煤组成，有时夹有镜煤和丝炭，光泽暗淡，层理不明显，硬度和韧性强，煤质较差。显，硬度和韧性强，煤质较差。注意：注意：实际工作中，只有变质程度相同的煤才能互相比较和划分不同类实际工作中，只有变质程度相同的煤才能互相比较和划分不同类型，划分的最小厚度一般为型，划分的最小厚度一般为310cm。二、二、煤的性质煤的性质 （一）煤的化学组成（一）煤的化学组成 煤是有机物质和无机物质的混合物，其中有机质是主要成分，主要有煤是有机物质和无机物质的混合物，其中有机质是主要成分，主要有C、H、O（占（占95以上），还有以上），还有N、S等。等。1.碳（碳（C）煤中主要成分，煤中主要成分，C越多煤发热量越高，含量随变质程度加深而增加。越多煤发热量越高，含量随变质程度加深而增加。2.氢（氢（H）煤中重要成分，其发热量是煤中重要成分，其发热量是C的的4.2倍。低等植物富含倍。低等植物富含H，故腐泥煤，故腐泥煤H含量较腐植煤高。煤中含量较腐植煤高。煤中H随变质程度加深而减少，烟煤中以气煤随变质程度加深而减少，烟煤中以气煤H含量最高。含量最高。3.氧（氧（O）煤中氧随变质程度加深而减少，但变化较大。从褐煤、长焰煤、气煤中氧随变质程度加深而减少，但变化较大。从褐煤、长焰煤、气煤到肥煤，下降显著；从焦煤、瘦煤、贫煤到无烟煤，下降幅度较小。煤到肥煤，下降显著；从焦煤、瘦煤、贫煤到无烟煤，下降幅度较小。4.氮（氮（N）含量较少，随变质程度加深而略趋减少。在高温下可转化为氨含量较少，随变质程度加深而略趋减少。在高温下可转化为氨（NH3）及其它氮的化合物。）及其它氮的化合物。5.硫（硫（S）硫是煤中有害元素之一。煤中硫分为无机硫和有机硫（硫是煤中有害元素之一。煤中硫分为无机硫和有机硫（So），无机），无机硫又分为硫化物硫（黄铁矿硫，硫又分为硫化物硫（黄铁矿硫，Sp）和硫酸盐硫（石膏硫，）和硫酸盐硫（石膏硫，Ss）。有机硫主要）。有机硫主要来自成煤植物。煤中硫的总和叫全硫（来自成煤植物。煤中硫的总和叫全硫（St），可根据煤的干燥基全硫含量），可根据煤的干燥基全硫含量St，d（）将煤分级。（）将煤分级。6.磷（磷（P）主要存在无机矿物中，含量极低，但危害大，炼焦时磷进入焦炭使主要存在无机矿物中，含量极低，但危害大，炼焦时磷进入焦炭使钢材具冷脆性，因此炼焦用煤要求钢材具冷脆性，因此炼焦用煤要求P含量在含量在0.020.03以下。以下。7.其它元素其它元素 煤中还有砷（煤中还有砷（As）、氯（）、氯（Cl）等有害元素，还有锗（）等有害元素，还有锗（Ge）、镓）、镓（Ga）、铀（）、铀（U）、锂（）、锂（Li）、钒（）、钒（V）等有益元素。）等有益元素。（二）煤的物理性质（二）煤的物理性质 1.颜色和条痕颜色和条痕 颜色指新鲜煤块表面的自然色彩。随变质程度增加而变化：一般由褐煤、颜色指新鲜煤块表面的自然色彩。随变质程度增加而变化：一般由褐煤、烟煤到无烟煤，其颜色从棕褐、褐黑、深黑到灰黑、钢灰色。烟煤到无烟煤，其颜色从棕褐、褐黑、深黑到灰黑、钢灰色。条痕指煤粉末的颜色，它与颜色相差不大。条痕指煤粉末的颜色，它与颜色相差不大。2.光泽光泽 指煤新鲜面的反光能力，随煤变质程度增加，光泽增强。在煤岩成分中以指煤新鲜面的反光能力，随煤变质程度增加，光泽增强。在煤岩成分中以镜煤、亮煤变化显著，故以它们作为观察对象。镜煤、亮煤变化显著，故以它们作为观察对象。3.密度密度 指单位体积煤的质量（指单位体积煤的质量（g/cm3）影响因素影响因素（1）变质程度：越高、密度越大。）变质程度：越高、密度越大。（2）煤岩成分：暗煤大、亮煤次之、镜煤更次之。）煤岩成分：暗煤大、亮煤次之、镜煤更次之。分类：分类：（1）真密度）真密度 （2）视密度）视密度 （3）相对密度）相对密度4.