煤田地质与矿图知识课件

1第一章煤田地质及矿图知识第一节煤田地质概述第二节煤质及煤的工业分类第三节煤田地质勘探及煤炭储量第四节矿图基本知识矿山开采基础1第一章煤田地质及矿图知识矿山开采基础2第一节煤田地质概述

一、成煤作用二、聚煤时期三、含煤岩系四、煤层特征2第一节煤田地质概述一、成煤作用二、聚煤时期三、3一、成煤作用

煤是古代植物遗体经成煤作用后转变成的固体可燃矿产。

（一）成煤作用：从植物死亡、堆积到转变为煤的演变过程，以及在这个演变过程中经受的各种作用。3一、成煤作用煤是古代植物遗体经成煤作用后转变成的4一、成煤作用

煤的形成过程

4一、成煤作用煤的形成过程5形成有开采价值煤层的必要条件：第一，温暖潮湿的气候；第二，大量植物的生长、死亡；第三，大面积沼泽化的地理条件；第四，地壳运动的良好配合。

（二）成煤的必要条件一、成煤作用

5形成有开采价值煤层的必要条件：（二）成煤的必要条6二、聚煤期

按岩石的成因，分为岩浆岩、沉积岩、变质岩。

岩浆岩是由地壳内部熔融状态的岩浆，沿地壳的裂隙等薄弱地带侵入地壳或喷出地表，冷凝固结而形成的岩石。

6二、聚煤期按岩石的成因，分为岩浆岩、7沉积岩是地壳表层环境中常温常压条件下形成的岩石。主要由风化和剥蚀岩石的碎屑及可溶物质等，经搬运、沉积、压紧、胶结而形成的岩石。

由于风化、剥蚀、搬运作用形成的岩石。特点：成层状态；存在古生物化石。如：砾石、砂岩、页岩、石灰岩、煤。沉积岩约占75%（地表），矿产蕴藏量的80%，是研究的主要对象。二、聚煤期

7沉积岩是地壳表层环境中常温常压条件下形成的岩石。主要由风化889变质岩是由原有的沉积岩、岩浆岩在受到高温、高压及化学性活泼的气体或液体的作用，岩石的物理化学性质、结构及构造都发生变化，变成一种新的岩石，称为变质岩。受高温高压作用已改变了成份和性质的岩石。如：大理石、石英岩、片麻岩等二、聚煤期

9变质岩是由原有的沉积岩、岩浆岩在受到高温、高压及化学性活泼101011地质年代（地层年代）表11地质年代（地层年代）表12二、聚煤期

聚煤期或成煤期：地质历史中形成煤炭资源的时期。古生代：石炭纪、二叠纪（孢子植物）3个主要聚煤期中生代：侏罗纪（裸子植物）新生代：古近纪、新近纪（第三纪）（被子植物）

徐州煤田成煤于古生代的石炭纪、二迭纪，距今有2.7~3.5亿年了！12二、聚煤期聚煤期或成煤期：地质历史中形成煤炭资源的13煤田—

同一地质时期形成，并大致连续发育的含煤岩系分布区。（地质历史发展过程中，由含炭物质沉积形成的大面积含煤地带）煤田常以其所在的地点来命名，如大同煤田、徐州煤田、鄂尔多斯煤田、开滦煤田等。面积从几十到几百平方公里储量从几亿到几百亿吨。三、含煤岩系

13煤田—同一地质时期形成，并大致连续发育的含煤岩系分布14四、煤层赋存特征

（一）煤层的结构和顶、底板

1.煤层的结构煤层通常是层状的。根据煤层中有无较稳定的夹矸层，将煤层分为两类。

（1）简单结构煤层（2）复杂结构煤层14四、煤层赋存特征（一）煤层的结构和顶、底板15四、煤层赋存特征

2.煤层的顶、底板

顶板：赋存在煤层之上的邻近岩层。底板：赋存在煤层之下的邻近岩层。15四、煤层赋存特征2.煤层的顶、底板16四、煤层赋存特征

（二）煤层厚度煤层的厚度：煤层顶底板之间的垂直距离。煤层总厚度：包括所有煤分层和夹矸层厚度总和。有益厚度：煤分层厚度的总和，不包括夹矸层厚度。最低可采厚度：在当前技术和经济条件下，可开采的最小煤层厚度。16四、煤层赋存特征（二）煤层厚度17四、煤层赋存特征