硬度、脆度硬度、脆度 硬度：硬度：抵抗外来机械作用的能力，摩氏硬度抵抗外来机械作用的能力，摩氏硬度14之间。褐、焦硬度小，无之间。褐、焦硬度小，无烟煤最大；同变质程度的暗煤比亮、镜煤硬度大。烟煤最大；同变质程度的暗煤比亮、镜煤硬度大。脆度：脆度：外力作用下突然断裂的难易程度。低、高变质程度煤脆度小，中外力作用下突然断裂的难易程度。低、高变质程度煤脆度小，中变质程度煤大；煤岩成分中丝炭最大，镜煤次之，暗煤最小。变质程度煤大；煤岩成分中丝炭最大，镜煤次之，暗煤最小。5.裂隙裂隙 指成煤过程中，煤受到各种自然力作用而产生裂开现象。按成因分二类：指成煤过程中，煤受到各种自然力作用而产生裂开现象。按成因分二类：（1）内生裂隙：）内生裂隙：煤化作用过程中，受温度、压力影响，体积收缩而成。煤化作用过程中，受温度、压力影响，体积收缩而成。裂隙面平坦，垂直层理面，常出现互为垂直的两组，一组较密，另一组较稀，裂隙面平坦，垂直层理面，常出现互为垂直的两组，一组较密，另一组较稀，以中变质煤最发育。以中变质煤最发育。（2）外生裂隙：）外生裂隙：煤层形成后受地质构造变动而成。裂隙间距较宽，可出煤层形成后受地质构造变动而成。裂隙间距较宽，可出现在煤层中任何部位，常穿过多个煤岩分层，与层理面斜交，其方向与附近断现在煤层中任何部位，常穿过多个煤岩分层，与层理面斜交，其方向与附近断层方向大体一致。层方向大体一致。6.导电性导电性 指煤传导电流的能力，以电阻率表示，它与煤的变质程度密切相关。褐指煤传导电流的能力，以电阻率表示，它与煤的变质程度密切相关。褐煤多孔隙、湿度大、电阻率低；烟煤电阻率大，是不良导体；无烟煤电阻率小，煤多孔隙、湿度大、电阻率低；烟煤电阻率大，是不良导体；无烟煤电阻率小，具良好的导电性。具良好的导电性。（三）评价煤质的常用指标（三）评价煤质的常用指标 煤的工业用途广泛，但对煤质要求各不相同。因此，煤的工艺性质分析煤的工业用途广泛，但对煤质要求各不相同。因此，煤的工艺性质分析是评价煤质的重要手段，评价煤质的常用指标有：是评价煤质的重要手段，评价煤质的常用指标有：1.煤的工业分析指标煤的工业分析指标 1）水分（）水分（M）按结合状态分成二类：按结合状态分成二类：（1）化合水（结晶水）化合水（结晶水）是与煤中矿物成分呈化合形态的水。是与煤中矿物成分呈化合形态的水。（2）游离水，又分为二类，二类之和又叫全水分（）游离水，又分为二类，二类之和又叫全水分（Mt）：）：外在水分外在水分煤表面和表面大毛细管吸附之水，易蒸发；煤表面和表面大毛细管吸附之水，易蒸发；内在水分内在水分煤内部小毛细管吸附水，常温不失去，加热到一煤内部小毛细管吸附水，常温不失去，加热到一定温度才失去。定温度才失去。2）灰分（）灰分（A）煤完全燃烧后剩下的残渣，主要成分为煤完全燃烧后剩下的残渣，主要成分为Al2O3、CaO、SiO2等，它们来自煤中矿物质，按灰分高低分为等，它们来自煤中矿物质，按灰分高低分为6级：级：级别特低灰煤低灰分煤低中灰煤中灰分煤中高灰煤高灰分煤Ad(%)5.005.0110.0010.0120.0020.0130.0030.0140.0040.0150.00 3）挥发分（）挥发分（V）隔绝空气的煤在（隔绝空气的煤在（90010）温度下加热）温度下加热Tmin，使有机质和，使有机质和部分矿物质分解所得气态物质称为挥发分。部分矿物质分解所得气态物质称为挥发分。挥发分与煤中有机质性质、变质程度有关。挥发分与煤中有机质性质、变质程度有关。泥炭为泥炭为70、褐煤为、褐煤为4060%、烟煤为、烟煤为1050、无烟煤小于、无烟煤小于10。4）固定碳（）固定碳（FC）测定挥发分剩下的焦渣减去灰分即为固定碳。是煤中有机质高温分解测定挥发分剩下的焦渣减去灰分即为固定碳。是煤中有机质高温分解的残余物。的残余物。2.煤的工艺性质煤的工艺性质 不同工业用煤对工艺性质要求不同不同工业用煤对工艺性质要求不同 1）粘结性）粘结性 指粉碎的煤粒（直径指粉碎的煤粒（直径27.00 三、三、煤的分类煤的分类 （一）按煤的煤化程度和工艺性能分类（一）按煤的煤化程度和工艺性能分类 1.分类指标为：分类指标为：Vdaf（干燥无灰基挥发分）（干燥无灰基挥发分）GR-I（烟煤的粘结性指数）（烟煤的粘结性指数）Y（烟煤的胶质层最大厚度）（烟煤的胶质层最大厚度）b（烟煤的奥亚膨胀度）（烟煤的奥亚膨胀度）Hdaf（干燥无灰基氢含量）（干燥无灰基氢含量）PM（煤样透光率）（煤样透光率）Qgr.maf(煤的恒湿无灰基高位发热量）煤的恒湿无灰基高位发热量）其中：干燥无灰基是指完全不含水分、灰分（不包括可燃其中：干燥无灰基是指完全不含水分、灰分（不包括可燃烧）的煤。烧）的煤。2.分类原则分类原则 以煤化程度参数干燥无灰基挥发分以煤化程度参数干燥无灰基挥发分(Vdaf)区分无烟煤、烟煤、区分无烟煤、烟煤、褐煤；褐煤；以以Vdaf和干燥无灰基氢含量和干燥无灰基氢含量(Hdaf)区分无烟煤中的小类；区分无烟煤中的小类；以以Vdaf、烟煤的粘结性指数、烟煤的粘结性指数(G)、烟煤的胶质层最大厚度、烟煤的胶质层最大厚度(Y)、烟煤的奥亚膨胀度、烟煤的奥亚膨胀度(b)区分烟煤中的类别；区分烟煤中的类别；采用目视比色法透光率采用目视比色法透光率(PM)区分褐煤和烟煤，及划分褐区分褐煤和烟煤，及划分褐煤中的小类；煤中的小类；以煤的恒湿无灰基高位发热量以煤的恒湿无灰基高位发热量(Qgr.maf)作为区分褐煤和作为区分褐煤和烟煤的辅助指标。烟煤的辅助指标。3.分类分类 按按1986.10.1试行的中国煤田分类国试行的中国煤田分类国家标准分为家标准分为14大类大类29小类。小类。其中其中14大类为：大类为：无烟煤无烟煤 气肥煤气肥煤 贫煤贫煤 中粘结煤中粘结煤 贫瘦煤贫瘦煤 中粘结煤中粘结煤 瘦煤瘦煤 弱粘结煤弱粘结煤 焦煤焦煤 不粘结煤不粘结煤 1/3焦煤焦煤 长焰煤长焰煤 肥煤肥煤 褐煤褐煤 烟烟烟烟 煤煤煤煤（二）按煤的综合利用分类（二）按煤的综合利用分类 1.炼焦用煤：在干馏炉中隔绝空气加热到炼焦用煤：在干馏炉中隔绝空气加热到1000 左右，分解产出焦炉煤气、煤焦油、焦炭。左右，分解产出焦炉煤气、煤焦油、焦炭。2.气化用煤：以气化用煤：以CO2、H、O、H2O等为介质，经等为介质，经热化学处理，将煤转化为煤气。热化学处理，将煤转化为煤气。3.低温干馏煤：在低温干馏煤：在500600干馏制取低温焦油、干馏制取低温焦油、煤气等。煤气等。4.加氢液化用煤：将煤、催化剂、重油混合，高加氢液化用煤：将煤、催化剂、重油混合，高温高压下与氢作用转化成液、气态物质，进一步加工即温高压下与氢作用转化成液、气态物质，进一步加工即得到汽油、柴油等。得到汽油、柴油等。5.燃烧用煤：利用价值最低，均使用较低劣的煤。燃烧用煤：利用价值最低，均使用较低劣的煤。第二节第二节 成煤作用成煤作用主要内容：主要内容：一、一、成煤植物成煤植物 二、二、成煤作用成煤作用 三、三、成煤必要条件成煤必要条件 一、一、成煤植物成煤植物 低等植物低等植物形成的煤叫形成的煤叫腐泥煤腐泥煤。低等植物由单细胞或多细胞。低等植物由单细胞或多细胞构成的丝状和叶片状植物体，最大的特点是没有根、茎、叶等构成的丝状和叶片状植物体，最大的特点是没有根、茎、叶等器官的分化，构造比较简单，多数生活在水中。器官的分化，构造比较简单，多数生活在水中。如褐藻、红藻，多在海洋边缘斜坡地区或边缘海盆地，这些地如褐藻、红藻，多在海洋边缘斜坡地区或边缘海盆地，这些地区营养丰富、环境优越，有利于植物的生长。区营养丰富、环境优越，有利于植物的生长。