（三）煤层的构造形态地质构造

—

地壳运动造成的煤层和岩层的空间形态煤层的产状

—

对煤层赋存状态和空间特征的描述17四、煤层赋存特征（三）煤层的构造形态地质构造—18四、煤层赋存特征

1.单斜构造在一定范围内，煤（岩）层大致向一个方向倾斜的构造形态，称为单斜构造。18四、煤层赋存特征1.单斜构造192.褶皱构造褶皱构造—

岩层受力后，被挤压弯曲，但保持连续性的构造形态。（由若干个褶曲组合而成）褶曲—

褶皱构造中的单个弯曲四、煤层赋存特征

192.褶皱构造褶皱构造—岩层受力后，被挤压弯20褶曲的基本形态是背斜和向斜。用褶曲要素来描述一个褶曲在空间的形态，四、煤层赋存特征

核部核部、翼部、轴面、轴线、枢纽20褶曲的基本形态是背斜和向斜。用褶曲要素来描213.断裂构造断裂构造—

岩层受力后，遭到破坏失去连续性的构造。节理—

没有出现明显位移的断裂构造。断层—

出现了明显位移的断裂构造。四、煤层赋存特征

213.断裂构造断裂构造—岩层受力后，遭到破坏失去连续22特大断层-东非大裂谷22特大断层-东非大裂谷23四、煤层赋存特征

（1）断层要素断层面：岩层沿之断裂滑动的面。断面层可能是平面或曲面。断层线：断层面与地面的交线。断层线的方向反映断层延伸方向。断层线可能呈直线或曲线。交面线：断层面与岩层层面（一般是岩层底面）的交线断盘：断层两侧的岩层或岩体。断距：两盘相对移动的距离。落差23四、煤层赋存特征（1）断层要素断层面：岩层沿之断24四、煤层赋存特征

（2）断层分类根据上下盘的相对运动。a、正断层—上盘相对下降，下盘相对上升。b、逆断层—上盘相对上升，下盘相对下降。c、平推断层—

没有垂直方向位移的断层。24四、煤层赋存特征（2）断层分类根据上下盘的相对运25地面勘探线、钻孔、与煤层断层的关系示意图四、煤层赋存特征

25地面勘探线、钻孔、与煤层断层的关系示意图四、煤层赋存特征26四、煤层赋存特征

（四）常用的煤层分类1.按煤层倾角分类根据当前开采技术，我国将煤层按倾角分为四类：近水平煤层<8°

缓（倾）斜煤层8°~25°

中斜煤层25°~45°

急（倾）斜煤层>45°26四、煤层赋存特征（四）常用的煤层分类1.按煤层倾272.按煤层厚度分类根据当前开采技术，我国将煤层按厚度分为三类：薄煤层<1.3m

中厚煤层1.3~3.5m

厚煤层

>3.5m四、煤层赋存特征

27四、煤层赋存特征283.按煤层稳定性分类煤层稳定性是煤层形态、厚度、结构及可采性的变化程度。按煤层稳定性，可分为：稳定煤层较稳定煤层不稳定煤层极不稳定煤层四、煤层赋存特征

283.按煤层稳定性分类四、煤层赋存特征29第二节煤质及煤的工业分类

一、煤的元素成分

煤有机物质：碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）无机物质1.碳（1）变质程度越深，含碳量越高（2）含碳量越高，发热量越高

泥炭：50~60%,褐煤：60~70%,烟煤：74~92%,无烟煤：90~98%含碳量29第二节煤质及煤的工业分类一、煤的元素成分煤有30表1-3中国煤炭分类和用途

30表1-3中国煤炭分类和用途31第三节煤田地质勘探及煤炭储量

一、煤田地质勘探阶段及其任务

远景规划———煤田普查煤炭工业建设矿区总体设计—矿区详查煤田地质勘探矿井设计———井田精查煤田普查找煤:为寻找煤炭资源，并对工作地区有无进一步工作价值作出评价所进行的地质调查工作。普查勘探:为煤炭工业的远景规划和详查提供必要资料所进行的地质工作。31第三节煤田地质勘探及煤炭储量一、煤田地质勘探阶32二、煤田地质勘探技术手段