从元古时代一直到早泥盆世之前，是菌藻类低等植物时代，从元古时代一直到早泥盆世之前，是菌藻类低等植物时代，这时期形成的煤称为腐泥煤，在我国俗称这时期形成的煤称为腐泥煤，在我国俗称“石煤石煤”。腐泥煤在我国的湖北、湖南、广东、广西、江西、四川、腐泥煤在我国的湖北、湖南、广东、广西、江西、四川、陕西等地的早古生代地层均有分布。储量以寒武纪最多，其次陕西等地的早古生代地层均有分布。储量以寒武纪最多，其次为早志留世。成为我国的第一个聚煤期。为早志留世。成为我国的第一个聚煤期。腐泥煤具有腐泥煤具有高灰、高硫高灰、高硫和和低热值低热值的特点。的特点。（1）苔藓植物：绿色自养性的陆生植物，植）苔藓植物：绿色自养性的陆生植物，植物体是配子体，它是由孢子萌发成原丝体，物体是配子体，它是由孢子萌发成原丝体，再由原丝体发育而成的。再由原丝体发育而成的。（2）蕨类植物）蕨类植物：植物体有根、茎、叶的分：植物体有根、茎、叶的分化和较原始的维管组织化和较原始的维管组织。高等植物高等植物有根、茎、叶等器官的分化有根、茎、叶等器官的分化,形成的煤叫形成的煤叫腐植煤腐植煤。（3）裸子植物：种子植物中较低级的一类。）裸子植物：种子植物中较低级的一类。能产生种子的能产生种子的种子植物种子植物。但它们的。但它们的胚珠胚珠外面没外面没有子房壁包被，不形成果实，有子房壁包被，不形成果实，种子种子是裸露的，是裸露的，故称裸子植物。故称裸子植物。（4）被子植物：被子植物有真正的花，故又叫）被子植物：被子植物有真正的花，故又叫有花植物；胚珠包藏在子房内，得到良好的保有花植物；胚珠包藏在子房内，得到良好的保护护。植物界植物界最高级的一类，自最高级的一类，自新生代新生代以来，它以来，它们在们在地球地球上占着绝对优势。上占着绝对优势。鳞木鳞木（蕨类石松纲最（蕨类石松纲最著名的一属著名的一属）苏铁苏铁 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。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。这个过程经历了复杂的生物化学作用和物理化学作用。成煤作用分为泥炭化（腐泥化）、煤化阶段。成煤作用分为泥炭化（腐泥化）、煤化阶段。（一）泥炭化（腐泥化）阶段（一）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、化合、聚积，高植物繁殖、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，低等植物则形成腐泥。等植物形成泥炭，低等植物则形成腐泥。1.腐泥化作用腐泥化作用 （1）概念）概念 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化学作用叫腐泥化作用。腐泥的生物化学作用叫腐泥化作用。（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。（二）煤化阶段（二）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，则进入了煤化泥炭或腐泥形成后，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。此时生化作用停止，代之以物理化学作用。包括了二个连续过程：作用阶段。此时生化作用停止，代之以物理化学作用。包括了二个连续过程：1、成岩作用、成岩作用 泥炭（腐泥）在温度、压力作用下，经压实、脱水、固结转变成泥炭（腐泥）在温度、压力作用下，经压实、脱水、固结转变成褐煤（腐泥煤）。褐煤（腐泥煤）。2、变质作用、变质作用 褐煤继续在温度、压力、时间影响下转变为烟煤、无烟煤、天然褐煤继续在温度、压力、时间影响下转变为烟煤、无烟煤、天然焦或石墨。焦或石墨。三、三、成煤必要条件成煤必要条件 （一）植物条件（一）植物条件 成煤的物质基础成煤的物质基础 （二）气候条件（二）气候条件 影响植物生长和植物影响植物生长和植物的分解，温暖潮湿是重要的气候条件。的分解，温暖潮湿是重要的气候条件。（三）地理条件（三）地理条件 植物遗体的堆积场所。植物遗体的堆积场所。（四）地壳运动条件（四）地壳运动条件 地壳均衡沉降地壳均衡沉降（沉降速度与植物堆积速度平衡）（沉降速度与植物堆积速度平衡）第三节第三节 煤系和煤田煤系和煤田 主要内容：主要内容：一、一、煤系及其类型煤系及其类型 二、二、煤系的组成煤系的组成 三、三、煤田、聚煤期、聚煤区煤田、聚煤期、聚煤区 一、一、煤系及其类型煤系及其类型 （一）煤系的概念（一）煤系的概念 指在一定地质时间内，形成的具有成因联系且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。连续沉积的一套含煤岩系。1、一定要在一套岩层系统中含有煤层；、一定要在一套岩层系统中含有煤层；2、主要由沉积岩组成，在地壳运动剧烈的地、主要由沉积岩组成，在地壳运动剧烈的地区，可能含有火山岩和火山碎屑岩；区，可能含有火山岩和火山碎屑岩；3、含有大量的植物化石。、含有大量的植物化石。（二）（二）煤系的类型煤系的类型 煤系在地壳以沉降运动为主的振荡过程中形成的。由于振荡运动的性质煤系在地壳以沉降运动为主的振荡过程中形成的。由于振荡运动的性质与幅度不同，以及地理环境和范围的差异性，至使煤系的特点各不相同。与幅度不同，以及地理环境和范围的差异性，至使煤系的特点各不相同。1、近海型煤系、近海型煤系 是在滨海平原或泻湖，海湾以及浅海所成。由于地壳的小型振荡运动，时是在滨海平原或泻湖，海湾以及浅海所成。由于地壳的小型振荡运动，时为浅海、时为陆地，发育广阔的沼泽。为浅海、时为陆地，发育广阔的沼泽。主要特点：主要特点：1）分布面积一般较广；）分布面积一般较广；2）岩性、岩相均比较简单；）岩性、岩相均比较简单；3）标志）标志层较多，层较多，旋回结构非常清楚，对比较易；旋回结构非常清楚，对比较易；4）煤层厚度较为稳定，但多数为薄）煤层厚度较为稳定，但多数为薄中厚煤层；中厚煤层；5）煤层一般含硫量较高；）煤层一般含硫量较高；6）含有大量的植物化石和海生动物）含有大量的植物化石和海生动物化石；化石；如：华北的石炭系煤系；华南二叠系煤系等。如：华北的石炭系煤系；华南二叠系煤系等。2、内陆型煤系、内陆型煤系 位于陆地上的内陆盆地、山间盆地及山前盆地。在沉积过程中未曾发生海水位于陆地上的内陆盆地、山间盆地及山前盆地。在沉积过程中未曾发生海水侵入，煤系全部由陆相沉积物组成。侵入，煤系全部由陆相沉积物组成。主要特点：主要特点：1）厚度一般较大，分布面积一般较小，岩性、岩相变化大，煤厚度一般较大，分布面积一般较小，岩性、岩相变化大，煤层不易对比；层不易对比；2）煤层厚度大，层数多，厚度变化大，分岔、尖灭时有出现；煤层厚度大，层数多，厚度变化大，分岔、尖灭时有出现；3）煤系结构复杂，含硫较低；煤系结构复杂，含硫较低；4）岩石成分复杂，富含大量的植物化石和淡）岩石成分复杂，富含大量的植物化石和淡水动物化石；水动物化石；5）在地壳运动强烈的地方，煤系中可出现火山岩及火山碎屑岩；在地壳运动强烈的地方，煤系中可出现火山岩及火山碎屑岩；二、二、煤系的组成煤系的组成（一）煤层（一）煤层 1.1.煤层的结构煤层的结构 煤层包含煤分层和岩石夹层，不含夹石层的称为简单结构煤煤层包含煤分层和岩石夹层，不含夹石层的称为简单结构煤层；反之，含有夹石层的则称为复杂结构煤层。层；反之，含有夹石层的则称为复杂结构煤层。