1.遥感地质调查2.地质填图3.钻探工程4.山地工程5.地球物理勘探三、煤炭储量煤炭储量：煤田内埋藏的具有一定工业价值和一定勘探研究程度的煤炭资源量。第三节煤田地质勘探及煤炭储量

32二、煤田地质勘探技术手段1.遥感地质调查三、煤炭储量煤33煤炭储量（新分类方法）33煤炭储量（新分类方法）34第四节矿图基本知识

在采矿设计、施工和生产过程中，需要一套图纸分别反映地形、地物、地下煤层形态、地质构造、矿井巷道与煤层或矿体之间的关系；矿井各种巷道、工作面以及它们之间的关系等，这类图纸称为矿图。

矿图投影方法:正投影和标高投影。一、矿图的基本知识

34第四节矿图基本知识在采矿设计、施工和生产过35三面正投影关系等高等长等宽35三面正投影关系等高等长等宽36图1-10标高投影原理1—大巷;2—上山;

A、B、C—标高点在平面图上既能反映井巷的水平投影图，又能表示出井井巷的空间位置。第四节矿图基本知识

36图1-10标高投影原理在平面图上既能反第四节37二、地质图

煤矿地质图：反映煤矿各种地质现象与井巷工程之间相互关系及它们空间分布情况的所有图件。煤矿常用地质图有：

a.钻孔柱状图

b.

地质剖面图

c.煤层底板等高线图

d.地形地质图第四节矿图基本知识

37二、地质图煤矿地质图：反映煤矿各种地质现象与井巷工程之38

1.钻孔柱状图根据钻孔资料编制的地质柱状图称为钻孔柱状图。该图可以表示一个钻孔内的煤层、岩层的相互位置及厚度。比例：1∶50、1∶100、1∶200。第四节矿图基本知识

381.钻孔柱状图比例：1∶50、1∶10392.地质剖面图

把同一条勘探线所有钻孔柱状图，按一定比例并按其标高和间距画出来，然后把对应的煤层、岩层及地质构造连起来。就得到该勘探线的地质剖面图，如图1-14所示。

第四节矿图基本知识

392.地质剖面图把同一条勘探线所有钻孔柱403．煤层底板等高线图煤层底板等高线：煤层底板相同高程各点的连线。煤层底板等高线图：假想用一定间距的水平面切割煤层底面，得出一组走向线，把它们投影到水平面上，所得到的图等高距：相邻两个水平面的高程差。在同一幅图上等高线的等高距相同。第四节矿图基本知识

403．煤层底板等高线图第四节矿图基本知识41煤层底板等高线图常用的比例有1∶2000，1∶5000，1∶10000等。常用的等高距为20m、50m、100m。第四节矿图基本知识

41煤层底板等高线图常用的比例有1∶200042在煤层底板等线图上应标明坐标网格及方位第四节矿图基本知识

42在煤层底板等线图上应标明坐标网格及方位第四节矿图基本43

4．地形地质图煤田地形地质图：以地形图为底图，反映地层、煤层、构造、岩层等煤田基本地质特征的图件。

图1-20山岭与湖泊等高线

第四节矿图基本知识

434．地形地质图图1-20山岭与湖44图1-21地形地质图第四节矿图基本知识

44图1-21地形地质图第四节矿图基本知识45三、采掘工程图采掘工程图是反映采掘工程、地质和测量信息的综合性图纸。

1.采掘工程平面图及剖面图对于中倾斜以下的煤层，通常只画水平投影图，称采掘工程平面图。如图1-22所示。第四节矿图基本知识

45三、采掘工程图采掘工程图是反映采掘工程46第四节矿图基本知识

46第四节矿图基本知识472.采掘工程立面图

急倾斜煤层以正面投影为主，得出的图称为采掘工程立面图。第四节矿图基本知识

472.采掘工程立面图急倾斜煤层以正面投483.煤层层面图

选择一个与煤层层面平行的投影面作正投影，所得出的图形就能完全反映煤层内的真实情况，称为煤层层面图。第四节矿图基本知识

483.煤层层面图选择一个与煤层层面平494950谢谢各位同学认真听课！50谢谢各位同学认真听课！1、每一个成功者都有一个开始。勇于开始，才能找到成功的路。12月-2212月-22Monday,December12,20222、成功源于不懈的努力，人生最大的敌人是自己怯懦。05:10:5205:10:5205:1012/12/20225:10:52AM3、每天只看目标，别老想障碍。12月-2205:10:5205:10Dec-2212-Dec-224、宁愿辛苦一阵子，不要辛苦一辈子。05:10:5205:10:5205:10Monday,December12,20225、积极向上的心态，是成功者的最基本要素。12月-2212月-2205:10:5205:10:52December12,20226、生活总会给你另一个机会，这个机会叫明天。12十二月20225:10:52上午05:10:5212月-227、人生就像骑单车，想保持平衡就得往前走。十二月225:10上午12月-2205:10December12,20228、业余生活要有意义，不要越轨。2022/12/125:10:5205:10:5212December20229、我们必须在失败中寻找胜利，在绝望中寻求希望。5:10:52上午5:10上午05:10:5212月-2210、一个人的梦想也许不值钱，但一个人的努力很值钱。12/12/20225:10:52AM05:10:5212-12月-2211、在真实的生命里，每桩伟业都由信心开始，并由信心跨出第一步。12/12/20225:10AM12/12/20225:10AM12月-2212月-22谢谢大家1、每一个成功者都有一个开始。勇于开始，才能找到成功的路。15152第一章煤田地质及矿图知识第一节煤田地质概述第二节煤质及煤的工业分类第三节煤田地质勘探及煤炭储量第四节矿图基本知识矿山开采基础1第一章煤田地质及矿图知识矿山开采基础53第一节煤田地质概述

一、成煤作用二、聚煤时期三、含煤岩系四、煤层特征2第一节煤田地质概述一、成煤作用二、聚煤时期三、54一、成煤作用

煤是古代植物遗体经成煤作用后转变成的固体可燃矿产。

（一）成煤作用：从植物死亡、堆积到转变为煤的演变过程，以及在这个演变过程中经受的各种作用。3一、成煤作用煤是古代植物遗体经成煤作用后转变成的55一、成煤作用

煤的形成过程

4一、成煤作用煤的形成过程56形成有开采价值煤层的必要条件：第一，温暖潮湿的气候；第二，大量植物的生长、死亡；第三，大面积沼泽化的地理条件；第四，地壳运动的良好配合。

（二）成煤的必要条件一、成煤作用

5形成有开采价值煤层的必要条件：（二）成煤的必要条57二、聚煤期

按岩石的成因，分为岩浆岩、沉积岩、变质岩。

岩浆岩是由地壳内部熔融状态的岩浆，沿地壳的裂隙等薄弱地带侵入地壳或喷出地表，冷凝固结而形成的岩石。

6二、聚煤期按岩石的成因，分为岩浆岩、58沉积岩是地壳表层环境中常温常压条件下形成的岩石。主要由风化和剥蚀岩石的碎屑及可溶物质等，经搬运、沉积、压紧、胶结而形成的岩石。

由于风化、剥蚀、搬运作用形成的岩石。特点：成层状态；存在古生物化石。如：砾石、砂岩、页岩、石灰岩、煤。沉积岩约占75%（地表），矿产蕴藏量的80%，是研究的主要对象。二、聚煤期

7沉积岩是地壳表层环境中常温常压条件下形成的岩石。主要由风化59860变质岩是由原有的沉积岩、岩浆岩在受到高温、高压及化学性活泼的气体或液体的作用，岩石的物理化学性质、结构及构造都发生变化，变成一种新的岩石，称为变质岩。受高温高压作用已改变了成份和性质的岩石。如：大理石、石英岩、片麻岩等二、聚煤期

9变质岩是由原有的沉积岩、岩浆岩在受到高温、高压及化学性活泼611062地质年代（地层年代）表11地质年代（地层年代）表63二、聚煤期

聚煤期或成煤期：地质历史中形成煤炭资源的时期。古生代：石炭纪、二叠纪（孢子植物）3个主要聚煤期中生代：侏罗纪（裸子植物）新生代：古近纪、新近纪（第三纪）（被子植物）