煤层夹矸的物质来源，主要取决于泥炭沼泽所处的沉积环境。煤层夹矸的物质来源，主要取决于泥炭沼泽所处的沉积环境。煤层结构对采煤生产的影响煤层结构对采煤生产的影响 对采煤方法、采掘机械的选择和原煤质量等，都有一定影响：对采煤方法、采掘机械的选择和原煤质量等，都有一定影响：当煤层中含有较厚夹矸时，可实行煤分层的分采；当煤层中含有较厚夹矸时，可实行煤分层的分采；当煤层结构复杂而难以分采时，夹石将掺入煤中，使原煤质量当煤层结构复杂而难以分采时，夹石将掺入煤中，使原煤质量降低。降低。因此在煤田地质勘探阶段，就应查明煤层结构，并作出原煤质因此在煤田地质勘探阶段，就应查明煤层结构，并作出原煤质量的初步评价。量的初步评价。2 2.煤层的厚度煤层的厚度 总厚度：是煤层顶、底板之间各煤分层总厚度：是煤层顶、底板之间各煤分层 和夹石层厚度的总和；和夹石层厚度的总和；有益厚度：指煤层顶、底板之间有益厚度：指煤层顶、底板之间 各煤分层厚度的总和；各煤分层厚度的总和；可采厚度可采厚度：指在现代经济技条件指在现代经济技条件 下适于开采的煤层厚度。下适于开采的煤层厚度。最低可采厚度：按照国家目前有关技术最低可采厚度：按照国家目前有关技术 政策，依据煤种、产状、政策，依据煤种、产状、开采方式和不同地区的资源开采方式和不同地区的资源 条件所规定的可采厚度的下条件所规定的可采厚度的下 限标准。（影响因素：煤种、产状、开采方式、资源条件）限标准。（影响因素：煤种、产状、开采方式、资源条件）3.煤层厚度分类煤层厚度分类 有三类分类有三类分类 1)按厚度分按厚度分:0.3-0.5m 极薄煤层极薄煤层 0.5-1.3m 薄煤层薄煤层 1.3-3.5m 中厚煤层中厚煤层 3.5-8.0m 厚煤层厚煤层 8m 巨厚煤层巨厚煤层 煤层厚度及其变化是影响煤矿开采的煤层厚度及其变化是影响煤矿开采的主要地质因素之一。煤层厚度不同，采煤主要地质因素之一。煤层厚度不同，采煤方法亦不同。方法亦不同。2)按倾角分按倾角分:45 急倾斜煤层急倾斜煤层 3)按稳定性分按稳定性分:稳定煤层：均稳定煤层：均可采厚度，可采厚度，煤层厚度变化有一定规律性煤层厚度变化有一定规律性;较稳定煤层：煤厚有相当较稳定煤层：煤厚有相当变化，大多可采，局部不可采；变化，大多可采，局部不可采；不稳定煤层：煤厚变化大，不稳定煤层：煤厚变化大，分岔、尖灭、增厚、变薄时有分岔、尖灭、增厚、变薄时有出现；出现；极不稳定煤层：常呈透镜极不稳定煤层：常呈透镜状、断续分布、仅局部可采。状、断续分布、仅局部可采。煤层发生分岔、变薄、煤层发生分岔、变薄、尖灭等厚度变化，则直接影响尖灭等厚度变化，则直接影响煤炭储量平衡和煤矿正常生产。煤炭储量平衡和煤矿正常生产。（二）煤层顶、底板（二）煤层顶、底板 1.1.顶板顶板 位于煤层上方一定距离的岩层。顶板分为三种：位于煤层上方一定距离的岩层。顶板分为三种：1）伪顶伪顶 直接覆于煤层之上的薄岩层，多为炭质页岩、泥直接覆于煤层之上的薄岩层，多为炭质页岩、泥岩，一般厚几厘米到几十厘米，极易垮落。岩，一般厚几厘米到几十厘米，极易垮落。2 2）直接顶直接顶 位于伪顶之上，多为粉砂岩、泥岩，厚约位于伪顶之上，多为粉砂岩、泥岩，厚约1-2m1-2m，采煤回柱后能自行垮落。，采煤回柱后能自行垮落。3 3）老顶老顶 位于直接顶之上，多为砂岩、石灰岩，厚度较大，位于直接顶之上，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，只发生沉降。强度也大，采煤后长时期不易自行垮落，只发生沉降。2.2.底板底板 位于煤层下方一定距离的岩层。分为二种：位于煤层下方一定距离的岩层。分为二种：1）直接底直接底 直接伏于煤层之下的岩层，多见炭质泥岩，常直接伏于煤层之下的岩层，多见炭质泥岩，常几十厘米厚。几十厘米厚。2 2）老底老底 位于直接底之下，多为粉砂岩、砂岩，厚度较大。位于直接底之下，多为粉砂岩、砂岩，厚度较大。（三）煤系中的标志层（三）煤系中的标志层 煤煤系系中中一一些些岩岩性性特特殊殊、易易于于识识别别、层层位位稳稳定定或或分分布布规规律律明显的岩层，可作为寻找、对比煤层的标志层。例如：明显的岩层，可作为寻找、对比煤层的标志层。例如：石灰岩、砾岩、铝土岩、岩性颜色特殊的砂岩等。石灰岩、砾岩、铝土岩、岩性颜色特殊的砂岩等。三、三、三、三、煤田、聚煤期、聚煤区煤田、聚煤期、聚煤区煤田、聚煤期、聚煤区煤田、聚煤期、聚煤区（一）煤田、煤产地（一）煤田、煤产地（一）煤田、煤产地（一）煤田、煤产地 1.1.1.1.煤层煤层煤层煤层 指同一个地质时期形成、并大致连续发育的含煤岩系分指同一个地质时期形成、并大致连续发育的含煤岩系分指同一个地质时期形成、并大致连续发育的含煤岩系分指同一个地质时期形成、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米。如山东鲁西煤田、辽布区。面积一般由几十到几百平方米。如山东鲁西煤田、辽布区。面积一般由几十到几百平方米。如山东鲁西煤田、辽布区。面积一般由几十到几百平方米。如山东鲁西煤田、辽宁阜新煤田等。宁阜新煤田等。宁阜新煤田等。宁阜新煤田等。2.煤产地煤产地 指受后期大地构造变动和剥蚀作用而分隔开的一些单独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。通常可对应于矿井或矿区范围。如山西的含煤岩系分布区。通常可对应于矿井或矿区范围。如山西阳泉矿区、山东兖州矿区等。阳泉矿区、山东兖州矿区等。中国煤盆地（煤田）分布图中国煤盆地（煤田）分布图中国煤矿百强企业中国煤矿百强企业山西煤炭与中国能源山西煤炭与中国能源权威统计显示，改革开放权威统计显示，改革开放20多年来，山多年来，山西累计生产原煤西累计生产原煤65亿吨之多。占同期全国煤亿吨之多。占同期全国煤炭总产量的炭总产量的30%；累计调出原煤；累计调出原煤45亿吨，占亿吨，占到全国省际净调出量的到全国省际净调出量的80%；出口占到全国；出口占到全国的的70%。就山西省内而言，称其为煤的海洋毫不就山西省内而言，称其为煤的海洋毫不夸张夸张煤田总面积为煤田总面积为5.5万平方公里，占全万平方公里，占全省面积的三分之一。而且，省内有大同、宁省面积的三分之一。而且，省内有大同、宁武、西山、汾西、沁水、河东六个巨型煤矿，武、西山、汾西、沁水、河东六个巨型煤矿，还有阳泉、浑源、五台、平陆等大型煤矿。还有阳泉、浑源、五台、平陆等大型煤矿。此外，省内各地还分布有此外，省内各地还分布有5000多个大大小小多个大大小小的煤矿的煤矿 现在，山西年产现在，山西年产2.5亿吨煤炭。以现在的亿吨煤炭。以现在的开采速度计算，该省的煤炭资源可供继续采开采速度计算，该省的煤炭资源可供继续采挖挖1000年。山西省的煤炭除了供应国内年。山西省的煤炭除了供应国内26个个省市之外，还出口日本、韩、新、美国、英省市之外，还出口日本、韩、新、美国、英国、法国、意大利等国、法国、意大利等20余个国家。余个国家。“今后今后20年到年到30年，中国的煤炭行业离年，中国的煤炭行业离不开山西，中国的能源也离不开山西。不开山西，中国的能源也离不开山西。”山山西省社科院能源所王宏英说。西省社科院能源所王宏英说。（二）中国主要聚煤期（二）中国主要聚煤期 聚聚煤煤期期又又叫叫成成煤煤期期，指指地地质质历历史史中中有有煤煤田田资资源形成的地质时期。源形成的地质时期。我国最重要的聚煤期有我国最重要的聚煤期有7 7个：个：1.早石炭世早石炭世 5.早、中侏罗世早、中侏罗世 2.石炭二叠纪石炭二叠纪 6.