徐州煤田成煤于古生代的石炭纪、二迭纪，距今有2.7~3.5亿年了！12二、聚煤期聚煤期或成煤期：地质历史中形成煤炭资源的64煤田—

同一地质时期形成，并大致连续发育的含煤岩系分布区。（地质历史发展过程中，由含炭物质沉积形成的大面积含煤地带）煤田常以其所在的地点来命名，如大同煤田、徐州煤田、鄂尔多斯煤田、开滦煤田等。面积从几十到几百平方公里储量从几亿到几百亿吨。三、含煤岩系

13煤田—同一地质时期形成，并大致连续发育的含煤岩系分布65四、煤层赋存特征

（一）煤层的结构和顶、底板

1.煤层的结构煤层通常是层状的。根据煤层中有无较稳定的夹矸层，将煤层分为两类。

（1）简单结构煤层（2）复杂结构煤层14四、煤层赋存特征（一）煤层的结构和顶、底板66四、煤层赋存特征

2.煤层的顶、底板

顶板：赋存在煤层之上的邻近岩层。底板：赋存在煤层之下的邻近岩层。15四、煤层赋存特征2.煤层的顶、底板67四、煤层赋存特征

（二）煤层厚度煤层的厚度：煤层顶底板之间的垂直距离。煤层总厚度：包括所有煤分层和夹矸层厚度总和。有益厚度：煤分层厚度的总和，不包括夹矸层厚度。最低可采厚度：在当前技术和经济条件下，可开采的最小煤层厚度。16四、煤层赋存特征（二）煤层厚度68四、煤层赋存特征

（三）煤层的构造形态地质构造

—

地壳运动造成的煤层和岩层的空间形态煤层的产状

—

对煤层赋存状态和空间特征的描述17四、煤层赋存特征（三）煤层的构造形态地质构造—69四、煤层赋存特征

1.单斜构造在一定范围内，煤（岩）层大致向一个方向倾斜的构造形态，称为单斜构造。18四、煤层赋存特征1.单斜构造702.褶皱构造褶皱构造—

岩层受力后，被挤压弯曲，但保持连续性的构造形态。（由若干个褶曲组合而成）褶曲—

褶皱构造中的单个弯曲四、煤层赋存特征

192.褶皱构造褶皱构造—岩层受力后，被挤压弯71褶曲的基本形态是背斜和向斜。用褶曲要素来描述一个褶曲在空间的形态，四、煤层赋存特征

核部核部、翼部、轴面、轴线、枢纽20褶曲的基本形态是背斜和向斜。用褶曲要素来描723.断裂构造断裂构造—

岩层受力后，遭到破坏失去连续性的构造。节理—

没有出现明显位移的断裂构造。断层—

出现了明显位移的断裂构造。四、煤层赋存特征

213.断裂构造断裂构造—岩层受力后，遭到破坏失去连续73特大断层-东非大裂谷22特大断层-东非大裂谷74四、煤层赋存特征

（1）断层要素断层面：岩层沿之断裂滑动的面。断面层可能是平面或曲面。断层线：断层面与地面的交线。断层线的方向反映断层延伸方向。断层线可能呈直线或曲线。交面线：断层面与岩层层面（一般是岩层底面）的交线断盘：断层两侧的岩层或岩体。断距：两盘相对移动的距离。落差23四、煤层赋存特征（1）断层要素断层面：岩层沿之断75四、煤层赋存特征

（2）断层分类根据上下盘的相对运动。a、正断层—上盘相对下降，下盘相对上升。b、逆断层—上盘相对上升，下盘相对下降。c、平推断层—

没有垂直方向位移的断层。24四、煤层赋存特征（2）断层分类根据上下盘的相对运76地面勘探线、钻孔、与煤层断层的关系示意图四、煤层赋存特征

25地面勘探线、钻孔、与煤层断层的关系示意图四、煤层赋存特征77四、煤层赋存特征

（四）常用的煤层分类1.按煤层倾角分类根据当前开采技术，我国将煤层按倾角分为四类：近水平煤层<8°

缓（倾）斜煤层8°~25°

中斜煤层25°~45°

急（倾）斜煤层>45°26四、煤层赋存特征（四）常用的煤层分类1.按煤层倾782.按煤层厚度分类根据当前开采技术，我国将煤层按厚度分为三类：薄煤层<1.3m

中厚煤层1.3~3.5m

厚煤层

>3.5m四、煤层赋存特征

27四、煤层赋存特征793.按煤层稳定性分类煤层稳定性是煤层形态、厚度、结构及可采性的变化程度。按煤层稳定性，可分为：稳定煤层较稳定煤层不稳定煤层极不稳定煤层四、煤层赋存特征

283.按煤层稳定性分类四、煤层赋存特征80第二节煤质及煤的工业分类

一、煤的元素成分

煤有机物质：碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）无机物质1.碳（1）变质程度越深，含碳量越高（2）含碳量越高，发热量越高

泥炭：50~60%,褐煤：60~70%,烟煤：74~92%,无烟煤：90~98%含碳量29第二节煤质及煤的工业分类一、煤的元素成分煤有81表1-3中国煤炭分类和用途

30表1-3中国煤炭分类和用途82第三节煤田地质勘探及煤炭储量

一、煤田地质勘探阶段及其任务

远景规划———煤田普查煤炭工业建设矿区总体设计—矿区详查煤田地质勘探矿井设计———井田精查煤田普查找煤:为寻找煤炭资源，并对工作地区有无进一步工作价值作出评价所进行的地质调查工作。普查勘探:为煤炭工业的远景规划和详查提供必要资料所进行的地质工作。31第三节煤田地质勘探及煤炭储量一、煤田地质勘探阶83二、煤田地质勘探技术手段

1.遥感地质调查2.地质填图3.钻探工程4.山地工程5.地球物理勘探三、煤炭储量煤炭储量：煤田内埋藏的具有一定工业价值和一定勘探研究程度的煤炭资源量。第三节煤田地质勘探及煤炭储量

32二、煤田地质勘探技术手段1.遥感地质调查三、煤炭储量煤84煤炭储量（新分类方法）33煤炭储量（新分类方法）85第四节矿图基本知识

在采矿设计、施工和生产过程中，需要一套图纸分别反映地形、地物、地下煤层形态、地质构造、矿井巷道与煤层或矿体之间的关系；矿井各种巷道、工作面以及它们之间的关系等，这类图纸称为矿图。

矿图投影方法:正投影和标高投影。一、矿图的基本知识

34第四节矿图基本知识在采矿设计、施工和生产过86三面正投影关系等高等长等宽35三面正投影关系等高等长等宽87图1-10标高投影原理1—大巷;2—上山;

A、B、C—标高点在平面图上既能反映井巷的水平投影图，又能表示出井井巷的空间位置。第四节矿图基本知识

36图1-10标高投影原理在平面图上既能反第四节88二、地质图

煤矿地质图：反映煤矿各种地质现象与井巷工程之间相互关系及它们空间分布情况的所有图件。煤矿常用地质图有：

a.钻孔柱状图

b.

地质剖面图

c.煤层底板等高线图

d.地形地质图第四节矿图基本知识

37二、地质图煤矿地质图：反映煤矿各种地质现象与井巷工程之89

1.钻孔柱状图根据钻孔资料编制的地质柱状图称为钻孔柱状图。该图可以表示一个钻孔内的煤层、岩层的相互位置及厚度。比例：1∶50、1∶100、1∶200。第四节矿图基本知识

381.钻孔柱状图比例：1∶50、1∶10902.地质剖面图

把同一条勘探线所有钻孔柱状图，按一定比例并按其标高和间距画出来，然后把对应的煤层、岩层及地质构造连起来。就得到该勘探线的地质剖面图，如图1-14所示。

第四节矿图基本知识

392.地质剖面图把同一条勘探线所有钻孔柱913．煤层底板等高线图煤层底板等高线：煤层底板相同高程各点的连线。煤层底板等高线图：假想用一定间距的水平面切割煤层底面，得出一组走向线，把它们投影到水平面上，所得到的图等高距：相邻两个水平面的高程差。在同一幅图上等高线的等高距相同。第四节矿图基本知识

403．煤层底板等高线图第四节矿图基本知识92煤层底板等高线图常用的比例有1∶2000，1∶5000，1∶10000等。常用的等高距为20m、50m、100m。第四节矿图基本知识

41煤层底板等高线图常用的比例有1∶200093在煤层底板等线图上应标明坐标网格及方位第四节矿图基本知识

42在煤层底板等线图上应标明坐标网格及方位第四节矿图基本94

4．地形地质图煤田地形地质图：以地形图为底图，反映地层、煤层、构造、岩层等煤田基本地质