晚侏罗世早白垩世晚侏罗世早白垩世 3.晚二叠世晚二叠世 7.古近、新近纪古近、新近纪 4.晚三叠世晚三叠世 （三）中国的聚煤区（三）中国的聚煤区 以大型地质构造带为界，划分五个聚煤区：以大型地质构造带为界，划分五个聚煤区：1.1.东东北北聚聚煤煤区区：包包括括内内蒙蒙东东部部、黑黑龙龙江江、吉吉林林大大部部和和辽辽宁宁北北部部。主主要要成成煤煤时时期期为为J J3 3K K1 1，其其次次为为古古近近纪纪。该该区区煤煤炭炭资资源源量量约约占占全全国的国的8 8。2.西北聚煤区西北聚煤区：包括新疆、甘肃大部、宁夏、内蒙的一部分。主：包括新疆、甘肃大部、宁夏、内蒙的一部分。主要成煤期为要成煤期为C、J1-2。以。以J1-2成煤最强，以新疆煤性最好。本区资成煤最强，以新疆煤性最好。本区资源量巨大，约占全国的源量巨大，约占全国的33。3.3.华华北北聚聚煤煤区区：包包括括晋晋、豫豫、鲁鲁及及陕陕、甘甘、宁宁、内内蒙蒙、辽辽、吉吉、冀冀大大部部和和苏苏北北、皖皖北北。主主要要成成煤煤期期为为C-PC-P，其其次次为为J J1-21-2，再再次次为为古古近近纪纪。尤尤其其以以C-PC-P煤煤田田分分布布最最广广、储储量量最最多多，占占该该区区储储量量8080以上。本区煤炭资源量约占全国的以上。本区煤炭资源量约占全国的5353。4.滇滇藏藏聚聚煤煤区区：包包括括西西藏藏、青青海海南南部部、川川西西、滇滇西西。主主要要为为P和和新新近近纪纪煤煤，C1、T3、K2含含煤煤性性差差。煤煤炭炭资资源源量量很很小小，约约占全国的占全国的0.1。5.5.华华南南聚聚煤煤区区：包包括括桂桂、黔黔、粤粤、湘湘、赣赣、浙浙、闽闽、琼琼，及及云云、鄂鄂、川川大大部部。成成煤煤期期多多：C C1 1、P P2 2、P P3 3、T T3 3、J J1 1、N N（新新近近纪纪），其其中中以以P P2 2晚晚期期至至P P3 3成成煤煤作作用用最最强强。全全区区煤煤炭炭资资源源量量约约占全国的占全国的6 6。全国煤炭资源分布特点全国煤炭资源分布特点：西北和北部地区储量丰富，但西：西北和北部地区储量丰富，但西部地区勘探程度低、构造相对复杂。东部沿海经济较发达地部地区勘探程度低、构造相对复杂。东部沿海经济较发达地区储量相对较少，且开采年代长、强度大、浅部资源严重不区储量相对较少，且开采年代长、强度大、浅部资源严重不足，要向深部拓展，造成开采难度增大。足，要向深部拓展，造成开采难度增大。复习思考题复习思考题一、名词解释一、名词解释一、名词解释一、名词解释 腐植煤、腐泥煤、水分、挥发分、固定碳、灰分、内生裂隙、腐植煤、腐泥煤、水分、挥发分、固定碳、灰分、内生裂隙、腐植煤、腐泥煤、水分、挥发分、固定碳、灰分、内生裂隙、腐植煤、腐泥煤、水分、挥发分、固定碳、灰分、内生裂隙、外生裂隙、煤田、煤产地、外生裂隙、煤田、煤产地、外生裂隙、煤田、煤产地、外生裂隙、煤田、煤产地、可采厚度可采厚度、最低可采厚度最低可采厚度 二、问答题二、问答题二、问答题二、问答题 1 1 简述煤的形成过程？简述煤的形成过程？简述煤的形成过程？简述煤的形成过程？2 2 简述煤的煤岩成分和宏观煤岩类型？简述煤的煤岩成分和宏观煤岩类型？简述煤的煤岩成分和宏观煤岩类型？简述煤的煤岩成分和宏观煤岩类型？3 3 引起煤层厚度变化的地质因素有哪些？引起煤层厚度变化的地质因素有哪些？引起煤层厚度变化的地质因素有哪些？引起煤层厚度变化的地质因素有哪些？4 4 什么叫煤系？有何特点？什么叫煤系？有何特点？什么叫煤系？有何特点？什么叫煤系？有何特点？5 5 近海型煤系有何特点？近海型煤系有何特点？近海型煤系有何特点？近海型煤系有何特点？6 6 内陆型煤系有何特点？内陆型煤系有何特点？内陆型煤系有何特点？内陆型煤系有何特点？